JP6627261B2 - Automatic steering device - Google Patents
Automatic steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6627261B2 JP6627261B2 JP2015102663A JP2015102663A JP6627261B2 JP 6627261 B2 JP6627261 B2 JP 6627261B2 JP 2015102663 A JP2015102663 A JP 2015102663A JP 2015102663 A JP2015102663 A JP 2015102663A JP 6627261 B2 JP6627261 B2 JP 6627261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- control
- steering angle
- automatic steering
- speed
- 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
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
本発明は、自動操舵装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic steering device.
従来、運転者によるステアリングホイールの操作を必要なしに自動的に操舵機構を操舵することで、車両の自動操舵を可能にする自動操舵装置がある。自動操舵装置では、自動的に操舵機構を操舵するために、目標とするステアリングホイールの操舵角とステアリングホイールの実際の操舵角との偏差を解消するようにフィードバックする位置制御が行われるなかで、操舵機構を操舵するトルクの発生源たるモータに供給する電流が制御されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an automatic steering device that enables automatic steering of a vehicle by automatically steering a steering mechanism without requiring a driver to operate a steering wheel. In the automatic steering device, in order to automatically steer the steering mechanism, while performing position control to perform feedback so as to eliminate the deviation between the target steering wheel steering angle and the actual steering wheel steering angle, The current supplied to the motor, which is the source of the torque for steering the steering mechanism, is controlled.
そして、自動操舵装置における車両の自動操舵中には、車両に意図しない振動を生じることもあり、こうした意図しない振動を抑制することができるようにしたものもある(例えば、特許文献1)。特許文献1では、上記自動操舵中に意図しない振動が車両に付加された場合には、位置制御を切り離し、電流制御のみによって、振動成分を抑制し、その後、再び位置制御である自動操舵に復帰する記載がある。
During the automatic steering of the vehicle by the automatic steering device, unintended vibration may occur in the vehicle, and there is a device capable of suppressing such unintended vibration (for example, Patent Document 1). According to
ところで、特許文献1では、電流制御のみによって、振動成分を抑制し、その後、直ちに位置制御である自動操舵に復帰するとしている。しかし、振動成分が抑制できても、例えば、目標とするステアリングホイールの操舵角とステアリングホイールの実際の操舵角との偏差が、大きい時がある。その時、直ちに位置制御である自動操舵に復帰すると、ステアリングホイールが急操舵され、運転者にとっては予期せぬ事態が発生する虞がある。
By the way, in
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、自動操舵に関わる制御が不安定になることを抑制することができる自動操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic steering device that can suppress unstable control relating to automatic steering.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、所定周期毎に入力される指令状態量に基づいて、操舵機構のモータの状態量制御を行う第1の制御手段を備え、前記第1の制御手段は、前記モータを含む操舵機構のアクチュエータの位置制御部、速度制御部、及び電流制御部から構成される第1の構成手段と、前記操舵機構のアクチュエータの速度制御部、及び電流制御部から構成される第2の構成手段と、前記操舵機構のアクチュエータの電流制御部から構成される第3の構成手段の3つの構成手段を有し、前記第1の制御手段は、車両が直進状態であるか否か及び車両振動の有無の車両の状態の変化に応じて、前記状態量制御として前記第1の構成手段、前記第2の構成手段、又は前記第3の構成手段を選択するとともに、前記所定周期毎に入力される指令状態量を生成する自動操舵装置において、前記指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段を更に備え、前記第1の制御手段は、前記車両の状態の変化に応じて、前記第1の構成手段から前記第3の構成手段を選択した後、前記車両の状態の変化によって、再び前記第1の構成手段を選択する場合においては、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定される間は、前記第2の構成手段を選択すること、を要旨とする。
To solve the above problems, the invention according to
本請求項の自動運転装置では、指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段を更に備え、第1の制御手段は、車両の状態の変化に応じて、第1の構成手段から第3の構成手段を選択した後、車両の状態の変化によって、再び第1の構成手段を選択する場合においては、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定される間は、第2の構成手段を選択する構成とした。
In automatic operation device of the present claims, and an automatic steering command steering angle is commanded state quantity, the absolute value of the difference between the actual steering angle is further provided with a judging hand stage whether or not a predetermined steering angle or more, the first The control means selects the third constituent means from the first constituent means according to the change in the state of the vehicle , and then selects the first constituent means again according to the change in the state of the vehicle. The second configuration means is selected while the determination means determines that the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle and the actual steering angle is equal to or greater than the predetermined steering angle.
即ち、車両の判定条件で、車両の異常を判定した場合、制御周期の遅い第1の構成手段(位置制御部+速度制御部+電流制御部:自動操舵制御)から、制御周期の速い第3の構成手段(電流制御部:車両振動抑制制御)を選択して、異常状態を早期に解除する。しかし、異常状態を解除して、直ぐ、元の第1の構成手段に戻そうとした場合、位置偏差が過大であった場合には、急な操舵が切られて危険である。そのため、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定した場合には、直ぐに第1の構成手段に戻すのではなく、 第2の構成手段(速度制御部+電流制御部:操舵偏差抑制制御)を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。これにより、急な操舵を防止し、安全な操舵系を構成できる。 That is, when the abnormality of the vehicle is determined based on the determination condition of the vehicle, the first constituent means (position control unit + speed control unit + current control unit: automatic steering control) having a slow control cycle outputs a third control cycle having a fast control cycle. (Current control unit: vehicle vibration suppression control) is selected to cancel the abnormal state early. However, when the abnormal state is canceled and the operation is immediately returned to the first component, if the positional deviation is excessively large, sudden steering is turned off, which is dangerous. Therefore, when the determining means determines that the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle and the actual steering angle is equal to or larger than the predetermined steering angle, the second component means is not immediately returned to the first component means. By selecting (speed control unit + current control unit: steering deviation suppression control) and controlling the motor speed, that is, the amount of change in the motor position, a sudden change in the position deviation is suppressed. As a result, sudden steering can be prevented, and a safe steering system can be configured.
請求項2に記載の発明は、車速を検出する車速検出手段を更に備え、前記第1の制御手段は、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定した結果、前記第2の構成手段が選択された場合には、前記モータの状態量制御の変化量の急激な変化を抑制するべく前記速度制御部の速度を制限するための速度制限値を、当該速度制限値と前記車速との関係を定めたマップに基づいて決定することを要旨とする。
The invention according to
即ち、上述したように、異常状態を解除して、直ぐ、元の第1の構成手段に戻そうとした場合、位置偏差が過大であった場合には、急な操舵が切られて危険である。そのため、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定した場合には、第2の制御手段により、直ぐに第1の構成手段に戻すのではなく、第2の構成手段を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。 That is, as described above, when the abnormal state is canceled and the user immediately tries to return to the original first configuration means, and if the positional deviation is excessive, the sharp steering is turned off and there is a danger. is there. Therefore, if the determining means determines that the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle and the actual steering angle is equal to or greater than the predetermined steering angle, the second control means may immediately return to the first constituent means. Instead, by selecting the second component and controlling the motor speed, that is, the amount of change in the motor position, a sudden change in the position deviation is suppressed.
更に、車速が速い場合には、第2の構成手段で、過大な位置偏差を速く小さくするのは、より危険である。そのため、車速が速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくして、速い速度で過大な位置偏差を小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。 Further, when the vehicle speed is high, it is more dangerous to quickly reduce the excessive positional deviation by the second component. Therefore, when the vehicle speed is high, the speed limit value of the speed control system is reduced to avoid reducing an excessive positional deviation at a high speed. By doing so, a safer steering system can be configured.
本発明によれば、自動操舵に関わる制御が不安定になることを抑制することができる自動操舵装置を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an automatic steering device capable of suppressing the control related to automatic steering from becoming unstable.
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)を備えた自動操舵装置1に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、所定周期毎に入力される指令操舵角(指令状態量)に基づいて操舵機構の操舵角制御を行う本実施形態の自動操舵装置1は、所定周期毎に入力される自動操舵指令操舵角θs*を車内ネットワーク90(CAN)を介して、EPSECU28に送信する上位コントローラである自動操舵ECU29を有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in an
As shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態のEPSについて説明する。図1に示すように、本実施形態のEPSにおいて、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介して、ラック軸5と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。
Next, the EPS of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, in the EPS of the present embodiment, a steering shaft 3 to which a
尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の操舵角が変更されるようになっている。
The steering shaft 3 of the present embodiment is formed by connecting a column shaft 8, an
また、EPSは、モータ21を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのアクチュエータ20と、アクチュエータ20の作動を制御するEPSECU28とを備えている。
The EPS includes an
本実施形態のアクチュエータ20は、コラム型のアクチュエータであり、その駆動源であるモータ21は、減速機構23を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。そして、同モータ21の回転を減速機構23により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
The
自動操舵ECU29には、カーナビ等のGPS24、車速検出手段である車速センサ25、操舵角センサ26、及びヨーレートセンサ27が接続されている。一方、EPSECU28には、モータ回転角度センサ22が接続されている。
The
次に、本実施形態の自動操舵装置1における電気的構成について説明する。
図2は、本実施形態の自動操舵装置1の自動操舵ECU29と、EPSECU28
の制御ブロック図である。まず、自動操舵ECU29の電気的構成について説明する。
同図に示すように、自動操舵ECU29は、GPS24から転送されてくる上位位
置情報θcon、車速センサ25から検出される車速SP、操舵角センサ26から検出
される実操舵角θs、及びヨーレートセンサ27から検出されるヨーレートγを入力
とする。
Next, an electrical configuration of the
FIG. 2 shows an
It is a control block diagram of. First, the electrical configuration of the
As shown in the figure, the
更に、自動操舵ECU29は、EPSECU28の判定手段である速度制御実行判
定部65(後述する)より出力される自動操舵モード切替フラグFLG1(自動速度
制御)、及び電流制御実行判定部67(後述する)より出力される自動操舵モード切
替フラグFLG2(自動電流制御)を、車内ネットワーク90(CAN)を介して入
力する。
Further, the
自動操舵用マイコン30は、車速SP、及び上位位置情報θconに基づき最適な自
動操舵指令操舵角θs*を生成する指令操舵角生成部31を有する。そして、自動操
舵ECU29は、指令操舵角生成部31で生成される自動操舵指令操舵角θs*、操
舵角センサ26から検出される実操舵角θs、車速センサ25から検出される車速S
P、及びヨーレートセンサ27から検出されるヨーレートγを、車内ネットワーク9
0(CAN)を介してEPSECU28に送信する。
The
P and the yaw rate γ detected from the
0 (CAN) to the EPSECU 28.
次に、本実施形態のEPSECU28の電気的構成について説明する。
同図に示すように、EPSECU28は、自動操舵時の制御系を構築するEPS用
マイコン50と、そのモータ制御信号に基づいて、アクチュエータ20の駆動源であ
るモータ21に駆動電力を供給する駆動回路部57、及びモータ21に通電される実
モータ電流Irを検出するための電流センサ61を備えている。
Next, an electrical configuration of the
As shown in the figure, the
駆動回路部57は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アー
ム)として各相に対応する2つのアームを並列接続してなる公知のPWMインバータ
(図示せず)である。また、EPS用マイコン50の出力するモータ制御信号は、駆
動回路部57を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとな
っている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制
御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ60
の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ21へと出力する構成になっ
ている。
The
Is generated based on the power supply voltage of the motor and output to the
以下に示す各制御ブロックは、EPS用マイコン50が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。EPS用マイコン50は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
Each control block described below is realized by a computer program executed by the
次に、EPSECU28の各機能を詳述する。第1の制御手段であるEPS用マイコン50は、所定の周期で送信されてくる自動操舵指令操舵角θs*を、自動操舵指令操舵角/自動操舵指令モータ回転角度データ変換器59を介して、自動操舵指令モータ回転角度θr*に変換する。
Next, each function of the
そして、EPS用マイコン50は、自動操舵指令モータ回転角度θr*から、実モータ回転角度θrを位置減算器70で減算し、モータ回転角度偏差値Δθrを生成する。次に、EPS用マイコン50は、モータ回転角度偏差値Δθrを後段の状態量制御を行う位置制御部51に入力し、比例制御(P制御)を実行し、位置制御部51より生成された指令モータ回転速度データωr0*を出力する。
Then, the
自動操舵モード切替部52(速度制御)は、入力用として、自動操舵モード切替部a接点52aと、自動操舵モード切替部b接点52b、及び出力用としての自動操舵モード切替部c接点52cを有している。そして、位置制御部51より生成された指令モータ回転速度データωr0*は、後段の自動操舵モード切替部52(速度制御)の自動操舵モード切替部a接点52aに入力される。
The automatic steering mode switching unit 52 (speed control) has an automatic steering mode switching unit a contact 52a, an automatic steering mode switching unit b contact 52b, and an automatic steering mode switching unit c contact 52c for output. are doing. Then, the command motor rotation speed data ωr0 * generated by the
一方、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsが、自動操舵ECU29から車内ネットワーク90(CAN)を介して、EPS用マイコン50内の速度制御実行判定部65に送信される。速度制御実行判定部65は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)より大きい場合には、自動操舵モード切替フラグFLG1(自動速度制御)をONする。
On the other hand, the automatic steering command steering angle θs * and the actual steering angle θs are transmitted from the
自動操舵モード切替フラグFLG1(自動速度制御)のON信号は、車内ネットワーク90(CAN)を介して自動操舵ECU29に情報を伝えられる。更に、自動操舵モード切替フラグFLG1(自動速度制御)のON信号は、自動操舵モード切替部52(速度制御)にも入力され、自動操舵モード切替部52(速度制御)は、有効接点を自動操舵モード切替部a接点52aから自動操舵モード切替部b接点52bへ切り替える。
The ON signal of the automatic steering mode switching flag FLG1 (automatic speed control) is transmitted to the
次に、速度指令生成部66は、速度制御を実行すべく、最適な自動操舵指令モータ回転速度データωr1*を生成する。詳述すると、速度指令生成部66は、自動操舵ECU29から入力される、自動操舵指令操舵角θs*に基づいて、自動操舵指令モータ回転速度データωr1*を生成する。ここで、自動操舵指令モータ回転速度データωr1*には、速度制限値/車速マップ(図略)から算出された、車速SPに基づいた速度制限値が加味され生成されている。
Next, the speed
即ち、車速SPが速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくすることによって、過大な位置偏差を急激に小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。そして、自動操舵指令モータ回転速度データωr1*は、自動操舵モード切替部b接点52bへ入力され、自動操舵モード切替部c接点52cを通過して、最終指令モータ回転速度データωr*となる。 That is, when the vehicle speed SP is high, the speed limit value of the speed control system is reduced to avoid suddenly reducing excessive position deviation. By doing so, a safer steering system can be configured. Then, the automatic steering command motor rotation speed data ωr1 * is input to the automatic steering mode switching unit b contact 52b, passes through the automatic steering mode switching unit c contact 52c, and becomes the final command motor rotation speed data ωr *.
そして、EPS用マイコン50は、最終指令モータ回転速度データωr*から、実モータ回転速度ωrを速度減算器71で減算し、モータ回転速度偏差値Δωrを生成する。尚、実モータ回転速度ωrは、モータ回転角度センサ22から検出された実モータ回転角度θrを微分器58で微分演算することにより生成される。
Then, the
次に、EPS用マイコン50は、モータ回転速度偏差値Δωrを後段の状態量制御を行う速度制御部53に入力し、比例制御+積分制御+微分制御(PID制御)を実行し、速度制御部53より生成された指令モータ電流データIr0*を出力する。
Next, the
自動操舵モード切替部54(電流制御)は、入力用として、自動操舵モード切替部a接点54aと、自動操舵モード切替部b接点54b、及び出力用としての自動操舵モード切替部c接点54cを有している。速度制御部53より生成された指令モータ電流データIr0*は、後段の自動操舵モード切替部a接点54aに入力される。
The automatic steering mode switching unit 54 (current control) has an automatic steering mode switching unit a contact 54a, an automatic steering mode switching
一方、自動操舵ECU29から車内ネットワーク90(CAN)を介して自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θs、及びヨーレートγがEPS用マイコン50内の電流制御実行判定部67に送信される。電流制御実行判定部67は、自動操舵指令操舵角の前回値と今回値の差Δθs*の絶対値が所定の指令操舵角偏差1(Δθs*0)より小さく、且つ、ヨーレートγ信号に振動が重畳している場合には、自動操舵モード切替フラグFLG2(自動電流制御)をONする。
On the other hand, an automatic steering command steering angle θs *, an actual steering angle θs, and a yaw rate γ are transmitted from the
自動操舵モード切替フラグFLG2(自動電流制御)のON信号は、車内ネットワーク90(CAN)を介して自動操舵ECU29に情報を伝えられる。更に、自動操舵モード切替フラグFLG2(自動電流制御)のON信号は、自動操舵モード切替部54(電流制御)にも入力され、自動操舵モード切替部54(電流制御)は、有効接点を自動操舵モード切替部a接点54aから自動操舵モード切替部b接点54bへ切り替える。
The ON signal of the automatic steering mode switching flag FLG2 (automatic current control) is transmitted to the
次に、電流指令生成部68は、電流制御を実行すべく、最適な自動操舵指令モータ電流データIr1*を生成する。そして、自動操舵指令モータ電流データIr1*は、自動操舵モード切替部b接点54bへ入力され、自動操舵モード切替部c接点54cを通過して、最終指令モータ電流データIr*となる。
Next, the current
次に、EPS用マイコン50は、自動操舵モード切替部54から入力される最終指令モータ電流データIr*と、電流センサ61から検出された実モータ電流Irを電流減算器72で減算し、モータ電流偏差値ΔIrを生成する。
Next, the
そして、EPS用マイコン50は、モータ電流偏差値ΔIrを後段の状態量制御を行う電流制御部55に入力し、比例制御+積分制御+微分制御(PID制御)を実行し、モータ電圧指令V*を生成する。電流制御部55で生成されたモータ電圧指令V*は、後段のPWM出力部56に入力される。PWM出力部56は、後段の駆動回路部57を駆動するモータ制御信号を生成してモータ21に出力する。
Then, the
次に、本実施形態におけるEPS用マイコン50の処理手順について図3に基づいて説明する。
最初に、EPS用マイコン50は、車両が直進状態か否かを判定する(ステップS101)。そして、EPS用マイコン50は、車両が直進状態と判定した場合(ステップS101:YES)には、車両振動があるか否かを判定する(ステップS102)。そして、EPS用マイコン50は、車両振動があると判定した場合(ステップS102:YES)には、電流制御(第3の構成手段:車両振動抑制制御)を実行する(ステップS103)。
Next, a processing procedure of the
First, the
続いて、EPS用マイコン50は、車両振動が継続しているか否かを判定する(ステップS104)。そして、EPS用マイコン50は、車両振動が継続していないと判定した場合(ステップS104:NO)には、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上か否かを判定する(ステップS105)。
Subsequently, the
そして、EPS用マイコン50は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上と判定した場合(ステップS105:YES)には、速度制御(第2の構成手段:操舵偏差抑制制御)を実行する(ステップS106)。次に、EPS用マイコン50は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角2(θs1)以下か否かを判定する(ステップS107)。
When the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle θs * and the actual steering angle θs is equal to or greater than the predetermined steering angle 1 (θs0) (step S105: YES), the
そして、EPS用マイコン50は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角2(θs1)以下の場合(ステップS107:YES)には、位置制御(第1の構成手段:自動操舵制御)を実行し(ステップS108)、処理を終える。一方、EPS用マイコン50は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角2(θs1)より大きい場合(ステップS107:NO)には、速度制御(第2の構成手段:操舵偏差抑制制御)を実行する(ステップS106)。又、EPS用マイコン50は、車両振動が継続していると判定した場合(ステップS104:YES)には、電流制御(第3の構成手段:車両振動抑制制御)を実行する(ステップS103)。
When the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle θs * and the actual steering angle θs is equal to or smaller than the predetermined steering angle 2 (θs1) (step S107: YES), the
一方、EPS用マイコン50は、車両が直進状態でないと判定した場合(ステップS101:NO)、又は、車両振動がないと判定した場合(ステップS102:NO)、又は、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)より小さいと判定した場合(ステップS105:NO)には、位置制御(第1の構成手段:自動操舵制御)を実行(ステップS108)し、処理を終える。
On the other hand, the
次に、本実施形態における速度制限値/車速マップについて図4に基づいて説明する。
図4の縦軸は速度制限値(%)であり、横軸は車速(m/s)である。速度制限値は、その値が小さい程、速度制御系の速度を小さな値に制限する。本実施例では、車速SPが速くなる程(大きくなる程)、速度制限値を漸減している。
Next, a speed limit value / vehicle speed map according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The vertical axis in FIG. 4 is the speed limit value (%), and the horizontal axis is the vehicle speed (m / s). As the speed limit value is smaller, the speed of the speed control system is limited to a smaller value. In this embodiment, the speed limit value is gradually reduced as the vehicle speed SP increases (increases).
本実施例では、電流制御系 に切り替えることで車両振動 を抑える。しかし、車両振動が抑えられても、自動操舵である位置制御系に戻る前に、速度制御実行判定部65が、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上か否かを判定する。
In this embodiment, the vehicle vibration is suppressed by switching to the current control system. However, even if the vehicle vibration is suppressed, before returning to the position control system that is the automatic steering, the speed control
そして、速度制御実行判定部65が、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上と判定した場合には、直ちに位置制御系に戻すのではなく、速度制御系を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。
Then, when the speed control
更に、車速が速い場合には、速度制御系で、過大な位置偏差を、速く小さくするのはより危険である。そのため、車速が速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくして、速い速度で過大な位置偏差を小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。 Further, when the vehicle speed is high, it is more dangerous to quickly reduce the excessive positional deviation in the speed control system. Therefore, when the vehicle speed is high, the speed limit value of the speed control system is reduced to avoid reducing an excessive positional deviation at a high speed. By doing so, a safer steering system can be configured.
次に、上記のように構成された本実施形態の自動操舵装置1の作用及び効果について説明する。
通常、自動操舵用マイコン30は、車両の状態判定条件が正常であれば、第1の構成手段である位置制御部51、速度制御部53、及び電流制御部55で自動操舵制御を実行する。しかし、自動操舵用マイコン30は、車両に振動等の外乱が作用し、車両の状態判定条件が異常になれば、第1の構成手段から、第3の構成手段である電流制御部55で車両振動抑制制御に切り替える。そして、第3の構成手段により、車両振動等が取り除かれ、車両の状態判定条件が正常になれば、自動操舵制御を実行するために、第1の構成手段に戻る。
Next, the operation and effects of the
Normally, the
しかし、この時、指令状態量である自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上であった場合には、 ハンドルの急回転を生じる虞があるので危険である。そのため、EPS用マイコン50は、自動操舵制御を実行する第1の構成手段に戻る前に、速度制御実行判定部65で、指令状態量である自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上か否かを判定する。
However, at this time, if the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle θs *, which is the command state quantity, and the actual steering angle θs is equal to or greater than the predetermined steering angle 1 (θs0), the rapid rotation of the steering wheel is stopped. This is dangerous because it may occur. Therefore, before returning to the first constituent means for executing the automatic steering control, the
そして、EPS用マイコン50は、指令状態量である自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)より小さい場合には、自動操舵制御を実行する第1の構成手段に戻り、自動操舵制御を継続する。一方、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上と判定した場合には、第2の構成手段である速度制御部53、及び電流制御部55で操舵偏差抑制制御を実行する構成とした。
When the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle θs *, which is the command state quantity, and the actual steering angle θs is smaller than the predetermined steering angle 1 (θs0), the
即ち、車両状態量が正常な場合には、本来の自動操舵装置1としての操舵機構のアクチュエータ20の自動操舵指令操舵角θs*を指令状態量とする位置制御部51、速度制御部53、及び電流制御部55から構成される第1の構成手段で自動操舵制御を実行する。そして、車両状態量であるヨーレートγが、車両の異常な振動状態を検出した場合には、第1の構成手段から位置制御部51、及び速度制御部53を切り離し、自動操舵指令操舵角θs*を指令状態量とする代わりに、自動操舵指令モータ電流データIr1*を指令状態量とする電流制御部55から構成される第3の構成手段で車両振動抑制制御を実行する。
That is, when the vehicle state quantity is normal, the
更に、第3の構成手段で車両振動抑制制御を実行した後、車両状態量であるヨーレートγが正常な状態になった場合には、指令状態量である自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上か否かを判定する。 Further, when the yaw rate γ, which is the vehicle state quantity, becomes normal after the vehicle vibration suppression control is executed by the third constituent means, the automatic steering command steering angle θs *, which is the command state quantity, becomes It is determined whether or not the absolute value of the difference between the steering angles θs is equal to or greater than a predetermined steering angle 1 (θs0).
そして、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差の絶対値が所定の操舵角1(θs0)以上の場合には、ハンドルの急回転を生じる虞があるので、直ちに、自動操舵指令操舵角θs*を指令状態量とする第1の構成手段で制御しない。即ち、第2の構成手段である速度制御部53、及び電流制御部55を選択することにより、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。これにより、自動操舵指令操舵角θs*と、実操舵角θsの差によって生じるハンドルの急回転を抑える。
If the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle θs * and the actual steering angle θs is equal to or larger than the predetermined steering angle 1 (θs0), the steering wheel may suddenly rotate. The control is not performed by the first component that sets the command steering angle θs * as the command state quantity. That is, by selecting the
また、自動操舵指令モータ回転速度データωr1*は、車速SPによって速度制限値を選択するようにしたので、例えば、車速SPが高速の場合には、速度制限値をより小さくするようにしたので、一層、ハンドルの急回転を抑えることができる。 In the automatic steering command motor rotation speed data ωr1 *, the speed limit value is selected according to the vehicle speed SP. For example, when the vehicle speed SP is high, the speed limit value is made smaller. Further, sudden rotation of the steering wheel can be suppressed.
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ヨーレートγが異常な状態になった場合に、自動操舵装置1により第1の構成手段から第3の構成手段で制御する制御系に切り替えたが、横Gセンサ等、車両挙動の変化を検出できる検出器によって制御系を切り替えても良い。
In addition, this embodiment may be changed as follows.
In the present embodiment, when the yaw rate γ is in an abnormal state, the
・本実施形態では、ヨーレートγが異常な状態になった場合に直ちに、制御系を切り替えたが、ヨーレートγが異常な状態になった時点から所定の時間が経過してから制御系を切り替えても良い。 In the present embodiment, the control system is switched immediately when the yaw rate γ becomes abnormal, but the control system is switched after a predetermined time has elapsed from the time when the yaw rate γ becomes abnormal. Is also good.
・本実施形態では、自動操舵指令モータ回転速度データωr1*には、速度制限値/車速マップ(図略)から算出された、車速SPに基づいた速度制限値が加味され生成されているとしたが、これに限ったことではなく、速度制御部53の後段に、速度制限値/車速マップ(図略)から算出された、車速SPに基づいた速度制限値を有する構成としてもよい。
In this embodiment, it is assumed that the automatic steering command motor rotation speed data ωr1 * is generated by adding a speed limit value based on the vehicle speed SP calculated from the speed limit value / vehicle speed map (not shown). However, the configuration is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the
・本実施形態では、本発明を第1の制御手段としてのEPS用マイコン50、及び第2の制御手段としての自動操舵用マイコン30の2個のマイコンを用いて具体化したが、第1の制御手段、及び第2の制御手段を1個のマイコンで具体化してもよい。
In the present embodiment, the present invention is embodied using two microcomputers, the
・本実施形態では、本発明をコラムアシストEPSに具体化したが、本発明をラックアシストEPSやピニオンアシストEPSに適用してもよい。 -In this embodiment, although the present invention was embodied in column assist EPS, the present invention may be applied to rack assist EPS and pinion assist EPS.
・本実施形態では、本発明をEPSアクチュエータ20の駆動源であるモータ21として、DCモータに具体化したが、本発明を三相のブラシレスDCモータ、誘導モータ、及びステッピングモータとしてもよい。
In the present embodiment, the present invention is embodied as a DC motor as the
1:自動操舵装置、2:ステアリング、3:ステアリングシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、8:コラムシャフト、
9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:タイロッド、12:転舵輪、20:アクチュエータ(操舵力補助装置)、
21:モータ、22:モータ回転角度センサ、23:減速機構、
24:GPS、25:車速センサ(車速検出手段)、26:操舵角センサ、
27:ヨーレートセンサ、28:EPSECU、29:自動操舵ECU、
30:自動操舵用マイコン(第2の制御手段)、
31:指令操舵角生成部、50:EPS用マイコン(第1の制御手段)、
51:位置制御部(P制御)、52:自動操舵モード切替部(速度制御)、
52a:自動操舵モード切替部a接点、52b:自動操舵モード切替部b接点、
52c:自動操舵モード切替部c接点、
53:速度制御部(PID制御)、54:自動操舵モード切替部(電流制御)、
54a:自動操舵モード切替部a接点、54b:自動操舵モード切替部b接点、
54c:自動操舵モード切替部c接点、
55:電流制御部(PID制御)、56:PWM出力部、57:駆動回路部、
58:微分器、
59:自動操舵指令操舵角/自動操舵指令モータ回転角度データ変換器、
60:バッテリ、61:電流センサ、
65:速度制御実行判定部(判定手段)、66:速度指令生成部、
67:電流制御実行判定部、68:電流指令生成部、70:位置減算器、
71:速度減算器、72:電流減算器、90:車内ネットワーク(CAN)、
SP:車速、θs*:自動操舵指令操舵角、θs:実操舵角、
Δθs*:自動操舵指令操舵角の前回値と今回値の差、
Δθs*0:所定の指令操舵角偏差1、
θs0:所定の操舵角1、θs1:所定の操舵角2、
θcon:上位位置情報(GPS、カーナビ等)、γ:ヨーレート、
θr*:自動操舵指令モータ回転角度、θr:実モータ回転角度、
Δθr:モータ回転角度偏差値、
ωr1*:自動操舵指令モータ回転速度データ、
ωr0*:位置制御部より生成された指令モータ回転速度データ、
ωr*:最終指令モータ回転速度データ、ωr:実モータ回転速度、
Δωr:モータ回転速度偏差値、
Ir1*:自動操舵指令モータ電流データ、
Ir0*:速度制御部より生成された指令モータ電流データ、
Ir*:最終指令モータ電流データ、Ir:実モータ電流、
ΔIr:モータ電流偏差値、
V*:モータ電圧指令、
FLG1:自動操舵モード切替フラグ(自動速度制御)、
FLG2:自動操舵モード切替フラグ(自動電流制御)
1: automatic steering device, 2: steering, 3: steering shaft,
4: Rack and pinion mechanism, 5: Rack shaft, 8: Column shaft,
9: intermediate shaft, 10: pinion shaft, 11: tie rod, 12: steered wheel, 20: actuator (steering force assist device),
21: motor, 22: motor rotation angle sensor, 23: reduction mechanism,
24: GPS, 25: vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means), 26: steering angle sensor,
27: yaw rate sensor, 28: EPS ECU, 29: automatic steering ECU,
30: microcomputer for automatic steering (second control means),
31: command steering angle generator, 50: EPS microcomputer (first control means),
51: position control unit (P control), 52: automatic steering mode switching unit (speed control),
52a: automatic steering mode switching unit a contact, 52b: automatic steering mode switching unit b contact,
52c: automatic steering mode switching section c contact,
53: speed control unit (PID control), 54: automatic steering mode switching unit (current control),
54a: automatic steering mode switching unit a contact, 54b: automatic steering mode switching unit b contact,
54c: automatic steering mode switching section c contact,
55: current control unit (PID control), 56: PWM output unit, 57: drive circuit unit
58: Differentiator,
59: automatic steering command steering angle / auto steering command motor rotation angle data converter,
60: battery, 61: current sensor,
65: speed control execution determination unit (determination means), 66: speed command generation unit,
67: current control execution determination unit, 68: current command generation unit, 70: position subtractor,
71: speed subtractor, 72: current subtractor, 90: in-vehicle network (CAN),
SP: vehicle speed, θs *: automatic steering command steering angle, θs: actual steering angle,
Δθs *: The difference between the previous value and the current value of the automatic steering command steering angle,
Δθs * 0: predetermined command
θs0: predetermined steering
θcon: upper position information (GPS, car navigation, etc.), γ: yaw rate,
θr *: automatic steering command motor rotation angle, θr: actual motor rotation angle,
Δθr: motor rotation angle deviation value,
ωr1 *: Automatic steering command motor rotation speed data,
ωr0 *: command motor rotation speed data generated by the position control unit,
ωr *: final command motor rotation speed data, ωr: actual motor rotation speed,
Δωr: motor rotation speed deviation value,
Ir1 *: Automatic steering command motor current data,
Ir0 *: command motor current data generated by the speed control unit,
Ir *: last command motor current data, Ir: actual motor current,
ΔIr: motor current deviation value,
V *: Motor voltage command,
FLG1: automatic steering mode switching flag (automatic speed control),
FLG2: Automatic steering mode switching flag (automatic current control)
Claims (2)
前記第1の制御手段は、
前記モータを含む操舵機構のアクチュエータの位置制御部、速度制御部、及び電流制御部から構成される第1の構成手段と、
前記操舵機構のアクチュエータの速度制御部、及び電流制御部から構成される第2の構成手段と、
前記操舵機構のアクチュエータの電流制御部から構成される第3の構成手段の3つの構成手段を有し、
前記第1の制御手段は、車両が直進状態であるか否か及び車両振動の有無の車両の状態の変化に応じて、前記状態量制御として前記第1の構成手段、前記第2の構成手段、又は前記第3の構成手段を選択するとともに、
前記所定周期毎に入力される指令状態量を生成する自動操舵装置において、
前記指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段を更に備え、
前記第1の制御手段は、前記車両の状態の変化に応じて、前記第1の構成手段から前記第3の構成手段を選択した後、前記車両の状態の変化によって、再び前記第1の構成手段を選択する場合においては、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定される間は、前記第2の構成手段を選択すること、
を特徴とする自動操舵装置。 Based on the command status amount input in every predetermined period, comprising a first control hand stage performs state quantity control of the motor of the steering mechanism,
The first control means includes:
A first configuration unit including a position control unit, a speed control unit, and a current control unit of an actuator of a steering mechanism including the motor;
A second component comprising a speed controller and a current controller of an actuator of the steering mechanism;
A third control unit configured by a current control unit of an actuator of the steering mechanism;
The first control means is configured to perform the first control means and the second control means as the state quantity control in accordance with whether the vehicle is in a straight traveling state and a change in the state of the vehicle in the presence or absence of vehicle vibration. Or selecting the third constituent means,
In the automatic steering device that generates a command state quantity that is input every predetermined cycle,
An automatic steering command steering angle is the command state quantity, the absolute value of the difference between the actual steering angle is further provided with a determination hand stage determines whether or not a predetermined steering angle or more,
The first control means selects the third constituent means from the first constituent means in accordance with a change in the state of the vehicle , and then changes the first structure in response to a change in the state of the vehicle. When selecting the means, while the determination means determines that the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle and the actual steering angle is equal to or greater than the predetermined steering angle, the second configuration means To choose,
An automatic steering device characterized by the following.
前記第1の制御手段は、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定した結果、前記第2の構成手段が選択された場合には、前記モータの状態量制御の変化量の急激な変化を抑制するべく前記速度制御部の速度を制限するための速度制限値を、当該速度制限値と前記車速との関係を定めたマップに基づいて決定することを特徴とする請求項1に記載の自動操舵装置。
Further provided is a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed,
The first control unit determines that the absolute value of the difference between the automatic steering command steering angle and the actual steering angle is equal to or greater than the predetermined steering angle, and as a result, the second configuration unit is selected. In this case, a speed limit value for limiting the speed of the speed control unit in order to suppress an abrupt change in the amount of change in the state quantity control of the motor is determined, and a relationship between the speed limit value and the vehicle speed is determined. The automatic steering device according to claim 1, wherein the automatic steering device is determined based on the map.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015102663A JP6627261B2 (en) | 2015-05-20 | 2015-05-20 | Automatic steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015102663A JP6627261B2 (en) | 2015-05-20 | 2015-05-20 | Automatic steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016215818A JP2016215818A (en) | 2016-12-22 |
JP6627261B2 true JP6627261B2 (en) | 2020-01-08 |
Family
ID=57579406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015102663A Active JP6627261B2 (en) | 2015-05-20 | 2015-05-20 | Automatic steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6627261B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6931484B2 (en) * | 2017-08-14 | 2021-09-08 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5418056B2 (en) * | 2009-08-14 | 2014-02-19 | 日産自動車株式会社 | Steering control device |
JP5569273B2 (en) * | 2010-09-07 | 2014-08-13 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
KR101888455B1 (en) * | 2012-05-03 | 2018-08-14 | 현대모비스 주식회사 | Control method of wheel alignment apparatus used motor driven power steering |
WO2014136515A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 日本精工株式会社 | Electric power steering device |
JP2014221574A (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device comprising automatic parking function |
-
2015
- 2015-05-20 JP JP2015102663A patent/JP6627261B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016215818A (en) | 2016-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011031713A (en) | Electric power steering system | |
JP6331784B2 (en) | Automatic steering device | |
JP2009269540A (en) | Electric power steering device | |
JP2017013636A (en) | Automatic steering device | |
EP3854663B1 (en) | Steering control device | |
JP2021066323A (en) | Steering control device | |
JP6627261B2 (en) | Automatic steering device | |
JP5772137B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2006131179A (en) | Electric power steering device | |
JP2009046005A (en) | Electric power steering device | |
CN112498468B (en) | Steering control device | |
JP6409554B2 (en) | Automatic driving device | |
JP7376290B2 (en) | Steering control device | |
JP2016159868A (en) | Automatic operation device | |
JP2015223875A (en) | Automatic steering device | |
JP2012171523A (en) | Electric power steering device | |
JP6417954B2 (en) | Automatic driving device | |
JP2017109581A (en) | Electric power steering apparatus | |
JP2016101784A (en) | Automatic drive unit | |
JP2015214250A (en) | Automatic steering system | |
JP2013189123A (en) | Electric power steering device | |
JP2013163485A (en) | Electric power steering device | |
JP7404004B2 (en) | Steering control device | |
JP2012240440A (en) | Electric power steering device | |
JP2016094160A (en) | Automatic driving device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180328 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190402 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190529 |
|
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: 20191105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6627261 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |