JP6299087B2 - ステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
<全体構成>
本実施形態の電動パワーステアリングシステム1は、図1に示すように、ドライバによるハンドル(操舵部材)2の操作をモータ6によってアシストするものである。ハンドル2は、ステアリングシャフト3の一端に固定され、ステアリングシャフト3の他端にはトルクセンサ4が接続されており、このトルクセンサ4の他端には、インターミディエイトシャフト5が接続されている。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト3からトルクセンサ4を経てインターミディエイトシャフト5に至る軸体全体を、まとめて操舵軸ともいう。また、以下では、操舵軸の回転角を舵角、操舵軸の回転角速度を操舵速度、操舵軸の回転角加速度を操舵加速度ともいう。
このような構成により、ドライバがハンドル2を回転(操舵)させると、その回転がステアリングシャフト3、トルクセンサ4、およびインターミディエイトシャフト5を介してステアリングギアボックス7に伝達される。そして、ステアリングギアボックス7内で、インターミディエイトシャフト5の回転がタイロッド8の左右移動に変換され、タイロッド8が動くことによって、左右の両タイヤ10が操舵される。
次に、ECU15の概略構成(制御機構)を図2のブロック図に基づいて説明する。なお、図2に示したECU15の制御機構のうち、電流フィードバック(FB)部42を除く各部、および電流FB部42の機能の一部は、実際には、ECU15が備える図示しないCPUが所定の制御プログラムを実行することによって実現されるものである。つまり、CPUによって実現される各種機能を機能ブロック毎に分けて図示したものが図2である。但し、これら各図に示した制御機構がソフトウェアにて実現されることはあくまでも一例であり、図2等に示した制御機構全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現するようにしてもよいことはいうまでもない。
ベースアシスト部20は、図3に示すように、負荷推定器21と、目標生成部22と、偏差演算器23と、アシストコントローラ24とを備えている。
アシストコントローラ24は、いわゆるPID制御を行うように構成されており、トルク偏差(操舵トルクTsと目標操舵トルクTs*との差)に基づき該トルク偏差が0になるように、すなわち操舵トルクTsが目標操舵トルクTs*に追従するように制御することで、路面負荷に応じた伝達感や操舵状態に応じた操舵感を実現するアシストトルク(アシスト量とも言う)を発生させるためのベースアシスト指令Tb*を生成する。
図5に示す特性を有するアシストコントローラ24をマイクロコンピュータによるデジタル信号処理で実現するためには、各構成要素の伝達関数を離散化する必要がある。離散化法はどのようなものを用いても良いが、本実施形態では、双一次変換を用いることにより離散化を行う。
<効果>
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1では、アシストコントローラ24が、その最後段に、積分出力の絶対値に上限を持たせた出力制限付積分器を備える。この出力制限付積分器は、前回出力値として出力制限器を通過した後の出力値を用いて積分演算を行うように構成されている。これにより、積分演算におけるリセットワインドアップを抑制することができる。
ECU15がステアリング制御装置に相当し、偏差演算器23がトルク偏差生成手段に相当し、アシストコントローラ24が指令値生成手段に相当し、出力制限付積分器242が積分手段に相当し、出力制限器302が出力制限手段に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて様々な態様で実施することが可能である。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
Claims (4)
- 運転者によって入力されるトルクである操舵トルクと目標操舵トルクとの差をトルク偏差として生成するトルク偏差生成手段(23)と、
前記トルク偏差を入力として、比例演算と積分演算と微分演算とに基づいて、前記トルク偏差を零とするようなアシストトルクをモータで発生させるためのベースアシスト指令値を生成する指令値生成手段(24)と、
少なくとも前記ベースアシスト指令値に基づいて前記モータの出力を制御する制御手段と、
を備え、
前記積分演算を行う積分手段(242)は、
予め定められた値を超えないように、入力された値を制限して出力する出力制限手段(302)を有し、
前記積分手段への入力値と前記積分演算の前回の結果を表す前回出力値とを用いて前記積分演算を行った結果が前記出力制限手段によって制限された値である制限積分値、を出力するとともに、前記制限積分値を次回の前記積分演算における前記前回出力値として用いるように構成され、
前記指令値生成手段において、少なくとも前記微分演算を行う手段よりも後段に設けられ、
生成された前記ベースアシスト指令値は前記目標操舵トルクの生成に用いられる
ステアリング制御装置。 - 前記積分手段は、前記指令値生成手段の中で最後段に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のステアリング制御装置。
- 前記積分手段は、前記制限積分値の絶対値が予め定められた積分上限値以下に制限されるように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステアリング制御装置。
- 前記積分上限値は、少なくとも、前記操舵トルク、前記操舵部材の回転角、前記モータの回転角、及び前記ベースアシスト指令値のうちのいずれかに基づき設定されることを特徴とする請求項3に記載のステアリング制御装置。
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