JP6160221B2 - Vehicle steering control device and vehicle steering control method - Google Patents

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Description

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連結した状態で、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によりアシストする、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 relates to a vehicle steering control device and a vehicle that are assisted by an actuator such as a steering motor in accordance with a steering operation of the steering wheel in a state where the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel is mechanically connected. The present invention relates to a steering control method.

従来から、ステアリングホイール(操舵輪)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作に応じた目標転舵角に転舵モータ等のアクチュエータを介して転舵させる操舵制御装置がある。このような操舵制御装置は、一般的に、ステア・バイ・ワイヤ(SBW:Steer By Wire、以降の説明では、「SBW」と記載する場合がある)と呼称するシステム(SBWシステム)を形成する装置であり、例えば、特許文献1に記載されている。   Conventionally, in a state where the torque transmission path between the steering wheel (steering wheel) and the steered wheel is mechanically separated, the steered wheel is set to an actuator such as a steered motor at a target steered angle according to the operation of the steering wheel. There is a steering control device that steers through the wheel. Such a steering control device generally forms a system (SBW system) referred to as steer-by-wire (SBW: Steer By Wire, which may be described as “SBW” in the following description). For example, it is described in Patent Document 1.

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 Patent Document 1 does not include a sensor (such as a rotary encoder) that detects an actual turning angle of a steered wheel (in the following description, may be described as “actual turning angle”). The purpose is to calculate the turning angle of the steered wheels. For this reason, the sum of the absolute angle within the steering angle range of the steering wheel and the deviation between the absolute angle of the steered wheels detected over a plurality of periods and the steered angle range The difference from the initial value obtained by detecting the angle within a plurality of periods is obtained as an offset amount. Then, the sum of the steering absolute angle and the offset amount, which are detected over a plurality of cycles within the steering angle range of the steered wheels, is calculated as a relative steered wheel steer angle, and the steered wheels are steered. Calculate the corner.

特開2011‐005933号公報JP 2011-005933 A

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。
By the way, in the conventional SBW system including the technique described in Patent Document 1, the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel may be configured to include a universal joint. This is configured according to the layout of various components between the steering wheel and the steered wheels.
However, in the technique described in Patent Document 1, the relative turning angle of the steered wheels is determined without considering the change of the steering angle input by the steering wheel and transmitted by the universal joint in the torque transmission path. The turning angle of the steered wheels is calculated.

したがって、SBWシステムの一部に異常が発生した場合等、トルク伝達経路を機械的に連結した状態において、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との対応関係を適切に検出することが困難となる状態が発生する。これにより、トルク伝達経路を機械的に連結した状態において、運転者の操舵操作に応じて転舵輪の転舵を補助するためのアシストトルクを出力するアクチュエータの制御を、適切に行なうことが困難となるという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、アシストトルクを出力するアクチュエータを適切に制御することが可能な車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供することを課題とする。
Therefore, in a state where the torque transmission path is mechanically connected, such as when an abnormality occurs in a part of the SBW system, it is possible to appropriately detect the correspondence relationship between the steering angle of the steering wheel and the turning angle of the steered wheels. A difficult situation occurs. As a result, it is difficult to appropriately control the actuator that outputs the assist torque for assisting the turning of the steered wheels in accordance with the steering operation of the driver in a state where the torque transmission paths are mechanically connected. There is a problem of becoming.
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and provides a vehicle steering control device and a vehicle steering control method capable of appropriately controlling an actuator that outputs assist torque. Let it be an issue.

上記課題を解決するために、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、トルク伝達経路を機械的に分離する開放状態と、トルク伝達経路を機械的に連結する連結状態と、に切り替わるクラッチと、ステアリングホイールとクラッチ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、転舵輪とクラッチ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と、で連結し、運転者の操舵操作に応じてアクチュエータから転舵輪の転舵を補助するためのトルクであるアシストトルクの指令値を、操舵輪に加わる操舵トルクと入出力トルク比と、クラッチを連結状態に切り替えた状態で演算した入出力トルク比に基づいて算出する。ここで、入出力トルク比は、ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、この入力された操舵角に基づきユニバーサルジョイントから出力される出力角との比である。また、アシストトルクを出力するアクチュエータは、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータとする。
さらに、検出した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へ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、トルク伝達経路の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し、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し、検出した転舵アクチュエ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へ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、トルク伝達経路の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し、算出した操舵側クラッチ角と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。
In order to solve the above problems, the present invention provides a torque transmission path between a steering wheel and a steered wheel, an open state in which the torque transmission path is mechanically separated, and a connection state in which the torque transmission path is mechanically coupled. And a clutch that switches between, a steering-side universal joint that mechanically connects between the steering wheel and the clutch, and a steering-side universal joint that mechanically connects between the steered wheels and the clutch, switching the command value of the assist torque is the torque for assisting the steering of steered wheels from the actuator in response to a steering operation of a driver, a steering torque applied to the steering wheel, the output torque ratio, the clutch connected state It is calculated based on the input / output torque ratio calculated in the above state . Here, the input / output torque ratio is a ratio between the steering angle input to the universal joint and the output angle output from the universal joint based on the input steering angle. The actuator that outputs the assist torque is a turning actuator that turns the steered wheels.
Further, the steering side clutch angle, which is the rotation angle on the steering wheel side of the torque transmission path, is calculated based on the detected steering angle, which is the rotation angle transmitted to the clutch via the steering side universal joint. The turning actuator rotation angle that is the rotation angle of the steering actuator is detected, and the detected turning actuator rotation angle is converted to the turning-side reverse output angle that is the rotation angle transmitted to the clutch through the turning-side universal joint. Based on this, a steering side clutch angle that is a rotation angle on the steered wheel side of the torque transmission path is calculated, and a clutch angle deviation that is a deviation between the calculated steering side clutch angle and the calculated steering side clutch angle is calculated.

また、入出力トルク比は、予め設定した時間である角速度算出時間内における転舵輪側出力角の変化量に基づく出力角速度と、角速度算出時間内におけるステアリングホイールの操舵角の変化量に基づく操舵角速度の比と、ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、入力された操舵角に基づきユニバーサルジョイントから出力される出力角と、の比と、算出した操舵側クラッチ角に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を操舵輪側入力角としてユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値と、に基づいて演算する。ここで、転舵輪側出力角は、ユニバーサルジョイントに入力された操舵角に基づく角度である操舵輪側入力角を、ユニバーサルジョイントを介して転舵輪側へ出力した角度である。また、出力角速度は、操舵角速度と出力角速度との関係を示すモデル式であり、予め設定したユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪側出力角を入力した値に基づいて算出する。 In addition, the input / output torque ratio is the output angular velocity based on the change amount of the steered wheel side output angle within the angular velocity calculation time that is a preset time and the steering angular velocity based on the change amount of the steering angle of the steering wheel within the angular velocity calculation time. Ratio of the steering angle input to the universal joint and the output angle output from the universal joint based on the input steering angle, and the calculated clutch angle deviation is added to the calculated steering clutch angle Calculation is performed based on the value input to the universal joint output angular velocity calculation model with the steering angle for turning angle calculation as the steering wheel side input angle . Here, the steered wheel side output angle is an angle obtained by outputting the steered wheel side input angle, which is an angle based on the steering angle input to the universal joint, to the steered wheel side via the universal joint. The output angular velocity is a model equation indicating the relationship between the steering angular velocity and the output angular velocity, and is based on a value obtained by inputting the steering angle of the steering wheel and the output angle on the steered wheel side to a preset universal joint output angular velocity calculation model. calculate.

本発明によれば、ユニバーサルジョイントの不等速性によりトルク伝達経路に発生し、操舵角の変化に伴って変動するトルク変動を、操舵角速度と出力角速度との比である入出力トルク比に基づいて推定することが可能となる。
このため、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となり、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対してアクチュエータを適切に制御することが可能となる。
According to the present invention, the torque fluctuation that occurs in the torque transmission path due to the inconstant velocity of the universal joint and fluctuates with the change of the steering angle is based on the input / output torque ratio that is the ratio of the steering angular speed and the output angular speed. Can be estimated.
For this reason, it is possible to calculate the command value of the assist torque based on the input / output torque ratio according to the torque fluctuation, and even if the torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the driver's steering operation can be performed. On the other hand, the actuator can be appropriately controlled.

本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle including a vehicle steering control device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle steering control device according to a first embodiment of the present invention. FIG. SBWシステムのステアリング構造を示す図である。It is a figure which shows the steering structure of a SBW system. 指令演算部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a command calculating part. クラッチ角偏差算出部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。It is a block diagram which shows the process in which a clutch angle deviation calculation part calculates a clutch angle deviation. 波形マップを示す図である。It is a figure which shows a waveform map. 転舵角算出部が転舵輪の転舵角を算出する処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process in which a turning angle calculation part calculates the turning angle of a steered wheel. EPS制御ブロックの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an EPS control block. 入出力トルク比マップを示す図である。It is a figure which shows an input-output torque ratio map. 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。It is a figure which shows the relationship between the rotating shaft which a single universal joint has, and the rotational motion around a rotating shaft. 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。It is a figure which shows the relationship between the axis | shaft of the input side in an universal joint, and the axis | shaft of an output side. 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。It is a figure which shows the relationship between the axis | shaft of the input side in an universal joint, the axis | shaft of an output side, and a phase angle. 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。It is a flowchart which shows the process performed before shipment of a vehicle. 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。It is a flowchart which shows the process which calculates and memorize | stores a clutch angle deviation among the processes performed with respect to the vehicle after shipment. 出荷後の車両に対して行なう処理のうち、転舵輪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。It is a flowchart which shows the process which calculates the steering angle of a steered wheel among the processes performed with respect to the vehicle after shipment, and the process which correct | amends the relationship between a steering angle and a steering motor rotation angle. トルク比演算部が入出力トルク比を演算する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which a torque ratio calculating part calculates an input-output torque ratio. トルク比演算部が、各ユニバーサルジョイントにおける出力角速度を算出する処理と、積算速度比を算出する処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process in which a torque ratio calculating part calculates the output angular velocity in each universal joint, and the process which calculates an integrated speed ratio. 本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置を用いた車両の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the vehicle using the steering control apparatus for vehicles of 1st embodiment of this invention.

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。
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 steering control device 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle steering control device 1 of the present embodiment.
The vehicle provided with the vehicle steering control device 1 of the present embodiment is a vehicle to which the SBW system is applied.

ここで、SBWシステムでは、車両の運転者によるステアリングホイール(操舵輪)の操舵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。   Here, in the SBW system, by driving and controlling an actuator (for example, a steering motor) in accordance with a steering operation of a steering wheel (steering wheel) by a driver of the vehicle, by performing control to steer the steered wheel, Change the direction of travel of the vehicle. 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、運転者がステアリングホイールに加える力を用いて、転舵輪の転舵を継続する。これに加え、運転者によるステアリングホイールの操作状態(操舵量、操舵トルク、操舵速度等)に応じて、転舵モータからアシストトルクを出力するEPS(Electric Power Steering)制御を行なう。なお、車両の構成を、例えば、車室内に配置した制御切り替えスイッチを備える構成として、運転者が制御切り替えスイッチを操作することにより、SBWシステムによる制御からEPS制御への切り替えを、運転者により任意に行なうことが可能な構成としてもよい。
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。
For example, when an abnormality occurs in a part of the SBW system, such as a disconnection, the driver is connected to the steering wheel by switching the clutch in the released state to the engaged state and mechanically connecting the torque transmission path. Steering of the steered wheels is continued using the applied force. In addition to this, EPS (Electric Power Steering) control for outputting assist torque from the steered motor is performed in accordance with the operation state (steering amount, steering torque, steering speed, etc.) of the steering wheel by the driver. Note that, for example, the configuration of the vehicle includes a control changeover switch arranged in the passenger compartment, and the driver switches the control from the SBW system to the EPS control by operating the control changeover switch. It is good also as a structure which can be performed to.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle steering control device 1 according to the present embodiment includes a steered motor 2, a steered motor control unit 4, a clutch 6, a reaction force motor 8, and a reaction force motor. A control unit 10 is provided.

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、上述し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。
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。
The steered motor 2 is an electric motor that is driven according to the steered motor drive current output by the steered motor control unit 4 and rotates according to the target steered angle described above to steer the steered wheels. A steering actuator is formed. The steered motor 2 outputs a steered torque for turning steered wheels by being driven according to the steered motor drive current. As the steering actuator, it is possible to use a power cylinder, a hydraulic circuit including a solenoid, or the like in addition to the electric motor.
The steered motor 2 has a rotatable steered motor output shaft 12.
A steered output gear 12 a formed using a pinion gear is provided on the tip side of the steered motor output shaft 12.
The steered output gear 12a meshes with a rack gear 18a provided between both ends of the rack shaft 18 inserted through the steering rack 14.

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。
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。
The steered motor 2 is provided with a steered motor angle sensor 16 and a steered motor torque sensor 2t.
The steered motor angle sensor 16 detects the steered motor rotational angle that is the rotational angle of the steered motor 2, and sends an information signal including the detected steered motor rotational angle via the steered motor control unit 4. Output to the reaction force motor control unit 10.
The steered motor torque sensor 2t detects a steered motor torque that is a torque generated by the steered motor 2 during driving. Then, the steered motor torque sensor 2t outputs an information signal including the detected steered motor torque to the reaction force motor control unit 10. In the following description, the steering motor torque may be described as “torque sensor value Vtm”. Further, the steering motor torque detected by the steering motor torque sensor 2t may be converted into steering torque.

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。
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。
In the present embodiment, the steering motor torque detected by the steering motor torque sensor 2t is converted into steering torque that is torque applied by the driver to the steering wheel 32. And the case where the information signal containing this converted steering torque is output to the reaction force motor control part 10 is demonstrated.
The steering rack 14 is formed in a cylindrical shape, and a rack shaft 18 that is displaced in the vehicle width direction according to the rotation of the steering motor output shaft 12, that is, the rotation of the steering output gear 12a is inserted therethrough.
In addition, two stopper portions 14 a that cover the outer diameter surface of the rack shaft 18 from the entire circumference are provided inside the steering rack 14. The two stopper portions 14a are respectively provided on the right side and the left side in the vehicle width direction of the steering output gear 12a inside the steering rack 14. In addition, in FIG. 1, illustration of the stopper part 14a provided in the vehicle width direction right side rather than the steering output gear 12a is abbreviate | omitted among the two stopper parts 14a.

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。
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。
Of the portion of the rack shaft 18 that is inserted into the steering rack 14 and disposed inside, the portions on the right and left sides in the vehicle width direction of the stopper portion 14a are opposed to each other in the axial direction of the stopper portion 14a and the rack shaft 18. An end abutting member 18b is provided. In FIG. 1, of the two end contact members 18b, illustration of the end contact member 18b provided on the right side in the vehicle width direction from the stopper portion 14a is omitted.
Both ends of the rack shaft 18 are connected to the steered wheels 24 via tie rods 20 and knuckle arms 22, respectively. A tire axial force sensor 26 is provided between the rack shaft 18 and the tie rod 20.
The tire axial force sensor 26 detects an axial force that acts in the axial direction (vehicle width direction) of the rack shaft 18, and this detected axial force (may be described as “tire axial force” in the following description). Is output to the reaction force motor control unit 10.

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。
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。
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 wheel 24L, and the steered wheel 24 formed with the right front wheel is denoted as steered wheel 24R.
The steered motor control unit 4 inputs and outputs information signals through the reaction force motor control unit 10 and a communication line 28 such as a CAN (Controller Area Network).
The steered motor control unit 4 includes a steered position servo control unit 30 and a steered side previous process content storage unit MA.
The steered position servo control unit 30 calculates a steered motor drive current for driving the steered motor 2, and outputs the calculated steered motor drive current to the steered motor 2.

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。
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 steering motor 2 according to the calculated target turning angle. This is a current for driving control.
The calculation of the turning motor drive current is performed by calculating a turning motor current command output by the reaction force motor control unit 10 and a command value (hereinafter referred to as a turning motor actual current) energizing the turning motor 2. In the description, it may be described as “steering motor actual current command It”. Specifically, the steered motor current command is corrected using the steered motor actual current command It, and the steered motor drive current is calculated.

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 servo control unit 30 measures the steered motor actual current command It, and estimates the temperature Tt of the steered motor 2 based on the measured steered motor actual current command It. Then, an information signal including the estimated temperature Tt of the steered motor 2 is output to the reaction force motor control unit 10. This is to estimate overheating of the motors (the steered motor 2 and the reaction force motor 8) due to resistance heat generation due to current application.
The steered motor actual current command It is measured, for example, by incorporating a substrate temperature sensor (not shown) in the steered motor 2 and using the incorporated substrate temperature sensor.
Here, as a method of estimating the temperature Tt of the steered motor 2 based on the steered motor actual current command It, for example, in a large current range, the steered motor actual current command It is used using the measured actual current value. Ask for. Specifically, the measured actual current value is compared with the current threshold value stored in advance, and when the measured actual current value is larger than the current threshold value, the measured actual current value is converted into the steering motor. Adopted as actual current command It.

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。
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。
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 motor 2 using the motor NT characteristic that defines the relationship between the rotational speed of the steered motor 2 and the torque. Specifically, the actual current value measured is not adopted as the steering motor actual current command It, and the current value estimated based on the number of revolutions of the steering motor 2 using the motor NT characteristics is used as the actual steering motor actual value. Adopted as current command It.
Then, the temperature Tt of the steered motor 2 is estimated using the steered motor actual current command It adopted as described above.
In addition, the description regarding the steering side last process content storage part MA is mentioned later.
The clutch 6 is interposed between the steering wheel 32 and the steered wheel 24 operated by the driver, and is switched to an open state or an engaged state according to a clutch drive current output from the reaction force motor control unit 10. Note that the clutch 6 is in an open state in a normal state.

ここで、クラッチ6の状態が開放状態に切り替わると、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の状態が締結状態に切り替わると、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。
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。
Here, when the state of the clutch 6 is switched to the released state, the torque transmission path between the steering wheel 32 and the steered wheel 24 is mechanically separated, and the steering operation of the steering wheel 32 is not transmitted to the steered wheel 24. And On the other hand, when the state of the clutch 6 is switched to the engaged state, the torque transmission path between the steering wheel 32 and the steered wheel 24 is mechanically coupled, and the steering operation of the steering wheel 32 is transmitted to the steered wheel 24. And
A steering angle sensor 34, a steering torque sensor 36, a reaction force motor 8, and a reaction force motor angle sensor 38 are disposed between the steering wheel 32 and the clutch 6.
The steering angle sensor 34 is provided, for example, in a steering column that rotatably supports the steering wheel 32.

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。
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。
The steering angle sensor 34 detects a current steering angle that is a current rotation angle (steering angle) of the steering wheel 32. Then, the steering angle sensor 34 outputs an information signal including the detected current steering angle of the steering wheel 32 to the reaction force motor control unit 10. In the following description, the current steering angle may be described as “current steering angle θH”.
Here, a vehicle in recent years is often equipped with a sensor that can detect the steering angle of the steering wheel 32 as a standard. For this reason, in this embodiment, the case where the sensor which can detect the steering angle of the steering wheel 32 which is an existing sensor in the vehicle is used as the steering angle sensor 34 will be described.
Similarly to the steering angle sensor 34, the steering torque sensor 36 is provided, for example, in a steering column that rotatably supports the steering wheel 32.

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。
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。
The steering torque sensor 36 detects a steering torque that is a torque applied by the driver to the steering wheel 32. Then, the steering torque sensor 36 outputs an information signal including the detected steering torque to the reaction force motor control unit 10. In the following description, the steering torque may be described as “torque sensor value Vts”.
The reaction force motor 8 and the reaction force motor angle sensor 38 will be described later.
The clutch 6 has a pair of clutch plates 40 that are separated from each other in the opened state and mesh with each other in the engaged state. In FIG. 1 and the following description, of the pair of clutch plates 40, the clutch plate 40 disposed on the steering wheel 32 side is referred to as “steering wheel side clutch plate 40a”, and the clutch plate disposed on the steered wheel 24 side. 40 is referred to as a “steered wheel side clutch plate 40b”.

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。
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。
The steering wheel side clutch plate 40 a is attached to a steering shaft 42 that rotates together with the steering wheel 32, and rotates together with the steering shaft 42.
The steered wheel side clutch plate 40 b is attached to one end of the pinion shaft 44 and rotates together with the pinion shaft 44.
The other end of the pinion shaft 44 is disposed in the pinion 46.
The pinion 46 incorporates a steering gear (not shown) that meshes with the rack gear 18a. In addition, the pinion 46 is provided with a pinion shaft torque sensor 46t.
The pinion shaft torque sensor 46 t detects pinion shaft torque that is torque applied to the pinion shaft 44. Then, the pinion shaft torque sensor 46 t outputs an information signal including the detected pinion shaft torque to the reaction force motor control unit 10. In the following description, the pinion shaft torque may be described as “torque sensor value Vtp”.

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。
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。
In the present embodiment, the pinion shaft torque detected by the pinion shaft torque sensor 46t is converted into steering torque that is torque applied by the driver to the steering wheel 32. And the case where the information signal containing this converted steering torque is output to the reaction force motor control part 10 is demonstrated.
The steering gear rotates together with the pinion shaft 44. That is, the steering gear rotates with the steered wheel side clutch plate 40 b via the pinion shaft 44.

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 reaction force motor 8 is an electric motor that is driven according to a reaction force motor drive current output from the reaction force motor control unit 10, and forms a reaction force actuator that can output a steering reaction force to the steering wheel 32. Note that. The steering reaction force is output by rotating the steering shaft 42 that rotates together with the steering wheel 32. Here, the steering reaction force output from the reaction force motor 8 to the steering wheel 32 is calculated according to the tire axial force acting on the steered wheels 24 and the steering state of the steering wheel 32. This calculation is performed in a state where the clutch 6 is switched to the released state and the torque transmission path between the steering wheel 32 and the steered wheel 24 is mechanically separated. Thereby, an appropriate steering reaction force is transmitted to the driver who steers the steering wheel 32. That is, the steering reaction force output from the reaction force motor 8 to the steering wheel 32 is a reaction force acting in the direction opposite to the operation direction in which the driver steers the steering wheel 32. As the reaction force actuator, in addition to the electric motor, a power cylinder, a hydraulic circuit including a solenoid, or the like can be used.

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。
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。
The reaction force motor angle sensor 38 is a sensor provided in the reaction force motor 8.
The reaction force motor angle sensor 38 detects the rotation angle of the reaction force motor 8 and includes an information signal including the detected rotation angle (may be described as “reaction force motor rotation angle” in the following description). Is output to the reaction force motor control unit 10.
The reaction force motor control unit 10 inputs and outputs information signals via the steering motor control unit 4 and the communication line 28. In addition, the reaction force motor control unit 10 receives input of information signals output from the vehicle speed sensor 50 and the engine controller 52 via the communication line 28.
In addition, the reaction force motor control unit 10 drives and controls the reaction force motor 8 based on information signals received via the communication line 28 and information signals received from various sensors.

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。
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。
The vehicle speed sensor 50 is, for example, a known vehicle speed sensor, detects the vehicle speed of the vehicle, and outputs an information signal including the detected vehicle speed to the reaction force motor control unit 10.
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 motor control unit 10.
In addition, the reaction force motor control unit 10 includes a command calculation unit 54, a reaction force servo control unit 56, a clutch control unit 58, and a reaction force side previous process content storage unit MB.
The command calculation unit 54 inputs information signals output from the vehicle speed sensor 50, the steering angle sensor 34, the engine controller 52, the steering torque sensor 36, the reaction force motor angle sensor 38, the tire axial force sensor 26, and the turning motor angle sensor 16. Receive.
The detailed configuration of the command calculation unit 54 will be described later.

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。
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。
The reaction force servo control unit 56 outputs a reaction force motor drive current for driving the reaction force motor 8 to the reaction force motor 8.
Further, the reaction force servo control unit 56 may describe the value of the current (reaction force motor actual current) that is actually energized to the reaction force motor 8 (in the following description, “reaction force motor current value Ih”). Measure).
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 command calculation unit 54 and a reaction force motor current value Ih. Specifically, the reaction force motor current command is corrected using the reaction force motor current value Ih, and the reaction force motor drive current is calculated.

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 servo control unit 56 estimates the temperature Th of the reaction force motor 8 based on the measured reaction force motor current value Ih. The estimation of the temperature Th of the reaction force motor 8 is performed in the same procedure as the estimation of the temperature Tt of the turning motor 2 performed by the turning position servo control unit 30, for example.
Based on a clutch current command (described later) output from the command calculation unit 54, the clutch control unit 58 calculates a current necessary for switching the released clutch 6 to the engaged state as a clutch drive current. Then, the calculated clutch drive current is output to the clutch 6.
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。
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 steering wheel 32 is connected to one end of the steering shaft 42.
The steering shaft 42 is rotatably held by the steering column 5.
The other end of the steering shaft 42 is connected to one end of the steering side intermediate shaft 9 via the universal joint 7.
The steering column 5 is provided with a reaction force motor 8 connected to the steering shaft 42.

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。
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。
The reaction force motor 8 applies a reaction torque corresponding to the road surface reaction force transmitted from the steered wheel side toward the steering wheel according to the steered angle to the steering shaft 42. Thereby, even when the clutch 6 is disengaged, the driver can grasp the road surface reaction force according to the steered state.
The other end of the steering side intermediate shaft 9 is connected to one end of the clutch input shaft 13 via the universal joint 11.
The other end of the clutch input shaft 13 is concentrically opposed to one end of the clutch output shaft 17 via the clutch 6, and the clutch 6 disconnects (engages and disconnects) the clutch input shaft 13 and the clutch output shaft 17. Do.

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。以上により、トルク伝達経路は、複数のユニバーサルジョイント(7、11、19、23)で連結されている。
The other end of the clutch output shaft 17 is connected to one end of the steered side intermediate shaft 21 via the universal joint 19.
The other end of the steered side intermediate shaft 21 is connected to one end of a pinion shaft 25 via a universal joint 23, and the other end of the pinion shaft 25 is connected to a rack and pinion type steering gear 27. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the both ends of the rack used as the output side of the steering gear 27 are each connected with the end of a right-and-left tie rod, and the other end of a tie rod is connected with the wheel. As described above, the torque transmission path is connected by the plurality of universal joints (7, 11, 19, 23).

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 clutch 6 is engaged, when the steering wheel 32 is rotated, the pinion 46 and the pinion shaft 25 are rotated. Here, the pinion 46 and the pinion shaft 25 rotate via the steering shaft 42, the steering side intermediate shaft 9, the clutch input shaft 13, the clutch output shaft 17, and the steered side intermediate shaft 21. The rotational movement of the pinion shaft 25 is a rack advance / retreat movement by the steering gear 27, and the wheels are steered by pushing and pulling the tie rods according to the rack advance / retreat.

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。
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。
A reaction force motor 8 is connected to the steering shaft 42. When the reaction force motor 8 is driven in a state where the clutch 6 is disengaged, a reaction force torque is applied to the steering shaft 42. Therefore, the reaction force received from the road surface when the wheels are steered is detected or estimated, and the reaction force motor 8 is driven and controlled in accordance with the detected or estimated reaction force, so that the reaction force against the driver's steering operation is reduced. Power is granted.
Usually, the steering motor 31 is driven and controlled while the clutch 6 is disengaged, and the reaction force motor 8 is driven and controlled to execute steer-by-wire, thereby obtaining desired steering characteristics and turning behavior characteristics. Realized and good operation feeling. On the other hand, when an abnormality occurs in the system, the steer-by-wire is stopped and the clutch 6 is returned to the engaged state as fail-safe to ensure mechanical backup.

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 tilt pivot 41 so as to be swingable. The layout is such that the center position of the universal joint 7 between the steering shaft 42 and the steering side intermediate shaft 9 is different from the center position of the tilt pivot 41 when viewed from the side of the vehicle body.
The steering side intermediate shaft 9 and the steered side intermediate shaft 21 are each configured to be extendable and contractable in the axial direction.
The clutch 6 is fixed to the dash panel 45 via the bracket 43.

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 universal joint 11 form a steering-side universal joint that mechanically connects the steering wheel 32 and the clutch 6. The universal joint 19 and the universal joint 23 form a steered-side universal joint that mechanically connects the steered wheel 24 and the clutch 6. That is, the torque transmission path includes a steering-side universal joint that mechanically connects the steering wheel 32 and the clutch 6, and a steering-side universal joint that mechanically connects the steered wheel 24 and the clutch 6. .

(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、EPS制御ブロック78を備える。
(Detailed configuration of the command calculation unit 54)
Next, the detailed configuration of the command calculation unit 54 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the command calculation unit 54.
As shown in FIG. 4, the command calculation unit 54 includes a neutral position storage unit 60, a steered motor current command calculation unit 62, and a clutch state switching unit 64. In addition, the command calculation unit 54 includes a steering side clutch angle calculation unit 66, a steering side clutch angle calculation unit 68, a clutch angle deviation calculation unit 70, a clutch angle deviation storage unit 72, and a turning angle storage unit. 74, a turning angle calculation unit 76, and an EPS control block 78.

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 position storage unit 60 sets both the steering angle of the steering wheel 32 and the actual turning angle of the steered wheels 24 at the neutral position: 0 [°] in the adjustment process performed at the time of manufacture of the vehicle or before shipment of the vehicle. The relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle in the adjusted state is stored. The relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle in a state where both the steering angle of the steering wheel 32 and the actual turning angle of the steered wheel 24 are adjusted to the neutral position is as follows. Deviation (deviation angle [deg]). In the present embodiment, as an example, the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle in a state where both the steering angle of the steering wheel 32 and the actual turning angle of the steered wheels 24 are adjusted to the neutral position is changed with respect to the steering angle. The case where the deviation of the rudder motor rotation angle is set to 0 [°] will be described.

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。
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。
Further, the neutral position storage unit 60 corrects (overwrites) the relationship between the stored steering angle and the steered motor rotation angle in accordance with the steered angle of the steered wheel 24 calculated by the steered angle calculating unit 76. Process. For example, when the turning angle of the steered wheels 24 calculated by the turning angle calculation unit 76 is 10 [°] in the clockwise direction (the direction in which the vehicle turns to the right), this processing is performed by the turning motor for the steering angle. This is a process of correcting (overwriting) the rotation angle deviation counterclockwise to 10 [°].
The steered motor current command calculation unit 62 includes a relationship between the steering angle and the steered motor rotation angle stored in the neutral position storage unit 60, the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34, and the vehicle speed sensor 50. A steering motor current command is calculated based on the detected vehicle speed. Then, an information signal including the calculated turning motor current command is output to the turning position servo control unit 30.
The clutch state switching unit 64 receives an information signal including the state of the engine from the engine controller 52.

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 state switching unit 64 determines that the ignition switch of the vehicle is on when the information signal including the engine state includes the engine drive state, and the clutch current for switching the clutch 6 to the open state. Generate directives. Then, an information signal including the generated clutch current command is output to the clutch angle deviation calculation unit 70, the clutch angle deviation storage unit 72, and the clutch control unit 58. The determination that the ignition switch of the vehicle is on is not limited to the case where the information signal including the engine state includes the engine driving state. In this case, when it is detected that the ignition switch has been operated by the driver or the like, it may be determined that the ignition switch of the vehicle is on even if the engine is stopped. The same applies to the following description. Further, even when the engine is stopped, the ignition switch of the vehicle is in the on state, for example, when the operation position of the ignition switch is ACC (accessory position).

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。
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 clutch state switching unit 64 determines that the ignition switch of the vehicle is off when the information signal including the state of the engine includes a state of engine stop, and a clutch current for switching the clutch 6 to the connected state. Generate directives. Then, the information signal including the generated clutch current command is sent to the steering side clutch angle calculation unit 66, the steering side clutch angle calculation unit 68, the clutch angle deviation calculation unit 70, the clutch angle deviation storage unit 72, and the clutch control unit. Output to 58.
The steering side clutch angle calculation unit 66 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition, the steering side clutch angle calculation unit 66 receives an information signal including the current steering angle of the steering wheel 32 from the steering angle sensor 34. Further, the steering side clutch angle calculation unit 66 receives an information signal including the torque sensor value Vts from the steering torque sensor 36.

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 clutch 6 is switched to the connected state, the steering side clutch angle calculation unit 66 is based on the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34 and is the rotation angle on the steering wheel 32 side of the torque transmission path. Calculate the clutch angle. Further, an information signal including the calculated steering side clutch angle is output to the clutch angle deviation calculating unit 70.
Here, the steering side clutch angle calculation unit 66 of the present embodiment sets the current steering angle detected by the steering angle sensor 34 to the steering side output angle that is the rotation angle transmitted to the clutch 6 via the steering side universal joint. Based on this, the steering side clutch angle is calculated. The process in which the steering side clutch angle calculation unit 66 calculates the steering side clutch angle will be described later.

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。
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。
The steered side clutch angle calculation unit 68 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition to this, the turning side clutch angle calculation unit 68 receives an input of an information signal including the turning motor rotation angle from the turning motor angle sensor 16. Further, the steered side clutch angle calculation unit 68 receives an input of an information signal including the torque sensor value Vts from the steering torque sensor 36.
And if the steering side clutch angle calculation part 68 switches the clutch 6 to a connection state, based on the steering motor rotation angle which the steering motor angle sensor 16 detected, the rotation angle in the steered wheel 24 side of a torque transmission path | route. The steered side clutch angle is calculated. Further, an information signal including the calculated steered side clutch angle is output to the clutch angle deviation calculating unit 70. The process in which the steered side clutch angle calculating unit 68 calculates the steered side clutch angle will be described later.

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。
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。
Here, the steered side clutch angle calculating unit 68 of the present embodiment is the rotational angle at which the steered motor rotation angle detected by the steered motor angle sensor 16 is transmitted to the clutch 6 via the steered side universal joint. A steering side clutch angle is calculated based on a certain turning side reverse output angle. The process in which the steering side clutch angle calculation unit 66 calculates the steering side clutch angle will be described later.
The clutch angle deviation calculating unit 70 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition, the clutch angle deviation calculating unit 70 receives an input of an information signal including the steering side clutch angle from the steering side clutch angle calculating unit 66. Further, the clutch angle deviation calculating unit 70 receives an input of an information signal including the steered side clutch angle from the steered side clutch angle calculating unit 68.

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。
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。また、クラッチ角偏差記憶部72は、記憶しているクラッチ角偏差を更新(上書き)すると、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号を、トルク比マップ記憶部84へ出力する。
Then, the clutch angle deviation calculating unit 70 calculates a clutch angle deviation which is a deviation between the steering side clutch angle and the steered side clutch angle, and sends an information signal including the calculated clutch angle deviation to the clutch angle deviation storage unit 72. And it outputs to the turning angle calculation part 76. A specific process in which the clutch angle deviation calculating unit 70 calculates the clutch angle deviation will be described later.
The clutch angle deviation storage unit 72 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition, the clutch angle deviation storage unit 72 receives an information signal including the clutch angle deviation from the clutch angle deviation calculation unit 70.
And the clutch angle deviation memory | storage part 72 memorize | stores the clutch angle deviation at the time of switching the clutch 6 to a connection state. In addition, when the stored clutch angle deviation is updated (overwritten), the clutch angle deviation storage unit 72 outputs an information signal including the updated content of the clutch angle deviation to the torque ratio map storage unit 84.

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。
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。
The turning angle storage unit 74 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition, the turning angle storage unit 74 receives an input of an information signal including the turning motor rotation angle from the turning motor angle sensor 16.
And the turning angle memory | storage part 74 memorize | stores the turning angle of the steered wheel 24 when an ignition switch will be in an OFF state.
The turning angle calculation unit 76 receives an input of an information signal including a clutch current command from the clutch state switching unit 64. In addition, the turning angle calculation unit 76 receives an input of an information signal including the clutch angle deviation from the clutch angle deviation calculation unit 70. Further, the turning angle calculation unit 76 receives an input of an information signal including the torque sensor value Vts from the steering torque sensor 36.

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 angle calculation unit 76 determines the turning angle based on the clutch angle deviation calculated by the clutch angle deviation calculation unit 70 and the universal joint change angle before switching the clutch 6 to the released state. The turning angle of the steering wheel 24 is calculated. Further, an information signal including the calculated turning angle of the steered wheels 24 is output to the steered position servo control unit 30.
Here, the universal joint change angle is an angle calculated using a model stored in advance by the turning angle calculation unit 76 on the torque transmission path based on the current steering angle detected by the steering angle sensor 34. . The processing in which the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24 and the model stored in the turning angle calculation unit 76 will be described later.

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。
EPS制御ブロック78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。また、EPS制御ブロック78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。これに加え、EPS制御ブロック78は、車速センサ50から、車速を含む情報信号の入力を受ける。さらに、EPS制御ブロック78は、ピニオン軸トルクセンサ46tから、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号の入力を受ける。
Here, in the present embodiment, as an example, the structure of the turning angle calculation unit 76 is stored when the current steering angle detected by the steering angle sensor 34 does not change while the ignition switch is in the OFF state. The turning angle stored by the unit 74 is calculated as the turning angle of the steered wheels 24. The turning angle stored in the turning angle storage unit 74 is acquired from the turning angle storage unit 74 when the current steering angle detected by the steering angle sensor 34 does not change while the ignition switch is off. To do.
The EPS control block 78 receives an information signal including the current steering angle of the steering wheel 32 from the steering angle sensor 34. The EPS control block 78 receives an input of an information signal including the turning motor rotation angle from the turning motor angle sensor 16. In addition, the EPS control block 78 receives an information signal including the vehicle speed from the vehicle speed sensor 50. Further, the EPS control block 78 receives an input of an information signal including the torque sensor value Vtp from the pinion shaft torque sensor 46t.

そして、EPS制御ブロック78は、上述したEPS制御を行なう際に、開放状態のクラッチ6を連結状態へ切り替えると、入力を受けた各情報信号に基づいて、アシストトルクに応じた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。
ここで、転舵モータ電流指令の演算は、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θH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と、車速センサ50が検出した車速と、転舵モータトルクセンサ2tが検出したトルクセンサ値Vtmに基づいて行なう。
なお、EPS制御ブロック78の詳細な構成については、後述する。
When the EPS control block 78 performs the above-described EPS control, when the clutch 6 in the released state is switched to the connected state, the steering motor current command corresponding to the assist torque is based on each received information signal. Is calculated. Then, an information signal including the calculated turning motor current command is output to the turning position servo control unit 30.
Here, the calculation of the steering motor current command includes the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34, the turning motor rotation angle detected by the steering motor angle sensor 16, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 50, and This is performed based on the torque sensor value Vtm detected by the turning motor torque sensor 2t.
The detailed configuration of the EPS control block 78 will be described later.

(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 deviation calculating unit 70 calculates the clutch angle deviation)
Hereinafter, a specific process in which the clutch angle deviation calculating unit 70 calculates the clutch angle deviation will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a process in which the clutch angle deviation calculation unit 70 calculates the clutch angle deviation.
In the process of calculating the clutch angle deviation, the steering side clutch angle calculation unit 66 calculates the steering side clutch angle θcl_in, and the steering side clutch angle calculation unit 68 calculates the steering side clutch angle θcl_out. Then, a value obtained by subtracting the steering clutch angle θcl_in from the steering clutch angle θcl_out is calculated as the clutch angle deviation dθCL (“dθCL = θcl_out−θcl_in” shown in FIG. 5).

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 angle calculation unit 66 calculates the steering side clutch angle In the process in which the steering side clutch angle calculation unit 66 calculates the steering side clutch angle, first, the torque sensor value Vts received from the steering torque sensor 36. An information signal including Then, it is determined whether or not the torque sensor value Vts is within a preset steering-side clutch angle calculation torque threshold value range. Here, the steering-side clutch angle calculation torque threshold is set to a value that provides an appropriate torque for performing the process of calculating the steering-side clutch angle, and is stored in the steering-side clutch angle calculation unit 66. Therefore, if the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold, the steering torque applied by the driver to the steering wheel 32 is appropriate for performing processing for calculating the steering-side clutch angle. Torque.

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 steering angle sensor 34 is input as the input angle tan θ In of the universal joint 7 into the following equation (1), and the output angle θ out of the universal joint 7 is calculated. . In addition, the following formula | equation (1) is a formula which shows a universal joint output angle calculation model which can be used as a model for calculating the output angle of each universal joint. The principle of establishing the universal joint output angle calculation model will be described later.
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 angle calculation unit 66 and the turning angle calculation unit 76.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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 steering wheel 32 side to the universal joint, and the steered wheel side output angle is an angle obtained by outputting the steering wheel side input angle to the steered wheel 24 side via the universal joint. It is.

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α」と記載する場合がある。
ジョイント角α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α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 shaft 42 and the steering side intermediate shaft 9 may be defined as the joint angle α of the universal joint 7 and may be described as “joint angle α 1 ”.
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 angle calculating section 66, calculates the steering clutch angle Stored in the unit 68 and the turning angle calculation unit 76. The calculation and storing of the joint angle alpha 1 after shipment of the vehicle, for example, may be performed in the garages and the like.

また、ジョイント角α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。
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。
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 steering wheel 32, the corresponding state of being adjusted to an angle (e.g., the current steering angle and the actual turning angle to each other, Both are performed in the neutral position: adjusted to 0 [°].
Here, the waveform map is a map shown in FIG. 6, and is stored in the clutch angle deviation calculation unit 70, for example. FIG. 6 is a diagram showing a waveform map, which is a map defined by mathematical formulas and the like regardless of the specifications of the vehicle.
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]”).

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。
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α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。
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.
When calculating the joint angle α1, for example, the steering angle of the steering wheel 32 is changed to change the deviation angle [deg] in the waveform map. In this case, by changing the steering angle detecting upper and lower limit values of the deviation angle [deg], based on these detected upper and lower limits, and it calculates the joint angle alpha 1.
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.

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。
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。
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 shaft 42. . In the following description, the phase angle indicating the twist angle of the steering-side intermediate shaft 9 with respect to the steering shaft 42 is defined as the phase angle θ offset of the universal joint 7 and may be described as “phase angle θ offset1 ”.
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 angle calculation unit 66, the steering side clutch angle calculation unit 68, and the steering angle calculation unit 76. Note that the phase angle θ offset may be detected and stored, for example, before shipment of the vehicle. Further, the detection and storage of the phase angle θ offset may be performed, for example, at a maintenance shop after the vehicle is shipped.

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 steering wheel 32 and the actual turning angle of the steered wheels 24 are adjusted to mutually corresponding angles (for example, the current steering angle and the actual turning angle). The angles are both adjusted to the neutral position: 0 [°].
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 universal joint 11, and the output angle θ out of the universal joint 11 is calculated. Then, the output angle θ out of the universal joint 11 is calculated as the steering side clutch angle θcl_in.

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α」と記載する場合がある。
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。
Here, when calculating the output angle θ out of the universal joint 11, “α” shown in the above equation (1) is the same as the input-side shaft (steering-side intermediate shaft 9) of the universal joint 11 and the universal joint. 11 is an angle formed by the output side shaft (clutch input shaft 13). In the following description, the angle α formed by the steering-side intermediate shaft 9 and the clutch input shaft 13 may be defined as the joint angle α of the universal joint 11 and described as “joint angle α 2 ”.
When calculating the output angle θ out of the universal joint 11, “θ offset ” shown in the above equation (1) is the phase angle indicating the twist angle of the clutch input shaft 13 with respect to the steering side intermediate shaft 9. Become. In the following description, the phase angle indicating the twist angle of the clutch input shaft 13 with respect to the steering side intermediate shaft 9 is defined as the phase angle θ offset of the universal joint 11 and may be described as “phase angle θ offset2 ”. .

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。
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α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αを入力し、「θoffset」として位相角θoffset2を入力したモデル式
As described above, the steering side clutch angle calculation unit 66 inputs the current steering angle detected by the steering angle sensor 34 to a preset steering side universal joint output angle calculation model, and calculates the steering side clutch angle θcl_in.
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 angle calculating unit 68 calculates the steered side clutch angle In the process in which the steered side clutch angle calculating unit 68 calculates the steered side clutch angle, first, an input from the steering torque sensor 36 is received. The information signal including the torque sensor value Vts is referred to. Then, it is determined whether or not the torque sensor value Vts is within a preset turning threshold clutch angle calculation torque threshold. Here, the steering-side clutch angle calculation torque threshold is set to a value that provides an appropriate torque for performing the process of calculating the steering-side clutch angle, and is stored in the steering-side clutch angle calculation unit 68. Therefore, if the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold, the steering torque applied by the driver to the steering wheel 32 performs processing for calculating the steering-side clutch angle. Appropriate torque.

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 universal joint 23, and the reverse output angle θ out of the universal joint 23 is calculated. In addition, the following formula | equation (2) is a formula which shows a universal joint reverse output angle calculation model which can be used as a model for calculating the reverse output angle of each universal joint.
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 angle calculation unit 68.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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α」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。
Here, when calculating the reverse output angle θ out of the universal joint 23, “α” shown in the above equation (2) is the axis on the input side of the universal joint 23 (the steered side intermediate shaft 21). This is the angle formed by the output side axis (pinion shaft 25) of the universal joint 23. In the following description, the angle α formed by the steered-side intermediate shaft 21 and the pinion shaft 25 may be defined as the joint angle α of the universal joint 23 and may be described as “joint angle α 4 ”.
Therefore, the universal joint reverse output angle calculation model is a model formula indicating 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 steering wheel 32 side.

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。
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。
Further, when calculating the reverse output angle θ out of the universal joint 23, “θ offset ” shown in the above equation (2) is a phase angle indicating a twist angle of the pinion shaft 25 with respect to the steered side intermediate shaft 21. It becomes. In the following description, the phase angle indicating the torsion angle of the pinion shaft 25 with respect to the steered side intermediate shaft 21 is defined as the phase angle θ offset of the universal joint 23 and may be described as “phase angle θ offset4 ”. .
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 universal joint 19 is calculate. Then, the reverse output angle θ out of the universal joint 19 is calculated as the steered side clutch angle θcl_out.

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α」と記載する場合がある。
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。
Here, when calculating the reverse output angle θ out of the universal joint 19, “α” shown in the above equation (2) is the axis on the input side of the universal joint 19 and the axis on the output side of the universal joint 19. Is the angle formed by Here, the input side axis of the universal joint 19 is the clutch output shaft 17, and the output side axis of the universal joint 19 is the steered side intermediate shaft 21. In the following description, the angle α formed by the clutch output shaft 17 and the steered side intermediate shaft 21 may be defined as the joint angle α of the universal joint 19 and may be described as “joint angle α 3 ”.
When calculating the reverse output angle θ out of the universal joint 19, “θ offset ” shown in the above equation (2) is a phase indicating the twist angle of the steered intermediate shaft 21 with respect to the clutch output shaft 17. It becomes a corner. In the following description, the phase angle indicating the twist angle of the steered-side intermediate shaft 21 relative to the clutch output shaft 17 is defined as the phase angle θ offset of the universal joint 19 and may be described as “phase angle θ offset3 ”. is there.

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 angle calculation unit 68 inputs the turning motor rotation angle detected by the turning motor angle sensor 16 to the preset universal joint reverse output angle calculation model, and turns the turning side clutch angle θcl_out. Is calculated.
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 angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24)
Hereinafter, a specific process in which the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24 will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and FIG. 7.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a process in which the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24.
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 steering torque sensor 36 is referred to. Then, it is determined whether or not the torque sensor value Vts is within a preset turning angle calculation torque threshold. Here, the turning angle calculation torque threshold is set to a value that provides an appropriate torque for performing the process of calculating the turning angle, and is stored in the turning angle calculation unit 76. Therefore, if the torque sensor value Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold, the steering torque applied by the driver to the steering wheel 32 is an appropriate torque for performing the process of calculating the turning angle. is there.

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。
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 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 steering angle sensor 34 at the time when the ignition switch is turned on is input as the input angle tan θ In of the universal joint 7 to the above equation (1). Thereby, the output angle θ out of the universal joint 7 is calculated.
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 universal joint 11, and the output angle θ out of the universal joint 11 is calculated. Then, the output angle θ out of the universal joint 11 is calculated as the steering side clutch angle θcl_in.

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。
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。
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 deviation storage unit 72. As a result, the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out is calculated (“Pθcl_out = θcl_in + dθCL” shown in FIG. 7). That is, the turning angle calculation unit 76 acquires information on the clutch angle deviation dθCL stored from the clutch angle deviation storage unit 72 when calculating the turning angle of the steered wheels 24.
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 universal joint 19, and the output angle θ out of the universal joint 19 is calculated. To do.
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 universal joint 23, and the output angle θ out of the universal joint 23 is calculated.

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。
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。
After calculating the output angle theta out of the universal joint 23, the output angle theta out of the universal joint 23 which is the calculated, subtracting the offset component of each universal joint (7,11,19,23). Thereby, the influence by the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23) is removed from the output angle θ out of the universal joint 23, and the turning angle of the steered wheels 24 is calculated.
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 angle calculation unit 76.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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 universal joint 23, the torsion angles of the shafts and the universal joints (7, 11, 19, 23) based on the torque sensor value Vtp are used. The shafts are the steering shaft 42, the steering side intermediate shaft 9, the clutch output shaft 17, the steered side intermediate shaft 21, and the pinion shaft 25.

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 shaft torque sensor 46t, the torsional rigidity of each universal joint, and the torsional rigidity of the input shaft and output shaft of each universal joint. It becomes an expression.

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。
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。
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 angle calculation unit 76.
In the present embodiment, as an example, when the output angle θ out of the universal joint 23 is corrected using the twist angle of each shaft and each universal joint, the twist angle is added to the output angle θ out of the universal joint 23. The case where it does is demonstrated.
Thus, the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24 based on the change angle at which the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out has changed via the turning-side universal joint.
In addition, the turning angle calculation unit 76 of the present embodiment is configured based on a value obtained by inputting the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out to a turning-side universal joint output angle calculation model set in advance. Calculate the turning angle.

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α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α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。
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 angle calculation unit 76 of the present embodiment subtracts the offset component of each universal joint from the change angle at which the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out has changed via the turning-side universal joint. Based on this, the turning angle of the steered wheels 24 is calculated.
In addition, the turning angle calculation unit 76 of the present embodiment calculates the change angle at which the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out has changed via the turning-side universal joint using the torque sensor model. Correct using the twist angle of the path. And based on this corrected value, the turning angle of the steered wheels 24 is calculated.

(EPS制御ブロック78の詳細な構成)
以下、図1から図7を参照しつつ、図8及び図9を用いて、EPS制御ブロック78の詳細な構成について説明する。
図8中に示すように、EPS制御ブロック78は、トルク比演算部80と、トルク比マップ生成部82と、トルク比マップ記憶部84と、アシストトルク算出部86を備える。なお、図8は、EPS制御ブロック78の構成を示すブロック図である。
トルク比演算部80は、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号と、転舵モータ回転角を含む情報信号と、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号の入力を受ける。
(Detailed configuration of EPS control block 78)
The detailed configuration of the EPS control block 78 will be described below with reference to FIGS. 1 to 7 and FIGS. 8 and 9. FIG.
As shown in FIG. 8, the EPS control block 78 includes a torque ratio calculation unit 80, a torque ratio map generation unit 82, a torque ratio map storage unit 84, and an assist torque calculation unit 86. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the EPS control block 78.
The torque ratio calculation unit 80 receives input of an information signal including a current steering angle of the steering wheel 32, an information signal including a turning motor rotation angle, and an information signal including a torque sensor value Vtp.

そして、トルク比演算部80は、入力を受けた各情報信号に基づいて、トルク伝達経路に入力された操舵角と、入力された操舵角に基づきトルク伝達経路から出力される出力角との比に基づくパラメータである入出力トルク比を演算する。そして、演算した入出力トルク比を含む情報信号を、トルク比マップ生成部82及びアシストトルク算出部86へ出力する。なお、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理については、後述する。
トルク比マップ生成部82は、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、トルク比マップ生成部82は、トルク比演算部80から、入出力トルク比を含む情報信号の入力を受ける。
Then, the torque ratio calculation unit 80, based on each input information signal, the ratio between the steering angle input to the torque transmission path and the output angle output from the torque transmission path based on the input steering angle. The input / output torque ratio which is a parameter based on Then, an information signal including the calculated input / output torque ratio is output to the torque ratio map generation unit 82 and the assist torque calculation unit 86. The process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio will be described later.
The torque ratio map generator 82 receives an information signal including the current steering angle of the steering wheel 32. In addition, the torque ratio map generator 82 receives an information signal including an input / output torque ratio from the torque ratio calculator 80.

そして、トルク比マップ生成部82は、トルク伝達経路に入力された現在操舵角と、現在操舵角に対応する入出力トルク比との関係を示す入出力トルク比マップを生成する。
具体的には、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間、すなわち、現在操舵角が180度の変化幅で変化する間における、現在操舵角に対応する入出力トルク比を検出する。そして、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間における入出力トルク比の変動を算出し、この算出した入出力トルク比の変動と現在操舵角とを対応させて、入出力トルク比マップを生成する。
ここで、入出力トルク比マップは、図9中に示すように、横軸に現在操舵角(図中では、「操舵角」と記載する)を示し、縦軸に入出力トルク比(図中では、「トルク比」と記載する)を示すマップである。なお、図9は、入出力トルク比マップを示す図である。
Then, the torque ratio map generation unit 82 generates an input / output torque ratio map indicating the relationship between the current steering angle input to the torque transmission path and the input / output torque ratio corresponding to the current steering angle.
Specifically, the input / output torque ratio corresponding to the current steering angle while the current steering angle changes from 0 [°] to 180 [°], that is, while the current steering angle changes with a change width of 180 degrees. Is detected. Then, the fluctuation of the input / output torque ratio while the current steering angle changes from 0 [°] to 180 [°] is calculated, and the calculated fluctuation of the input / output torque ratio is made to correspond to the current steering angle. An output torque ratio map is generated.
Here, in the input / output torque ratio map, as shown in FIG. 9, the horizontal axis indicates the current steering angle (indicated as “steering angle” in the figure), and the vertical axis indicates the input / output torque ratio (in the figure). Then, it is described as “torque ratio”). FIG. 9 is a diagram showing an input / output torque ratio map.

また、図9中に示すように、入出力トルク比マップは、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で、入出力トルク比の変化が一周期となるマップである。すなわち、現在操舵角に対する入出力トルク比は、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で一周期分の変動を生じる。
また、入出力トルク比マップの生成は、例えば、車両の出荷前に行なう処理や、車両の出荷後に行なう処理で行う。
トルク比マップ記憶部84は、トルク比マップ生成部82から、入出力トルク比マップを含む情報信号の入力を受ける。これに加え、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差記憶部72から、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号の入力を受ける。
Further, as shown in FIG. 9, the input / output torque ratio map is a map in which the input / output torque ratio changes in one cycle while the current steering angle changes from 0 [°] to 180 [°]. . That is, the input / output torque ratio with respect to the current steering angle varies for one cycle while the current steering angle changes from 0 [°] to 180 [°].
Further, the input / output torque ratio map is generated by, for example, processing performed before shipment of the vehicle or processing performed after shipment of the vehicle.
The torque ratio map storage unit 84 receives an input of an information signal including an input / output torque ratio map from the torque ratio map generation unit 82. In addition, the torque ratio map storage unit 84 receives an input of an information signal including the updated content of the clutch angle deviation from the clutch angle deviation storage unit 72.

そして、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程時等、入出力トルク比マップを記憶していない状態では、トルク比マップ生成部82から入力を受けた情報信号に基づいて、入出力トルク比マップを記憶する。
また、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号の入力を受けると、トルク比マップ生成部82から入力を受けた情報信号に基づいて、記憶している入出力トルク比マップを更新する。
すなわち、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差dθCLが変化すると、記憶しているトルク比マップを、変化したクラッチ角偏差dθCLに対応する入出力トルク比マップに変更する。
Then, for example, in the state where the input / output torque ratio map is not stored, such as during an adjustment process performed before shipment of the vehicle, the input / output torque ratio map is based on the information signal received from the torque ratio map generator 82. Remember.
Further, when the torque ratio map storage unit 84 receives an input of an information signal including the updated content of the clutch angle deviation, the torque ratio map storage unit 84 stores the input / output stored based on the information signal received from the torque ratio map generation unit 82. Update the torque ratio map.
That is, when the clutch angle deviation dθCL calculated by the clutch angle deviation calculation unit 70 changes, the torque ratio map storage unit 84 converts the stored torque ratio map into an input / output torque ratio map corresponding to the changed clutch angle deviation dθCL. Change to

アシストトルク算出部86は、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号と、転舵モータ回転角を含む情報信号と、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号と、車速を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、アシストトルク算出部86は、トルク比演算部80から、入出力トルク比を含む情報信号の入力を受ける。さらに、アシストトルク算出部86は、トルク比マップ記憶部84から、記憶している入出力トルク比マップを含む情報を取得する。
そして、アシストトルク算出部86は、入力を受けた各情報信号と、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。そして、算出したアシストトルクの指令値を含む情報信号(図中では、「アシストトルク指令値」と示す)を、転舵モータ制御部4へ出力する。
The assist torque calculation unit 86 receives input of an information signal including the current steering angle of the steering wheel 32, an information signal including the turning motor rotation angle, an information signal including the torque sensor value Vtp, and an information signal including the vehicle speed. . In addition, the assist torque calculator 86 receives an information signal including an input / output torque ratio from the torque ratio calculator 80. Furthermore, the assist torque calculation unit 86 acquires information including the stored input / output torque ratio map from the torque ratio map storage unit 84.
Then, the assist torque calculation unit 86 calculates an assist torque command value based on each input information signal and the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84. Then, an information signal including the calculated assist torque command value (shown as “assist torque command value” in the figure) is output to the steered motor control unit 4.

ここで、アシストトルクは、EPS制御中に、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に応じて、転舵輪24の転舵を転舵モータ2により補助(アシスト)するためのトルクである。
また、アシストトルクの指令値を算出する際には、トルク比演算部80から入力を受けた情報信号が含む入出力トルク比と、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方を用いる。
すなわち、アシストトルク算出部86は、トルクセンサ値Vtpと、トルク比演算部80が演算した入出力トルク比及びトルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
また、本実施形態のアシストトルク算出部86は、トルクセンサ値Vtpをトルク比演算部80が演算した入出力トルク比により補正して、アシストトルクの指令値を算出する。
Here, the assist torque is a torque for assisting (assisting) the turning of the steered wheels 24 by the steered motor 2 in accordance with the steering operation of the steering wheel 32 by the driver during the EPS control.
Further, when calculating the command value of the assist torque, the input / output torque ratio included in the information signal received from the torque ratio calculation unit 80 and the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84 are stored. At least one of them is used.
That is, the assist torque calculation unit 86 outputs at least one of the torque sensor value Vtp, the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80, and the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84. Based on this, a command value for assist torque is calculated.
Further, the assist torque calculation unit 86 of the present embodiment corrects the torque sensor value Vtp with the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80, and calculates an assist torque command value.

(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9を参照しつつ、図10から図12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10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10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10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10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 9 and FIGS. 10 to 12. FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the rotation axis of a single universal joint and the rotational motion around the rotation axis. In addition, in FIG. 10, the steering wheel 32 is typically shown for description. That is, the single universal joint shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the universal joint has three rotation axes (x axis, y axis, z axis), and the rotation matrix R around each rotation axis is expressed by the following equation (5) ) 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.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

また、図11中に示すように、入力側の軸の回転を図10中に示すθ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「θ」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11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11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. 11, the rotation of the input side shaft is replaced with the symbol “φ” from θ 0 shown in FIG. 10, and the inclination angle of the output side shaft with respect to the z axis is represented by the symbol “θ 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. 11 is a diagram illustrating the relationship between the input side shaft and the output side shaft in the universal joint. In FIG. 11, for the sake of explanation, the flow of force from the input side shaft to the output side shaft is indicated by straight arrows.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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tanθ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).

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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tanθ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.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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 steering wheel 32 and the steered wheels 24. For this reason, a configuration in which the phase angle θ offset of the universal joint exists is common.

すなわち、図12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12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12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. 12, in a vehicle having a general configuration, there is a phase angle θ offset between the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint. FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the phase angle and the input-side axis and the output-side axis in the universal joint. In FIG. 12, 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12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 universal joint 23, to eliminate the influence of offset component of each universal joint. Therefore, in the above equation (15), when the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint are 0 [°], the offset component of each universal joint is subtracted by subtracting the offset component from the following equation (16). Remove the effects of ingredients.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

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12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 FIGS. 1 to 12, the configuration of the steered side previous process content storage unit MA and the configuration of the reaction force side previous process 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 engine controller 52, and further receives an information signal including the current steering angle of the steering wheel 32 from the steering angle sensor 34. Receive input. In addition to this, the steered-side previous processing content storage unit MA receives an input of an information signal including the clutch angle deviation from the clutch angle deviation calculation unit 70, and further turns the steered wheels 24 from the turning angle calculation unit 76. Receives information signal including steering angle.

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 engine controller 52, the steering angle sensor 34, the clutch angle deviation calculation unit 70, and the turning angle calculation unit 76, respectively. , Receive information signal input.
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12を参照しつつ、図13から図15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 command calculation unit 54 will be described with reference to FIGS. 1 to 12 and FIGS. 13 to 15.
The processing performed by the command calculation unit 54 includes, for example, processing performed before shipment of the vehicle and processing performed on the vehicle after shipment.

・車両の出荷前に行なう処理
図13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を記憶する処理がある。
図13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. 13 is a flowchart showing processing performed before shipment of the vehicle.
The processing performed by the command calculation unit 54 before the vehicle is shipped includes processing for calculating and storing the joint angle α and processing for storing the phase angle θ offset .
As shown in FIG. 13, when the process to be performed before the vehicle is shipped (START), first, the process of step S10 is performed.
In step S10, for example, in a maintenance shop or the like, both the steering angle of the steering wheel 32 and the actual turning angle of the steered wheels 24 are adjusted to the neutral position (the “steering angle and actual turning angle shown in the figure are set to the neutral position”). adjust. When the steering angle and the actual turning angle are adjusted to the neutral position in step S10, the process performed by the command calculation unit 54 before the vehicle is shipped moves to step S20.

ステップS20では、ジョイント角α〜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。
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が行なう処理は終了(END)する。
In step S20, the joint angles α 1 to α 4 are calculated and stored in the steering side clutch angle calculating unit 66, the steered side clutch angle calculating unit 68, and the steered angle calculating unit 76 (see “Joint angle α shown in the figure”). Calculate / store ”). When the joint angle α is calculated and stored in step S20, the process performed by the command calculation unit 54 before the vehicle is shipped moves to step S30.
In step S30, the phase angles θ offset1 to θ offset4 are stored in the steering side clutch angle calculation unit 66, the turning side clutch angle calculation unit 68, and the turning angle calculation unit 76 (“phase angle θ offset shown in the figure is stored”). )). When the phase angle θ offset is stored in step S30, the process performed by the command calculation unit 54 before the vehicle is shipped moves to step S40.
In step S40, the deviation of the steering motor rotation angle with respect to the steering angle is stored in the neutral position storage unit 60 as the relationship between the steering angle and the steering motor rotation angle ("neutral position storage" shown in the figure). When the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle is stored in step S40, the process performed by the command calculation unit 54 before the vehicle is shipped is ended (END).

・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14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14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。
Processing performed on the vehicle after shipment The processing performed by the command calculation unit 54 on the vehicle after shipment includes processing for calculating and storing the clutch angle deviation and processing for calculating the turning angle of the steered wheels 24. There is a process of correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle.
FIG. 14 is a flowchart showing a process for calculating and storing the clutch angle deviation among the processes performed on the vehicle after shipment. Note that the command calculation unit 54 performs processing described below at a preset period (for example, 5 [ms]).
As shown in FIG. 14, when the process of calculating the clutch angle deviation is started (START), first, the process of step S100 is performed.

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。
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。
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.
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.

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。
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。
In step S110, the clutch state switching unit 64 outputs a clutch current command for switching the clutch 6 to the engaged state to the clutch 6. In addition to this, referring to the clutch drive current output to the clutch 6, it is determined whether or not the clutch 6 is in the engaged state (completely engaged state not including the slip engaged state) ("clutch engagement shown in the figure"?")I do.
If it is determined in step S110 that the clutch 6 is in the engaged state (“Yes” shown in the drawing), the process of calculating the clutch angle deviation proceeds to step S120.
On the other hand, if it is determined in step S110 that the clutch 6 is not engaged ("No" shown in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation repeats the process of step S110.

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。
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。
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. .
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.

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。
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 S130, the steering clutch angle calculator 66 calculates the steering clutch angle θcl_in (“calculates the steering clutch angle θcl_in” shown in the drawing) using the universal joint output angle calculation model. When the steering side clutch angle θcl_in is calculated in step S130, the process of calculating the clutch angle deviation proceeds to step S140.
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 angle calculation unit 68 calculates the steering-side clutch angle θcl_out using the universal joint reverse output angle calculation model (“calculates the steering-side clutch angle θcl_out” shown in the figure). Process. When the steered side clutch angle θcl_out is calculated in step S150, the process of calculating the clutch angle deviation proceeds to step S160.

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 deviation calculating unit 70 performs a process of calculating the clutch angle deviation dθCL (“calculate the clutch angle deviation dθCL” shown in the drawing). When the clutch angle deviation dθCL is calculated in step S160, the process for calculating the clutch angle deviation proceeds to step S170.
In step S170, the clutch angle deviation storage unit 72 stores the clutch angle deviation dθCL calculated in step S160 (“stores clutch angle deviation dθCL” shown in the figure). When the clutch angle deviation dθCL is stored in step S170, the process of calculating the clutch angle deviation is ended (END).

・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15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15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。
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. 15 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.

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。
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。
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
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.

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。 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 universal joint 11 is calculated as the steering clutch angle θcl_in. Thereby, in step S210, the process of calculating the output angle of the steering-side universal joint (“calculating the output angle of the steering-side universal joint” shown in the figure) is performed. When the output angle of the steering-side universal joint is calculated in step S210, the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 proceeds to step S220.

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 universal joint 23 is calculated. Thereby, in step S230, the process which calculates the output angle of a steering side universal joint ("calculate the output angle of a steering side universal joint" shown in a figure) is performed. When the output angle of the steered universal joint is calculated in step S230, the process of calculating the steered angle of the steered wheels 24 proceeds to step S240.

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 universal joint 23. When the offset component is subtracted from the output angle θ out of the universal joint 23 in step S240, the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 proceeds to step S250.

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 universal joint 23 is corrected by the torque sensor model in step S250, the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 proceeds to step S260. Then, the process shifts from the process of calculating the steered angle of the steered wheels 24 to the process of correcting the relationship between the steering angle and the steered motor rotation angle.

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。 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 position storage unit 60 in step S40 described above. Browse relationships. Then, current and deviation a is shipped after the deviation between the output angle theta out corrected by the steering angle and the step S250 that used in step S210, whether the pre-shipment deviation which is a deviation stored in the neutral position storage unit 60 are different Processing for determination (“deviation after shipment ≠ deviation before shipment?” Shown in the figure) is performed.

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。
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。
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.
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 position storage unit 60 in step S40 is corrected to the relationship based on the post-shipment deviation corrected in step S250 ("Neutral position shown in the figure"). Correction ”) is performed. In step S270, when the relationship between the steering angle stored in the neutral position storage unit 60 and the turning motor rotation angle is corrected, the processing for correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle proceeds to step S290.

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 position storage unit 60 in step S40 without correcting ("maintain neutral position" shown in the figure) is performed. In step S280, if the relationship between the steering angle stored in the neutral position storage unit 60 and the turning motor rotation angle is maintained, the process of correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle proceeds to step S290.
In step S290, the clutch state switching unit 64 outputs a clutch current command for switching the clutch 6 to the released state to the clutch 6 ("output clutch release command" shown in the figure). In step S290, when a clutch current command for switching the clutch 6 to the disengaged state is output to the clutch 6, the process of correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle ends (END).

(トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理)
以下、図1から図15を参照しつつ、図16を用いて、EPS制御ブロック78が行なう処理のうち、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理について説明する。
図16は、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理を示すフローチャートである。
図16中に示すフローチャートを開始(START)すると、まず、ステップS300の処理として、イグニッションスイッチをオン状態に維持しつつ、クラッチ6を締結状態(図中に示す「クラッチ締結」)とする処理を行う。なお、ステップS300では、クラッチ6を、滑り締結状態を含まない完全締結状態とする処理を行う。ステップS300において、クラッチ6を締結状態とすると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS310へ移行する。
(Process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio)
Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 15, a process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio among the processes performed by the EPS control block 78 will be described using FIG. 16.
FIG. 16 is a flowchart showing a process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
When the flowchart shown in FIG. 16 is started (START), first, as a process of step S300, the process of setting the clutch 6 to the engaged state ("clutch engagement" shown in the figure) while maintaining the ignition switch in the on state is performed. Do. In step S300, the clutch 6 is processed to be in a completely engaged state that does not include the slip engaged state. In step S300, when the clutch 6 is in the engaged state, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S310.

ステップS310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が、最新のクラッチ角偏差dθCLに更新されているか否かを判定する処理(図中に示す「クラッチ角偏差更新済み?」)を行う。
ステップS310において、クラッチ角偏差dθCLが更新されていない(図中に示す「No」)と判定した場合、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS320へ移行する。
一方、ステップS310において、クラッチ角偏差dθCLが更新されている(図中に示す「Yes」)と判定した場合、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS340へ移行する。
In step S310, a process of determining whether or not the clutch angle deviation stored in the clutch angle deviation storage unit 72 has been updated to the latest clutch angle deviation dθCL (“Clutch angle deviation updated?” Shown in the figure). )I do.
If it is determined in step S310 that the clutch angle deviation dθCL has not been updated (“No” shown in the figure), the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S320.
On the other hand, if it is determined in step S310 that the clutch angle deviation dθCL has been updated (“Yes” shown in the figure), the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S340.

ステップS320では、クラッチ角偏差算出部70によりクラッチ角偏差dθCLを算出(図中に示す「クラッチ角偏差算出」)する処理を行う。ステップS320において、クラッチ角偏差dθCLを算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS330へ移行する。なお、クラッチ角偏差dθCLを算出する処理としては、例えば、イグニッションスイッチをオン状態としてクラッチ6を締結状態とした時点の現在操舵角及び転舵モータ回転角を用いる点を除き、上述したステップS120〜S160と同様の処理を用いる。   In step S320, the clutch angle deviation calculator 70 calculates the clutch angle deviation dθCL ("clutch angle deviation calculation" shown in the figure). When the clutch angle deviation dθCL is calculated in step S320, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S330. The process for calculating the clutch angle deviation dθCL is, for example, the above-described steps S120 to S120 except that the current steering angle and the turning motor rotation angle when the ignition switch is turned on and the clutch 6 is engaged are used. A process similar to S160 is used.

ステップS330では、クラッチ角偏差記憶部72に記憶しているクラッチ角偏差を、ステップS320で算出したクラッチ角偏差dθCLに更新(図中に示す「クラッチ角偏差更新」)する処理を行う。ステップS330において、クラッチ角偏差dθCLを更新すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS310へ移行する。なお、クラッチ角偏差dθCLを更新する処理としては、例えば、上述したステップS170と同様の処理を用いる。
ステップS340では、操舵角センサ34により、クラッチ6を締結状態とした時点の現在操舵角θHを検出(図中に示す「現在操舵角検出」)する処理を行う。ステップS340において、現在操舵角θHを検出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS350へ移行する。
In step S330, the clutch angle deviation stored in the clutch angle deviation storage unit 72 is updated to the clutch angle deviation dθCL calculated in step S320 ("clutch angle deviation update" shown in the drawing). When the clutch angle deviation dθCL is updated in step S330, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S310. In addition, as a process which updates clutch angle deviation d (theta) CL, the process similar to step S170 mentioned above is used, for example.
In step S340, the steering angle sensor 34 detects the current steering angle θH when the clutch 6 is engaged (“current steering angle detection” shown in the figure). When the current steering angle θH is detected in step S340, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S350.

ステップS350では、転舵角算出部76により、クラッチ6を締結状態とした時点における転舵輪24の転舵角を、ピニオン角の現在の推定値として算出(図中に示す「現在ピニオン角推定」)する処理を行う。ステップS350において、ピニオン角の現在の推定値を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS360へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS350で算出したピニオン角の現在の推定値を、「現在ピニオン角f(θH)」と示す場合がある。また、ピニオン角の現在の推定値を算出する処理としては、上述したステップS200〜S250と同様の処理を用いる。   In step S350, the steered angle calculation unit 76 calculates the steered angle of the steered wheels 24 when the clutch 6 is engaged as the current estimated value of the pinion angle ("present pinion angle estimation" shown in the figure). ) Is performed. When the current estimated value of the pinion angle is calculated in step S350, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S360. In the following description, the current estimated value of the pinion angle calculated in step S350 may be indicated as “current pinion angle f (θH)”. Moreover, as a process which calculates the present estimated value of a pinion angle, the process similar to step S200-S250 mentioned above is used.

ステップS360では、予め設定した角速度算出時間Δt(例えば、100[ms])と仮想変位角ΔθHを、以下の式(17)へ入力する。これにより、ステップS360では、角速度算出時間Δt内における操舵角の変化量に基づく操舵角速度を算出(図中に示す「操舵角速度算出」)する処理を行う。ステップS360において、操舵角速度を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS370へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS360で算出した操舵角速度を、「ωθH」と示す場合がある。すなわち、操舵角速度ωθHは、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)へステアリングホイール32側から入力した角度の、角速度算出時間Δt内における変化量に基づく速度である。   In step S360, a preset angular velocity calculation time Δt (for example, 100 [ms]) and a virtual displacement angle ΔθH are input to the following equation (17). Thereby, in step S360, a process of calculating a steering angular velocity based on the amount of change in the steering angle within the angular velocity calculation time Δt ("steering angular velocity calculation" shown in the figure) is performed. When the steering angular velocity is calculated in step S360, the process for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S370. In the following description, the steering angular velocity calculated in step S360 may be indicated as “ωθH”. That is, the steering angular velocity ωθH is a velocity based on the amount of change in the angular velocity calculation time Δt of the angle input from the steering wheel 32 side to each universal joint (7, 11, 19, 23).

ここで、角速度算出時間Δtは、例えば、車両の運転者によるステアリングホイールの操作に対応する、各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の変化量が、数[deg]程度となる値に設定する。
また、仮想変位角ΔθHは、角速度算出時間Δt内における操舵角の変化量に対応するパラメータである。
Here, the angular velocity calculation time Δt is, for example, a value that corresponds to the steering wheel operation by the driver of the vehicle and the amount of change in the angle input to each universal joint from the steering wheel 32 side is about several [deg]. Set.
The virtual displacement angle ΔθH is a parameter corresponding to the amount of change in the steering angle within the angular velocity calculation time Δt.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

ステップS370では、ステップS360で算出した操舵角速度ωθHを、以下の式(18)に入力し、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における出力角速度を算出(図中に示す「出力角速度算出」)する処理を行う。ステップS370において、出力角速度を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS380へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS370で算出した出力角速度を、「ωθP」と示す場合がある。また、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における出力角速度ωθPを算出する処理の説明は、後述する。
なお、以下の式(18)は、各ユニバーサルジョイントの出力角速度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速度算出モデルを示す式である。
In step S370, the steering angular velocity ωθH calculated in step S360 is input to the following equation (18), and the output angular velocity at each universal joint (7, 11, 19, 23) is calculated (“output angular velocity calculation shown in the figure”). )) Is performed. When the output angular velocity is calculated in step S370, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S380. In the following description, the output angular velocity calculated in step S370 may be indicated as “ωθP”. In addition, description of processing for calculating the output angular velocity ωθP in each universal joint (7, 11, 19, 23) will be described later.
In addition, the following formula | equation (18) is a formula which shows a universal joint output angular velocity calculation model which can be used as a model for calculating the output angular velocity of each universal joint.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

ここで、出力角速度ωθPは、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)に入力して、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)を介して転舵輪24側へ出力した角度の、角速度算出時間Δt内における変化量に基づく速度である。
したがって、ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPの関係を示すモデル式である。
ステップS380では、ステップS370で用いた操舵角速度ωθHと各出力角速度ωθPを用いて、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における速度比を積算(図中に示す「各速度比を積算」)する処理を行う。ステップS380において、各ユニバーサルジョイントにおける速度比を積算すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS390へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS380で積算した速度比を、「積算速度比ωθPint/ωθH」と示す場合がある。
Here, the output angular velocity ωθP is input to each universal joint (7, 11, 19, 23), and is output to the steered wheel 24 side via each universal joint (7, 11, 19, 23). This is a speed based on the amount of change within the angular velocity calculation time Δt.
Therefore, the universal joint output angular velocity calculation model is a model formula showing the relationship between the steering angular velocity ωθH and the output angular velocity ωθP.
In step S380, using the steering angular velocity ωθH and the output angular velocities ωθP used in step S370, the speed ratios in the universal joints (7, 11, 19, 23) are integrated ("integrate each speed ratio" shown in the figure). ) Is performed. In step S380, when the speed ratios at the universal joints are integrated, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S390. In the following description, the speed ratio integrated in step S380 may be indicated as “integrated speed ratio ωθP int / ωθH”.

ステップS390では、ステップS380で算出した積算速度比ωθPint/ωθHの逆数を演算して、積算速度比ωθPint/ωθHを入出力トルク比に変換(図中に示す「入出力トルク比に変換」)する処理を行う。すなわち、ステップS390では、以下の式(19)により、入出力トルク比Tratioを算出する。ステップS390において、入出力トルク比Tratioを算出すると、入出力トルク比を演算する処理は終了(END)する。
ratio=1/(ωθPint/ωθH) … (19)
In step S390, calculates the reciprocal of the integrated speed ratio ωθP int / ωθH calculated in step S380, converts the integrated speed ratio ωθP int / ωθH the output torque ratio ( "converted into output torque ratio" shown in FIG. ) Is performed. That is, in step S390, the input / output torque ratio T ratio is calculated by the following equation (19). When the input / output torque ratio T ratio is calculated in step S390, the processing for calculating the input / output torque ratio ends (END).
T ratio = 1 / (ωθP int / ωθH) (19)

ここで、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの速度比は、入出力トルク比Tratioの逆数となる。このため、積算速度比ωθPint/ωθHに基づいて算出した入出力トルク比Tratioを用いて、トルク伝達経路におけるトルクの増幅率を推定することが可能となる。
以上により、トルク比演算部80は、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た値に基づいて、入出力トルク比Tratioを演算する。
また、アシストトルク算出部86は、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態でトルク比演算部80が演算した入出力トルク比Tratioに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
Here, the speed ratio between the steering angular velocity ωθH and the output angular velocity ωθP is the reciprocal of the input / output torque ratio T ratio . Therefore, it is possible to estimate the torque amplification factor in the torque transmission path using the input / output torque ratio T ratio calculated based on the integrated speed ratio ωθP int / ωθH.
As described above, the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio T ratio based on the value of the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out input to the universal joint output angle calculation model.
Further, the assist torque calculation unit 86 calculates an assist torque command value based on the input / output torque ratio T ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80 with the clutch 6 switched to the connected state.

(各ユニバーサルジョイントにおける出力角速度ωθPを算出する処理、積算速度比ωθPint/ωθHを算出する処理)
以下、図1から図16を参照しつつ、図17を用いて、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理のうち、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における出力角速度ωθPを算出する処理について説明する。さらに、積算速度比ωθPint/ωθHを算出する処理を説明する。
図17は、トルク比演算部80が、各ユニバーサルジョイントにおける出力角速度ωθPを算出する処理と、積算速度比ωθPint/ωθHを算出する処理を示すブロック図である。なお、図17中には、説明のために、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(図7参照)を、破線で囲んだ範囲の外に示している。
(Process for calculating output angular velocity ωθP at each universal joint, process for calculating integrated speed ratio ωθP int / ωθH)
Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 16, the output angular velocity at each of the universal joints (7, 11, 19, 23) in the processing in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio using FIG. 17. A process for calculating ωθP will be described. Further, a process for calculating the integrated speed ratio ωθP int / ωθH will be described.
FIG. 17 is a block diagram illustrating a process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the output angular velocity ωθP in each universal joint and a process in which the integrated speed ratio ωθP int / ωθH is calculated. In FIG. 17, for the sake of explanation, a block diagram (see FIG. 7) showing a process in which the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheels 24 is outside the range surrounded by the broken line. Show.

各ユニバーサルジョイントにおける出力角速度ωθPを算出する処理では、図17中に示すように、まず、ステップS360で算出した操舵角速度ωθHを、上記の式(18)に入力する。
そして、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θHを「θIn」として、ユニバーサルジョイント7に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力する。これにより、ユニバーサルジョイント7における出力角速度ωθPを算出する。なお、図17中では、ユニバーサルジョイント7に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを、符合「7VR」を付して示す。
In the process of calculating the output angular velocity ωθP in each universal joint, first, as shown in FIG. 17, the steering angular velocity ωθH calculated in step S360 is input to the above equation (18).
Then, the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34 when the ignition switch is turned on is inputted as “θ In ” to the universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 7. Thereby, the output angular velocity ωθP 1 at the universal joint 7 is calculated. In FIG. 17, a universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 7 is shown with a reference “7VR”.

ここで、ユニバーサルジョイント7に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルにおける「α」及び「θoffset1」は、ユニバーサルジョイント7に対応するユニバーサルジョイント出力角算出モデルにおける「α」及び「θoffset1」と同値である。これは、他のユニバーサルジョイント(11、19、23)に関しても同様である。
次に、転舵角算出部76が算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを「θIn」として、ユニバーサルジョイント11に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力する。これにより、ユニバーサルジョイント11における出力角速度ωθPを算出する。なお、図17中では、ユニバーサルジョイント11に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを、符合「11VR」を付して示す。
Here, "alpha 1" and "theta offset1" in universal joint output angular velocity calculating model corresponding to the universal joint 7, the "alpha 1" and "theta offset1" in universal joint output angle calculation model corresponding to the universal joint 7 Equivalent. The same applies to the other universal joints (11, 19, 23).
Next, the output angle θ out of the universal joint 7 calculated by the turning angle calculation unit 76 is input to the universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 11 as “θ In ”. Thereby, the output angular velocity ωθP 2 at the universal joint 11 is calculated. In FIG. 17, a universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 11 is shown with a reference “11VR”.

そして、転舵角算出部76が算出した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを「θIn」として、ユニバーサルジョイント19に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力する。これにより、ユニバーサルジョイント19における出力角速度ωθPを算出する。なお、図17中では、ユニバーサルジョイント19に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを、符合「19VR」を付して示す。
次に、転舵角算出部76が算出したユニバーサルジョイント19の出力角θoutを「θIn」として、ユニバーサルジョイント23に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力する。これにより、ユニバーサルジョイント23における出力角速度ωθPを算出する。なお、図17中では、ユニバーサルジョイント23に対応するユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを、符合「23VR」を付して示す。
上記のように各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における出力角速度ωθP、ωθP、ωθP、ωθPを算出した後、これらの算出した出力角速度を以下の式(20)に入力して、積算速度比ωθPint/ωθHを算出する。
Then, the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out calculated by the turning angle calculation unit 76 is input as “θ In ” to the universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 19. Thereby, the output angular velocity ωθP 3 at the universal joint 19 is calculated. In FIG. 17, a universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 19 is shown with a reference “19VR”.
Next, the output angle θ out of the universal joint 19 calculated by the turning angle calculation unit 76 is input as “θ In ” to a universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 23. Thereby, the output angular velocity ωθP 4 at the universal joint 23 is calculated. In FIG. 17, a universal joint output angular velocity calculation model corresponding to the universal joint 23 is shown with a symbol “23VR”.
After calculating the output angular velocities ωθP 1 , ωθP 2 , ωθP 3 , ωθP 4 at the universal joints (7, 11, 19, 23) as described above, these calculated output angular velocities are input to the following equation (20). Then, the integrated speed ratio ωθP int / ωθH is calculated.

Figure 0006160221
Figure 0006160221

以上により、トルク比演算部80は、現在操舵角θHと、転舵角算出部76が転舵角の算出で用いた転舵輪側出力角をユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値に基づいて、出力角速度ωθPを算出する。これに加え、算出した出力角速度ωθPと、算出した操舵角速度ωθHの比に基づいて、入出力トルク比Tratioを演算する。
また、トルク比演算部80は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを、操舵輪側入力角としてユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値に基づいて、入出力トルク比Tratioを演算する。
As described above, the torque ratio calculation unit 80 is based on the values obtained by inputting the current steering angle θH and the steered wheel side output angle used by the steered angle calculation unit 76 in calculating the steered angle to the universal joint output angular velocity calculation model. The output angular velocity ωθP is calculated. In addition, the input / output torque ratio T ratio is calculated based on the ratio between the calculated output angular velocity ωθP and the calculated steering angular velocity ωθH.
Further, the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio T ratio based on the value input to the universal joint output angular velocity calculation model using the turning angle calculation turning side clutch angle Pθcl_out as the steering wheel side input angle. To do.

(動作)
次に、図1から図16を参照しつつ、図18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18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18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 steering control device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 16 and FIG. FIG. 18 is a time chart showing the operation of the vehicle using the vehicle steering control device 1 of the present embodiment.
The time chart shown in FIG. 18 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 position storage unit 60 and the turning motor rotation angle, the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 50. To do.

そして、例えば、運転者が制御切り替えスイッチを操作して、SBWシステムによる制御からEPS制御へ切り替えた時点t1で、SBWシステムの制御を終了し、EPS制御の開始時における処理(図中に示す「EPS制御開始時の処理」)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。これに加え、時点t1では、入出力トルク比を演算する処理を行なう。
そして、演算した入出力トルク比に基づいて算出したアシストトルクの指令値を用いて、EPS制御を実施する。
Then, for example, at the time t1 when the driver operates the control changeover switch to switch from the control by the SBW system to the EPS control, the control of the SBW system is finished, and the process at the start of the EPS control (“ “Processing at the start of EPS control”).
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. In addition to this, at time t1, a process of calculating the input / output torque ratio is performed.
And EPS control is implemented using the command value of the assist torque calculated based on the calculated input-output torque ratio.

EPS制御を実施している状態(図中に示す「EPSシステム制御中」)から、EPS制御からSBWシステムによる制御へ切り替えた時点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。
なお、EPS制御からSBWシステムによる制御へ切り替えは、例えば、運転者が制御切り替えスイッチを操作すると行なう。
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。
At the time t2 when the EPS control is being performed ("EPS system control" shown in the figure) is switched from the EPS control to the control by the SBW system, the process at the time of starting the SBW system control (" Processing at the time of starting the SBW system ").
Note that switching from EPS control to control by the SBW system is performed, for example, when the driver operates a control changeover switch.
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.

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。
ここで、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、EPS制御の開始時に、操舵角速度ωθHと、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)における出力角速度ωθP、ωθP、ωθP、ωθPを算出する。これに加え、算出した出力角速度ωθP〜ωθPに基づく積算速度比ωθPintと、操舵角速度ωθHを用いて算出した積算速度比ωθPint/ωθHの逆数を演算して、入出力トルク比Tratioを算出する。
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).
Here, in the vehicle steering control apparatus 1 of the present embodiment, at the start of EPS control, the steering angular velocity ωθH and the output angular velocities ωθP 1 , ωθP 2 , ωθP 3 , and the universal joints (7, 11, 19, 23), ωθP 4 is calculated. In addition to this, the reciprocal of the integrated speed ratio ωθP int based on the calculated output angular speeds ωθP 1 to ωθP 4 and the integrated speed ratio ωθP int / ωθH calculated using the steering angular speed ωθH is calculated, and the input / output torque ratio T ratio Is calculated.

そして、算出した入出力トルク比Tratioと、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方を用いてアシストトルクの指令値を算出し、算出したアシストトルクの指令値に基づいてEPS制御を実施する。
すなわち、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、操舵輪側入力角と転舵輪側出力角の関係と、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの関係を用いて、入出力トルク比Tratioを算出する。
Then, the command value of the assist torque is calculated using at least one of the calculated input / output torque ratio T ratio and the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84, and the calculated assist torque EPS control is performed based on the command value.
That is, in the vehicle steering control device 1 of the present embodiment, the input / output torque ratio T ratio is set using the relationship between the steering wheel side input angle and the steered wheel side output angle and the relationship between the steering angular velocity ωθH and the output angular velocity ωθP. calculate.

したがって、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比であり、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化に応じた入出力トルク比Tratioを算出することが可能となる。このため、ユニバーサルジョイントの不等速性によりトルク伝達経路に発生するトルク変動を推定することが可能となり、EPS制御において、運転者の操舵操作に対して転舵角を適切に制御す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。
Therefore, even when torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP is the ratio of the input / output torque ratio T ratio corresponding to the change in the steering angle input to the torque transmission path. It is possible to calculate. For this reason, it is possible to estimate the torque fluctuation generated in the torque transmission path due to the inconstant velocity of the universal joint, and it is possible to appropriately control the turning angle with respect to the steering operation of the driver in the EPS control. It becomes.
The steering angle sensor 34 described above corresponds to a steering angle detection unit.

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、トルクセンサ値Vtpと入出力トルク比Tratioに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する方法である。ここで、入出力トルク比Tratioは、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比である積算速度比ωθPint/ωθHに基づいて演算する。
Moreover, the steering motor angle sensor 16 mentioned above respond | corresponds to a steering actuator rotation angle detection part.
The pinion shaft torque sensor 46t described above corresponds to a steering torque detector.
In addition, as described above, the vehicle steering control method implemented by the operation of the vehicle steering control device 1 according to the present embodiment determines the command value of the assist torque based on the torque sensor value Vtp and the input / output torque ratio T ratio. This is a calculation method. Here, the input / output torque ratio T ratio is calculated based on the integrated speed ratio ωθP int / ωθH, which is the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP.

(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)トルク比演算部80が、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比である積算速度比ωθPint/ωθHに基づいて、入出力トルク比Tratioを演算する。これに加え、アシストトルク算出部86が、トルクセンサ値Vtpと入出力トルク比Tratioに基づいて、ステアリングホイール32の操舵状態に応じて転舵輪24の転舵を補助するために転舵モータ2から出力するアシストトルクの指令値を算出する。
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比であり、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化速度に応じた入出力トルク比Tratioに基づいて、トルク変動を推定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 torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio T ratio based on the integrated speed ratio ωθP int / ωθH which is the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP. In addition to this, the assist torque calculation unit 86 assists the turning of the steered wheels 24 in accordance with the steering state of the steering wheel 32 based on the torque sensor value Vtp and the input / output torque ratio T ratio. The command value of the assist torque output from is calculated.
For this reason, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP, and the input / output torque ratio T according to the change speed of the steering angle input to the torque transmission path. Based on the ratio , the torque fluctuation can be estimated.

その結果、EPS制御において、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。これにより、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
ここで、トルク伝達経路に発生するトルク変動は、以下の要因により発生する。
ユニバーサルジョイントを用いて連結した二つのシャフトには、ユニバーサルジョイントの不等速性により、回転角の位相が互いに異なる状態となるため、回転時に互いの角速度が異なる状態が発生する。これにより、ユニバーサルジョイントを用いて連結した二つのシャフトには、ユニバーサルジョイントの不等速性によって、予測が困難なトルク変動が発生する。このため、トルク伝達経路を伝達するトルクは、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化に伴って変動することとなる。
As a result, in the EPS control, it is possible to calculate the command value of the assist torque based on the input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation. Thereby, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the steered motor 2 can be appropriately controlled with respect to the driver's steering operation.
Here, the torque fluctuation generated in the torque transmission path is caused by the following factors.
The two shafts connected using the universal joint are in a state in which the phases of the rotation angles are different from each other due to the inconstant velocity of the universal joint. As a result, torque fluctuations that are difficult to predict are generated in the two shafts connected using the universal joint due to the unequal speed of the universal joint. For this reason, the torque transmitted through the torque transmission path varies as the steering angle input to the torque transmission path changes.

(2)ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを、上記の式(18)で示すモデル式とする。
その結果、出力角速度ωθPを算出する際の演算負荷を減少させることが可能となるため、入出力トルク比Tratioを演算する際の演算負荷を減少させることが可能となる。
(2) The universal joint output angular velocity calculation model is a model equation represented by the above equation (18).
As a result, it is possible to reduce the calculation load when calculating the output angular velocity ωθP, and thus it is possible to reduce the calculation load when calculating the input / output torque ratio T ratio .

(3)トルク比演算部80が、操舵側クラッチ角θcl_inにクラッチ角偏差dθCLを加算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た値に基づいて、入出力トルク比Tratioを演算する。これに加え、アシストトルク算出部86が、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態でトルク比演算部80が演算した入出力トルク比Tratioに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態におけるクラッチ角偏差dθCLに応じた入出力トルク比Tratioに基づいて、トルク変動を推定することが可能となる。
その結果、クラッチ6の連結状態における締結角度が変化した場合であっても、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
(3) Based on the value input by the torque ratio calculation unit 80 to the universal joint output angle calculation model, the turning angle calculation turning side clutch angle Pθcl_out obtained by adding the clutch angle deviation dθCL to the steering side clutch angle θcl_in. The output torque ratio T ratio is calculated. In addition, the assist torque calculation unit 86 calculates an assist torque command value based on the input / output torque ratio T ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80 in a state where the clutch 6 is switched to the connected state.
For this reason, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the torque fluctuation is estimated based on the input / output torque ratio T ratio according to the clutch angle deviation dθCL in a state where the clutch 6 is switched to the connected state. It becomes possible.
As a result, even when the engagement angle in the coupled state of the clutch 6 is changed, the steered motor 2 is appropriately controlled with respect to the driver's steering operation according to the torque fluctuation generated in the torque transmission path. Is possible.

(4)トルク比マップ記憶部84が、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差dθCLが変化すると、記憶しているトルク比マップを、変化したクラッチ角偏差dθCLに対応する入出力トルク比マップに変更する。これに加え、アシストトルク算出部86が、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、クラッチ6の連結状態における締結角度の違いにより変化する入出力トルク比マップの特性に応じて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
その結果、クラッチ6の連結状態における締結角度が変化した場合であっても、入出力トルク比マップの特性に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
(4) When the clutch angle deviation dθCL calculated by the clutch angle deviation calculating unit 70 is changed by the torque ratio map storage unit 84, the stored torque ratio map is converted to an input / output torque ratio corresponding to the changed clutch angle deviation dθCL. Change to a map. In addition, the assist torque calculation unit 86 calculates an assist torque command value based on the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84.
Therefore, it is possible to calculate the assist torque command value according to the characteristics of the input / output torque ratio map that changes depending on the difference in the engagement angle in the engaged state of the clutch 6.
As a result, even when the engagement angle in the connected state of the clutch 6 changes, the steered motor 2 can be appropriately controlled with respect to the driver's steering operation according to the characteristics of the input / output torque ratio map. It becomes possible.

(5)トルク比マップ生成部82が、現在操舵角θHが180度の変化幅で変化する間にトルク比演算部80が演算した入出力トルク比Tratioの変動と、現在操舵角θHとを対応させて、入出力トルク比マップを生成する。これに加え、アシストトルク算出部86が、トルク比マップ生成部82が生成した入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で一周期分の変動を生じる、現在操舵角に対する入出力トルク比Tratioに基づいて、入出力トルク比マップを生成することが可能となる。
その結果、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、入出力トルク比Tratioの一周期分の変動を示す入出力トルク比マップに基づいて、トルク変動を推定することが可能となる。
(5) The fluctuation of the input / output torque ratio T ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80 while the current steering angle θH changes with a change width of 180 degrees and the current steering angle θH. Correspondingly, an input / output torque ratio map is generated. In addition, the assist torque calculator 86 calculates an assist torque command value based on the input / output torque ratio map generated by the torque ratio map generator 82.
For this reason, an input / output torque ratio map is generated based on the input / output torque ratio T ratio with respect to the current steering angle, which causes fluctuations for one cycle while the current steering angle changes from 0 [°] to 180 [°] It becomes possible to do.
As a result, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, it is possible to estimate the torque fluctuation based on the input / output torque ratio map showing the fluctuation for one cycle of the input / output torque ratio T ratio. Become.

(6)アシストトルク算出部86が、トルクセンサ値Vtpをトルク比演算部80が演算した入出力トルク比Tratioにより補正して、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクをトルク伝達経路に発生したトルク変動に応じて補正し、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
その結果、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者がステアリングホイール32に加えているトルク及びトルク変動に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
(6) The assist torque calculation unit 86 corrects the torque sensor value Vtp with the input / output torque ratio T ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80, and calculates the command value of the assist torque.
Therefore, it is possible to correct the torque applied by the driver to the steering wheel 32 in accordance with the torque fluctuation generated in the torque transmission path, and to calculate the assist torque command value.
As a result, even if torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the steering motor 2 is appropriately applied to the steering operation of the driver according to the torque applied to the steering wheel 32 by the driver and the torque fluctuation. It becomes possible to control to.

(7)本実施形態の車両用操舵制御方法では、トルクセンサ値Vtpと、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比である積算速度比ωθPint/ωθHに基づいて演算した入出力トルク比Tratioに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比であり、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化速度に応じた入出力トルク比Tratioに基づいて、トルク変動を推定することが可能となる。
その結果、EPS制御において、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。これにより、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
(7) In the vehicle steering control method of the present embodiment, the input / output torque ratio T ratio calculated based on the torque sensor value Vtp and the integrated speed ratio ωθP int / ωθH that is the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP. Based on the above, a command value for the assist torque is calculated.
For this reason, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the ratio of the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP, and the input / output torque ratio T according to the change speed of the steering angle input to the torque transmission path. Based on the ratio , the torque fluctuation can be estimated.
As a result, in the EPS control, it is possible to calculate the command value of the assist torque based on the input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation. Thereby, even if a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the steered motor 2 can be appropriately controlled with respect to the driver's steering operation.

(変形例)
(1)本実施形態では、トルク伝達経路が四つの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、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(21)を用いて算出する。
(Modification)
(1) In this embodiment, the torque transmission path includes four universal joints (7, 11, 19, 23). However, the present invention is not limited to this, and the number of universal joints is, for example, that of a vehicle. Any number corresponding to the layout 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 (21).

Figure 0006160221
Figure 0006160221

(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 angle calculation unit 66, the steered side clutch angle calculation unit 68, and the clutch angle deviation calculation unit 70. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, after the vehicle is shipped, the steering side clutch angle, the steering side clutch angle, and the clutch are adjusted using the equipment outside the vehicle in a maintenance shop with both the current steering angle and the actual turning angle adjusted to the neutral position. An angular deviation may be calculated. In addition, the calculated clutch angle deviation may be input to the clutch angle deviation storage unit 72 by cable connection or the like, and the clutch angle deviation is stored via a storage medium such as a non-volatile memory. You may memorize | store in the part 72. FIG.

(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 shaft torque sensor 46t, but the configuration of the steering torque detector is not limited to this. That is, for example, the steering torque detector may be formed by at least one of the steering torque sensor 36 and the steering motor torque sensor 2t. Here, when the steering torque detector 2t is formed by the steering motor torque sensor 2t, steering that is the torque that the driver is applying to the steering wheel 32 the steering motor torque detected by the steering motor torque sensor 2t. Process to convert to torque.

(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 universal joint 23. The steered side shaft is the clutch output shaft 17, the steered side intermediate shaft 21, and the pinion shaft 25.

(6)本実施形態では、一つのユニバーサルジョイントを対象とした操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの関係を示すモデル式であるユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを用いて、入出力トルク比Tratioを演算したが、これに限定するものではない。すなわち、ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルの代わりに、以下の式(22)で示す総合ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを用いて、入出力トルク比Tratioを演算してもよい。 (6) In the present embodiment, the input / output torque ratio T ratio is calculated using a universal joint output angular velocity calculation model that is a model expression showing the relationship between the steering angular velocity ωθH and the output angular velocity ωθP for one universal joint. However, the present invention is not limited to this. That is, instead of the universal joint output angular velocity calculation model, the input / output torque ratio T ratio may be calculated using a comprehensive universal joint output angular velocity calculation model represented by the following equation (22).

Figure 0006160221
Figure 0006160221

ここで、総合ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、一つのユニバーサルジョイントを対象とした、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの関係を示すモデル式を、複数のユニバーサルジョイントを対象として式に置き換えたモデル式である。
また、総合ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、操舵角速度と出力角合計速度との関係を示すモデル式である。また、出力角合計速度は、全ユニバーサルジョイント(7,11,19,23)を介してそれぞれ出力した、角速度算出時間Δt内における転舵輪側出力角の変化量の合計値に基づく速度である。なお、上記の式(22)中には、全ユニバーサルジョイント(7,11,19,23)のうち、二つのユニバーサルジョイント(7,11)を対象としたモデル式を示している。
この場合、入出力トルク比Tratioを演算する際に行なう処理(ステップ)の回数を減少させることが可能となる。
Here, the general universal joint output angular velocity calculation model is a model equation in which a model equation indicating the relationship between the steering angular velocity ωθH and the output angular velocity ωθP for one universal joint is replaced with an equation for a plurality of universal joints. It is.
The general universal joint output angular velocity calculation model is a model formula showing the relationship between the steering angular velocity and the total output angle velocity. The output angle total speed is a speed based on the total value of the change amount of the steered wheel side output angle within the angular speed calculation time Δt output through all the universal joints (7, 11, 19, 23). In addition, in said Formula (22), the model formula which made object the two universal joints (7,11) among all the universal joints (7,11,19,23) is shown.
In this case, it is possible to reduce the number of processes (steps) performed when calculating the input / output torque ratio T ratio .

(7)本実施形態では、車両用操舵制御装置1を備えた車両を、SBWシステムを適用した車両としたが、これに限定するものではない。すなわち、車両の構成を、SBWシステムを適用しておらず、クラッチ6を備えずに、トルク伝達経路が常にユニバーサルジョイントにより機械的に連結されている構成としてもよい。
この場合、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理は、ステップS300からステップS330の処理を行なわない(図16参照)。すなわち、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理を開始すると、ステップS340の処理を行う。
(7) In the present embodiment, the vehicle including the vehicle steering control device 1 is a vehicle to which the SBW system is applied, but is not limited thereto. That is, the configuration of the vehicle may be a configuration in which the torque transmission path is always mechanically connected by the universal joint without applying the SBW system and without the clutch 6.
In this case, the process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio does not perform the process from step S300 to step S330 (see FIG. 16). That is, when the torque ratio calculation unit 80 starts the process of calculating the input / output torque ratio, the process of step S340 is performed.

(8)本実施形態では、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理において、クラッチ6を締結状態とした時点における転舵輪24の転舵角を、ピニオン角の現在の推定値として算出する処理を行った(図16のステップS350を参照)。しかしながら、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理は、これに限定するものではない。すなわち、クラッチ6を締結状態とした時点における転舵輪24の転舵角を、ピニオン角の現在の検出値として算出する処理を行ってもよい。この場合、ピニオン角の現在の検出値は、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角に基づいて算出する。もっとも、本実施形態のように、ピニオン角の現在の推定値として算出する処理を行うことにより、ピニオン角の現在の検出値として算出する処理を行う場合と比較して、算出誤差の影響を減少させることが可能となる。 (8) In the present embodiment, in the process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio, the turning angle of the steered wheels 24 at the time when the clutch 6 is in the engaged state is used as the current estimated value of the pinion angle. The calculation process was performed (see step S350 in FIG. 16). However, the process by which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio is not limited to this. That is, the steering angle of the steered wheels 24 at the time when the clutch 6 is in the engaged state may be calculated as the current detected value of the pinion angle. In this case, the current detected value of the pinion angle is calculated based on the turning motor rotation angle detected by the turning motor angle sensor 16. However, as in this embodiment, by performing the process of calculating the current estimated value of the pinion angle, the influence of the calculation error is reduced compared to the case of performing the process of calculating the current detected value of the pinion angle. It becomes possible to make it.

(9)本実施形態では、EPS制御において、転舵モータ2(転舵アクチュエータ)からアシストトルクを出力する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、EPS制御において、反力モータ8(反力アクチュエータ)からアシストトルクを出力する構成としてもよい。また、EPS制御において、転舵モータ2及び反力モータ8を用い、転舵モータ2と反力モータ8を協調させてアシストトルクを出力する構成としてもよい。 (9) In the present embodiment, in the EPS control, the assist torque is output from the steered motor 2 (steered actuator). However, the present invention is not limited to this. That is, in the EPS control, the assist torque may be output from the reaction force motor 8 (reaction force actuator). Moreover, in EPS control, it is good also as a structure which uses the steering motor 2 and the reaction force motor 8, and cooperates the steering motor 2 and the reaction force motor 8, and outputs assist torque.

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 EPS制御ブロック
80 トルク比演算部
82 トルク比マップ生成部
84 トルク比マップ記憶部
86 アシストトルク算出部
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
1 Steering control device for vehicle 2 Steering motor (steering actuator)
2t Steering motor torque sensor 4 Steering motor controller 6 Clutch 7, 11 Universal joint (steering side universal joint)
19, 23 Universal joint (steering side universal joint)
8 Reaction force motor (Reaction force actuator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reaction force motor control part 16 Steering motor angle sensor 24 Steering wheel 32 Steering wheel 34 Steering angle sensor 40 Clutch plate 42 Steering shaft 44 Pinion shaft 46 Pinion 46t Pinion shaft torque sensor 50 Vehicle speed sensor 52 Engine controller 54 Command calculating part 56 Anti-reverse Force servo control unit 58 Clutch control unit 60 Neutral position storage unit 62 Steering motor current command calculation unit 64 Clutch state switching unit 66 Steering side clutch angle calculation unit 68 Steering side clutch angle calculation unit 70 Clutch angle deviation calculation unit 72 Clutch angle Deviation storage unit 74 Steering angle storage unit 76 Steering angle calculation unit 78 EPS control block 80 Torque ratio calculation unit 82 Torque ratio map generation unit 84 Torque ratio map storage unit 86 Assist torque calculation unit MA Steering side previous processing content storage unit MB anti Power side last processing content storage

Claims (5)

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連結するユニバーサルジョイントと、運転者の操舵操作に応じて前記転舵輪の転舵を補助するためのトルクであるアシストトルクを出力するアクチュエータと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータとし、
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、
前記ステアリングホイールに加わるトルクである操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、前記入力された操舵角に基づき前記ユニバーサルジョイントから出力される出力角と、の比に基づく入出力トルク比を演算するトルク比演算部と、
前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクと、前記トルク比演算部が演算した入出力トルク比と、に基づいて前記アシストトルクの指令値を算出するアシストトルク算出部と、
前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角に基づく角度である操舵輪側入力角と、前記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予め設定した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た値に基づいて、前記転舵輪の転舵角を算出する転舵角算出部と、
前記トルク伝達経路を機械的に分離する開放状態と、前記トルク伝達経路を機械的に連結する連結状態と、に切り替わるクラッチと、
前記ステアリングホイールと前記クラッチ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、
前記転舵輪と前記クラッチ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と、
前記操舵角検出部が検出した操舵角が前記操舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、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、
前記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が前記転舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、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、を備え、
前記トルク比演算部は、前記操舵角検出部が検出した操舵角と、前記転舵角算出部が転舵角の算出で用いた前記転舵輪側出力角と、を予め設定したユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値に基づいて、予め設定した時間である角速度算出時間内における前記転舵輪側出力角の変化量に基づく出力角速度を算出し、さらに、前記算出した出力角速度と、前記角速度算出時間内における前記ステアリングホイールの操舵角の変化量に基づく操舵角速度と、の比と、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を前記操舵輪側入力角として前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値に基づいて前記入出力トルク比を演算し、
前記アシストトルク算出部は、前記クラッチを連結状態に切り替えた状態で前記トルク比演算部が演算した入出力トルク比に基づいて、前記アシストトルクの指令値を算出し、
前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、前記操舵角速度と前記出力角速度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 universal joint that connects a torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel, and an actuator that outputs an assist torque that is a torque for assisting the steering of the steered wheel in accordance with the steering operation of the driver. A vehicle steering control device comprising:
The actuator that outputs the assist torque is a steered actuator that steers the steered wheel,
A steering angle detector for detecting a steering angle of the steering wheel;
A steering torque detector for detecting a steering torque that is a torque applied to the steering wheel;
A torque ratio calculation unit for calculating an input / output torque ratio based on a ratio between a steering angle input to the universal joint and an output angle output from the universal joint based on the input steering angle;
An assist torque calculator that calculates a command value of the assist torque based on the steering torque detected by the steering torque detector and the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculator;
A steering wheel side input angle that is an angle based on a steering angle input to the universal joint, and a steered wheel side output angle that is an angle obtained by outputting the steering wheel side input angle to the steered wheel side via the universal joint; The turning angle for calculating the turning angle of the steered wheels based on a value obtained by inputting the steering angle detected by the steering angle detection unit to a preset universal joint output angle calculation model that is a model formula indicating the relationship of A calculation unit;
A clutch that switches between an open state that mechanically separates the torque transmission path and a connection state that mechanically connects the torque transmission path;
A steering-side universal joint that mechanically connects between the steering wheel and the clutch;
A steering-side universal joint that mechanically connects the steered wheel and the clutch;
The steering angle detected by the steering angle detector is a rotation angle on the steering wheel side of the torque transmission path based on a steering output angle that is a rotation angle transmitted to the clutch via the steering universal joint. A steering side clutch angle calculating unit for calculating a certain steering side clutch angle;
A turning actuator rotation angle detector that detects a turning actuator rotation angle that is a rotation angle of the turning actuator;
The torque transmission path is based on a turning-side reverse output angle, which is a turning angle transmitted to the clutch via the turning-side universal joint, by the turning actuator rotation angle detected by the turning actuator rotation angle detection unit. A steered side clutch angle calculating unit that calculates a steered side clutch angle that is a rotation angle on the steered wheel side of
A clutch angle deviation calculation unit that calculates a clutch angle deviation that is a deviation between the steering side clutch angle calculated by the steering side clutch angle calculation unit and the steering side clutch angle calculated by the steering side clutch angle calculation unit; Prepared,
The torque ratio calculating unit is a universal joint output angular velocity in which the steering angle detected by the steering angle detecting unit and the steered wheel side output angle used by the steered angle calculating unit in calculating the steered angle are set in advance. Based on a value input to the calculation model, an output angular velocity based on a change amount of the steered wheel side output angle within an angular velocity calculation time which is a preset time is calculated, and further, the calculated output angular velocity and the angular velocity calculation are calculated. The ratio of the steering angular velocity based on the amount of change in the steering angle of the steering wheel over time and 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 based steering angle calculation steered side clutch angle obtained by adding the value entered in the universal joint output angular velocity calculating model as the steering wheel input angle It calculates the output torque ratio,
The assist torque calculation unit calculates a command value of the assist torque based on an input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit in a state where the clutch is switched to a connected state.
The universal joint output angular velocity calculation model is a model formula showing a relationship between the steering angular velocity and the output angular velocity.
前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、前記操舵輪側入力角と、前記転舵輪側出力角と、前記出力角速度と、前記操舵角速度と、平面視における前記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、前記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と、の関係を示すモデル式であり、前記操舵輪側入力角をθinとし、前記転舵輪側出力角をθoutとし、前記出力角速度をωθPとし、前記操舵角速度をωθHとし、前記ジョイント角をαとし、前記位相角をθoffsetとした場合に、以下の式で示されることを特徴とする請求項1に記載した車両用操舵制御装置。
Figure 0006160221
The universal joint output angular velocity calculation model includes the steering wheel side input angle, the steered wheel side output angle, the output angular velocity, the steering angular velocity, and the input side axis and the output side of the universal joint in plan view. A model equation showing a relationship between a joint angle that is an angle formed by an axis and a phase angle that indicates a torsion angle of an output shaft with respect to an input shaft of the universal joint, where the steering wheel side input angle is θ in, and When the steering wheel-side output angle is θ out , the output angular velocity is ωθP, the steering angular velocity is ωθH, the joint angle is α, and the phase angle is θ offset , the following expression is used. The vehicle steering control device according to claim 1.
Figure 0006160221
前記トルク伝達経路は、複数のユニバーサルジョイントで連結され、
前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルの代わりに、前記操舵角速度と、前記複数のユニバーサルジョイントを介してそれぞれ出力した前記角速度算出時間内における前記転舵輪側出力角の変化量の合計値に基づく出力角合計速度と、の関係を示すモデル式である総合ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルを用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載した車両用操舵制御装置。
The torque transmission path is connected by a plurality of universal joints,
Instead of the universal joint output angular velocity calculation model, the total output angle based on the total value of the steering angular velocity and the change amount of the steered wheel side output angle within the angular velocity calculation time respectively output via the plurality of universal joints The vehicle steering control apparatus according to claim 1 or 2, wherein an overall universal joint output angular velocity calculation model, which is a model formula indicating a relationship between the velocity and the velocity, is used.
前記アシストトルク算出部は、前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクを前記トルク比演算部が演算した入出力トルク比により補正して、前記アシストトルクの指令値を算出することを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。 The assist torque calculation unit corrects the steering torque detected by the steering torque detection unit with an input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit, and calculates a command value of the assist torque. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 3 . 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、前記トルク伝達経路を機械的に分離する開放状態と、前記トルク伝達経路を機械的に連結する連結状態と、に切り替わるクラッチと、前記ステアリングホイールと前記クラッチ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、前記転舵輪と前記クラッチ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と、で連結し、運転者の操舵操作に応じてアクチュエータから前記転舵輪の転舵を補助するためのトルクであるアシストトルクを出力する車両用操舵制御方法であって、
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータとし、
前記ステアリングホイールの操舵角と、前記ステアリングホイールに加わるトルクである操舵トルクと、を検出し、
前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角に基づく角度である操舵輪側入力角と、前記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予め設定した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た値に基づいて、前記転舵輪の転舵角を算出し、
前記検出した操舵角が前記操舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、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し、
前記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し、
前記検出した転舵アクチュエータ回転角が前記転舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、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し、
前記算出した操舵側クラッチ角と前記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し、
前記検出した操舵角と、前記転舵角の算出で用いた前記転舵輪側出力角と、を予め設定したユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値に基づいて、予め設定した時間である角速度算出時間内における前記転舵輪側出力角の変化量に基づく出力角速度を算出し、
前記算出した出力角速度と、前記角速度算出時間内における前記ステアリングホイールの操舵角の変化量に基づく操舵角速度と、の比に基づいて、前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、前記入力された操舵角に基づき前記ユニバーサルジョイントから出力される出力角と、の比と、前記算出した操舵側クラッチ角に前記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を前記操舵輪側入力角として前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルに入力した値と、に基づく入出力トルク比を演算し、
前記検出した操舵トルクと、前記演算した入出力トルク比と、前記クラッチを連結状態に切り替えた状態で演算した入出力トルク比と、に基づいて前記アシストトルクの指令値を算出し、
前記ユニバーサルジョイント出力角速度算出モデルは、前記操舵角速度と前記出力角速度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 clutch that switches a torque transmission path between a steering wheel and a steered wheel between an open state in which the torque transmission path is mechanically separated and a connection state in which the torque transmission path is mechanically coupled; and the steering wheel And a steering-side universal joint that mechanically connects between the clutch and the clutch, and a steering-side universal joint that mechanically connects between the steered wheel and the clutch. A vehicle steering control method for outputting an assist torque, which is a torque for assisting steering of the steered wheels from an actuator,
The actuator that outputs the assist torque is a steered actuator that steers the steered wheel,
Detecting a steering angle of the steering wheel and a steering torque which is a torque applied to the steering wheel;
A steering wheel side input angle that is an angle based on a steering angle input to the universal joint, and a steered wheel side output angle that is an angle obtained by outputting the steering wheel side input angle to the steered wheel side via the universal joint; The turning angle of the steered wheels is calculated based on a value obtained by inputting the detected steering angle to a preset universal joint output angle calculation model that is a model formula indicating the relationship of
Based on the steering side output angle, which is the rotation angle transmitted to the clutch via the steering side universal joint, the detected steering angle, the steering side clutch angle, which is the rotation angle on the steering wheel side of the torque transmission path. To calculate
Detecting the turning angle of the turning actuator which is the turning angle of the turning actuator;
The rotation angle of the torque transmission path on the steered wheel side based on the steered side reverse output angle, which is the rotation angle transmitted to the clutch via the steered side universal joint. Calculate the steering side clutch angle which is
Calculating a clutch angle deviation which is a deviation between the calculated steering side clutch angle and the calculated steered side clutch angle;
An angular velocity calculation that is a preset time based on a value that is input to a preset universal joint output angular velocity calculation model for the detected steering angle and the steered wheel side output angle used in the calculation of the steered angle. Calculate the output angular velocity based on the change amount of the steered wheel side output angle within the time,
Based on the ratio of the calculated output angular velocity and the steering angular velocity based on the amount of change in the steering angle of the steering wheel within the angular velocity calculation time, the steering angle input to the universal joint, and the input steering The steering angle clutch for turning angle calculation obtained by adding the calculated clutch angle deviation to the ratio of the output angle output from the universal joint based on the angle and the calculated steering clutch angle is the steering wheel side. Calculate the input / output torque ratio based on the value input to the universal joint output angular velocity calculation model as the input angle ,
A command value for the assist torque is calculated based on the detected steering torque, the calculated input / output torque ratio, and the input / output torque ratio calculated in a state where the clutch is switched to a connected state ,
The universal joint output angular velocity calculation model is a model formula showing a relationship between the steering angular velocity and the output angular velocity.
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