JP6194630B2 - Vehicle steering control device - Google Patents

Vehicle steering control device Download PDF

Info

Publication number
JP6194630B2
JP6194630B2 JP2013101451A JP2013101451A JP6194630B2 JP 6194630 B2 JP6194630 B2 JP 6194630B2 JP 2013101451 A JP2013101451 A JP 2013101451A JP 2013101451 A JP2013101451 A JP 2013101451A JP 6194630 B2 JP6194630 B2 JP 6194630B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
steering
angle
output
pinion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013101451A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014221588A (en
Inventor
裕樹 塩澤
裕樹 塩澤
拓 鈴木
拓 鈴木
浩孝 森
浩孝 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2013101451A priority Critical patent/JP6194630B2/en
Publication of JP2014221588A publication Critical patent/JP2014221588A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6194630B2 publication Critical patent/JP6194630B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

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に関する。 The present invention, while mechanically connecting the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheels, is assisted by an actuator, such as steering motor in accordance with steering operation of the steering wheel, the steering control equipment for vehicles Related.

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、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、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 is capable of appropriately controlling an actuator even when torque fluctuation occurs in a torque transmission path. It is an object to provide a device.

上記課題を解決するために、本発明は、運転者の操舵操作に応じてアクチュエータから出力する、転舵輪の転舵を補助するためのアシストトルクの指令値を、入出力トルク比及びハンドル端アシストトルク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に基づくトルク比である。また、ハンドル端アシストトルクは、ハンドル端トルクに応じて算出するトルクである。ハンドル端トルクは、ステアリングホイールからトルク伝達経路を介して転舵輪側に伝達するトルクであるピニオン側トルクを、入出力トルク比に基づいて、ステアリングホイールで発生するトルクに変換したトルクである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a command value of assist torque for assisting turning of a steered wheel, which is output from an actuator in accordance with a steering operation of a driver, an input / output torque ratio and a handle end assist. Calculate based on torque.
Here, the input / output torque ratio is a 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. The handle end assist torque is a torque calculated according to the handle end torque. The handle end torque is torque obtained by converting pinion side torque, which is torque transmitted from the steering wheel to the steered wheel side via the torque transmission path, into torque generated by the steering wheel based on the input / output torque ratio.

本発明によれば、トルク変動に応じた入出力トルク比と、ハンドル端トルクに基づいて、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、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, it is possible to calculate an assist torque command value based on an input / output torque ratio according to torque fluctuation and a handle end torque. For this reason, even when a torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the actuator can be appropriately controlled with respect to the steering operation of the driver.

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. アシストトルク算出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 an assist torque calculation part. 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. アシストトルク算出部がアシストトルク指令値を算出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 in which an assist torque calculation part calculates an assist torque command value. 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. アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータとした場合に、アシストトルク算出部がアシストトルク指令値を算出する処理を示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating a process in which an assist torque calculation unit calculates an assist torque command value when an actuator that outputs assist torque is a reaction motor. トルク比演算部が入出力トルク比を演算する処理の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the process in which a torque ratio calculating part calculates an input-output torque ratio. トルク比演算部が入出力トルク比を演算する処理の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the process in which a torque ratio calculating part calculates an input-output torque ratio.

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。なお、SBWシステムとは、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である。したがって、車両用操舵制御装置1は、SBWシステムを形成する装置である。
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. Note that the SBW system is a system generally referred to as steer-by-wire (SBW: Steer By Wire, which may be described as “SBW” in the following description). Therefore, the vehicle steering control device 1 is a device that forms an SBW system.

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。   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 arbitrarily by the driver by operating the control changeover switch. It is good also as a structure which can be performed to.

図1及び図2中に示すように、本実施形態の車両用操舵制御装置1は、転舵モータ2と、転舵モータ制御部4と、クラッチ6と、反力モータ8と、反力モータ制御部10を備える。
転舵モータ2は、転舵モータ制御部4が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動する電動モータであり、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。
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.
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.

転舵モータ出力軸12の先端側には、ピニオンギヤを用いて形成した転舵出力歯車12aを設けてある。
転舵出力歯車12aは、ステアリングラック14に挿通させたラック軸18の両端部間に設けたラックギヤ18aと噛合する。
また、転舵モータ2には、転舵モータ角度センサ16と、転舵モータトルクセンサ2tを設ける。
転舵モータ角度センサ16は、転舵モータ2の回転角である転舵モータ回転角を検出し、この検出した転舵モータ回転角を含む情報信号を、転舵モータ制御部4を介して、反力モータ制御部10へ出力する。
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.
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.

転舵モータトルクセンサ2tは、転舵モータ2が駆動時に発生させるトルクである転舵モータトルクを検出する。そして、転舵モータトルクセンサ2tは、検出した転舵モータトルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、転舵モータトルクを、「トルクセンサ値Vtm」と記載する場合がある。また、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクは、操舵トルクに変換してもよい。
なお、本実施形態では、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
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.
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.

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。
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。
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.

転舵位置サーボ制御部30は、転舵モータ2を駆動させるための転舵モータ駆動電流を演算し、この演算した転舵モータ駆動電流を、転舵モータ2へ出力する。
ここで、転舵モータ駆動電流は、上述した転舵トルクを制御して、ステアリングホイールの操作に応じた目標転舵角を算出し、この算出した目標転舵角に応じて転舵モータ2を駆動制御するための電流である。
転舵モータ駆動電流の演算は、反力モータ制御部10が出力する転舵モータ電流指令と、実際に転舵モータ2へ通電している電流(転舵モータ実電流)の指令値(以降の説明では、「転舵モータ実電流指令It」と記載する場合がある)に基づいて行う。具体的には、転舵モータ実電流指令Itを用いて転舵モータ電流指令を補正し、転舵モータ駆動電流を演算する。
The steered 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.
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。
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.

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。
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。
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.
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.

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。
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。
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.

操舵角センサ34は、例えば、ステアリングホイール32を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
また、操舵角センサ34は、ステアリングホイール32の現在の回転角(操舵角)である現在操舵角を検出する。そして、操舵角センサ34は、検出したステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θH」と記載する場合がある。
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。
The steering angle sensor 34 is provided, for example, in a steering column that rotatably supports the steering wheel 32.
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.

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。
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。
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.
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.

また、クラッチ6は、開放状態で互いに離間し、締結状態で互いに噛合する一対のクラッチ板40を有する。なお、図1中及び以降の説明では、一対のクラッチ板40のうち、ステアリングホイール32側に配置するクラッチ板40を、「操舵輪側クラッチ板40a」とし、転舵輪24側に配置するクラッチ板40を、「転舵輪側クラッチ板40b」とする。
操舵輪側クラッチ板40aは、ステアリングホイール32と共に回転するステアリングシャフト42に取り付けてあり、ステアリングシャフト42と共に回転する。
転舵輪側クラッチ板40bは、ピニオン軸44の一端に取り付けてあり、ピニオン軸44と共に回転する。
ピニオン軸44の他端は、ピニオン46内に配置してある。
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。
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”.
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.

ピニオン軸トルクセンサ46tは、ピニオン軸44に加わるトルクであるピニオン軸トルクを検出する。そして、ピニオン軸トルクセンサ46tは、検出したピニオン軸トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、ピニオン軸トルクを、「トルクセンサ値Vtp」と記載する場合がある。
なお、本実施形態では、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン軸トルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
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。
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”.
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。
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.

指令演算部54は、車速センサ50、操舵角センサ34、エンジンコントローラ52、操舵トルクセンサ36、反力モータ角度センサ38、タイヤ軸力センサ26及び転舵モータ角度センサ16が出力した情報信号の入力を受ける。
なお、指令演算部54の詳細な構成についての説明は、後述する。
反力サーボ制御部56は、反力モータ8を駆動させるための反力モータ駆動電流を反力モータ8へ出力する。
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。
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.
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).

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。
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。
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.
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。
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。
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.
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.

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。
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。
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.
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.

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。
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。
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.
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 0006194630
Figure 0006194630

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 0006194630
Figure 0006194630

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。
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.

次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント19の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント23の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。
ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出した後、この算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分を減算する。これにより、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分による影響を除去して、転舵輪24の転舵角を算出する。
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.
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.

ここで、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分は、以下の式(3)で示される。なお、以下の式(3)は、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルを示す式である。また、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理については、後述する。
ここで、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵角算出部76に記憶させておく。
Here, the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23) is expressed by the following equation (3). In addition, the following formula | equation (3) is a formula which shows a universal joint offset component calculation model which can be used as a model for calculating the offset component of each universal joint. The principle of establishing the universal joint offset component calculation model will be described later.
Here, the universal joint offset component calculation model is set, for example, in an adjustment process performed before shipment of the vehicle, and is stored in the turning angle calculation unit 76.

Figure 0006194630
Figure 0006194630

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、入出力トルク比記憶部86と、アシストトルク算出部88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, an input / output torque ratio storage unit 86, and an assist torque calculation unit. 88. 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と、入出力トルク比記憶部86及びアシストトルク算出部88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, the input / output torque ratio storage unit 86 and the assist torque calculation unit 88. 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。
入出力トルク比記憶部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、トルク比演算部80が演算した入出力トルク比を記憶する。
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
The input / output torque ratio storage unit 86 receives an input of an information signal including the input / output torque ratio from the torque ratio calculation unit 80 and stores the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80.

また、入出力トルク比記憶部86は、トルク比演算部80が行なう処理に応じて、記憶している入出力トルク比を、トルク比演算部80が演算した入出力トルク比に変更する。なお、入出力トルク比記憶部86が記憶している入出力トルク比を変更する処理については、後述する。
アシストトルク算出部88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88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88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。また、アシストトルク算出部88は、入出力トルク比記憶部86から、記憶している入出力トルク比を含む情報を取得する。
The input / output torque ratio storage unit 86 changes the stored input / output torque ratio to the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80 in accordance with the processing performed by the torque ratio calculation unit 80. The process of changing the input / output torque ratio stored in the input / output torque ratio storage unit 86 will be described later.
The assist torque calculator 88 receives an 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 88 receives an information signal including an input / output torque ratio from the torque ratio calculator 80. Further, the assist torque calculation unit 88 acquires information including the stored input / output torque ratio map from the torque ratio map storage unit 84. Further, the assist torque calculation unit 88 acquires information including the stored input / output torque ratio from the input / output torque ratio storage unit 86.

そして、アシストトルク算出部88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と、入出力トルク比記憶部86が記憶している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。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。なお、アシストトルク算出部88の詳細な構成と、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理についての説明は、後述する。
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。
The assist torque calculation unit 88 receives each input information signal, the input / output torque ratio map stored in the torque ratio map storage unit 84, and the input / output stored in the input / output torque ratio storage unit 86. Based on the torque ratio, a command value for assist torque is calculated. 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. A detailed configuration of the assist torque calculation unit 88 and a process for the assist torque calculation unit 88 to calculate an assist torque command value will be described later.
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.

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または入出力トルク比記憶部86が記憶している入出力トルク比と、上述した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88は、トルクセンサ値Vtpと、入出力トルク比と上述した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88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。
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 or the input / output torque ratio stored in the input / output torque ratio storage unit 86 and At least one of the input / output torque ratio maps described above is used.
That is, the assist torque calculation unit 88 calculates an assist torque command value based on at least one of the torque sensor value Vtp, the input / output torque ratio, and the input / output torque ratio map described above.
Further, the assist torque calculation unit 88 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.

(アシストトルク算出部88の詳細な構成)
以下、図1から図9を参照しつつ、図10を用いて、アシストトルク算出部88の詳細な構成について説明する。
図10は、アシストトルク算出部88の構成を示すブロック図である。
図10中に示すように、アシストトルク算出部88は、第一ハンドル端トルク変換部90と、ハンドル端アシストトルク算出部92と、第一ピニオン端トルク変換部94と、ハンドル側角速度変換部96と、操舵系摩擦制御部98を備える。これに加え、アシストトルク算出部88は、第二ピニオン端トルク変換部100と、ピニオン側角速度変換部102と、直進安定制御部104と、第二ハンドル端トルク変換部106を備える。さらに、アシストトルク算出部88は、慣性モーメント推定部108と、第三ハンドル端トルク変換部110と、慣性補償F/F制御部112と、第三ピニオン端トルク変換部114と、指令値合算部116を備える。
(Detailed configuration of the assist torque calculator 88)
Hereinafter, the detailed configuration of the assist torque calculation unit 88 will be described with reference to FIGS. 1 to 9 and FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the assist torque calculation unit 88.
As shown in FIG. 10, the assist torque calculator 88 includes a first handle end torque converter 90, a handle end assist torque calculator 92, a first pinion end torque converter 94, and a handle side angular velocity converter 96. And a steering system friction control unit 98. In addition, the assist torque calculation unit 88 includes a second pinion end torque conversion unit 100, a pinion side angular velocity conversion unit 102, a straight travel stability control unit 104, and a second handle end torque conversion unit 106. Further, the assist torque calculation unit 88 includes an inertia moment estimation unit 108, a third handle end torque conversion unit 110, an inertia compensation F / F control unit 112, a third pinion end torque conversion unit 114, and a command value summation unit. 116.

第一ハンドル端トルク変換部90は、トルクセンサ値Vtpと入出力トルク比に基づき、トルクセンサ値Vtp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(ハンドル端トルク)に変換する。そして、第一ハンドル端トルク変換部90は、変換したハンドル端トルクを含む情報信号を、ハンドル端アシストトルク算出部92へ出力する。
ハンドル端アシストトルク算出部92は、アシスト特性マップを記憶しており、ハンドル端トルクと車速をアシスト特性マップに入力して、ハンドル端トルクに応じたアシストトルク(ハンドル端アシストトルク)を算出する。そして、ハンドル端アシストトルク算出部92は、算出したハンドル端アシストトルクを含む情報信号を、第一ピニオン端トルク変換部94へ出力する。
The first handle end torque converter 90 converts the torque sensor value Vtp into torque applied to the steering wheel 32 by the driver (handle end torque) based on the torque sensor value Vtp and the input / output torque ratio. Then, the first handle end torque converter 90 outputs an information signal including the converted handle end torque to the handle end assist torque calculator 92.
The handle end assist torque calculation unit 92 stores an assist characteristic map, and inputs the handle end torque and the vehicle speed into the assist characteristic map, and calculates an assist torque (handle end assist torque) according to the handle end torque. Then, the handle end assist torque calculating unit 92 outputs an information signal including the calculated handle end assist torque to the first pinion end torque converting unit 94.

第一ピニオン端トルク変換部94は、ハンドル端アシストトルクと入出力トルク比に基づき、ハンドル端アシストトルクをピニオン軸トルクに変換して、第一ピニオン端トルクを算出する。そして、第一ピニオン端トルク変換部94は、算出した第一ピニオン端トルクを含む情報信号を、指令値合算部116へ出力する。これにより、転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、ハンドル端アシストトルクを入出力トルク比に換算して変換する。   The first pinion end torque converter 94 converts the handle end assist torque into the pinion shaft torque based on the handle end assist torque and the input / output torque ratio, and calculates the first pinion end torque. Then, the first pinion end torque converter 94 outputs an information signal including the calculated first pinion end torque to the command value summation unit 116. Thereby, the steering wheel end assist torque is converted into the input / output torque ratio and converted so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32.

なお、第一ピニオン端トルク変換部94は、本実施形態のように、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2(転舵側アクチュエータ)とした場合にのみ、上述した処理を行う。したがって、本実施形態と異なり、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8(操舵側アクチュエータ)とした場合には、上述した処理を行わない。すなわち、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、第一ピニオン端トルク変換部94は、ハンドル端アシストトルク算出部92から入力を受けた情報信号を、変換せずに指令値合算部116へ出力する。
ハンドル側角速度変換部96は、現在操舵角θHを操舵角速度に変換する。なお、現在操舵角θHの操舵角速度への変換は、例えば、予め設定した時間内における現在操舵角θHの変化量(変化角度)を参照して行なう。そして、ハンドル側角速度変換部96は、変換した操舵角速度を含む情報信号を、操舵系摩擦制御部98へ出力する。
Note that the first pinion end torque converter 94 performs the above-described process only when the actuator that outputs the assist torque is the turning motor 2 (steering side actuator) as in the present embodiment. Therefore, unlike the present embodiment, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8 (steering side actuator), the above-described processing is not performed. That is, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8, the first pinion end torque conversion unit 94 adds the command value sum without converting the information signal received from the handle end assist torque calculation unit 92. To the unit 116.
The steering wheel side angular velocity conversion unit 96 converts the current steering angle θH into a steering angular velocity. Note that the conversion of the current steering angle θH into the steering angular velocity is performed with reference to, for example, a change amount (change angle) of the current steering angle θH within a preset time. Then, the steering wheel side angular velocity conversion unit 96 outputs an information signal including the converted steering angular velocity to the steering system friction control unit 98.

操舵系摩擦制御部98は、操舵角速度に基づき、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対して出力する操舵系摩擦成分を算出する。なお、操舵系摩擦成分とは、操舵角速度の増加を抑制するために、ステアリングホイール32へ付加するトルクに応じた値である。そして、操舵系摩擦制御部98は、算出した操舵系摩擦成分を含む情報信号を、第二ピニオン端トルク変換部100へ出力する。
第二ピニオン端トルク変換部100は、操舵系摩擦成分と入出力トルク比に基づき、操舵系摩擦成分をピニオン軸トルクに変換して、第二ピニオン端トルクを算出する。そして、第二ピニオン端トルク変換部100は、算出した第二ピニオン端トルクを含む情報信号を、指令値合算部116へ出力する。これにより、転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、操舵系摩擦成分を入出力トルク比に換算して変換する。
The steering system friction control unit 98 calculates a steering system friction component output in response to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver based on the steering angular velocity. The steering system friction component is a value corresponding to the torque applied to the steering wheel 32 in order to suppress an increase in the steering angular velocity. Then, the steering system friction control unit 98 outputs an information signal including the calculated steering system friction component to the second pinion end torque conversion unit 100.
The second pinion end torque converter 100 converts the steering system friction component into the pinion shaft torque based on the steering system friction component and the input / output torque ratio, and calculates the second pinion end torque. Then, the second pinion end torque conversion unit 100 outputs an information signal including the calculated second pinion end torque to the command value summation unit 116. Thus, the steering system friction component is converted into the input / output torque ratio and converted so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32.

なお、第二ピニオン端トルク変換部100は、第一ピニオン端トルク変換部94と同様、本実施形態のように、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2とした場合にのみ、上述した処理を行う。したがって、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、第二ピニオン端トルク変換部100は、操舵系摩擦制御部98から入力を受けた情報信号を、変換せずに指令値合算部116へ出力する。
ピニオン側角速度変換部102は、転舵モータ回転角をピニオン角速度に変換する。なお、転舵モータ回転角のピニオン角速度への変換は、例えば、予め設定した時間内における転舵モータ回転角の変化量(変化角度)を参照して行なう。そして、ピニオン側角速度変換部102は、変換したピニオン角速度を含む情報信号を、直進安定制御部104と慣性モーメント推定部108へ出力する。
Note that the second pinion end torque converter 100 is similar to the first pinion end torque converter 94 only when the steering motor 2 is the actuator that outputs the assist torque as in the present embodiment. I do. Therefore, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8, the second pinion end torque conversion unit 100 does not convert the information signal received from the steering system friction control unit 98, but converts the information signal to the command value summation unit. To 116.
The pinion side angular velocity conversion unit 102 converts the turning motor rotation angle into a pinion angular velocity. Note that the conversion of the turning motor rotation angle into the pinion angular velocity is performed with reference to, for example, a change amount (change angle) of the turning motor rotation angle within a preset time. Then, the pinion side angular velocity conversion unit 102 outputs an information signal including the converted pinion angular velocity to the straight travel stability control unit 104 and the inertia moment estimation unit 108.

直進安定制御部104は、ピニオン角速度に基づき、ピニオン軸44の回転に応じて出力する直進安定成分を算出する。なお、直進安定成分とは、ピニオン角速度の増加を抑制するために、ピニオン軸44へ付加するトルクに応じた値である。そして、直進安定制御部104は、算出した直進安定成分を含む情報信号を、第二ハンドル端トルク変換部106へ出力する。
第二ハンドル端トルク変換部106は、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合にのみ、以下に記載する処理を行う。したがって、本実施形態のように、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2とした場合、第二ハンドル端トルク変換部106は、直進安定制御部104から入力を受けた情報信号を、変換せずに指令値合算部116へ出力する。
The straight running stability control unit 104 calculates a straight running stable component that is output according to the rotation of the pinion shaft 44 based on the pinion angular velocity. The straight running stable component is a value corresponding to the torque applied to the pinion shaft 44 in order to suppress an increase in the pinion angular velocity. Then, the straight travel stability control unit 104 outputs an information signal including the calculated straight travel stability component to the second handle end torque conversion unit 106.
The second handle end torque converter 106 performs the processing described below only when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8. Therefore, when the steering motor 2 is the actuator that outputs the assist torque as in this embodiment, the second handle end torque converter 106 converts the information signal received from the straight travel stability controller 104. Without being output to the command value summing unit 116.

アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、第二ハンドル端トルク変換部106は、直進安定成分と入出力トルク比に基づき、直進安定成分をハンドル端トルクに変換する。そして、第二ハンドル端トルク変換部106は、変換したハンドル端トルクを含む情報信号を、指令値合算部116へ出力する。これにより、反力モータ8から出力するアシストトルクが、トルク伝達経路のうちユニバーサルジョイントよりも転舵輪24側で発生するトルクに応じた値となるように、直進安定成分を入出力トルク比に換算して変換する。
慣性モーメント推定部108は、ピニオン角速度に基づき、トルク伝達経路を通じて伝達される慣性モーメントの推定値(慣性モーメント推定値)を算出する。そして、慣性モーメント推定部108は、算出した慣性モーメント推定値を含む情報信号を、第三ハンドル端トルク変換部110へ出力する。
When the reaction force motor 8 is the actuator that outputs the assist torque, the second handle end torque converter 106 converts the straight travel stability component into the handle end torque based on the straight travel stability component and the input / output torque ratio. Then, the second handle end torque converting unit 106 outputs an information signal including the converted handle end torque to the command value adding unit 116. As a result, the straight running stable component is converted into the input / output torque ratio so that the assist torque output from the reaction force motor 8 becomes a value corresponding to the torque generated on the steered wheel 24 side of the universal joint in the torque transmission path. And convert.
The inertia moment estimation unit 108 calculates an estimated value (inertia moment estimated value) of the inertia moment transmitted through the torque transmission path based on the pinion angular velocity. Then, the inertia moment estimation unit 108 outputs an information signal including the calculated estimated inertia moment value to the third handle end torque conversion unit 110.

なお、本実施形態では、一例として、慣性モーメント推定値を算出する際に用いる入出力トルク比を、以下の手順で演算する。
まず、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、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHを入力した値に基づき、ユニバーサルジョイントのピニオン角を算出する。そして、算出したユニバーサルジョイントのピニオン角を機械角で45[deg]位相変位させて位相補正値を算出し、この算出した位相補正値に基づいて、入出力トルク比を演算する。
具体的には、トルクセンサ値Vtpを、機械角で−45[deg]位相変位(45[deg]遅延)させて、上記の位相補正値を算出し、この算出した位相補正値に基づいて、入出力トルク比を演算する。
In the present embodiment, as an example, the input / output torque ratio used when calculating the estimated moment of inertia value is calculated according to the following procedure.
First, the pinion angle of the universal joint is calculated based on the value obtained by inputting the current steering angle θH detected by the steering angle sensor 34 to the universal joint output angle calculation model represented by the above formula (1). Then, the phase correction value is calculated by shifting the calculated pinion angle of the universal joint by 45 [deg] as a mechanical angle, and the input / output torque ratio is calculated based on the calculated phase correction value.
Specifically, the torque sensor value Vtp is −45 [deg] phase displacement (45 [deg] delay) by the mechanical angle to calculate the above phase correction value, and based on the calculated phase correction value, Calculate the input / output torque ratio.

ここで、上記のように、トルクセンサ値Vtpを−45[deg]位相変位させる理由は、ピニオン角と操舵角との偏差である入出力角偏差と操舵トルクとの間には、操舵角(機械角)に換算して45[deg]の位相遅れが発生するためである。
第三ハンドル端トルク変換部110は、ピニオン角速度と、慣性モーメント推定値と、入出力トルク比に基づき、ステアリングホイール32で発生する慣性モーメント推定値(ハンドル端慣性モーメント推定値)を算出する。なお、ハンドル端慣性モーメント推定値の算出は、例えば、ピニオン角速度と、慣性モーメント推定値と、入出力トルク比を乗算して行なう。そして、第三ハンドル端トルク変換部110は、算出したハンドル端慣性モーメント推定値を含む情報信号を、慣性補償F/F制御部112へ出力する。
Here, as described above, the reason why the torque sensor value Vtp is phase-shifted by −45 [deg] is that the difference between the pinion angle and the steering angle between the input / output angle deviation and the steering torque is the steering angle ( This is because a phase delay of 45 [deg] occurs in terms of mechanical angle).
The third handle end torque converter 110 calculates an inertia moment estimated value (handle end inertia moment estimated value) generated in the steering wheel 32 based on the pinion angular velocity, the inertia moment estimated value, and the input / output torque ratio. The steering end inertia moment estimated value is calculated by multiplying, for example, the pinion angular velocity, the inertia moment estimated value, and the input / output torque ratio. Then, the third handle end torque conversion unit 110 outputs an information signal including the calculated handle end inertia moment estimated value to the inertia compensation F / F control unit 112.

慣性補償F/F制御部112は、ハンドル端慣性モーメント推定値に基づき、転舵輪24側からトルク伝達経路を通じてステアリングホイール32へ伝達される慣性モーメントを補償するための、慣性モーメント補償トルクを算出する。そして、慣性補償F/F制御部112は、算出した慣性モーメント補償トルクを含む情報信号を、第三ピニオン端トルク変換部114へ出力する。これにより、転舵モータ2から出力するアシストトルクを、運転者がステアリングホイール32から伝達されるトルクとなるように変換する。
すなわち、慣性補償F/F制御部112は、ピニオン側角速度変換部102がピニオン角速度に変換した転舵モータ回転角を用いたフィードフォワード制御(F/F制御)を用いて、ステアリングホイール32へ伝達される慣性モーメントを補償する制御を行なう。
The inertia compensation F / F control unit 112 calculates an inertia moment compensation torque for compensating for the inertia moment transmitted from the steered wheel 24 side to the steering wheel 32 through the torque transmission path based on the estimated steering end inertia moment value. . Then, the inertia compensation F / F control unit 112 outputs an information signal including the calculated inertia moment compensation torque to the third pinion end torque conversion unit 114. As a result, the assist torque output from the steering motor 2 is converted so that the driver becomes torque transmitted from the steering wheel 32.
In other words, the inertia compensation F / F control unit 112 transmits to the steering wheel 32 using feedforward control (F / F control) using the turning motor rotation angle converted into the pinion angular velocity by the pinion side angular velocity conversion unit 102. The control which compensates the inertia moment to be performed is performed.

第三ピニオン端トルク変換部114は、慣性モーメント補償トルクと入出力トルク比に基づき、慣性モーメント補償トルクをピニオン軸トルクに変換して、第三ピニオン端トルクを算出する。そして、第三ピニオン端トルク変換部114は、算出した第三ピニオン端トルクを含む情報信号を、指令値合算部116へ出力する。これにより、転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、慣性モーメント補償トルクを入出力トルク比に換算して変換する。
なお、第三ピニオン端トルク変換部114は、第一ピニオン端トルク変換部94と同様、本実施形態のように、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2とした場合にのみ、上述した処理を行う。したがって、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、第三ピニオン端トルク変換部114は、慣性補償F/F制御部112から入力を受けた情報信号を、変換せずに指令値合算部116へ出力する。
The third pinion end torque conversion unit 114 converts the inertia moment compensation torque into the pinion shaft torque based on the inertia moment compensation torque and the input / output torque ratio, and calculates the third pinion end torque. Then, the third pinion end torque converting unit 114 outputs an information signal including the calculated third pinion end torque to the command value adding unit 116. Thereby, the inertia moment compensation torque is converted into the input / output torque ratio and converted so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated in the steering wheel 32.
The third pinion end torque conversion unit 114 is the same as the first pinion end torque conversion unit 94 only when the steering motor 2 is used as the steering motor 2 as in this embodiment. I do. Therefore, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8, the third pinion end torque converter 114 converts the information signal received from the inertia compensation F / F controller 112 to the command value without conversion. The result is output to the summing unit 116.

指令値合算部116は、第一ピニオン端トルクと、第二ピニオン端トルクと、第三ピニオン端トルクと、直進安定成分を合算して、アシストトルク算出部88から転舵モータ制御部4へ最終的に出力するアシストトルク指令値である、最終指令値を算出する。
すなわち、本実施形態の指令値合算部116は、以下の(A1)から(D1)を合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する。
(A1)転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、ハンドル端アシストトルクを入出力トルク比に換算して変換した指令値である第一ピニオン側変換指令値
The command value summation unit 116 sums the first pinion end torque, the second pinion end torque, the third pinion end torque, and the straight traveling stability component, and finally sends the sum from the assist torque calculation unit 88 to the steered motor control unit 4. The final command value, which is the assist torque command value to be output automatically, is calculated.
That is, the command value summation unit 116 of this embodiment sums the following (A1) to (D1) to calculate the final command value of the assist torque.
(A1) A command value obtained by converting the steering wheel end assist torque into an input / output torque ratio and converting it so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32. Single pinion conversion command value

(B1)転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、操舵系摩擦成分を入出力トルク比に換算して変換した指令値である第二ピニオン側変換指令値
(C1)転舵モータ2から出力するアシストトルクが、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、慣性モーメント補償トルクを入出力トルク比に換算して変換した指令値である第三ピニオン側変換指令値
(D1)ピニオン角速度の増加を抑制するために、トルク伝達経路のうちピニオン軸44へ付加するトルクに応じて算出した指令値である直進安定成分
(B1) A command value obtained by converting the steering system friction component into an input / output torque ratio and converting the assist torque output from the steered motor 2 to a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32. Two-pinion conversion command value (C1) Converted by converting the moment of inertia compensation torque into the input / output torque ratio so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32 The third pinion side conversion command value (D1) that is the command value that has been output is a straight-running stable component that is a command value calculated according to the torque applied to the pinion shaft 44 in the torque transmission path in order to suppress an increase in pinion angular velocity.

(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10を参照しつつ、図11から図13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11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11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11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11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 of the universal joint output angle calculation model will be described with reference to FIGS. 1 to 10 and FIGS. 11 to 13.
FIG. 11 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. 11, the steering wheel 32 is typically shown for description. That is, the single universal joint shown in FIG.
As shown in FIG. 11, the universal joint has three rotation axes (x-axis, y-axis, and 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 0006194630
Figure 0006194630

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 0006194630
Figure 0006194630

また、図12中に示すように、入力側の軸の回転を図11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12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。 Also, as shown in FIG. 12, the rotation of the input side shaft is replaced by the symbol “φ” from θ 0 shown in FIG. 11, 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. 12 is a diagram illustrating the relationship between 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.

Figure 0006194630
Figure 0006194630

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 0006194630
Figure 0006194630

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 0006194630
Figure 0006194630

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13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13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13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. 13, in a vehicle having a general configuration, the phase angle θ offset exists between the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint. FIG. 13 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. 13, 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13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 on which 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 0006194630
Figure 0006194630

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13を参照して、転舵側前回処理内容記憶部MAの構成と、反力側前回処理内容記憶部MBの構成について説明する。
転舵側前回処理内容記憶部MAは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read‐Only Memory)を用いて形成する。
また、転舵側前回処理内容記憶部MAは、エンジンコントローラ52から、エンジンの状態を含む情報信号の入力を受け、さらに、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵側前回処理内容記憶部MAは、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受け、さらに、転舵角算出部76から、転舵輪24の転舵角を含む情報信号の入力を受ける。
(Steering side previous processing content storage unit MA, reaction force side previous processing content storage unit MB)
Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 13, the configuration of the steered side previous processing content storage unit MA and the configuration of the reaction force side previous processing content storage unit MB will be described.
The steered side previous processing content storage unit MA is formed using, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).
Further, the steered side previous processing content storage unit MA receives an input of an information signal including the state of the engine from the 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13を参照しつつ、図14から図16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 13 and FIGS. 14 to 16.
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14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14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。
Process Performed Before Shipment of Vehicle FIG. 14 is a flowchart showing a process 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. 14, when the process to be performed before the vehicle is shipped (START), the process of step S10 is first performed.
In step S10, for example, in a maintenance shop or the like, both the steering angle of the 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15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15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. 15 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. 15, 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16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16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. 16 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。
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 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.
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16を参照しつつ、図17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17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17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, among the processes performed by the EPS control block 78, a process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio will be described with reference to FIGS.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
When the flowchart shown in FIG. 17 is started (START), first, as a process of step S300, a 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. 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、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出するためのユニバーサルジョイント出力角算出モデルに対し、現在操舵角θHに仮想変位角ΔθHを加算して、仮想操舵角を入力(図中に示す「仮想操舵角入力」)する処理を行う。ステップS360において、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出するためのユニバーサルジョイント出力角算出モデルに仮想操舵角を入力すると、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で入力した仮想操舵角を、「θH+ΔθH」と示す場合がある。
ここで、仮想変位角ΔθHは、予め設定した微小時間Δt(例えば、5[ms])の間における操舵角の変化量に対応するパラメータである。また、仮想変位角ΔθHと微小時間Δtとの関係は、微小時間Δtの間における操舵角の角速度を「ωθH」と定義すると、以下の式(17)で示される。
In step S360, the virtual steering angle is input to the universal joint output angle calculation model for calculating the output angle θ out of the universal joint 7 by adding the virtual displacement angle ΔθH to the current steering angle θH (shown in the figure). “Virtual steering angle input”) is performed. In step S360, when the virtual steering angle is input to the universal joint output angle calculation model for calculating the output angle θ out of the universal joint 7, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S370. In the following description, the virtual steering angle input in step S360 may be indicated as “θH + ΔθH”.
Here, the virtual displacement angle ΔθH is a parameter corresponding to a change amount of the steering angle during a preset minute time Δt (for example, 5 [ms]). Further, the relationship between the virtual displacement angle ΔθH and the minute time Δt is expressed by the following equation (17) when the angular velocity of the steering angle during the minute time Δt is defined as “ωθH”.

Figure 0006194630
Figure 0006194630

ステップS370では、転舵角算出部76により、仮想操舵角θH+ΔθHを入力したユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づく転舵輪24の転舵角を、ピニオン角の仮想の推定値として算出(図中に示す「仮想ピニオン角推定」)する処理を行う。ステップS370において、ピニオン角の仮想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で算出したピニオン角の仮想の推定値を、「仮想ピニオン角f(θH+ΔθH)」と示す場合がある。   In step S370, the turning angle calculation unit 76 calculates the turning angle of the steered wheel 24 based on the universal joint output angle calculation model to which the virtual steering angle θH + ΔθH is input as a virtual estimated value of the pinion angle (shown in the figure). "Virtual pinion angle estimation") is performed. When the virtual estimated value of the pinion angle is calculated in step S370, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S380. In the following description, the virtual estimated value of the pinion angle calculated in step S370 may be indicated as “virtual pinion angle f (θH + ΔθH)”.

ステップS380では、ピニオン角の偏差であるピニオン角偏差を算出(図中に示す「ピニオン角偏差算出」)する処理を行う。ここで、ピニオン角偏差は、ステップS370で算出した仮想ピニオン角f(θH+ΔθH)から、ステップS350で算出した現在ピニオン角f(θH)を減算して算出する。ステップS380において、ピニオン角偏差を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS390へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS380で算出したピニオン角偏差を、「ΔθP」と示す場合がある。
ここで、ピニオン角偏差ΔθPは、予め設定した微小時間Δtの間におけるピニオン角の変化量に対応するパラメータである。また、ピニオン角偏差ΔθPと微小時間Δtとの関係は、微小時間Δtの間におけるピニオン角の角速度を「ωθP」と定義すると、以下の式(18)で示される。
In step S380, a process of calculating a pinion angle deviation that is a deviation of the pinion angle ("calculation of pinion angle deviation" shown in the drawing) is performed. Here, the pinion angle deviation is calculated by subtracting the current pinion angle f (θH) calculated in step S350 from the virtual pinion angle f (θH + ΔθH) calculated in step S370. When the pinion angle deviation is calculated in step S380, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S390. In the following description, the pinion angle deviation calculated in step S380 may be indicated as “ΔθP”.
Here, the pinion angle deviation ΔθP is a parameter corresponding to the amount of change of the pinion angle during a preset minute time Δt. Further, the relationship between the pinion angle deviation ΔθP and the minute time Δt is expressed by the following formula (18) when the angular velocity of the pinion angle during the minute time Δt is defined as “ωθP”.

Figure 0006194630
Figure 0006194630

ステップS390では、仮想変位角ΔθHとピニオン角偏差ΔθPとの偏差比である入出力偏差比を算出(図中に示す「入出力偏差比算出」)する処理を行う。ここで、入出力偏差比は、ステップS380で算出したピニオン角偏差ΔθPを、ステップS360の処理で用いた仮想変位角ΔθHにより除算して算出する。ステップS390において、入出力偏差比を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS400へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS390で算出した入出力偏差比を、「ΔθP/ΔθH」と示す場合がある。
ここで、入出力偏差比ΔθP/ΔθHは、以下の式(19)に示すように、微小時間Δtの間における操舵角の角速度ωθHとピニオン角の角速度ωθPとの速度比に応じたパラメータである。このため、上述したステップS360で仮想変位角ΔθHを用いることにより、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いて、角速度ωθHと角速度ωθPとの速度比を算出することが可能となる。
In step S390, an input / output deviation ratio that is a deviation ratio between the virtual displacement angle ΔθH and the pinion angle deviation ΔθP is calculated ("input / output deviation ratio calculation" shown in the figure). Here, the input / output deviation ratio is calculated by dividing the pinion angle deviation ΔθP calculated in step S380 by the virtual displacement angle ΔθH used in the process of step S360. When the input / output deviation ratio is calculated in step S390, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S400. In the following description, the input / output deviation ratio calculated in step S390 may be indicated as “ΔθP / ΔθH”.
Here, the input / output deviation ratio ΔθP / ΔθH is a parameter corresponding to the speed ratio between the angular velocity ωθH of the steering angle and the angular velocity ωθP of the pinion angle during the minute time Δt, as shown in the following equation (19). . Therefore, by using the virtual displacement angle ΔθH in step S360 described above, it is possible to calculate the speed ratio between the angular velocity ωθH and the angular velocity ωθP using the universal joint output angle calculation model.

Figure 0006194630
Figure 0006194630

すなわち、仮想操舵角θH+ΔθH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、仮想ピニオン角f(θH+ΔθH)を算出することが可能である。これは、現在操舵角θH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現在ピニオン角f(θH)を算出する処理に対応する。
したがって、仮想操舵角θH+ΔθHから現在操舵角θHを減算して仮想変位角ΔθHを算出する処理は、仮想ピニオン角f(θH+ΔθH)から現在ピニオン角f(θH)を減算してピニオン角偏差ΔθPを算出する処理に対応する。
That is, the virtual pinion angle f (θH + ΔθH) can be calculated by inputting the virtual steering angle θH + ΔθH into the universal joint output angle calculation model. This corresponds to a process of calculating the current pinion angle f (θH) by inputting the current steering angle θH to the universal joint output angle calculation model.
Accordingly, in the process of calculating the virtual displacement angle ΔθH by subtracting the current steering angle θH from the virtual steering angle θH + ΔθH, the pinion angle deviation ΔθP is calculated by subtracting the current pinion angle f (θH) from the virtual pinion angle f (θH + ΔθH). It corresponds to the process to do.

ステップS400では、ステップS390で算出した入出力偏差比ΔθP/ΔθHの逆数を演算して、入出力偏差比ΔθP/ΔθH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S400では、以下の式(20)により、入出力トルク比Tratioを算出する。ステップS400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/(ΔθP/ΔθH) … (20)
ここで、角速度ωθHと角速度ωθPとの速度比は、入出力トルク比Tratioの逆数となるため、入出力偏差比ΔθP/ΔθH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。
In step S400, the reciprocal of the input / output deviation ratio ΔθP / ΔθH calculated in step S390 is calculated to convert the input / output deviation ratio ΔθP / ΔθH into an input / output torque ratio ("Convert to input / output torque ratio" shown in the figure). ) Is performed. That is, in step S400, the input / output torque ratio T ratio is calculated by the following equation (20). When the input / output torque ratio T ratio is calculated in step S400, the processing for calculating the input / output torque ratio ends (END).
T ratio = 1 / (ΔθP / ΔθH) (20)
Here, the speed ratio between the angular ωθH and the angular velocity ωθP, because the reciprocal of the input-output torque ratio T ratio, with output torque ratio T ratio calculated on the basis of the output deviation ratio ΔθP / ΔθH, torque transmission It is possible to estimate the amplification factor of torque in the route.

(アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理)
以下、図1から図17を参照しつつ、図18を用いて、本実施形態のアシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理について説明する。
図18は、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理を示すフローチャートである。なお、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理は、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算した状態で開始する。
図18中に示すフローチャートを開始(START)すると、ステップS500において、第一ハンドル端トルク変換部90により、トルクセンサ値Vtpをハンドル端トルクに変換(図中に示す「トルクセンサ値をハンドル端トルクに変換」)する処理を行う。ステップS500において、トルクセンサ値Vtpをハンドル端トルクに変換すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS510へ移行する。
(Process in which assist torque calculation unit 88 calculates an assist torque command value)
Hereinafter, a process in which the assist torque calculation unit 88 of the present embodiment calculates an assist torque command value will be described with reference to FIGS. 1 to 17 and FIG.
FIG. 18 is a flowchart illustrating a process in which the assist torque calculation unit 88 calculates an assist torque command value. The process in which the assist torque calculation unit 88 calculates the assist torque command value starts when the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
When the flowchart shown in FIG. 18 is started (START), in step S500, the first handle end torque conversion unit 90 converts the torque sensor value Vtp into the handle end torque (“torque sensor value shown in FIG. To "". When the torque sensor value Vtp is converted into the handle end torque in step S500, the process of calculating the assist torque command value moves to step S510.

ステップS510では、ハンドル端アシストトルク算出部92によりハンドル端アシストトルクを算出(図中に示す「ハンドル端アシストトルク算出」)する処理を行う。ステップS510において、ハンドル端アシストトルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS520へ移行する。
ステップS520では、第一ピニオン端トルク変換部94により、ハンドル端アシストトルクをピニオン軸トルクに変換して、第一ピニオン端トルクを算出(図中に示す「第一ピニオン端トルクに変換」)する処理を行う。ステップS520において、第一ピニオン端トルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS530へ移行する。
In step S510, a handle end assist torque calculation unit 92 calculates a handle end assist torque ("handle end assist torque calculation" shown in the figure). When the handle end assist torque is calculated in step S510, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S520.
In step S520, the first pinion end torque converter 94 converts the handle end assist torque into pinion shaft torque to calculate the first pinion end torque ("convert to first pinion end torque" shown in the figure). Process. When the first pinion end torque is calculated in step S520, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S530.

ステップS530では、ピニオン側角速度変換部102により、転舵モータ回転角をピニオン角速度に変換して、ピニオン角速度を検出(図中に示す「ピニオン角速度検出」)する処理を行う。ステップS530において、ピニオン角速度を検出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS540へ移行する。
ステップS540では、直進安定制御部104により、直進安定成分を算出して、ピニオン角速度の増加を抑制するためにピニオン軸44へ付加するトルクを算出(図中に示す「ピニオン角速度抑制トルク算出」)する処理を行う。ステップS540において、ピニオン角速度の増加を抑制するためにピニオン軸44へ付加するトルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS550へ移行する。
In step S530, the pinion side angular velocity conversion unit 102 converts the steered motor rotation angle into a pinion angular velocity and detects the pinion angular velocity ("pinion angular velocity detection" shown in the figure). If the pinion angular velocity is detected in step S530, the process for calculating the assist torque command value proceeds to step S540.
In step S540, the straight running stability control unit 104 calculates a straight running stable component, and calculates the torque to be added to the pinion shaft 44 to suppress the increase in the pinion angular velocity ("Pinion angular velocity suppression torque calculation" shown in the figure). Perform the process. In step S540, when the torque to be applied to the pinion shaft 44 is calculated in order to suppress the increase in the pinion angular velocity, the processing for calculating the assist torque command value proceeds to step S550.

ステップS550では、ハンドル側角速度変換部96により、現在操舵角θHを操舵角速度に変換して、操舵角速度を検出(図中に示す「ハンドル角速度検出」)する処理を行う。ステップS550において、操舵角速度を検出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS560へ移行する。
ステップS560では、操舵系摩擦制御部98により、操舵系摩擦成分を算出して、操舵角速度の増加を抑制するために、ステアリングホイール32へ付加するトルクを算出(図中に示す「ハンドル角速度抑制トルク算出」)する処理を行う。ステップS560において、操舵角速度の増加を抑制するために、ステアリングホイール32へ付加するトルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS570へ移行する。
In step S550, the steering-side angular velocity conversion unit 96 converts the current steering angle θH into a steering angular velocity and detects the steering angular velocity ("steering wheel angular velocity detection" in the figure). When the steering angular velocity is detected in step S550, the process for calculating the assist torque command value proceeds to step S560.
In step S560, the steering system friction control unit 98 calculates the steering system friction component and calculates the torque to be applied to the steering wheel 32 in order to suppress the increase in the steering angular speed ("steering wheel angular speed suppression torque shown in the figure"). Calculation ”) is performed. In step S560, when the torque to be applied to the steering wheel 32 is calculated in order to suppress the increase in the steering angular velocity, the process for calculating the assist torque command value proceeds to step S570.

ステップS570では、第二ピニオン端トルク変換部100により、操舵系摩擦成分をピニオン軸トルクに変換して、第二ピニオン端トルクを算出(図中に示す「第二ピニオン端トルクに変換」)する処理を行う。ステップS570において、第二ピニオン端トルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS580へ移行する。
ステップS580では、慣性モーメント推定部108と第三ハンドル端トルク変換部110により、ハンドル端慣性モーメント推定値を算出(図中に示す「ハンドル端慣性モーメント推定値算出」)する処理を行う。ステップS580において、ハンドル端慣性モーメント推定値を算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS590へ移行する。
In step S570, the second pinion end torque conversion unit 100 converts the steering system friction component into pinion shaft torque to calculate the second pinion end torque ("convert to second pinion end torque" shown in the figure). Process. When the second pinion end torque is calculated in step S570, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S580.
In step S580, the inertia moment estimating unit 108 and the third handle end torque converting unit 110 perform a process of calculating the handle end inertia moment estimated value ("handle end inertia moment estimated value calculation" shown in the drawing). In step S580, when the estimated handle end inertia moment value is calculated, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S590.

ステップS590では、慣性補償F/F制御部112により、慣性モーメント補償トルクを算出(図中に示す「慣性モーメント補償トルク算出」)する処理を行う。ステップS590において、慣性モーメント補償トルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS600へ移行する。
ステップS600では、第三ピニオン端トルク変換部114により、慣性モーメント補償トルクをピニオン軸トルクに変換して、第三ピニオン端トルクを算出(図中に示す「第三ピニオン端トルクに変換」)する処理を行う。ステップS600において、第三ピニオン端トルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS610へ移行する。
In step S590, the inertia compensation F / F control unit 112 calculates the inertia moment compensation torque ("inertia moment compensation torque calculation" shown in the figure). When the inertia moment compensation torque is calculated in step S590, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S600.
In step S600, the third pinion end torque converter 114 converts the inertia moment compensation torque into the pinion shaft torque to calculate the third pinion end torque ("convert to third pinion end torque" shown in the figure). Process. When the third pinion end torque is calculated in step S600, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S610.

ステップS610では、指令値合算部116により、第一ピニオン端トルク、第二ピニオン端トルク、直進安定成分、第三ピニオン端トルクを合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する。さらに、算出したアシストトルクの最終指令値を、転舵モータ制御部4へ出力(図中に示す「アシストトルク最終指令値出力」)する処理を行う。ステップS610において、アシストトルクの最終指令値を、転舵モータ制御部4へ出力すると、アシストトルク指令値を算出する処理は終了(END)する。   In step S610, the command value summing unit 116 sums the first pinion end torque, the second pinion end torque, the straight travel stable component, and the third pinion end torque to calculate the final command value of the assist torque. Further, a process of outputting the calculated assist torque final command value to the steered motor control unit 4 (“assist torque final command value output” shown in the figure) is performed. In step S610, when the final command value of the assist torque is output to the steered motor control unit 4, the processing for calculating the assist torque command value ends (END).

(動作)
次に、図1から図18を参照しつつ、図19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19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19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 18 and FIG. FIG. 19 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. 19 shows a state in which 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。
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。
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.
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 ").

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。
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。
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.
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).

ここで、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、EPS制御時に、ハンドル端トルクと、トルク比演算部80が演算した入出力トルク比に基づいて、ハンドル端トルクに応じたアシストトルクの指令値を算出する。すなわち、EPS制御時に、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン側トルクをステアリングホイール32で発生するトルクに変換したハンドル端トルクと、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。
さらに、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。
したがって、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に応じた入出力トルク比と、ハンドル端トルクに基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。このため、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。
Here, in the vehicle steering control device 1 of the present embodiment, an assist torque command corresponding to the handle end torque is based on the handle end torque and the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit 80 during EPS control. Calculate the value. That is, at the time of EPS control, the assist torque command value is calculated based on the handle end torque obtained by converting the pinion torque detected by the pinion shaft torque sensor 46t into the torque generated by the steering wheel 32 and the input / output torque ratio.
Further, EPS control is performed based on the calculated command value of the assist torque.
Therefore, the assist torque command value can be calculated based on the input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation generated in the torque transmission path due to the inconstant velocity of the universal joint and the handle end torque. For this reason, in EPS control, it becomes possible to appropriately control the turning angle with respect to the driver's steering operation.

なお、上述したピニオン軸トルクセンサ46tは、ピニオン側トルク検出部に対応する。
また、上述した第一ハンドル端トルク変換部90は、第一ハンドル端トルク算出部に対応する。
また、上述したハンドル側角速度変換部96は、操舵角速度算出部に対応する。
また、上述したピニオン側角速度変換部102は、ピニオン角速度算出部に対応する。
また、上述した慣性補償F/F制御部112は、慣性補償制御部に対応する。
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、ハンドル端トルクと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方法である。
The pinion shaft torque sensor 46t described above corresponds to a pinion side torque detector.
The first handle end torque converter 90 described above corresponds to a first handle end torque calculator.
Further, the steering wheel side angular velocity conversion unit 96 described above corresponds to a steering angular velocity calculation unit.
Further, the above-described pinion side angular velocity converting unit 102 corresponds to a pinion angular velocity calculating unit.
The inertia compensation F / F control unit 112 described above corresponds to an inertia compensation control unit.
Further, as described above, the vehicle steering control method implemented by the operation of the vehicle steering control device 1 according to the present embodiment is a method for calculating the command value of the assist torque based on the handle end torque and the input / output torque ratio. It is.

(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)ハンドル端アシストトルク算出部92が、第一ハンドル端トルク変換部90が算出したハンドル端トルクと、トルク比演算部80が演算し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。
このため、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比と、ハンドル端トルクに基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
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、EPS制御において、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。
(Effects of the first embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Based on the handle end torque calculated by the first handle end torque converting unit 90 and the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculating unit 80, the handle end assist torque calculating unit 92 calculates an assist torque command value. calculate.
For this reason, it becomes possible to calculate the command value of the assist torque based on the input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation generated in the torque transmission path and the handle end torque.
As a result, even when torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the steering motor 2 can be appropriately controlled with respect to the driver's steering operation in the EPS control.

なお、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。
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)操舵系摩擦制御部98が、ハンドル側角速度変換部96が算出した操舵角速度の増加を抑制するためにステアリングホイール32へ付加するトルクに応じた、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対し、操舵角速度の増加を抑制するように、転舵モータ2からアシストトルクを出力することが可能となる。
その結果、EPS制御において、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対し、操舵角を保持するために必要な力(保舵力)を低減させて、操舵操作の安定性を向上させることが可能となる。
(2) The steering system friction control unit 98 calculates an assist torque command value corresponding to the torque applied to the steering wheel 32 in order to suppress the increase in the steering angular velocity calculated by the steering wheel side angular velocity conversion unit 96.
For this reason, it becomes possible to output the assist torque from the steered motor 2 so as to suppress the increase in the steering angular velocity in response to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver.
As a result, in EPS control, it is possible to improve the stability of the steering operation by reducing the force (steering force) required to maintain the steering angle with respect to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver. It becomes.

(3)慣性モーメント推定部108が、ピニオン角速度に基づき、トルク伝達経路を通じて伝達される慣性モーメントの推定値を算出する。これに加え、慣性補償F/F制御部112が、慣性モーメント補償トルクに応じたアシストトルクの指令値を算出する。
このため、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対し、転舵輪24側からトルク伝達経路を通じてステアリングホイール32へ伝達される慣性モーメントを補償するように、転舵モータ2からアシストトルクを出力することが可能となる。
その結果、EPS制御において、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対し、大きな慣性モーメントが発生した場合であっても、小さい操舵力でステアリングホイール32の操舵操作を行なうことが可能となる。
(3) The inertia moment estimation unit 108 calculates an estimated value of the inertia moment transmitted through the torque transmission path based on the pinion angular velocity. In addition, the inertia compensation F / F control unit 112 calculates a command value for assist torque according to the inertia moment compensation torque.
Therefore, in response to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver, the assist torque is output from the steered motor 2 so as to compensate the moment of inertia transmitted from the steered wheel 24 side to the steering wheel 32 through the torque transmission path. Is possible.
As a result, in the EPS control, the steering operation of the steering wheel 32 can be performed with a small steering force even when a large moment of inertia is generated with respect to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver.

(4)直進安定制御部104が、ピニオン側角速度変換部102が算出したピニオン角速度の増加を抑制するためにトルク伝達経路へ付加するトルクに応じて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、運転者によるステアリングホイール32の操舵操作に対し、ピニオン角速度の増加を抑制するように、転舵モータ2からアシストトルクを出力することが可能となる。
その結果、EPS制御において、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、転舵輪24の転舵角が変化する速度の増加を抑制して、車両の直進安定性を向上させることが可能となる。
(4) The straight running stability control unit 104 calculates an assist torque command value according to the torque added to the torque transmission path in order to suppress the increase in the pinion angular velocity calculated by the pinion side angular velocity conversion unit 102.
For this reason, it becomes possible to output the assist torque from the steered motor 2 so as to suppress an increase in the pinion angular velocity in response to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver.
As a result, in EPS control, it is possible to suppress an increase in the speed at which the turning angle of the steered wheels 24 changes according to the steering operation of the steering wheel 32 by the driver, and to improve the straight running stability of the vehicle. .

(5)第一ピニオン端トルク変換部94が、ハンドル端アシストトルク算出部92が算出したアシストトルクの指令値を、入出力トルク比に換算して変換する。この変換は、転舵モータ2が出力するアシストトルクがステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように行なう。
その結果、EPS制御において、ステアリングホイール32を操舵操作する運転者に伝達するトルクを、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比に換算して変換することが可能となる。
(5) The first pinion end torque converter 94 converts the assist torque command value calculated by the handle end assist torque calculator 92 into an input / output torque ratio for conversion. This conversion is performed so that the assist torque output from the steering motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32.
As a result, in the EPS control, it is possible to convert the torque transmitted to the driver who steers the steering wheel 32 into an input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation generated in the torque transmission path.

(6)第二ピニオン端トルク変換部100が、転舵モータ2が出力するアシストトルクがステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、操舵系摩擦制御部98が算出した指令値である操舵系摩擦成分を、入出力トルク比に換算して変換する。
その結果、EPS制御において、ステアリングホイール32を操舵操作する運転者に伝達して、保舵力を低減させるトルクを、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比に換算して変換することが可能となる。
(6) The command value calculated by the steering system friction control unit 98 so that the assist torque output from the steering motor 2 is a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32 by the second pinion end torque conversion unit 100. This steering system friction component is converted into an input / output torque ratio and converted.
As a result, in EPS control, the torque transmitted to the driver operating the steering wheel 32 to reduce the steering retention force is converted into an input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation generated in the torque transmission path and converted. It becomes possible to do.

(7)第三ピニオン端トルク変換部114が、転舵モータ2が出力するアシストトルクがステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように、慣性補償F/F制御部112が算出した指令値を、入出力トルク比に換算して変換する。
その結果、EPS制御において、ステアリングホイール32を操舵操作する運転者に伝達して、慣性モーメントを補償するトルクを、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比に換算して変換することが可能となる。
(7) The third pinion end torque converter 114 calculates the inertia compensation F / F controller 112 so that the assist torque output from the steered motor 2 becomes a value corresponding to the torque generated in the steering wheel 32. The command value is converted into an input / output torque ratio and converted.
As a result, in EPS control, torque that is transmitted to the driver who steers the steering wheel 32 and compensates for the moment of inertia is converted into an input / output torque ratio corresponding to torque fluctuation generated in the torque transmission path and converted. It becomes possible.

(8)指令値合算部116が、第一ピニオン端トルク、第二ピニオン端トルク、直進安定成分、第三ピニオン端トルクを合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する。
その結果、アシストトルクを、入出力トルク比に換算して変換したハンドル端アシストトルク、保舵力を低減させるトルク、車両の直進安定性を向上させるトルク、慣性モーメントを補償するトルクに応じて補正することが可能となる。これに加え、アシストトルクを、ステアリングホイール32で発生するトルクに応じた値となるように補正することが可能となる。
(8) The command value summation unit 116 sums the first pinion end torque, the second pinion end torque, the straight travel stable component, and the third pinion end torque to calculate the final command value of the assist torque.
As a result, the assist torque is converted according to the input / output torque ratio and converted according to the steering wheel end assist torque, the torque that reduces the steering force, the torque that improves the straight running stability of the vehicle, and the torque that compensates the moment of inertia. It becomes possible to do. In addition to this, the assist torque can be corrected so as to have a value corresponding to the torque generated by the steering wheel 32.

(9)アシストトルク算出部88が、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したトルクセンサ値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。
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。
(9) The assist torque calculator 88 corrects the torque sensor value Vtp detected by the pinion shaft torque sensor 46t with the input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculator 80, and calculates an assist torque command value.
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.

(10)本実施形態の車両用操舵制御方法では、ハンドル端トルクと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。
このため、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比と、ハンドル端トルクに基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
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、EPS制御において、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。
(10) In the vehicle steering control method of the present embodiment, the assist torque command value is calculated based on the steering wheel end torque and the input / output torque ratio.
For this reason, it becomes possible to calculate the command value of the assist torque based on the input / output torque ratio corresponding to the torque fluctuation generated in the torque transmission path and the handle end torque.
As a result, even when torque fluctuation occurs in the torque transmission path, the steering motor 2 can be appropriately controlled with respect to the driver's steering operation in the EPS control.

(変形例)
(1)本実施形態では、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2としたが、アシストトルクを出力するアクチュエータは、転舵モータ2に限定するものではなく、反力モータ8としてもよい。
この場合、第二ハンドル端トルク変換部106が、反力モータ8から出力するアシストトルクが、トルク伝達経路のうちユニバーサルジョイントよりも転舵輪24側で発生するトルクに応じた値となるように、直進安定成分を入出力トルク比に換算して変換する。
その結果、EPS制御において、ステアリングホイール32を操舵操作する運転者に伝達して、車両の直進安定性を向上させるトルクを、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じた入出力トルク比に換算して変換することが可能となる。
(Modification)
(1) In this embodiment, the steering motor 2 is the actuator that outputs the assist torque. However, the actuator that outputs the assist torque is not limited to the steering motor 2 and may be the reaction force motor 8.
In this case, the assist torque output from the reaction force motor 8 by the second handle end torque converter 106 is a value corresponding to the torque generated on the steered wheel 24 side of the universal joint in the torque transmission path. Convert straight-line stable component into input / output torque ratio.
As a result, in the EPS control, torque that is transmitted to the driver who steers the steering wheel 32 and improves the straight running stability of the vehicle is converted into an input / output torque ratio corresponding to torque fluctuation generated in the torque transmission path. Can be converted.

(2)本実施形態では、指令値合算部116が、上述した(A1)から(D1)、すなわち、第一ピニオン端トルク、第二ピニオン端トルク、直進安定成分、第三ピニオン端トルクを合算して、アシストトルクの最終指令値を算出したが、これに限定するものではない。
すなわち、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、指令値合算部116の構成を、以下の(A2)から(D2)を合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成とする。ここで、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、アシストトルクの最終指令値は、アシストトルク算出部88から反力モータ制御部10へ最終的に出力するアシストトルク指令値である。
(2) In the present embodiment, the command value summation unit 116 sums the above-described (A1) to (D1), that is, the first pinion end torque, the second pinion end torque, the straight travel stable component, and the third pinion end torque. Then, although the final command value of the assist torque is calculated, the present invention is not limited to this.
That is, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8, the configuration of the command value summing unit 116 is configured to add the following (A2) to (D2) to calculate the final command value of the assist torque. And Here, when the reaction torque motor 8 is the actuator that outputs the assist torque, the final command value of the assist torque is the assist torque command value that is finally output from the assist torque calculation unit 88 to the reaction force motor control unit 10. .

(A2)ハンドル端アシストトルク算出部92が算出した指令値であるハンドル端アシストトルク
(B2)操舵系摩擦制御部98が、操舵角速度の増加を抑制するためにステアリングホイール32へ付加するトルクに応じて算出した指令値である操舵系摩擦成分
(C2)慣性補償F/F制御部112が、転舵輪24側からトルク伝達経路を通じてステアリングホイール32へ伝達される慣性モーメントを補償するための慣性モーメント補償トルクに応じて算出した指令値
(D2)反力モータ8から出力するアシストトルクがトルク伝達経路のうちユニバーサルジョイントよりも転舵輪24側で発生するトルクに応じた値となるように、直進安定成分を入出力トルク比に換算して変換したハンドル側変換指令値
(A2) The steering wheel end assist torque, which is the command value calculated by the steering wheel end assist torque calculation unit 92 (B2), according to the torque applied to the steering wheel 32 by the steering system friction control unit 98 to suppress an increase in the steering angular velocity. Inertia moment compensation for the steering system friction component (C2) inertia compensation F / F control unit 112 that is the command value calculated in this way to compensate the inertia moment transmitted from the steered wheel 24 side to the steering wheel 32 through the torque transmission path. Command value (D2) calculated according to the torque The straight traveling stable component so that the assist torque output from the reaction force motor 8 becomes a value according to the torque generated on the steered wheel 24 side of the universal joint in the torque transmission path. Conversion value for steering wheel side converted from I / O torque ratio

この場合、アシストトルクを、ハンドル端アシストトルク、保舵力を低減させるトルク、車両の直進安定性を向上させるトルク、慣性モーメントを補償するトルクに応じて補正することが可能となる。これに加え、反力モータ8から出力するアシストトルクを、トルク伝達経路のうちユニバーサルジョイントよりも転舵輪24側で発生するトルクに応じた値となるように補正することが可能となる。
ここで、図1から図17を参照しつつ、図20を用いて、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合に、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理を説明する。なお、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2とした場合に、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理を同様の処理については、その説明を省略する場合がある。
In this case, the assist torque can be corrected according to the steering wheel end assist torque, the torque for reducing the steering holding force, the torque for improving the straight traveling stability of the vehicle, and the torque for compensating the moment of inertia. In addition to this, it is possible to correct the assist torque output from the reaction force motor 8 so as to have a value corresponding to the torque generated on the steered wheel 24 side of the universal joint in the torque transmission path.
Here, referring to FIG. 1 to FIG. 17, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8 using FIG. 20, the assist torque calculation unit 88 calculates the assist torque command value. explain. In the case where the actuator that outputs the assist torque is the steering motor 2, the description of the process that is the same as the process that the assist torque calculation unit 88 calculates the assist torque command value may be omitted.

図20は、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合に、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理を示すフローチャートである。なお、アシストトルク算出部88がアシストトルク指令値を算出する処理は、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算した状態で開始する。
図20中に示すフローチャートを開始(START)すると、ステップS700において、上述したステップS500と同様の処理を行い、ステップS710へ移行する。
ステップS710では、上述したステップS510と同様の処理を行い、ステップS720へ移行する。ステップS720では、上述したステップS530と同様の処理を行い、ステップS730へ移行する。ステップS730では、上述したステップS540と同様の処理を行い、ステップS740へ移行する。
FIG. 20 is a flowchart illustrating a process in which the assist torque calculation unit 88 calculates an assist torque command value when the reaction force motor 8 is an actuator that outputs the assist torque. The process in which the assist torque calculation unit 88 calculates the assist torque command value starts when the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
When the flowchart shown in FIG. 20 is started (START), in step S700, the same process as in step S500 described above is performed, and the process proceeds to step S710.
In step S710, the same process as step S510 described above is performed, and the process proceeds to step S720. In step S720, the same process as step S530 described above is performed, and the process proceeds to step S730. In step S730, the same process as step S540 described above is performed, and the process proceeds to step S740.

ステップS740では、第二ハンドル端トルク変換部106により、直進安定成分をハンドル端トルクに変換して、ハンドル端トルクを算出(図中に示す「ハンドル端トルクに変換」)する処理を行う。ステップS740において、ハンドル端トルクを算出すると、アシストトルク指令値を算出する処理は、ステップS750へ移行する。
ステップS750では、上述したステップS550と同様の処理を行い、ステップS760へ移行する。ステップS760では、上述したステップS560と同様の処理を行い、ステップS770へ移行する。ステップS770では、上述したステップS580と同様の処理を行い、ステップS780へ移行する。
ステップS780では、上述したステップS590と同様の処理を行い、ステップS790へ移行する。ステップS790では、上述したステップS610と同様の処理を行い、アシストトルク指令値を算出する処理を終了(END)する。
In step S740, the second handle end torque conversion unit 106 converts the straight traveling stable component into the handle end torque and calculates the handle end torque ("convert to handle end torque" shown in the drawing). When the handle end torque is calculated in step S740, the process of calculating the assist torque command value proceeds to step S750.
In step S750, the same process as step S550 described above is performed, and the process proceeds to step S760. In step S760, the same process as step S560 described above is performed, and the process proceeds to step S770. In step S770, the same process as step S580 described above is performed, and the process proceeds to step S780.
In step S780, the same process as step S590 described above is performed, and the process proceeds to step S790. In step S790, the same process as step S610 described above is performed, and the process of calculating the assist torque command value is ended (END).

(3)本実施形態では、トルク比演算部80が、仮想操舵角θH+ΔθHを用いて入出力トルク比を演算したが、トルク比演算部80の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、図21中に示すように、トルク比演算部80の構成を、操舵角速度ωθHを用いて入出力トルク比を演算する構成としてもよい。なお、図21は、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理の変形例を示すフローチャートである。
図21中に示すフローチャートのうち、ステップS300からS350の処理は、本実施形態のトルク比演算部80が行なう処理と同様であるため、その説明を省略する。
(3) In the present embodiment, the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio using the virtual steering angle θH + ΔθH, but the configuration of the torque ratio calculation unit 80 is not limited to this.
That is, for example, as shown in FIG. 21, the configuration of the torque ratio calculation unit 80 may be configured to calculate the input / output torque ratio using the steering angular velocity ωθH. FIG. 21 is a flowchart showing a modification of the process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
In the flowchart shown in FIG. 21, the processing from step S300 to S350 is the same as the processing performed by the torque ratio calculation unit 80 of the present embodiment, and the description thereof is omitted.

ステップS350から移行したステップS800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、上記の式(17)へ入力する。これにより、ステップS800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S800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S810へ移行する。   In step S800 transferred from step S350, the preset angular velocity calculation time Δt (for example, 100 [ms]) and the virtual displacement angle ΔθH are input to the above equation (17). As a result, in step S800, a process of calculating the 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 S800, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S810.

ステップS810では、ステップS800で算出した操舵角速度ωθHを、以下の式(21)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S810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S820へ移行する。
なお、以下の式(21)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 S810, the steering angular velocity ωθH calculated in step S800 is input to the following equation (21), 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 S810, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S820.
In addition, the following formula | equation (21) 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 0006194630
Figure 0006194630

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S820では、ステップS810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S820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S830へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS820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 S820, using the steering angular velocity ωθH and the output angular velocities ωθP used in step S810, the speed ratios at the universal joints (7, 11, 19, 23) are integrated ("integrate each speed ratio" shown in the figure). ) Is performed. In step S820, when the speed ratios at the universal joints are integrated, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S830. In the following description, the speed ratio integrated in step S820 may be indicated as “integrated speed ratio ωθP int / ωθH”.

ステップS830では、ステップS820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S830では、以下の式(22)により、入出力トルク比Tratioを算出する。ステップS830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) … (22)
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。
In step S830, calculates the reciprocal of the integrated speed ratio ωθP int / ωθH calculated in step S820, 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 S830, the input / output torque ratio T ratio is calculated by the following equation (22). When the input / output torque ratio T ratio is calculated in step S830, the processing for calculating the input / output torque ratio ends (END).
T ratio = 1 / (ωθP int / ωθH) (22)
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.

また、例えば、図22中に示すように、トルク比演算部80の構成を、入出力速度比ωθP/ωθHに対してカットオフ周波数以上の周波数を減衰させる処理を行って、入出力トルク比を演算する構成としてもよい。なお、図22は、トルク比演算部80が入出力トルク比を演算する処理の変形例を示すフローチャートである。
図22中に示すフローチャートのうち、ステップS300からS350の処理は、本実施形態のトルク比演算部80が行なう処理と同様であるため、その説明を省略する。
ステップS350から移行したステップS900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、上記の式(17)へ入力する。これにより、ステップS900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S900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S910へ移行する。
Further, for example, as shown in FIG. 22, the configuration of the torque ratio calculation unit 80 performs a process of attenuating the frequency equal to or higher than the cutoff frequency with respect to the input / output speed ratio ωθP / ωθH, thereby obtaining the input / output torque ratio. It is good also as a structure which calculates. FIG. 22 is a flowchart showing a modification of the process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio.
In the flowchart shown in FIG. 22, the processing of steps S300 to S350 is the same as the processing performed by the torque ratio calculation unit 80 of the present embodiment, and thus the description thereof is omitted.
In step S900 transferred from step S350, the preset angular velocity calculation time Δt (for example, 100 [ms]) and the virtual displacement angle ΔθH are input to the above equation (17). Thus, in step S900, a process of calculating the 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 S900, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S910.

ステップS910では、上述した角速度算出時間Δt内におけるピニオン角の変化量に基づき、角速度算出時間Δt内における転舵角の変化量に基づく出力角速度を算出(図中に示す「出力角速度算出」)する処理を行う。ここで、出力角速度の算出は、ステップS350で算出したピニオン角の現在の推定値f(θH)と、角速度算出時間Δtに基づいて行なう。これは、例えば、角速度算出時間Δt内におけるピニオン角の現在の推定値f(θH)の変化量を、角速度算出時間Δtで除算して行なう。ステップS910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S920へ移行する。
ステップS920では、ステップS900で算出した操舵角速度ωθHが、予め設定した角速度閾値以下であるか否かを判定する処理(図中に示す「操舵角速度が角速度閾値以下?」)を行う。
In step S910, an output angular velocity based on the change amount of the turning angle within the angular velocity calculation time Δt is calculated based on the above-described change amount of the pinion angle within the angular velocity calculation time Δt (“output angular velocity calculation” shown in the figure). Process. Here, the output angular velocity is calculated based on the current estimated value f (θH) of the pinion angle calculated in step S350 and the angular velocity calculation time Δt. This is performed, for example, by dividing the change amount of the current estimated value f (θH) of the pinion angle within the angular velocity calculation time Δt by the angular velocity calculation time Δt. When the output angular velocity is calculated in step S910, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S920.
In step S920, a process of determining whether or not the steering angular velocity ωθH calculated in step S900 is equal to or smaller than a preset angular velocity threshold (“steering angular velocity is equal to or smaller than angular velocity threshold” in the figure) is performed.

ここで、角速度閾値は、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、演算精度が保持可能な値であり、例えば、車両の諸元に応じて設定して、トルク比演算部80に記憶しておく。
ステップS920において、操舵角速度ωθHが角速度閾値以下である(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S930へ移行する。
一方、ステップS920において、操舵角速度ωθHが角速度閾値を超えている(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S940へ移行する。
Here, the angular velocity threshold is a value that can maintain the calculation accuracy in the process in which the torque ratio calculation unit 80 calculates the input / output torque ratio. For example, the angular velocity threshold is set according to the specifications of the vehicle. Store in 80.
If it is determined in step S920 that the steering angular velocity ωθH is equal to or lower than the angular velocity threshold (“Yes” shown in the figure), the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S930.
On the other hand, if it is determined in step S920 that the steering angular velocity ωθH exceeds the angular velocity threshold (“No” shown in the figure), the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S940.

ステップS930では、入出力トルク比記憶部86に記憶している、前回行なった処理で演算した入出力トルク比を、変更せずに維持(図中に示す「前回の入出力トルク比を維持」)する処理を行う。ステップS930において、前回の入出力トルク比を維持する処理を行うと、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS920へ移行する。
ステップS940では、ステップS900で算出した操舵角速度ωθHと、ステップS370で算出した出力角速度ωθPを用いて、操舵角速度ωθHと出力角速度ωθPとの比である入出力速度比を算出(図中に示す「入出力速度比算出」)する処理を行う。この処理は、例えば、出力角速度ωθPを操舵角速度ωθHで除算して行なう。ステップS940において、入出力速度比を算出すると、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS950へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS940で算出した入出力速度比を、「入出力速度比ωθP/ωθH」と示す場合がある。
In step S930, the input / output torque ratio calculated in the previous processing stored in the input / output torque ratio storage unit 86 is maintained without change ("maintain previous input / output torque ratio" shown in the figure). ) Is performed. In step S930, when the process for maintaining the previous input / output torque ratio is performed, the process for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S920.
In step S940, an input / output speed ratio, which is a ratio between the steering angular speed ωθH and the output angular speed ωθP, is calculated using the steering angular speed ωθH calculated in step S900 and the output angular speed ωθP calculated in step S370 (see “ I / O speed ratio calculation ") is performed. This process is performed, for example, by dividing the output angular velocity ωθP by the steering angular velocity ωθH. When the input / output speed ratio is calculated in step S940, the processing for calculating the input / output torque ratio proceeds to step S950. In the following description, the input / output speed ratio calculated in step S940 may be indicated as “input / output speed ratio ωθP / ωθH”.

ステップS950では、ステップS940で算出した入出力速度比ωθP/ωθHに対し、ローパスフィルタ(LPF:Low‐Pass Filter)を用いて、予め設定したカットオフ周波数以上の周波数を減衰させる処理(図中に示す「LPF処理」)を行う。ステップS950において、入出力速度比ωθP/ωθHに対してカットオフ周波数以上の周波数を減衰させる処理を行うと、入出力トルク比を演算する処理は、ステップS960へ移行する。   In step S950, the input / output speed ratio ωθP / ωθH calculated in step S940 is attenuated by using a low-pass filter (LPF) that is equal to or higher than a preset cutoff frequency (in the figure). ("LPF processing") shown in FIG. When the process of attenuating the frequency equal to or higher than the cutoff frequency is performed on the input / output speed ratio ωθP / ωθH in step S950, the process of calculating the input / output torque ratio proceeds to step S960.

ステップS960では、ステップS940で算出した入出力速度比ωθP/ωθHの逆数を演算して、入出力速度比ωθP/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S960では、以下の式(23)により、入出力トルク比Tratioを算出する。ステップS960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/(ωθP/ωθH) … (23)
In step S960, the reciprocal of the input / output speed ratio ωθP / ωθH calculated in step S940 is calculated to convert the input / output speed ratio ωθP / ωθH into an input / output torque ratio ("Convert to input / output torque ratio" shown in the figure). ) Is performed. That is, in step S960, the input / output torque ratio T ratio is calculated by the following equation (23). When the input / output torque ratio T ratio is calculated in step S960, the process of calculating the input / output torque ratio ends (END).
T ratio = 1 / (ωθP / ωθH) (23)

(4)本実施形態では、指令値合算部116が、上述した(A1)から(D1)を合算して、アシストトルクの最終指令値を算出したが、これに限定するものではない。すなわち、アシストトルクを出力するアクチュエータを転舵モータ2とした場合、指令値合算部116の構成を、例えば、上述した(A1)と、(B1)から(D1)のうち少なくとも一つとを合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成としてもよい。この構成は、(B1)から(D1)のうち演算が行なわれた値のみを(A1)に合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成を含む。
同様に、アシストトルクを出力するアクチュエータを反力モータ8とした場合、指令値合算部116の構成を、例えば、上述した(A2)と、(B2)から(D2)のうち少なくとも一つとを合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成としてもよい。この構成は、(B2)から(D2)のうち演算が行なわれた値のみを(A2)に合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成を含む。
(4) In this embodiment, the command value summation unit 116 sums (A1) to (D1) to calculate the final command value of the assist torque. However, the present invention is not limited to this. That is, when the actuator that outputs the assist torque is the steering motor 2, the configuration of the command value summing unit 116 is, for example, summed (A1) and at least one of (B1) to (D1). Thus, the final command value of the assist torque may be calculated. This configuration includes a configuration in which only a value calculated in (B1) to (D1) is added to (A1) to calculate the final command value of the assist torque.
Similarly, when the actuator that outputs the assist torque is the reaction force motor 8, the configuration of the command value summation unit 116 is, for example, the sum of the above-described (A2) and at least one of (B2) to (D2). And it is good also as a structure which calculates the last command value of assist torque. This configuration includes a configuration for calculating a final command value of the assist torque by adding only the values calculated from (B2) to (D2) to (A2).

(5)本実施形態では、アシストトルク算出部88の構成を、第一ピニオン端トルク変換部94、第二ピニオン端トルク変換部100、第二ハンドル端トルク変換部106及び第三ピニオン端トルク変換部114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、ハンドル端アシストトルク算出部92、操舵系摩擦制御部98、直進安定制御部104及び慣性補償F/F制御部112が算出した指令値を指令値合算部116により合算して、アシストトルクの最終指令値を算出する構成としてもよい。この構成は、操舵系摩擦制御部98、直進安定制御部104及び慣性補償F/F制御部112が算出した指令値のうち算出された値のみをハンドル端アシストトルク算出部92が算出した指令値に合算する構成を含む。 (5) In the present embodiment, the assist torque calculation unit 88 has the same configuration as the first pinion end torque conversion unit 94, the second pinion end torque conversion unit 100, the second handle end torque conversion unit 106, and the third pinion end torque conversion. However, the present invention is not limited to this. That is, the command value calculated by the steering wheel end assist torque calculation unit 92, the steering system friction control unit 98, the straight running stability control unit 104, and the inertia compensation F / F control unit 112 is summed by the command value summation unit 116, and the assist torque is calculated. The final command value may be calculated. In this configuration, the command value calculated by the steering wheel end assist torque calculating unit 92 is only the calculated value among the command values calculated by the steering system friction control unit 98, the straight running stability control unit 104, and the inertia compensation F / F control unit 112. Includes a configuration that adds up to

(6)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(24)を用いて算出する。
(6) 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, 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 (24).

Figure 0006194630
Figure 0006194630

(7)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。 (7) 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.

(8)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。
(8) 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 the above formula. 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).

(9)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。
(9) 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, 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.

(10)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17、21、22参照)。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。
(10) 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 FIGS. 17, 21, and 22). 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.

(11)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17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。 (11) 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. 17). 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.

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 入出力トルク比記憶部
88 アシストトルク算出部
90 第一ハンドル端トルク変換部
92 ハンドル端アシストトルク算出部
94 第一ピニオン端トルク変換部
96 ハンドル側角速度変換部
98 操舵系摩擦制御部
100 第二ピニオン端トルク変換部
102 ピニオン側角速度変換部
104 直進安定制御部
106 第二ハンドル端トルク変換部
108 慣性モーメント推定部
110 第三ハンドル端トルク変換部
112 慣性補償F/F制御部
114 第三ピニオン端トルク変換部
116 指令値合算部
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 section 74 Steering angle storage section 76 Steering angle calculation section 78 EPS control block 80 Torque ratio calculation section 82 Torque ratio map generation section 84 Torque ratio map storage section 86 Input / output torque ratio storage section 88 Assist torque calculation section 90 One ha Handle end torque conversion unit 92 Handle end assist torque calculation unit 94 First pinion end torque conversion unit 96 Handle side angular velocity conversion unit 98 Steering system friction control unit 100 Second pinion end torque conversion unit 102 Pinion side angular velocity conversion unit 104 Straight line stability control Part 106 Second handle end torque converter 108 Inertia moment estimation part 110 Third handle end torque converter 112 Inertia compensation F / F control part 114 Third pinion end torque converter 116 Command value summation part MA Storage unit MB Reaction force side last processing content storage unit

Claims (11)

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、
車両の運転者が操舵操作する前記ステアリングホイールから前記トルク伝達経路を介して前記転舵輪側に伝達するトルクであるピニオン側トルクを検出するピニオン側トルク検出部と、
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、
記ピニオン側トルク検出部が検出したピニオン側トルク及び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、前記ピニオン側トルク検出部が検出したピニオン側トルクを前記ステアリングホイールで発生するトルクに変換したハンドル端トルクを算出する第一ハンドル端トルク算出部と
記第一ハンドル端トルク算出部が算出したハンドル端トルクに応じたハンドル端アシストトルクを算出し、前記ハンドル端アシストトルク及び前記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するアシストトルク算出部と、を備え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:
A pinion-side torque detection unit that detects pinion-side torque that is torque transmitted from the steering wheel that is operated by a vehicle driver to the steered wheel side via the torque transmission path;
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;
Torque before Symbol pinion side torque detection unit based on the pinion side torque and the torque ratio output torque ratio calculation unit has calculated detected, generates a pinion side torque the pinion-side torque detection portion is detected by the steering wheel a first handle end torque calculation unit that calculates a converted handle end torque,
Assist the first handle end torque calculation section before Symbol calculates the handle end assist torque corresponding to the handle end torque calculated, calculates a command value of the assist torque based on the handle end assist torque and the output torque ratio A vehicle steering control device comprising: a torque calculation unit .
前記ステアリングホイールの操舵角に応じた操舵角速度を算出する操舵角速度算出部を備え、
前記アシストトルク算出部は、前記操舵角速度算出部が算出した操舵角速度の増加を抑制するために前記ステアリングホイールへ付加するトルクに応じた前記アシストトルクの指令値を算出する操舵系摩擦制御部と、前記アシストトルク算出部が算出した指令値と前記操舵系摩擦制御部が算出した指令値を合算して前記アシストトルクの最終指令値を算出する指令値合算部と、を備え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。
A steering angular velocity calculator that calculates a steering angular velocity according to the steering angle of the steering wheel;
The assist torque calculation unit calculates a command value of the assist torque according to the torque applied to the steering wheel in order to suppress an increase in the steering angular velocity calculated by the steering angular velocity calculation unit; characterized in that it comprises a command value summation unit which calculates the by summing the command values before Kia Shisutotoruku calculator command value calculated with the steering system friction control unit has calculated final command value of the assist torque, the The vehicle steering control device according to claim 1.
前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータの回転角である転舵回転角に応じたピニオン角速度を算出するピニオン角速度算出部を備え、
前記アシストトルク算出部は、前記ピニオン角速度算出部が算出したピニオン角速度に基づいて前記トルク伝達経路を通じて伝達される慣性モーメントの推定値を算出する慣性モーメント推定部と、当該慣性モーメント推定部が算出した慣性モーメントの推定値に基づき、前記転舵輪側から前記トルク伝達経路を通じて前記ステアリングホイールへ伝達される慣性モーメントを補償するための慣性モーメント補償トルクに応じた前記アシストトルクの指令値を算出する慣性補償制御部と、前記アシストトルク算出部が算出した指令値と前記慣性補償制御部が算出した指令値を合算して前記アシストトルクの最終指令値を算出する指令値合算部と、を備え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。
A pinion angular velocity calculation unit that calculates a pinion angular velocity according to a turning rotation angle that is a rotation angle of a turning actuator that turns the steered wheel;
The assist torque calculation unit calculates an estimated value of the moment of inertia transmitted through the torque transmission path based on the pinion angular velocity calculated by the pinion angular velocity calculation unit, and the inertia moment estimation unit calculates Inertia compensation for calculating a command value of the assist torque according to the inertia moment compensation torque for compensating the inertia moment transmitted from the steered wheel side to the steering wheel through the torque transmission path based on the estimated value of the inertia moment a control unit, a front Kia Shisutotoruku calculator command value summation unit which calculates the by summing the command value inertia compensation control unit and the calculated command value calculated final command value of the assist torque, in that it comprises The vehicle steering control device according to claim 1 or 2, wherein the vehicle steering control device is a vehicle steering control device.
前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータの回転角である転舵回転角に応じたピニオン角速度を算出するピニオン角速度算出部を備え、
前記アシストトルク算出部は、前記ピニオン角速度算出部が算出したピニオン角速度の増加を抑制するために前記トルク伝達経路へ付加するトルクに応じた前記アシストトルクの指令値を算出する直進安定制御部と、前記アシストトルク算出部が算出した指令値と前記直進安定制御部が算出した指令値を合算して前記アシストトルクの最終指令値を算出する指令値合算部と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
A pinion angular velocity calculation unit that calculates a pinion angular velocity according to a turning rotation angle that is a rotation angle of a turning actuator that turns the steered wheel;
The assist torque calculation unit calculates a command value of the assist torque according to the torque added to the torque transmission path in order to suppress an increase in the pinion angular velocity calculated by the pinion angular velocity calculation unit, and claims, characterized in that it comprises a command value summation unit for calculating a final command value summation to the assist torque command value before Kia Shisutotoruku calculator command value calculated with the straight running stability controller is calculated, the The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 3.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側に配置した転舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記転舵側アクチュエータが出力するアシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように、前記アシストトルク算出部が算出した指令値を前記入出力トルク比に換算して変換する第一ピニオン端トルク変換部を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
The actuator that outputs the assist torque is a steered side actuator disposed on the steered wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit, the so assist torque steered side actuator output becomes a value corresponding to the torque generated by the steering wheel, front Kia Shisutotoruku calculator the output torque command value calculated The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a first pinion end torque conversion section that converts the ratio into a ratio.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側に配置した転舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記転舵側アクチュエータが出力するアシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように、前記操舵系摩擦制御部が算出した指令値を前記入出力トルク比に換算して変換する第二ピニオン端トルク変換部を備えることを特徴とする請求項2に記載した車両用操舵制御装置。
The actuator that outputs the assist torque is a steered side actuator disposed on the steered wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit outputs the command value calculated by the steering system friction control unit so that the assist torque output from the steering-side actuator becomes a value corresponding to the torque generated in the steering wheel. The vehicle steering control device according to claim 2, further comprising a second pinion end torque conversion unit that converts the ratio into a ratio.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側に配置した転舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記転舵側アクチュエータが出力するアシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように、前記慣性補償制御部が算出した指令値を前記入出力トルク比に換算して変換する第三ピニオン端トルク変換部を備えることを特徴とする請求項3に記載した車両用操舵制御装置。
The actuator that outputs the assist torque is a steered side actuator disposed on the steered wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit uses the command value calculated by the inertia compensation control unit as the input / output torque ratio so that the assist torque output from the steered side actuator has a value corresponding to the torque generated by the steering wheel. The vehicle steering control device according to claim 3, further comprising a third pinion end torque conversion unit that converts the value into a converted value.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記ステアリングホイール側に配置した操舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記操舵側アクチュエータが出力するアシストトルクが前記トルク伝達経路のうち前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側で発生するトルクに応じた値となるように、前記直進安定制御部が算出した指令値を前記入出力トルク比に換算して変換する第二ハンドル端トルク変換部を備えることを特徴とする請求項4に記載した車両用操舵制御装置。
The actuator that outputs the assist torque is a steering actuator disposed on the steering wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit is configured so that the assist torque output from the steering actuator is a value corresponding to the torque generated on the steered wheel side of the torque transmission path with respect to the steered wheels. 5. The vehicle steering control device according to claim 4, further comprising a second handle end torque conversion unit that converts the command value calculated by converting into the input / output torque ratio.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側に配置した転舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記アシストトルク算出部が算出した指令値を、前記アシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように前記入出力トルク比に換算して変換した第一ピニオン側変換指令値と、前記操舵角に応じた操舵角速度の増加を抑制するために前記ステアリングホイールへ付加するトルクに応じて算出した前記指令値を、前記アシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように前記入出力トルク比に換算して変換した第二ピニオン側変換指令値、前記転舵輪側から前記トルク伝達経路を通じて前記ステアリングホイールへ伝達される慣性モーメントを補償するための慣性モーメント補償トルクに応じて算出した前記指令値を、前記アシストトルクが前記ステアリングホイールで発生するトルクに応じた値となるように前記入出力トルク比に換算して変換した第三ピニオン側変換指令値、及び前記転舵アクチュエータの回転角に応じたピニオン角速度の増加を抑制するために前記トルク伝達経路へ付加するトルクに応じて算出した前記指令値のうち少なくとも一つと、を合算して、前記アシストトルクの最終指令値を算出する指令値合算部を備え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。
The actuator that outputs the assist torque is a steered side actuator disposed on the steered wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit, before the command value KIA Shisutotoruku calculation unit has calculated, the assist torque is converted in terms of the output torque ratio to a value corresponding to the torque generated by the steering wheel The assist torque is generated at the steering wheel by the first pinion side conversion command value and the command value calculated according to the torque applied to the steering wheel in order to suppress an increase in the steering angular velocity according to the steering angle. The second pinion side conversion command value converted into the input / output torque ratio and converted to the value according to the torque to be applied, and the moment of inertia transmitted from the steered wheel side to the steering wheel through the torque transmission path are compensated The command value calculated according to the moment of inertia compensation torque for Third pinion side conversion command value converted in terms of the output torque ratio to a value corresponding to the torque generated by the steering wheel, and an increase of the pinion angular velocity corresponding to a rotational angle of the steered side actuator A command value summing unit is provided for summing at least one of the command values calculated according to the torque applied to the torque transmission path to suppress and calculating a final command value of the assist torque. The vehicle steering control device according to claim 1.
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記ユニバーサルジョイントよりも前記ステアリングホイール側に配置した操舵側アクチュエータとし、
前記アシストトルク算出部は、前記アシストトルク算出部が算出した指令値と、前記操舵角に応じた操舵角速度の増加を抑制するために前記ステアリングホイールへ付加するトルクに応じて算出した前記指令値、前記転舵輪側から前記トルク伝達経路を通じて前記ステアリングホイールへ伝達される慣性モーメントを補償するための慣性モーメント補償トルクに応じて算出した前記指令値、及び前記操舵側アクチュエータの回転角に応じたピニオン角速度の増加を抑制するために前記トルク伝達経路へ付加するトルクに応じて算出した前記指令値を、前記アシストトルクが前記トルク伝達経路のうち前記ユニバーサルジョイントよりも前記転舵輪側で発生するトルクに応じた値となるように前記入出力トルク比に換算して変換したハンドル側変換指令値のうち少なくとも一つと、を合算して、前記アシストトルクの最終指令値を算出する指令値合算部を備え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。
The actuator that outputs the assist torque is a steering actuator disposed on the steering wheel side of the universal joint,
The assist torque calculation unit, before Kia and Shisutotoruku calculator command value calculated, wherein the command value calculated in accordance with the torque applied to the steering wheel in order to suppress the increase in the steering angular velocity corresponding to the steering angle The command value calculated according to the moment of inertia compensation torque for compensating the moment of inertia transmitted from the steered wheel side to the steering wheel through the torque transmission path, and the pinion according to the rotation angle of the steering side actuator The command value calculated according to the torque added to the torque transmission path in order to suppress an increase in angular velocity is used as the torque generated by the assist torque on the steered wheel side of the universal joint in the torque transmission path. The handle side converted to the above input / output torque ratio and converted so as to be a corresponding value And at least one of 換指 command value, by summing the vehicle steering control apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a command value adder for calculating a final command value of the assist torque.
前記アシストトルク算出部は、前記ピニオン側トルク検出部が検出したピニオン側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10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 calculates the command value of the assist torque by correcting the pinion side torque detected by the pinion side torque detection unit by an input / output torque ratio calculated by the torque ratio calculation unit. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 10.
JP2013101451A 2013-05-13 2013-05-13 Vehicle steering control device Active JP6194630B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013101451A JP6194630B2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Vehicle steering control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013101451A JP6194630B2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Vehicle steering control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014221588A JP2014221588A (en) 2014-11-27
JP6194630B2 true JP6194630B2 (en) 2017-09-13

Family

ID=52121388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013101451A Active JP6194630B2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Vehicle steering control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6194630B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112912301B (en) * 2018-10-19 2023-01-10 日本精工株式会社 Steering device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4710202B2 (en) * 2001-08-31 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014221588A (en) 2014-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10703405B2 (en) Steering control device
JP5915811B2 (en) Electric power steering device
JP5327331B2 (en) Electric power steering device for vehicle
JP6592067B2 (en) Electric power steering device
JP6142659B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
WO2020115973A1 (en) Vehicle steering device
JP6637539B2 (en) Electric power steering device
JP6142658B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
JP6160221B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
CN113891827B (en) Steering device for vehicle
JP5552744B2 (en) Electric power steering device
JP6028577B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
JP6194630B2 (en) Vehicle steering control device
JP6142660B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
CN112977612A (en) Method for operating a power steering system of a vehicle, power steering system and vehicle
JP6028576B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
JP5546431B2 (en) Electric power steering device
JP2020192908A (en) Vehicle steering device
JP6040778B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
JP6160220B2 (en) Vehicle steering control device and vehicle steering control method
JP7222309B2 (en) vehicle steering system
JP6311589B2 (en) Power steering control device
JP5966684B2 (en) Vehicle steering control device
JP5822027B2 (en) Vehicle steering control device
JP4852957B2 (en) Electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160328

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170516

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170630

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170731

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6194630

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151