JP7147472B2 - steering controller - Google Patents
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Description
本発明は、操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device.
従来、操舵装置の一種として、運転者により操舵される操舵部と運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式のものがある。こうした操舵装置では、転舵輪が受ける路面反力等が機械的にはステアリングホイールに伝達されない。そこで、同形式の操舵装置を制御対象とする操舵制御装置には、ステアリングホイールに対して路面反力等を考慮した操舵反力を操舵側アクチュエータ(操舵側モータ)によって付与することで、路面情報を運転者に伝えるものがある。 Conventionally, as one type of steering system, there is a steer-by-wire system in which power transmission between a steering section steered by a driver and a steering section for turning steered wheels according to steering by the driver is separated. . In such a steering system, the road surface reaction force and the like received by the steered wheels are not mechanically transmitted to the steering wheel. Therefore, in a steering control device that controls the same type of steering device, a steering-side actuator (steering-side motor) applies a steering reaction force that takes into account the road surface reaction force and the like to the steering wheel. to the driver.
例えば特許文献1には、転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に着目し、複数種の軸力を配分した配分軸力に基づいて操舵反力を演算する操舵制御装置が開示されている。こうした軸力として、同文献には、ステアリングホイールの操舵角に基づく角度軸力や、転舵側アクチュエータの駆動源である転舵側モータの駆動電流に基づく電流軸力、転舵輪に作用する横加速度に基づく横G軸力、車両のヨーレートに基づくヨーレート軸力等が例示されており、これらを配分した配分軸力に基づいて操舵反力を演算している。
For example,
ところが、上記従来の構成において、例えば複数種の軸力の一を演算する基礎となる値を検出するセンサに異常が生じた場合等、該一の軸力が誤った値になると、配分軸力が実際の路面反力等を正確に反映したものとはならなくなる。その結果、異常な操舵反力が付与されるおそれがあり、この点においてなお改善の余地があった。 However, in the above-described conventional configuration, if the one axial force becomes an erroneous value, such as when an abnormality occurs in a sensor that detects a value that serves as a basis for calculating one of a plurality of types of axial forces, the distributed axial force is dispensed with. does not accurately reflect the actual road surface reaction force. As a result, an abnormal steering reaction force may be applied, and there is still room for improvement in this respect.
本発明の目的は、異常な操舵反力が付与されることを抑制できる操舵制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steering control device capable of suppressing application of an abnormal steering reaction force.
上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部と、前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備え、前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する。 A steering control device that solves the above problems controls a steering device having a structure in which power transmission between a steering section and a steering section that turns steered wheels according to steering input to the steering section is separated. A control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force, which is a force that resists steering input to the steering unit, is provided, and the control unit controls the steering shaft to which the steerable wheels are connected. A basic reaction force calculation unit that obtains at least two of a plurality of types of axial forces acting on the steered wheels and tire forces acting on the steered wheels to calculate a basic reaction force, and a reaction force component based on the basic reaction force and a target steering angle calculation unit for calculating a target steering angle, which is a target value of the steering angle of the steering wheel connected to the steering unit, for executing angle feedback control for causing the steering angle to follow the target steering angle. A target reaction force torque, which is a target value of the steering reaction force, is calculated based on the basic reaction force calculation unit, and the basic reaction force calculation unit detects that one of the acquired axial forces and the tire forces is abnormal. In this case, the basic reaction force is calculated so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is lower than when any one of the plurality of types of axial force and tire force is normal.
上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、前記操舵部に付与される操舵トルク及び前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する。 A steering control device that solves the above problems controls a steering device having a structure in which power transmission between a steering section and a steering section that turns steered wheels according to steering input to the steering section is separated. A control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force, which is a force that resists steering input to the steering unit, is provided, and the control unit controls the steering shaft to which the steerable wheels are connected. A basic reaction force calculation unit that acquires at least two of a plurality of types of axial forces acting on the steered wheels and tire forces acting on the steered wheels and calculates a basic reaction force, and the steering torque applied to the steering unit and the A reaction force component based on the basic reaction force is used to calculate a target reaction force torque, which is a target value of the steering reaction force. When any one of the tire forces is abnormal, the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force becomes lower than when any one of the plurality of types of axial force and the tire force is not abnormal. to calculate the basic reaction force.
上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離した構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する。 A steering control device that solves the above problems controls a steering device having a structure in which power transmission between a steering section and a steering section that turns steered wheels according to steering input to the steering section is separated. A control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force, which is a force that resists steering input to the steering unit, is provided, and the control unit controls the steering shaft to which the steerable wheels are connected. A basic reaction force calculation unit that obtains at least two of a plurality of types of axial forces acting on the steered wheels and tire forces acting on the steered wheels and calculates a basic reaction force, and uses the reaction force component based on the basic reaction force and calculates a target reaction force torque that is a target value of the steering reaction force, and the basic reaction force calculation unit detects that one of the acquired axial forces and the tire forces is abnormal. In this case, the basic reaction force is calculated so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is lower than when any one of the plurality of types of axial force and tire force is normal.
上記各構成によれば、基礎反力の値に対する異常な軸力又はタイヤ力の影響(寄与)が小さくなるため、基礎反力を用いて演算される目標反力トルクが異常な値となることを抑制し、異常な操舵反力が付与されることを抑制できる。 According to each of the above configurations, since the influence (contribution) of the abnormal axial force or tire force on the value of the basic reaction force is small, the target reaction force torque calculated using the basic reaction force becomes an abnormal value. can be suppressed, and application of an abnormal steering reaction force can be suppressed.
上記操舵制御装置において、前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率がゼロとなるように該基礎反力を演算することが好ましい。 In the steering control device described above, the basic reaction force calculation unit determines, when any one of the acquired axial forces and tire forces is abnormal, that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is It is preferable to calculate the basic reaction force to be zero.
上記構成によれば、基礎反力の値に対する異常な軸力又はタイヤ力の影響がなくなるため、基礎反力に基づいて演算される目標反力トルクが異常な値となることを好適に抑制できる。 According to the above configuration, since the influence of the abnormal axial force or tire force on the value of the basic reaction force is eliminated, it is possible to suitably suppress the target reaction torque calculated based on the basic reaction force from becoming an abnormal value. .
上記操舵制御装置において、前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力以外の力の前記基礎反力に対する寄与率が高くなるように該基礎反力を演算することが好ましい。 In the steering control device described above, the basic reaction force calculation unit calculates one of the plurality of types of axial force and tire force when any one of the plurality of types of axial force and tire force acquired is abnormal. It is preferable to calculate the basic reaction force so that the contribution rate of forces other than the abnormal force to the basic reaction force is higher than when is not abnormal.
上記構成によれば、複数種の軸力及びタイヤ力のいずれかに異常が発生する前後で操舵反力の大きさが変化することを抑制でき、運転者が違和感を覚えることを低減できる。 According to the above configuration, it is possible to suppress a change in the magnitude of the steering reaction force before and after an abnormality occurs in any one of a plurality of types of axial force and tire force, thereby reducing the discomfort felt by the driver.
本発明によれば、異常な操舵反力が付与されることを抑制できる。 According to the present invention, application of an abnormal steering reaction force can be suppressed.
(第1実施形態)
以下、操舵制御装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、操舵制御装置1の制御対象となるステアバイワイヤ式の操舵装置2は、運転者により操舵される操舵部3と、運転者による操舵部3の操舵に応じて転舵輪4を転舵させる転舵部5とを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment of the steering control device will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a steer-by-
操舵部3は、ステアリングホイール11が固定されるステアリングシャフト12と、ステアリングシャフト12に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ13とを備えている。操舵側アクチュエータ13は、駆動源となる操舵側モータ14と、操舵側モータ14の回転を減速してステアリングシャフト12に伝達する操舵側減速機15とを備えている。なお、本実施形態の操舵側モータ14には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
The
転舵部5は、転舵輪4の転舵角に換算可能な回転軸としての第1ピニオン軸21と、第1ピニオン軸21に連結されたラック軸22と、ラック軸22を往復動可能に収容するラックハウジング23とを備えている。第1ピニオン軸21とラック軸22とは、所定の交差角をもって配置されており、第1ピニオン軸21に形成された第1ピニオン歯21aとラック軸22に形成された第1ラック歯22aとを噛合することによって第1ラックアンドピニオン機構24が構成されている。なお、ラック軸22は、第1ラックアンドピニオン機構24によりその軸方向一端側が往復動可能に支持されている。ラック軸22の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド25を介してタイロッド26が連結されており、タイロッド26の先端は、転舵輪4が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。
The steered
また、転舵部5には、ラック軸22に転舵輪4を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ31が第2ピニオン軸32を介して設けられている。転舵側アクチュエータ31は、駆動源となる転舵側モータ33と、転舵側モータ33の回転を減速して第2ピニオン軸32に伝達する転舵側減速機34とを備えている。第2ピニオン軸32とラック軸22とは、所定の交差角をもって配置されており、第2ピニオン軸32に形成された第2ピニオン歯32aとラック軸22に形成された第2ラック歯22bとを噛合することによって第2ラックアンドピニオン機構35が構成されている。なお、ラック軸22は、第2ラックアンドピニオン機構35によりその軸方向他端側が往復動可能に支持されている。また、本実施形態の転舵側モータ33には、例えば三相のブラシレスモータが採用されている。
Further, the
このように構成された操舵装置2では、運転者によるステアリング操作に応じて転舵側アクチュエータ31が第2ピニオン軸32を回転駆動し、この回転を第2ラックアンドピニオン機構35によってラック軸22の軸方向移動に変換することで、転舵輪4の転舵角を変更する。このとき、操舵側アクチュエータ13は、運転者の操舵に抗する操舵反力をステアリングホイール11に付与する。
In the
次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置1は、操舵側アクチュエータ13(操舵側モータ14)及び転舵側アクチュエータ31(転舵側モータ33)に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置1は、図示しない中央処理装置(CPU)やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することによって、各種制御を実行する。
Next, the electrical configuration of this embodiment will be described.
The
操舵制御装置1には、ステアリングシャフト12に付与された操舵トルクThを検出するトルクセンサ41が接続されている。なお、トルクセンサ41は、ステアリングシャフト12における操舵側アクチュエータ13(操舵側減速機15)との連結部分よりもステアリングホイール11側に設けられている。また、操舵制御装置1には、転舵輪4をドライブシャフト(図示略)を介して回転可能に支持するハブユニット42に設けられた左前輪センサ42l及び右前輪センサ42rが接続されている。左前輪センサ42l及び右前輪センサ42rは、各転舵輪4の車輪速Vl,Vrを検出する。なお、本実施形態の操舵制御装置1は、車輪速Vl,Vrの平均値を車速Vとして検出する。また、操舵制御装置1には、操舵部3の操舵量を示す検出値として操舵側モータ14の回転角θsを360°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ43、及び転舵部5の転舵量を示す検出値として転舵側モータ33の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ44が接続されている。また、操舵制御装置1には、ラック軸22に作用する軸力の検出値であるセンサ軸力Fseを取得する軸力センサ45が接続されている。なお、軸力センサ45としては、例えばラック軸22のストロークに応じた圧力変化に基づいて軸力を検出するものが採用可能である。操舵制御装置1は、センサ軸力Fseをトルクの次元(N・m)で取得する。上記操舵トルクTh及び回転角θs,θtは、一方向(本実施形態では、右)に操舵した場合に正の値、他方向(本実施形態では、左)に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置1は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ14及び転舵側モータ33の作動を制御する。
A
以下、操舵制御装置1の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、操舵制御装置1は、操舵側モータ制御信号Msを出力する制御部としての操舵側制御部51と、操舵側モータ制御信号Msに基づいて操舵側モータ14に駆動電力を供給する操舵側駆動回路52とを備えている。操舵側制御部51には、操舵側駆動回路52と操舵側モータ14の各相のモータコイルとの間の接続線53を流れる操舵側モータ14の各相電流値Ius,Ivs,Iwsを検出する電流センサ54が接続されている。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線53及び各相の電流センサ54をそれぞれ1つにまとめて図示している。
The configuration of the
As shown in FIG. 2, the
また、操舵制御装置1は、転舵側モータ制御信号Mtを出力する転舵側制御部55と、転舵側モータ制御信号Mtに基づいて転舵側モータ33に駆動電力を供給する転舵側駆動回路56とを備えている。転舵側制御部55には、転舵側駆動回路56と転舵側モータ33の各相のモータコイルとの間の接続線57を流れる転舵側モータ33の各相電流値Iut,Ivt,Iwtを検出する電流センサ58が接続されている。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線57及び各相の電流センサ58をそれぞれ1つにまとめて図示している。本実施形態の操舵側駆動回路52及び転舵側駆動回路56には、複数のスイッチング素子(例えば、FET等)を有する周知のPWMインバータがそれぞれ採用されている。そして、操舵側モータ制御信号Ms及び転舵側モータ制御信号Mtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。
The
操舵制御装置1は、操舵側モータ制御信号Ms及び転舵側モータ制御信号Mtを操舵側駆動回路52及び転舵側駆動回路56にそれぞれ出力することで、操舵側モータ14及び転舵側モータ33に駆動電力をそれぞれ供給する。これにより、操舵制御装置1は、操舵側アクチュエータ13及び転舵側アクチュエータ31の作動を制御する。
The
先ず、操舵側制御部51の構成について説明する。
操舵側制御部51は、所定の演算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して、操舵側モータ制御信号Msを演算する。操舵側制御部51には、上記車速V、操舵トルクTh、回転角θs、センサ軸力Fse、各相電流値Ius,Ivs,Iws及び後述する転舵側モータ33の駆動電流であるq軸電流値Iqtが入力される。そして、操舵側制御部51は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Msを演算して出力する。
First, the configuration of the steering-
The steering-
詳しくは、操舵側制御部51は、操舵側モータ14の回転角θsに基づいてステアリングホイール11の操舵角θhを演算する操舵角演算部61を備えている。また、操舵側制御部51は、運転者の操舵方向にステアリングホイール11を回転させる力である入力トルク基礎成分Tb*を演算する入力トルク基礎成分演算部62と、運転者の操舵によるステアリングホイール11の回転に抗する力である反力成分Firを演算する反力成分演算部63とを備えている。また、操舵側制御部51は、操舵トルクTh、入力トルク基礎成分Tb*、反力成分Fir及び車速Vに基づいて目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部64を備えている。また、操舵側制御部51は、操舵角θh及び目標操舵角θh*に基づいて目標反力トルクTs*を演算する目標反力トルク演算部65と、目標反力トルクTs*に基づいて操舵側モータ制御信号Msを演算する操舵側モータ制御信号演算部66とを備えている。
Specifically, the steering-
操舵角演算部61は、入力される回転角θsを、例えばステアリング中立位置からの操舵側モータ14の回転数をカウントすることにより、360°を超える範囲の絶対角に換算して取得する。そして、操舵角演算部61は、絶対角に換算された回転角に操舵側減速機15の回転速度比に基づく換算係数Ksを乗算することで、操舵角θhを演算する。
The
入力トルク基礎成分演算部62には、操舵トルクThが入力される。入力トルク基礎成分演算部62は、操舵トルクThの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分(反力基礎成分)Tb*を演算する。入力トルク基礎成分Tb*は、目標操舵角演算部64及び目標反力トルク演算部65に入力される。
The steering torque Th is input to the input torque
目標操舵角演算部64には、操舵トルクTh、車速V及び入力トルク基礎成分Tb*に加え、後述する反力成分演算部63において演算される反力成分Firが入力される。目標操舵角演算部64は、入力トルク基礎成分Tb*に操舵トルクThを加算するとともに反力成分Firを減算した値である入力トルクTin*と目標操舵角θh*とを関係づけるモデル(ステアリングモデル)式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。
In addition to the steering torque Th, the vehicle speed V, and the input torque basic component Tb*, the reaction force component Fir calculated by the reaction force
Tin*=C・θh*’+J・θh*’’…(1)
このモデル式は、ステアリングホイール11(操舵部3)と転舵輪4(転舵部5)とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール11の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、操舵装置2の摩擦等をモデル化した粘性係数C、操舵装置2の慣性をモデル化した慣性係数Jを用いて表される。なお、粘性係数C及び慣性係数Jは、車速Vに応じて可変設定される。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、減算器67及び転舵側制御部55に加え、反力成分演算部63に出力される。
Tin*=C·θh*′+J·θh*'' (1)
This model formula expresses the torque and rotation It defines and expresses the relationship with the angle. This model formula is expressed using a viscosity coefficient C that models the friction and the like of the
目標反力トルク演算部65には、入力トルク基礎成分Tb*に加え、減算器67において目標操舵角θh*から操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθsが入力される。そして、目標反力トルク演算部65は、角度偏差Δθsに基づき、操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として操舵側モータ14が付与する操舵反力の基礎となる基礎反力トルクを演算し、該基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Tb*を加算することで目標反力トルクTs*を演算する。具体的には、目標反力トルク演算部65は、角度偏差Δθsを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、基礎反力トルクとして演算する。
In addition to the input torque basic component Tb*, the target reaction
操舵側モータ制御信号演算部66には、目標反力トルクTs*に加え、回転角θs及び相電流値Ius,Ivs,Iwsが入力される。そして、操舵側モータ制御信号演算部66は、目標反力トルクTs*に基づいて、d/q座標系におけるq軸上のq軸目標電流値Iqs*を演算する。なお、本実施形態では、d軸上のd軸目標電流値Ids*は、基本的にゼロに設定される。
In addition to the target reaction torque Ts*, the rotation angle θs and the phase current values Ius, Ivs, and Iws are input to the steering-side motor
操舵側モータ制御信号演算部66は、d/q座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、操舵側モータ制御信号Msを演算する。具体的には、操舵側モータ制御信号演算部66は、回転角θsに基づいて相電流値Ius,Ivs,Iwsをd/q座標上に写像することにより、d/q座標系における操舵側モータ14の実電流値であるd軸電流値Ids及びq軸電流値Iqsを演算する。続いて、操舵側モータ制御信号演算部66は、d軸電流値Idsをd軸目標電流値Ids*に追従させるべく、またq軸電流値Iqsをq軸目標電流値Iqs*に追従させるべく、d軸及びq軸上の各電流偏差に基づいて電圧指令値を演算する。そして、操舵側モータ制御信号演算部66は、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Msを演算し、上記操舵側駆動回路52に出力する。これにより、操舵制御装置1は、操舵側モータ制御信号Msに応じた駆動電力を操舵側モータ14に出力し、その作動を制御する。
The steering-side motor
次に、転舵側制御部55について説明する。
転舵側制御部55は、所定の演算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して、転舵側モータ制御信号Mtを演算する。転舵側制御部55には、上記回転角θt、目標操舵角θh*及び転舵側モータ33の各相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。そして、転舵側制御部55は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを演算して出力する。
Next, the steering-
The steering-
詳しくは、転舵側制御部55は、転舵輪4の転舵角に換算可能な回転軸である第1ピニオン軸21の回転角(ピニオン角)に相当する転舵対応角θpを演算する転舵対応角演算部71を備えている。また、転舵側制御部55は、転舵対応角θp及び目標操舵角θh*に基づいて目標転舵トルクTt*を演算する目標転舵トルク演算部72と、目標転舵トルクTt*に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを演算する転舵側モータ制御信号演算部73とを備えている。なお、本実施形態の操舵装置2では、操舵角θhと転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。
Specifically, the steered-
転舵対応角演算部71は、入力される回転角θtを、例えば車両が直進する中立位置からの転舵側モータ33の回転数をカウントすることにより、絶対角に換算して取得する。そして、転舵対応角演算部71は、絶対角に換算された回転角に転舵側減速機34の回転速度比、第1及び第2ラックアンドピニオン機構24,35の回転速度比に基づく換算係数Ktを乗算して転舵対応角θpを演算する。つまり、転舵対応角θpは、第1ピニオン軸21がステアリングシャフト12に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール11の操舵角θhに相当する。
The steering corresponding
目標転舵トルク演算部72には、減算器74において目標操舵角θh*(目標転舵対応角)から転舵対応角θpが差し引かれた角度偏差Δθpが入力される。そして、目標転舵トルク演算部72は、角度偏差Δθpに基づき、転舵対応角θpを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として、転舵側モータ33が付与する転舵力の目標値となる目標転舵トルクTt*を演算する。具体的には、目標転舵トルク演算部72は、角度偏差Δθpを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクTt*として演算する。
The target
転舵側モータ制御信号演算部73には、目標転舵トルクTt*に加え、回転角θt及び相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。そして、転舵側モータ制御信号演算部73は、目標転舵トルクTt*に基づいて、d/q座標系におけるq軸上のq軸目標電流値Iqt*を演算する。なお、本実施形態では、d軸上のd軸目標電流値Idt*は、基本的にゼロに設定される。
In addition to the target steering torque Tt*, the rotation angle θt and the phase current values Iut, Ivt, and Iwt are input to the steering-side motor
転舵側モータ制御信号演算部73は、d/q座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、転舵側モータ制御信号Mtを演算する。具体的には、転舵側モータ制御信号演算部73は、回転角θtに基づいて相電流値Iut,Ivt,Iwtをd/q座標上に写像することにより、d/q座標系における転舵側モータ33の実電流値であるd軸電流値Idt及びq軸電流値Iqtを演算する。続いて、転舵側モータ制御信号演算部73は、d軸電流値Idtをd軸目標電流値Idt*に追従させるべく、またq軸電流値Iqtをq軸目標電流値Iqt*に追従させるべく、d軸及びq軸上の電流偏差に基づいて電圧指令値を演算する。そして、転舵側モータ制御信号演算部73は、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する転舵側モータ制御信号Mtを演算し、上記転舵側駆動回路56に出力する。これにより、操舵制御装置1は、転舵側モータ制御信号Mtに応じた駆動電力を転舵側モータ33に出力し、その作動を制御する。なお、転舵側モータ制御信号Mtを演算する過程で演算したq軸電流値Iqtは、上記反力成分演算部63に出力される。
The steering-side motor
次に、反力成分演算部63の構成について説明する。
反力成分演算部63には、車速V、センサ軸力Fse、転舵側モータ33のq軸電流値Iqt及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部63は、これらの状態量に基づいてラック軸22に作用する軸力に応じた反力成分Firを演算し、目標操舵角演算部64に出力する。
Next, the configuration of the reaction
The vehicle speed V, the sensor axial force Fse, the q-axis current value Iqt of the steering-
図3に示すように、反力成分演算部63は、入力される各状態量(信号)が異常であるか否かを判定する異常判定部81と、各状態量に基づいて反力成分Firとなる基礎反力を演算する基礎反力演算部82とを備えている。
As shown in FIG. 3, the reaction force
異常判定部81には、車速V、センサ軸力Fse、q軸電流値Iqt及び目標操舵角θh*が入力される。異常判定部81は、例えば各状態量が取り得ない値となった場合や、前回値からの変化量が予め設定される閾値を超える場合等に異常であると判定する等の方法により、入力される各状態量が異常であるか否かの判定を行う。そして、異常判定部81は、異常判定の判定結果を示す判定信号Sdeとともに、入力された車速V、センサ軸力Fse、q軸電流値Iqt及び目標操舵角θh*をそのまま基礎反力演算部82に出力する。
The vehicle speed V, the sensor axial force Fse, the q-axis current value Iqt, and the target steering angle θh* are input to the
基礎反力演算部82は、電流軸力(路面軸力)Ferを演算する電流軸力演算部83と、角度軸力(理想軸力)Fibを演算する角度軸力演算部84とを備えている。なお、電流軸力Fer及び角度軸力Fibは、トルクの次元(N・m)で演算される。また、基礎反力演算部82は、転舵輪4に対して路面から加えられる軸力(路面から伝達される路面情報)が反映されるように、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseを所定割合で配分した配分軸力を反力成分Fir(基礎反力)として演算する配分軸力演算部85を備えている。
The basic
電流軸力演算部83には、転舵側モータ33のq軸電流値Iqtが入力される。電流軸力演算部83は、転舵輪4に作用する軸力(転舵輪4に伝達される伝達力)の推定値であって、路面情報が反映された電流軸力Ferをq軸電流値Iqtに基づいて演算する。具体的には、電流軸力演算部83は、転舵側モータ33によってラック軸22に加えられるトルクと、転舵輪4に対して路面から加えられる力に応じたトルクとが釣り合うとして、q軸電流値Iqtの絶対値が大きくなるほど、電流軸力Ferの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された電流軸力Ferは、配分軸力演算部85に出力される。
A q-axis current value Iqt of the steering-
角度軸力演算部84には、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)及び車速Vが入力される。角度軸力演算部84は、転舵輪4に作用する軸力(転舵輪4に伝達される伝達力)の理想値であって、路面情報が反映されない角度軸力Fibを目標操舵角θh*に基づいて演算する。具体的には、角度軸力演算部84は、目標操舵角θh*の絶対値が大きくなるにつれて角度軸力Fibの絶対値が大きくなるように演算する。また、角度軸力演算部84は、車速Vが大きくなるにつれて角度軸力Fibの絶対値が大きくなるように演算する。このように演算された角度軸力Fibは、配分軸力演算部85に出力される。
The target steering angle θh* (target steering corresponding angle) and the vehicle speed V are input to the angular
配分軸力演算部85には、判定信号Sde、電流軸力Fer及び角度軸力Fibに加え、センサ軸力Fseが入力される。配分軸力演算部85には、電流軸力Ferの配分比率を示す電流配分ゲインGer、角度軸力Fibの配分比率を示す角度配分ゲインGib、及びセンサ軸力Fseの配分比率を示すセンサ配分ゲインGseが、実験等により予め設定されている。そして、配分軸力演算部85は、角度軸力Fibに角度配分ゲインGibを乗算した値、電流軸力Ferに電流配分ゲインGerを乗算した値、及びセンサ軸力Fseにセンサ配分ゲインGseを乗算した値を足し合わせることにより、反力成分Firを演算する。つまり、本実施形態の基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseの3つの軸力を取得し、これら3つの軸力に基づいて反力成分Fir(基礎反力)を演算する。
In addition to the determination signal Sde, the current axial force Fer and the angular axial force Fib, the sensor axial force Fse is input to the distributed axial
ここで、各配分ゲインGer,Gib,Gseは、判定信号Sdeに示される判定結果に応じて異なる値が設定される。詳しくは、取得した状態量に異常がある場合には、該異常のある状態量に基づく軸力に乗算される配分ゲインが、異常のない場合に比べて小さくなるとともに、異常のない各状態量に基づく軸力に乗算される配分ゲインが大きくなるように設定されている。つまり、本実施形態の基礎反力演算部82は、軸力を演算する状態量に異常がある場合に、該軸力が異常であると判定する。そして、各配分ゲインGer,Gib,Gseは、取得した各状態量に異常がある場合には、該異常がある状態量に基づく軸力(異常な軸力)の反力成分Firに対する寄与率が低くなるとともに、異常のない各状態量に基づく軸力(正常な軸力)の反力成分Firに対する寄与率が高くなるように設定されている。
Here, each of the distribution gains Ger, Gib, and Gse is set to a different value according to the determination result indicated by the determination signal Sde. Specifically, when there is an abnormality in the acquired state quantity, the distribution gain multiplied by the axial force based on the state quantity with the abnormality becomes smaller than when there is no abnormality, and each state quantity without abnormality It is set so that the distribution gain multiplied by the axial force based on is large. That is, the basic reaction
一例として、電流配分ゲインGerは、各状態量が正常である場合には「0.3」、q軸電流値Iqtが異常である場合には「0」、q軸電流値Iqt以外(目標操舵角θh*、車速V及びセンサ軸力Fseの少なくとも一方)が異常である場合には「0.45」とされる。また、角度配分ゲインGibは、各状態量が正常である場合には「0.45」、目標操舵角θh*及び車速Vの少なくとも一方が異常である場合には「0」、目標操舵角θh*及び車速V以外(q軸電流値Iqt及びセンサ軸力Fseの少なくとも一方)が異常である場合には「0.6」とされる。また、センサ配分ゲインGseは、各状態量が正常である場合には「0.7」、センサ軸力Fseが異常である場合には「0」、センサ軸力Fse以外(目標操舵角θh*、車速V及びq軸電流値Iqtの少なくとも一方)が異常である場合には「0.9」とされる。なお、各配分ゲインGer,Gib,Gseの値は適宜変更可能であり、これらの和が「1」となるように設定してもよく、「1」より大きく又は小さくなるように設定してもよい。 As an example, the current distribution gain Ger is "0.3" when each state quantity is normal, "0" when the q-axis current value Iqt is abnormal, and other than the q-axis current value Iqt (target steering If at least one of the angle θh*, the vehicle speed V, and the sensor axial force Fse) is abnormal, it is set to "0.45". The angle distribution gain Gib is "0.45" when each state quantity is normal, "0" when at least one of the target steering angle θh* and the vehicle speed V is abnormal, and the target steering angle θh * and the vehicle speed V (at least one of the q-axis current value Iqt and the sensor axial force Fse) is abnormal, it is set to "0.6". Further, the sensor distribution gain Gse is "0.7" when each state quantity is normal, "0" when the sensor axial force Fse is abnormal, and other than the sensor axial force Fse (target steering angle θh* , at least one of the vehicle speed V and the q-axis current value Iqt) is set to "0.9". The values of the distribution gains Ger, Gib, and Gse can be appropriately changed, and the sum of these may be set to "1", or may be set to be larger or smaller than "1". good.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常がある軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseをゼロにすることで、該異常な軸力の反力成分Fir(基礎反力)に対する寄与率をゼロにするようにした。具体的には、基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseに異常がない場合には、電流軸力Ferを30%、角度軸力Fibを45%、センサ軸力Fseを70%の割合で配分して反力成分Firを演算する。ここで、例えばセンサ軸力Fseの値が異常となる場合を想定すると、基礎反力演算部82は、電流軸力Ferを45%、角度軸力Fibを60%、センサ軸力Fseを0%の割合で配分して反力成分Firを演算する。これにより、反力成分Firの値に対する異常な軸力の影響(寄与)がなくなるため、反力成分Firを用いて演算される目標反力トルクTs*が異常な値となることを好適に抑制し、異常な操舵反力を付与することを好適に抑制できる。
Next, the operation and effects of this embodiment will be described.
(1) If any of the current axial force Fer, the angular axial force Fib, and the sensor axial force Fse is abnormal, the basic
(2)基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常な軸力以外の軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseを大きくすることで、該異常な軸力以外の軸力の反力成分Firに対する寄与率を高くするようにした。これにより、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかに異常が発生する前後で操舵反力の大きさが変化することを抑制でき、運転者が違和感を覚えることを低減できる。
(2) When any one of the current axial force Fer, the angular axial force Fib, and the sensor axial force Fse is abnormal, the basic reaction
(第2実施形態)
次に、操舵制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted.
図4に示すように、本実施形態の反力成分演算部63には、目標操舵角θh*、車速V、q軸電流値Iqt及びタイヤ力Ftが入力され、センサ軸力Fseは入力されない。なお、タイヤ力Ftは、ハブユニット42(図1参照)により検出される車両前後方向(x方向)の荷重、車両左右方向(y方向)の荷重、車両上下方向(z方向)の荷重、x軸周りのモーメント、y軸周りのモーメント及びz軸周りのモーメントの少なくとも1つに基づく値(単位:ニュートン)である。
As shown in FIG. 4, the target steering angle θh*, vehicle speed V, q-axis current value Iqt, and tire force Ft are input to the reaction
本実施形態の異常判定部81には、車速V、q軸電流値Iqt、目標操舵角θh*及びタイヤ力Ftが入力される。そして、異常判定部81は、上記第1実施形態と同様に各状態量の異常判定を行い、その判定結果を示す判定信号Sdeとともに、入力された車速V、q軸電流値Iqt、目標操舵角θh*及びタイヤ力Ftをそのまま基礎反力演算部82に出力する。
The vehicle speed V, the q-axis current value Iqt, the target steering angle θh*, and the tire force Ft are input to the
本実施形態の基礎反力演算部82は、電流軸力演算部83、角度軸力演算部84及び配分軸力演算部85に加え、トルク換算部91及び出力切替部92を備えている。電流軸力演算部83及び角度軸力演算部84は、上記第1実施形態と同様に、それぞれ電流軸力Fer及び角度軸力Fibを演算し、配分軸力演算部85に出力する。
The basic reaction
配分軸力演算部85は、車速Vに基づいて電流配分ゲインGer及び角度配分ゲインGibを演算する配分ゲイン演算部101を備えている。本実施形態の配分ゲイン演算部101は、車速Vと配分ゲインGer,Gibとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより車速Vに応じた配分ゲインGer,Gibを演算する。電流配分ゲインGerは車速Vが大きい場合に小さい場合よりも値が大きくなり、角度配分ゲインGibは車速Vが大きい場合に小さい場合よりも値が小さくなる。なお、本実施形態では、配分ゲインGer,Gibの和が「1」となるように値が設定されている。このように演算された電流配分ゲインGerは乗算器102に出力され、角度配分ゲインGibは乗算器103に出力される。
The distributed axial
乗算器102には電流軸力Ferが入力され、乗算器103には角度軸力Fibが入力される。そして、配分軸力演算部85は、乗算器102において電流軸力Ferに電流配分ゲインGerを乗算するとともに、乗算器103において角度軸力Fibに角度配分ゲインGibを乗算し、加算器104においてこれらの値を足し合わせて配分軸力Fdを演算する。このように演算された配分軸力Fdは、出力切替部92に出力される。
The current axial force Fer is input to the
トルク換算部91には、タイヤ力Ftが入力される。トルク換算部91は、第1ラックアンドピニオン機構24の回転速度比に基づく換算係数Kpをタイヤ力Ftに乗算することで、第1ピニオン軸21周りのタイヤトルクTtを演算する。このように演算されたタイヤトルクTtは、出力切替部92に出力される。
A tire force Ft is input to the
出力切替部92には、配分軸力Fd及びタイヤトルクTtに加えて、判定信号Sdeが入力される。出力切替部92は、判定信号Sdeに基づいて、配分軸力Fdの基礎となる各状態量に異常がない場合には、配分軸力Fdを反力成分Firとして出力し、同各状態量の少なくとも1つに異常がある場合には、タイヤトルクTtを反力成分Firとして出力する。つまり、本実施形態の基礎反力演算部82は、電流軸力Fer及び角度軸力Fibと、タイヤ力Ftとの3つの力を取得し、電流軸力Fer及び角度軸力Fibに基づく配分軸力Fd、又はタイヤ力Ftに基づくタイヤトルクTtを反力成分Firとして出力する。また、基礎反力演算部82は、配分軸力Fdの基礎となる各状態量に異常がある場合に、タイヤトルクTtに切り替えることで、異常な軸力の反力成分Firに対する寄与率を低く(ゼロ)して該反力成分Firを演算する。
The determination signal Sde is input to the
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
(第3実施形態)
次に、操舵制御装置の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
As described above, the present embodiment has the same action and effect as the action and effect of (1) of the first embodiment.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted.
図5に示すように、本実施形態の入力トルク基礎成分演算部62は、駆動トルクTcに対して運転者が入力すべき操舵トルクThの目標値であるトルク指令値Th*を演算するトルク指令値演算部111と、トルクフィードバック演算を行うトルクフィードバック制御部(以下、トルクF/B制御部)112とを備えている。
As shown in FIG. 5, the input torque basic
詳しくは、トルク指令値演算部111には、加算器113において操舵トルクThに入力トルク基礎成分Tb*が足し合わされた駆動トルクTcが入力される。トルク指令値演算部111は、駆動トルクTcの絶対値が大きいほど、より大きな絶対値となるトルク指令値Th*を演算する。
Specifically, the drive torque Tc obtained by adding the input torque basic component Tb* to the steering torque Th in the
トルクF/B制御部112には、減算器114において操舵トルクThからトルク指令値Th*が差し引かれたトルク偏差ΔTが入力される。そして、トルクF/B制御部112は、トルク偏差ΔTに基づき、操舵トルクThをトルク指令値Th*にフィードバック制御するための制御量として入力トルク基礎成分Tb*を演算する。具体的には、トルクF/B制御部112は、トルク偏差ΔTを入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、入力トルク基礎成分Tb*として演算する。
Torque F/
このように演算された入力トルク基礎成分Tb*は、上記第1実施形態と同様に目標操舵角演算部64及び目標反力トルク演算部65に出力されるとともに、加算器113に出力される。これにより、上記第1実施形態と同様に、目標操舵角演算部64において目標操舵角θh*が演算され、目標反力トルク演算部65において目標反力トルクTs*が演算される。
The input torque basic component Tb* calculated in this manner is output to the target steering
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1),(2)の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
(第4実施形態)
次に、操舵制御装置の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
As described above, the present embodiment has the same actions and effects as the actions and effects (1) and (2) of the first embodiment.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted.
図6に示すように、本実施形態の操舵側制御部51は、転舵輪4の転舵角に換算可能な転舵対応角θpの目標値である目標転舵対応角θp*を演算する目標転舵対応角演算部121を備えており、目標操舵角演算部64を備えていない。
As shown in FIG. 6, the steering-
操舵側制御部51は、操舵トルクThとともに入力トルク基礎成分Tb*が入力される加算器122を備えており、加算器122においてこれらを足し合わせることにより駆動トルクTcを演算する。また、操舵側制御部51は、駆動トルクTcとともに反力成分Firが入力される減算器123を備えており、減算器123において駆動トルクTcから反力成分Firを差し引くことにより入力トルクTin*を演算する。このように演算された入力トルクTin*は、目標反力トルク演算部65及び目標転舵対応角演算部121に出力される。目標反力トルク演算部65は、入力トルクTin*に基づいて操舵側モータ14が付与する操舵反力の目標値である目標反力トルクTs*を演算する。具体的には、目標反力トルク演算部65は、入力トルクTin*が大きいほど、より大きな絶対値を有する目標反力トルクTs*を演算する。
The steering-
目標転舵対応角演算部121には、入力トルクTin*及び車速Vが入力される。目標転舵対応角演算部121は、上記第1実施形態の目標操舵角演算部64が目標操舵角θh*を演算する際の演算処理と同様の演算処理によって目標転舵対応角θp*を演算する。このように演算された目標転舵対応角θp*は、上記第1実施形態の目標操舵角θh*と同様の値であり、転舵側制御部55及び反力成分演算部63に出力される。
The input torque Tin* and the vehicle speed V are input to the target steering corresponding
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1),(2)の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
(第5実施形態)
次に、操舵制御装置の第5実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第4実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
As described above, the present embodiment has the same actions and effects as the actions and effects (1) and (2) of the first embodiment.
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof is omitted.
図7に示すように、本実施形態の目標反力トルク演算部65には、反力成分Fir及び車速Vが入力される。そして、目標反力トルク演算部65は、反力成分Firの絶対値が大きいほど、また車速Vが大きいほど、より大きな絶対値を有する目標反力トルクTs*を演算する。
As shown in FIG. 7, the reaction force component Fir and the vehicle speed V are input to the target reaction
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1),(2)の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
As described above, the present embodiment has the same actions and effects as the actions and effects (1) and (2) of the first embodiment.
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記第1、第3~第5実施形態では、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseに基づいて反力成分Firを演算したが、これに限らず、これらの軸力に加えて又は代えて、他の状態量に基づいて推定される軸力を用いて反力成分Firを演算してもよい。こうした他の軸力としては、例えばヨーレート及び横加速度に基づいて演算される車両状態量軸力や、タイヤ力Ftに基づいて演算されるタイヤ軸力等がある。同様に、上記第2実施形態において、他の状態量を用いて配分軸力Fdを演算してもよい。 ・In the first, third to fifth embodiments, the reaction force component Fir is calculated based on the current axial force Fer, the angular axial force Fib, and the sensor axial force Fse. Additionally or alternatively, the reaction force component Fir may be calculated using an axial force estimated based on other state quantities. Such other axial force includes, for example, vehicle state quantity axial force calculated based on yaw rate and lateral acceleration, tire axial force calculated based on tire force Ft, and the like. Similarly, in the above-described second embodiment, the distributed axial force Fd may be calculated using other state quantities.
・上記第2実施形態では、異常判定の結果に応じて配分軸力Fd又はタイヤトルクTtを反力成分Firとして出力した。しかし、判定結果に応じて出力を切り替える構成としてはこれに限らず、例えば出力切替部92に角度軸力Fib及び電流軸力Ferを入力し、正常時には電流軸力Fer及び角度軸力Fibのいずれか一方を出力し、該一方の基礎となる状態量の異常時には、他方を出力する構成としてもよい。 - In the above-described second embodiment, the distributed axial force Fd or the tire torque Tt is output as the reaction force component Fir according to the result of the abnormality determination. However, the configuration for switching the output according to the determination result is not limited to this. Either one may be output, and the other may be output when the state quantity that is the basis of the one is abnormal.
・上記第1、第3~第5実施形態では、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常な軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseをゼロにしたが、これに限らず、異常でない場合より小さければ配分ゲインGer,Gib,Gseをゼロよりも大きな値としてもよい。これにより、反力成分Firの値に対する異常な軸力の影響が小さくなるため、反力成分Firを用いて演算される目標反力トルクTs*が異常な値となることを抑制できる。 ・In the first, third to fifth embodiments, if any of the current axial force Fer, the angular axial force Fib, and the sensor axial force Fse is abnormal, the distribution gain Ger to be multiplied by the abnormal axial force , Gib, and Gse are set to zero, but the distribution gains Ger, Gib, and Gse may be set to values greater than zero as long as they are smaller than the normal case. As a result, the influence of the abnormal axial force on the value of the reaction force component Fir is reduced, so that the target reaction force torque Ts* calculated using the reaction force component Fir can be prevented from becoming an abnormal value.
・上記第1、第3~第5実施形態では、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常な軸力以外の軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseを大きくしたが、これに限らず、該異常な軸力以外の軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseを変更しなくともよい。 ・In the first, third to fifth embodiments, if any of the current axial force Fer, the angular axial force Fib, and the sensor axial force Fse is abnormal, the axial force other than the abnormal axial force is multiplied. Although the distribution gains Ger, Gib and Gse to be applied are increased, the present invention is not limited to this.
・上記各実施形態では、異常判定部81が各状態量の値自体の異常を判定し、軸力を演算する状態量に異常がある場合に、該軸力が異常であると判定した。しかし、これに限らず、同判定に加えて又は代えて、例えば演算処理(例えばq軸電流値Iqtに基づいて電流軸力Ferを演算する電流軸力演算部83の演算処理)の異常を判定し、同判定結果に基づいて軸力が異常であるか否かの判定を行ってもよく、異常判定の方法は適宜変更可能である。
In each of the above-described embodiments, the
・上記各実施形態では、電流軸力Ferをq軸電流値Iqtに基づいて演算したが、これに限らず、例えばq軸目標電流値Iqt*に基づいて演算してもよい。
・上記各実施形態では、角度軸力Fibを目標操舵角θh*(目標転舵対応角)及び車速Vに基づいて演算したが、これに限らず、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)のみに基づいて演算してもよい。また、目標操舵角θh*に限らず、操舵角θh又は転舵対応角θpに基づいて演算してもよい。さらに、例えば操舵トルクThや車速V等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。
- In each of the above-described embodiments, the current axial force Fer is calculated based on the q-axis current value Iqt.
・In each of the above embodiments, the angular axial force Fib is calculated based on the target steering angle θh* (target steering corresponding angle) and the vehicle speed V. ) only. Further, calculation may be performed based on not only the target steering angle θh*, but also the steering angle θh or the steering corresponding angle θp. Furthermore, other methods such as adding other parameters such as the steering torque Th and the vehicle speed V may be used.
・上記第2実施形態において、配分軸力演算部85が車速V以外のパラメータを加味して配分ゲインGer,Gibを演算してもよい。例えば車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモードを複数の中から選択可能な車両において、該ドライブモードを配分ゲインGer,Gibを設定するためのパラメータとしてもよい。この場合、配分軸力演算部85がドライブモード毎に車速Vに対する傾向が異なる複数のマップを備え、同マップを参照することにより、配分ゲインGer,Gibを演算する構成を採用できる。
- In the above-described second embodiment, the distributed axial
・上記第4及び第5実施形態では、目標転舵対応角θp*を入力トルクTin*に基づいて演算したが、これに限らず、例えば操舵角θh等、他のパラメータに基づいて演算してもよい。 - In the above-described fourth and fifth embodiments, the target steering corresponding angle θp* is calculated based on the input torque Tin*. good too.
・上記各実施形態において、反力成分演算部63が配分軸力Fd又はタイヤトルクTt以外の他の反力を加味した値を反力成分Firとして演算してもよい。こうした反力として、例えばステアリングホイール11の操舵角θhの絶対値が舵角閾値に近づく場合に、更なる切り込み操舵が行われるのに抗する反力であるエンド反力を採用することができる。なお、舵角閾値としては、例えばラックエンド25がラックハウジング23に当接することでラック軸22の軸方向移動が規制される機械的なラックエンド位置よりも中立位置側に設定された仮想ラックエンド位置での転舵対応角θpを用いることができる。また、舵角閾値としてステアリングホイール11の回転エンド位置での操舵角θhを用いることもできる。
- In each of the above-described embodiments, the reaction force
・上記各実施形態では、操舵角θhと転舵対応角θpとの舵角比を一定としたが、これに限らず、これらが車速等に応じて可変としてもよい。なお、この場合には、目標操舵角θh*と目標転舵対応角とが異なる値になる。 - Although the steering angle ratio between the steering angle θh and the corresponding steering angle θp is constant in each of the above embodiments, the ratio is not limited to this and may be variable according to the vehicle speed or the like. In this case, the target steering angle θh* and the target steering corresponding angle are different values.
・上記各実施形態において、目標操舵角演算部64がサスペンションやホイールアライメント等の仕様によって決定されるバネ係数Kを用いた、所謂バネ項を追加してモデル化したモデル式を利用して目標操舵角θh*を演算してもよい。
In each of the above-described embodiments, the target steering
・上記第1~第3実施形態では、目標反力トルク演算部65が基礎反力トルクに入力トルク基礎成分Tb*を加算して目標反力トルクTs*を演算したが、これに限らず、例えば入力トルク基礎成分Tb*を加算せず、基礎反力トルクをそのまま目標反力トルクTs*として演算してもよい。
・In the first to third embodiments, the target reaction
・上記各実施形態において、第1ラックアンドピニオン機構24に代えて、例えばブッシュ等によりラック軸22を支持してもよい。
・上記各実施形態において、転舵側アクチュエータ31として、例えばラック軸22の同軸上に転舵側モータ33を配置するものや、ラック軸22と平行に転舵側モータ33を配置するもの等を用いてもよい。
- In each of the above embodiments, instead of the first rack and
In each of the above-described embodiments, as the steering-
・上記各実施形態では、操舵制御装置1の制御対象となる操舵装置2を、操舵部3と転舵部5とを機械的に分離したリンクレスのステアバイワイヤ式操舵装置としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部3と転舵部5との間の動力伝達を断接可能なステアバイワイヤ式操舵装置としてもよい。
In each of the above embodiments, the
例えば図8に示す例では、操舵部3と転舵部5との間には、クラッチ201が設けられている。クラッチ201は、その入力側要素に固定された入力側中間軸202を介してステアリングシャフト12に連結されるとともに、その出力側要素に固定された出力側中間軸203を介して第1ピニオン軸21に連結されている。そして、操舵制御装置1からの制御信号によりクラッチ201が解放状態となることで、操舵装置2はステアバイワイヤモードとなり、クラッチ201が締結状態となることで、操舵装置2は電動パワーステアリングモードとなる。
For example, in the example shown in FIG. 8 , a clutch 201 is provided between the
次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記基礎反力演算部は、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算した配分軸力又は前記タイヤ力を前記基礎反力として演算する操舵制御装置。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments and modifications will be added below.
(b) The steering control device, wherein the basic reaction force calculation unit calculates the distributed axial force or the tire force obtained by adding up the plurality of types of axial forces at an individually set distribution ratio as the basic reaction force.
1…操舵制御装置、2…操舵装置、3…操舵部、4…転舵輪、5…転舵部、11…ステアリングホイール、12…ステアリングシャフト、14…操舵側モータ、22…ラック軸(転舵軸)、51…操舵側制御部(制御部)、63…反力成分演算部、64…目標操舵角演算部、65…目標反力トルク演算部、81…異常判定部、82…基礎反力演算部、83…電流軸力演算部、84…角度軸力演算部、85…配分軸力演算部、91…トルク換算部、92…出力切替部、101…配分ゲイン演算部、Fd…配分軸力、Ft…タイヤ力、Fer…電流軸力、Fib…角度軸力、Fir…反力成分(基礎反力)、Fse…センサ軸力、Ger…電流配分ゲイン、Gib…角度配分ゲイン、Gse…センサ配分ゲイン、Sde…判定信号、Th…操舵トルク、Ts*…目標反力トルク、Th*…トルク指令値、Tt…タイヤトルク、θh…操舵角、θh*…目標操舵角。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部と、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備え、
前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 A steering device having a structure in which power transmission between a steering unit and a steering unit that turns steerable wheels according to steering input to the steering unit is separated is controlled,
a control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force that is a force that resists steering input to the steering unit;
The control unit
a basic reaction force calculation unit that acquires at least two of a plurality of types of axial forces acting on a steered shaft to which the steered wheels are connected and tire forces acting on the steered wheels to calculate a basic reaction force;
a target steering angle calculation unit that calculates a target steering angle, which is a target value of the steering angle of the steering wheel connected to the steering unit, using a reaction force component based on the basic reaction force;
A target reaction force torque, which is a target value of the steering reaction force, is calculated based on execution of angle feedback control for causing the steering angle to follow the target steering angle,
The basic reaction force calculation unit, when any one of the plurality of types of axial force and the tire force acquired is abnormal, is compared to a case where any of the plurality of types of axial force and the tire force is not abnormal. , a steering control device that calculates the basic reaction force so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is low;
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、
前記操舵部に付与される操舵トルク及び前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 A steering device having a structure in which power transmission between a steering unit and a steering unit that turns steerable wheels according to steering input to the steering unit is separated is controlled,
a control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force that is a force that resists steering input to the steering unit;
The control unit
a basic reaction force calculation unit that acquires at least two of a plurality of types of axial forces acting on a steered shaft to which the steered wheels are connected and tire forces acting on the steered wheels and calculates a basic reaction force;
A target reaction force torque, which is a target value of the steering reaction force, is calculated using a reaction force component based on the steering torque applied to the steering unit and the basic reaction force,
The basic reaction force calculation unit, when any one of the plurality of types of axial force and the tire force acquired is abnormal, is compared to a case where any of the plurality of types of axial force and the tire force is not abnormal. , a steering control device that calculates the basic reaction force so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is low;
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 A steering device having a structure in which power transmission between a steering unit and a steering unit that turns steerable wheels according to steering input to the steering unit is separated is controlled,
a control unit for controlling the operation of a steering-side motor that provides a steering reaction force that is a force that resists steering input to the steering unit;
The control unit
a basic reaction force calculation unit that acquires at least two of a plurality of types of axial forces acting on a steered shaft to which the steered wheels are connected and tire forces acting on the steered wheels and calculates a basic reaction force;
A target reaction force torque, which is a target value of the steering reaction force, is calculated using a reaction force component based on the basic reaction force,
The basic reaction force calculation unit, when any one of the plurality of types of axial force and the tire force acquired is abnormal, is compared to a case where any of the plurality of types of axial force and the tire force is not abnormal. , a steering control device that calculates the basic reaction force so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force is low;
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率がゼロとなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 In the steering control device according to any one of claims 1 to 3,
The basic reaction force calculation unit, when any one of the acquired plural types of axial force and the tire force is abnormal, calculates the basic reaction force so that the contribution rate of the abnormal force to the basic reaction force becomes zero. A steering control device that calculates the basic reaction force.
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力以外の力の前記基礎反力に対する寄与率が高くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 In the steering control device according to any one of claims 1 to 4,
The basic reaction force calculation unit, when any one of the plurality of types of axial force and the tire force acquired is abnormal, is compared to the case where any of the plurality of types of axial force and the tire force is not abnormal. 3. A steering control device for calculating the basic reaction force so as to increase the contribution ratio of forces other than the abnormal force to the basic reaction force.
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