JP7169951B2 - steering controller - Google Patents

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    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Description

本発明は自動車に搭載される操舵制御装置に係り、特にステアリングシャフトと操舵機構が機械的に分離されている操舵制御装置に関するものである。 The present invention relates to a steering control device mounted on an automobile, and more particularly to a steering control device in which a steering shaft and a steering mechanism are mechanically separated.

自動車(以下、車両と表記する)の操舵制御装置においては、ステアリングホイールと連結されたステアリングシャフトを操舵機構から切り離し、ステアリングシャフトの回動角、及び回動方向等を検出し、これらの検出信号に基づいて操舵用電動アクチュエータの動作量を制御して操舵軸を駆動する、いわゆる、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置が知られている。 2. Description of the Related Art In a steering control device for an automobile (hereinafter referred to as vehicle), a steering shaft connected to a steering wheel is disconnected from a steering mechanism to detect the rotation angle and rotation direction of the steering shaft, and these detection signals are generated. A so-called steer-by-wire type steering control device is known, which drives a steering shaft by controlling the amount of operation of an electric steering actuator based on .

ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置においては、ステアリングホイールの操作量と操舵用電動アクチュエータの操舵量との対応関係が、機械的な制約を受けずに設定できることから、車両の車速の高低、旋回半径の長短、車両の加減速の有無等の車両の走行状態に応じた操舵特性の変更に柔軟に対応でき、設計自由度が向上するという利点を有している。更には、レーンキープ制御等の自動操舵システムへの展開が容易であるという利点を有する等、従来の操舵制御装置に比べて多くの利点を有している。 In the steer-by-wire steering control device, the correspondence relationship between the amount of operation of the steering wheel and the amount of steering of the electric steering actuator can be set without being subject to mechanical restrictions. It has the advantage of being able to flexibly respond to changes in steering characteristics according to the running state of the vehicle, such as the length of the turning radius and whether the vehicle is accelerating or decelerating, thereby improving the degree of freedom in design. Furthermore, it has many advantages over conventional steering control devices, such as the advantage that it can be easily developed into an automatic steering system such as lane keep control.

ここで、操舵機構から切り離されたステアリングシャフト側には、ステアリングホイールに操舵反力トルクを付与するための反力用電動アクチュエータが取り付けてあり、ステアリングホイールに適度の操舵反力トルクを加えることにより、ステアリングホイールと操舵機構とが、機械的に連結されたかの如き感覚で操舵操作を行うことができるように構成してある。 Here, on the side of the steering shaft separated from the steering mechanism, a reaction force electric actuator for applying steering reaction torque to the steering wheel is attached. , the steering wheel and the steering mechanism are constructed so that the steering operation can be performed as if they were mechanically connected.

尚、操舵反力トルクとは「ステアリングホイールの回転方向とは反対方向で、ステアリングホイールの回転に適度の抵抗を与えるトルク」を意味している。したがって、中立位置側に戻る「切り戻し方向」と、中立位置側から離れる「切り込み方向」では、操舵反力トルクの作用方向は逆となる。 The steering reaction force torque means "torque in a direction opposite to the rotation direction of the steering wheel, which gives an appropriate resistance to the rotation of the steering wheel". Therefore, the direction of action of the steering reaction force torque is opposite between the "steering direction" in which the steering wheel returns to the neutral position side and the "turning direction" in which the steering reaction torque moves away from the neutral position side.

ところで、この種の操舵制御装置においては、自動操舵モード(以下、アクティブ・ステア・モードと表記する)と、手動操舵モード(以下、マニュアル・ステア・モードと表記する)とを切り換えて車両を運転することが想定される。そして一般的には、例えば特開2017-7484号公報(特許文献1)に記載されているように、ステアリングホイールを運転者が把持している場合は、マニュアル・ステア・モードを実行し、ステアリングホイールを運転者が把持していない場合は、アクティブ・ステア・モードを実行する構成とされている。 By the way, in this type of steering control device, the vehicle is driven by switching between an automatic steering mode (hereinafter referred to as active steering mode) and a manual steering mode (hereinafter referred to as manual steering mode). It is assumed that And generally, as described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-7484 (Patent Document 1), for example, when the driver is holding the steering wheel, the manual steering mode is executed and the steering When the driver does not hold the wheel, the active steering mode is executed.

マニュアル・ステア・モードが実行される場合は、運転者のステアリングホイールの操舵操作量に基づいて操舵輪の操舵角を求め、この求められた操舵角になるように操舵用電動アクチュエータを制御、駆動している。 When the manual steering mode is executed, the steering angle of the steered wheels is obtained based on the steering operation amount of the steering wheel by the driver, and the steering electric actuator is controlled and driven to achieve the obtained steering angle. is doing.

一方、アクティブ・ステア・モードが実行される場合は、自動操舵システムからの外部操舵指令値に基づいて操舵輪の操舵角を求め、この求められた操舵角になるように操舵用電動アクチュエータを制御、駆動している。この場合、ステアリングホイールは反力用電動アクチュエータによって、操舵輪の操舵角に対応して自動的に回転されて、ステアリングホイールの回転角と操舵輪の操舵角の整合を図るようにしている。 On the other hand, when the active steer mode is executed, the steering angle of the steered wheels is obtained based on the external steering command value from the automatic steering system, and the steering electric actuator is controlled so that the steering angle is obtained. , is driving. In this case, the steering wheel is automatically rotated according to the steering angle of the steered wheels by the electric actuator for reaction force, so that the rotation angle of the steering wheel and the steering angle of the steered wheels are matched.

尚、自動操舵システムの操舵制御としては、道路上に敷設された白線を逸脱しないように走行するレーンキープ制御や、走行路線に沿って走行する自動運転制御等がある。 The steering control of the automatic steering system includes lane keeping control for driving so as not to deviate from the white lines laid on the road, automatic driving control for driving along the driving route, and the like.

特開2017-7484号公報JP 2017-7484 A

ところで、アクティブ・ステア・モードで走行する場合は、外部操舵指令値に基づいて操舵輪が操舵されるが、操舵の後は操舵輪が中立位置に戻されるように制御される。この時、操舵輪の中立位置への戻りに対応して、ステアリングホイールも中立位置に戻されることになる。ここで、ステアリングホイールにはエアバッグ装置等が設けられているため、ステアリングホイールの慣性が大きくなる傾向にある。 By the way, when traveling in the active steer mode, the steered wheels are steered based on the external steering command value, and after steering, the steered wheels are controlled to return to the neutral position. At this time, the steering wheel is also returned to the neutral position corresponding to the return of the steering wheel to the neutral position. Here, since the steering wheel is provided with an air bag device or the like, the inertia of the steering wheel tends to increase.

このため、運転者がステアリングホイールを把持していないアクティブ・ステア・モードでは、反力用電動アクチュエータによってステアリングホイールが中立位置に戻された後も、慣性によって中立位置を越えてステアリングホイールが回転する現象が生じる。したがって、ステアリングホイールの中立位置へ向かう回転に対して、この回転を抑えるように所定の大きさのダンピングトルク指令値を反力用電動アクチュエータに与えることが必要である。 Therefore, in the active steer mode in which the driver does not grip the steering wheel, even after the steering wheel is returned to the neutral position by the reaction force electric actuator, the steering wheel rotates past the neutral position due to inertia. phenomenon occurs. Therefore, it is necessary to give the reaction force electric actuator a damping torque command value of a predetermined magnitude so as to suppress the rotation of the steering wheel toward the neutral position.

例えば、ダンピングトルクが小さいと、ステアリングホイールが中立位置で停止せず、中立位置を跨いでステアリングホイールが回転するというオーバーシュート現象が生じる。このため、ダンピングトルクを大きくしてステアリングホイールのオーバーシュート現象を抑制することで、ステアリングホイールの中立位置への収斂性を確保することが必要である。 For example, if the damping torque is small, an overshoot phenomenon occurs in which the steering wheel does not stop at the neutral position and rotates across the neutral position. For this reason, it is necessary to secure convergence of the steering wheel to the neutral position by increasing the damping torque to suppress the overshoot phenomenon of the steering wheel.

尚、ダンピングトルクは、例えばステアリングホイールの回転角や回転速度から決まる基本ダンピングトルクに所定のダンピング係数を乗算して求められ、或いは所定の補正ダンピングトルクを加算して求められている。 The damping torque is obtained by multiplying a basic damping torque determined from the rotation angle and rotation speed of the steering wheel by a predetermined damping coefficient, or by adding a predetermined correction damping torque.

尚、ダンピングトルクと操舵反力トルクは別々に演算されて求められており、反力用電動アクチュエータに与えられる最終操舵反力トルク指令値は、操舵反力トルクにダンピングトルクを反映したものとなる。 The damping torque and the steering reaction force torque are separately calculated and obtained, and the final steering reaction force torque command value given to the reaction force electric actuator reflects the damping torque in the steering reaction force torque. .

一方、マニュアル・ステア・モードで走行する場合は、運転者によるステアリングホイールの操舵操作量に基づいて操舵輪が操舵されるが、マニュアル・ステア・モードにおいても、最終操舵反力トルク指令値は、操舵反力トルクにダンピングトルクを反映したものとなっている。 On the other hand, when traveling in the manual steer mode, the steering wheels are steered based on the steering operation amount of the steering wheel by the driver. Even in the manual steer mode, the final steering reaction torque command value is The damping torque is reflected in the steering reaction torque.

このため、アクティブ・ステア・モードで設定したダンピング係数、或いは補正ダンピングトルクと同一のダンピング係数、或いは補正ダンピングトルクを反映すると、ステアリングホイールの切り込み方向や切り戻し方向でのダンピングトルクが大きくなり過ぎて、運転者がステアリングホイールを操作することに違和感を覚えるようになる。例えば、運転者の操舵操作を妨げる、或いは操舵操作に引掛かり感を生じるといった操舵操作感が悪くなる現象を生じる。 Therefore, if the same damping coefficient or corrected damping torque as the damping coefficient set in the active steering mode or the corrected damping torque is applied, the damping torque in the turning direction or the turning back direction of the steering wheel becomes too large. , the driver feels uncomfortable operating the steering wheel. For example, a phenomenon occurs in which the driver's steering operation is hindered or the steering operation feeling is deteriorated such that the steering operation feels stuck.

本発明の目的は、アクティブ・ステア・モードにおけるステアリングホイールの中立位置への収斂性を向上すると共に、マニュアル・ステア・モードにおけるステアリングホイールの切り込み方向や切り戻し方向の操舵操作感を向上することができる新規な操舵制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to improve the convergence of the steering wheel to the neutral position in the active steer mode, and to improve the steering operation feeling in the turning direction and the turning back direction of the steering wheel in the manual steer mode. To provide a novel steering control device capable of

本発明は、
ステアリングホイールの回転に伴い回転可能に設けられ、操舵輪と機械的に分離されている操舵操作軸と、
操舵操作軸に対して操舵反力トルクを付与する反力用電動アクチュエータと、
操舵輪を操舵させる操舵力を発生する操舵用電動アクチュエータと、
操舵用電動アクチュエータの操舵力を操舵輪に伝達する操舵部材と、
ステアリングホイールの操舵操作量を検出し、操舵操作量に関する操舵操作量情報を出力する操舵操作量センサと、
操舵輪の操舵量を検出し、操舵量に関する操舵量情報を出力する操舵量センサと、
少なくとも、操舵操作量センサからの操舵操作量情報と操舵量センサからの操舵量情報に基づいて、反力用電動アクチュエータと操舵用電動アクチュエータを駆動、制御する制御手段とからなる操舵制御装置であって、
制御手段は、少なくとも、外部操舵指令受信部と、操舵モード切り換え部と、ダンピングトルク指令値生成部と、操舵反力トルク指令値生成部とを備え、
外部操舵指令受信部は、車両の走行路に関する情報、または車両の運転状況に関する情報に基づいて外部操舵制御手段で生成された外部操舵指令情報を受信し、
操舵モード切り換え部は、少なくとも、操舵操作量センサからの操舵操作量情報に基づき、アクティブ・ステア・モードとマニュアル・ステア・モードとを切り換え、アクティブ・ステア・モードは、外部操舵指令情報に基づいて操舵用電動アクチュエータを駆動、制御するモードであり、マニュアル・ステア・モードは、操舵操作量情報に基づいて操舵用電動アクチュエータを駆動、制御するモードであり、
ダンピングトルク指令値生成部は、操舵モード切り換え部がアクティブ・ステア・モードを選択しているときに第1ダンピングトルク指令値を生成し、操舵モード切り換え部がマニュアル・ステア・モードを選択しているときに第2ダンピングトルク指令値を生成し、
第1ダンピングトルク指令値は、操舵量センサからの操舵量情報に基づきステアリングホイールが中立位置を超えた際に、ステアリングホイールを中立位置に戻す方向のトルクを発生するように反力用電動アクチュエータを駆動、制御するためのダンピングトルク情報であり、
第2ダンピングトルク指令値は、第1ダンピングトルク指令値よりも小さく、かつステアリングホイールの切り込み方向、及び切り戻し方向とは反対方向で操舵操作量センサからの操舵操作量情報に基づくトルクを発生するように反力用電動アクチュエータを駆動、制御するためのダンピングトルク情報であり、
操舵反力トルク指令生成部は、少なくとも操舵操作量センサからの操舵操作量情報と操舵量センサからの操舵量情報に基づいて、ステアリングホイールの回転方向とは反対方向で、ステアリングホイールの回転に抵抗を与える操舵反力トルク指令値を生成すると共に、操舵反力トルク指令値に第1ダンピングトルク指令値、或いは第2ダンピングトルク指令値を反映して最終操舵反力トルク指令値を生成し、この最終操舵反力トルク指令値によって反力用電動アクチュエータを駆動、制御する
ことを特徴とするものである。
The present invention
a steering operation shaft that is rotatable with the rotation of the steering wheel and is mechanically separated from the steering wheel;
a reaction force electric actuator that applies a steering reaction torque to the steering operation shaft;
a steering electric actuator that generates a steering force for steering the steered wheels;
a steering member that transmits the steering force of the electric steering actuator to the steered wheels;
a steering operation amount sensor that detects a steering operation amount of a steering wheel and outputs steering operation amount information related to the steering operation amount;
a steering amount sensor that detects the steering amount of the steered wheels and outputs steering amount information regarding the steering amount;
A steering control device comprising at least control means for driving and controlling the reaction force electric actuator and the steering electric actuator based on the steering operation amount information from the steering operation amount sensor and the steering amount information from the steering amount sensor. hand,
The control means includes at least an external steering command receiving section, a steering mode switching section, a damping torque command value generating section, and a steering reaction force torque command value generating section,
The external steering command receiving unit receives external steering command information generated by the external steering control means on the basis of information about the roadway of the vehicle or information about the driving situation of the vehicle,
The steering mode switching unit switches between an active steering mode and a manual steering mode at least based on steering operation amount information from the steering operation amount sensor, and the active steering mode is switched based on external steering command information. The manual steering mode is a mode for driving and controlling the electric steering actuator, and the manual steering mode is a mode for driving and controlling the electric steering actuator based on the steering operation amount information.
The damping torque command value generating section generates the first damping torque command value when the steering mode switching section selects the active steering mode, and the steering mode switching section selects the manual steering mode. when generating a second damping torque command value,
The first damping torque command value is set by the reaction force electric actuator so as to generate torque in the direction of returning the steering wheel to the neutral position when the steering wheel exceeds the neutral position based on the steering amount information from the steering amount sensor. damping torque information for driving and controlling,
The second damping torque command value is smaller than the first damping torque command value, and generates a torque based on the steering operation amount information from the steering operation amount sensor in a direction opposite to the steering wheel turning direction and the steering back direction. is damping torque information for driving and controlling the reaction force electric actuator,
The steering reaction force torque command generator resists rotation of the steering wheel in a direction opposite to the rotation direction of the steering wheel based on at least the steering operation amount information from the steering operation amount sensor and the steering amount information from the steering amount sensor. and generates a final steering reaction torque command value by reflecting the first damping torque command value or the second damping torque command value in the steering reaction torque command value, It is characterized in that the reaction force electric actuator is driven and controlled by the final steering reaction force torque command value.

本発明によれば、自動運転制御やレーンキープ制御のような、アクティブ・ステア・モードのときは、比較的大きなダンピングトルクを有する第1ダンピングトルク指令値に基づいて反力用電動アクチュエータを駆動、制御することにより、ステアリングホイールの収斂性を向上させることができる。 According to the present invention, in an active steering mode such as automatic driving control or lane keeping control, the reaction force electric actuator is driven based on the first damping torque command value having a relatively large damping torque. The control can improve the convergence of the steering wheel.

また、運転者がステアリングホイールを操作するマニュアル・ステア・モードのときは、第1ダンピングトルク指令値より小さなダンピングトルクを有する第2ダンピングトルク指令値に基づき反力用電動アクチュエータを駆動、制御することにより、運転者がステアリングホイールを操作する操舵操作感を向上することができる。 Further, in the manual steering mode in which the driver operates the steering wheel, the electric actuator for reaction force is driven and controlled based on the second damping torque command value having damping torque smaller than the first damping torque command value. Thus, it is possible to improve the feeling of steering operation when the driver operates the steering wheel.

本発明が適用されるステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of a steer-by-wire steering control device to which the present invention is applied; FIG. 図1に示す操舵機構の詳細な断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed cross-section of the steering mechanism shown in FIG. 1; 図1に示す制御装置の概略を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing an outline of a control device shown in FIG. 1; FIG. 図3に示す制御装置の詳細な構成を示す構成図である。4 is a configuration diagram showing a detailed configuration of a control device shown in FIG. 3; FIG. 本発明の実施形態になる操舵制御装置の制御ブロックの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of control blocks of a steering control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態を構成する操舵モード判定部の制御ブロックの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a control block of a steering mode determination section that constitutes the present embodiment; 図6に示す制御ブロックで、第1強度比較閾値を設定した場合の動作を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an operation when a first intensity comparison threshold is set in the control block shown in FIG. 6; 本実施形態を構成するダンピングトルク指令値生成部で使用されるダンピング係数の特性を説明する特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining characteristics of a damping coefficient used in a damping torque command value generating section that constitutes the present embodiment; 旋回道路を車両が走行する時のダンピング係数のシフト状態を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a shift state of a damping coefficient when a vehicle travels on a turning road; 図5に示す制御ブロックの動作を説明する制御フローの前半を示すフローチャート図である。6 is a flow chart showing the first half of the control flow for explaining the operation of the control block shown in FIG. 5; FIG. 図5に示す制御ブロックの動作を説明する制御フローの後半を示すフローチャート図である。6 is a flow chart showing the second half of the control flow for explaining the operation of the control block shown in FIG. 5; FIG. アクティブ・ステア・モードからマニュアル・ステア・モードに遷移するときのダンピング係数の変化を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining changes in damping coefficients when transitioning from an active steering mode to a manual steering mode; マニュアル・ステア・モードからアクティブ・ステア・モードに遷移するときのダンピング係数の変化を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining changes in damping coefficients when transitioning from manual steering mode to active steering mode; 図6に示す制御ブロックで、第1強度比較閾値の他に第2強度比較閾値を設定した場合の動作を説明する説明図である。7 is an explanatory diagram for explaining an operation when a second intensity comparison threshold is set in addition to the first intensity comparison threshold in the control block shown in FIG. 6; FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications and applications can be made within the technical concept of the present invention. is also included in the scope.

本発明の具体的な実施形態を説明する前に、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置の構成について説明する。 Before describing specific embodiments of the present invention, the configuration of a steer-by-wire steering control device will be described.

先ず、ステアリングシャフトを操舵軸から切り離し、ステアリングシャフトの回転角や外乱トルク、操舵輪の操舵角等を回転角センサ、電流センサ、ラック位置センサ等で検出し、これらの検出信号に基づいて操舵用電動アクチュエータや反力用電動アクチュエータの動作量を制御する、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置について説明する。尚、操舵機構の構成は後述する。 First, the steering shaft is separated from the steering shaft, the rotation angle of the steering shaft, the disturbance torque, the steering angle of the steered wheels, etc. are detected by a rotation angle sensor, current sensor, rack position sensor, etc., and based on these detection signals, the steering A steer-by-wire steering control device that controls the amount of movement of an electric actuator and a reaction force electric actuator will be described. The configuration of the steering mechanism will be described later.

図1において、操舵輪10はタイロッド11によって操舵される構成となっており、このタイロッド11は、後述する操舵軸17に連結されている。そして、ステアリングホイール12はステアリングシャフト(請求項でいう操舵操作軸に相当する)13に連結されており、ステアリングシャフト13には、必要に応じて操舵操作角センサ等を設けることができる。 In FIG. 1, steering wheels 10 are steered by tie rods 11, which are connected to steering shafts 17, which will be described later. The steering wheel 12 is connected to a steering shaft (corresponding to a steering operation shaft in the claims) 13, and the steering shaft 13 can be provided with a steering operation angle sensor or the like as required.

ステアリングシャフト13は、操舵機構16の操舵軸(ラックバーということもある)17に連携されておらず、ステアリングシャフト13の先端には反力用電動モータ(請求項でいう反力用電動アクチュエータに相当する)18が設けられている。つまり、ステアリングシャフト13は操舵機構16と機械的に連結されていない構成とされ、結果的にステアリングシャフト13と操舵機構16とは分離される形態となっている。反力用電動モータ18はコントローラ19によって駆動される。以下では、反力用電動モータ18は反力モータ18と記載する。 The steering shaft 13 is not linked to a steering shaft (also called a rack bar) 17 of the steering mechanism 16, and an electric motor for reaction force (an electric actuator for reaction force in the claims) is provided at the tip of the steering shaft 13. corresponding) 18 are provided. That is, the steering shaft 13 is not mechanically connected to the steering mechanism 16, and as a result, the steering shaft 13 and the steering mechanism 16 are separated. The reaction force electric motor 18 is driven by the controller 19 . The reaction force electric motor 18 is hereinafter referred to as the reaction force motor 18 .

反力モータ18には、反力モータ回転角センサ(請求項でいう操舵操作量センサに相当する)14が設けられており、反力モータ18の回転角(請求項でいう操舵操作量情報に相当する)を検出している。操舵操作量センサは、反力モータ18の回転角を検出するものであるが、ステアリングシャフトの操舵操作角を検出する操舵操作角センサであっても良く、また、これら以外のステアリングシャフト13の回転を検出可能なセンサは、操舵操作量センサの範疇である。 The reaction force motor 18 is provided with a reaction force motor rotation angle sensor (corresponding to a steering operation amount sensor in the claims) 14. The rotation angle of the reaction force motor 18 (steering operation amount information in the claims) is equivalent) is detected. The steering operation amount sensor detects the rotation angle of the reaction force motor 18, but may be a steering operation angle sensor that detects the steering operation angle of the steering shaft. A sensor capable of detecting is in the category of a steering operation amount sensor.

また、反力モータ18には、電流センサ(請求項でいう操舵操作量センサに相当する)15が設けられており、反力モータ18のコイルに流れる電流を検出している。この電流は、例えば外乱トルクを推定する場合に使用される。更には、運転者がステアリングホイールを把持しているかどうかを判断するために使用される。 Further, the reaction motor 18 is provided with a current sensor (corresponding to a steering operation amount sensor in the claims) 15 that detects the current flowing through the coil of the reaction motor 18 . This current is used, for example, when estimating the disturbance torque. Additionally, it is used to determine whether the driver is gripping the steering wheel.

操舵軸17を含む操舵機構16には、操舵用電動モータ機構(請求項でいう操舵用電動アクチュエータに相当する)21が設けられており、この操舵用電動モータ機構21は操舵軸17の操舵動作を制御する。尚、操舵用電動アクチュエータとして電動モータを使用しているが、これ以外の形式の電動アクチュエータであっても良いことはいうまでもない。 A steering mechanism 16 including the steering shaft 17 is provided with a steering electric motor mechanism (corresponding to an electric steering actuator in the claims) 21 . to control. Although an electric motor is used as the steering electric actuator, it goes without saying that other types of electric actuators may be used.

そして、ステアリングホイール12の回転角を反力モータ18の回転角センサ14によって検出し、また電流センサ15によってコイルに流れる電流を検出し、これらの検出信号はコントローラ19に入力される。尚、コントローラ19には、これ以外に外部センサ20から種々の検出信号が入力されている。 The rotation angle sensor 14 of the reaction motor 18 detects the rotation angle of the steering wheel 12 and the current sensor 15 detects the current flowing through the coil. Various detection signals are also input to the controller 19 from an external sensor 20 .

コントローラ19は、入力された回転角情報や電流情報に基づいて操舵用電動モータ機構21の制御量を演算し、更には操舵用電動モータ機構21を駆動する。尚、操舵用電動モータ機構21の制御量は、回転角情報や電流情報以外のパラメータも使用することができる。 The controller 19 calculates a control amount for the steering electric motor mechanism 21 based on the input rotation angle information and current information, and further drives the steering electric motor mechanism 21 . Parameters other than the rotation angle information and the current information can be used as the control amount of the electric motor mechanism 21 for steering.

操舵用電動モータ機構21の回転は、入力側プーリ(図示せず)からベルト(図示せず)を介して、操舵機構16の出力側プーリ(図示せず)を回転させ、更に操舵ナット(図示せず)によって、操舵軸16を軸方向にストローク動作して操舵輪10を操舵する。これらの構成については後述する。 Rotation of the steering electric motor mechanism 21 rotates an output side pulley (not shown) of the steering mechanism 16 via a belt (not shown) from an input side pulley (not shown), and further rotates a steering nut (not shown). (not shown) steers the steered wheels 10 by axially stroking the steering shaft 16 . These configurations will be described later.

また、コントローラ19は、入力された回転角情報や電流情報、及び後述するラック位置センサによって検出されるラック位置情報等に基づいて反力モータ18の制御量を演算し、更に反力モータ18を駆動する。ここで、ラック位置センサは操舵軸17の基準位置(中立位置)からの移動量を検出しており、操舵輪の操舵角と等価の情報である。尚、反力モータ18の制御量は、ラック位置情報、回転角情報、電流情報以外のパラメータも使用することができる。 Further, the controller 19 calculates the control amount of the reaction force motor 18 based on the input rotation angle information and current information, rack position information detected by a rack position sensor described later, and the like. drive. Here, the rack position sensor detects the amount of movement of the steering shaft 17 from the reference position (neutral position), which is information equivalent to the steering angle of the steered wheels. It should be noted that parameters other than the rack position information, the rotation angle information, and the current information can be used as the control amount of the reaction force motor 18 .

ここで、図1ではコントローラ19は1つの機能ブロックで示されているが、反力アクチュエータコントローラと、操舵アクチュエータコントローラに分離して設けられており、両者は通信線を介して接続されている。そして、反力用電動アクチュエータコントローラは反力モータ18に設けられ、操舵アクチュエータコントローラは操舵用電動モータ機構21に設けられている。 Here, although the controller 19 is shown as one functional block in FIG. 1, it is separated into a reaction force actuator controller and a steering actuator controller, and both are connected via a communication line. A reaction force electric actuator controller is provided in the reaction force motor 18 , and a steering actuator controller is provided in the steering electric motor mechanism 21 .

操舵機構16には、上述したようにラック位置センサ(請求項でいう操舵量センサに相当する)22が設けられており、このラック位置センサ22は、操舵軸17の軸方向のストローク量を検出しており、操舵輪10の実際の操舵量(操舵角)を検出して操舵量情報を出力する。操舵量センサとしては、操舵軸17のストローク量を検出するラック位置センサ22を示しているが、これ以外に操舵軸17に操舵力を付与する操舵用電動モータに設けた回転角センサであっても良く、また、これら以外の操舵軸17の位置(操舵量)を検出可能なセンサは、操舵量センサの範疇である。 The steering mechanism 16 is provided with the rack position sensor (corresponding to the steering amount sensor in the claims) 22 as described above, and the rack position sensor 22 detects the stroke amount of the steering shaft 17 in the axial direction. It detects the actual steering amount (steering angle) of the steered wheels 10 and outputs steering amount information. As the steering amount sensor, the rack position sensor 22 for detecting the stroke amount of the steering shaft 17 is shown. Sensors other than these that can detect the position (steering amount) of the steering shaft 17 fall under the category of steering amount sensors.

尚、操舵機構16には、操舵軸17、操舵用電動モータ、減速機構等が含まれるが、操舵用電動モータから操舵輪19へ操舵力を伝達する機構は、これらに限られるものではない。 The steering mechanism 16 includes a steering shaft 17, a steering electric motor, a reduction mechanism, etc., but the mechanism for transmitting steering force from the steering electric motor to the steered wheels 19 is not limited to these.

次に操舵機構16の構成について説明する。図2は操舵機構16の軸方向の断面を示している。 Next, the configuration of the steering mechanism 16 will be described. FIG. 2 shows an axial cross section of the steering mechanism 16 .

操舵機構16の各構成要素は、操舵軸17を軸方向に移動可能に収容する操舵軸収容部30と、操舵軸収容部30の軸方向中間部に配置され操舵軸17を包囲するように形成された減速機収容部31とから構成されるハウジング32内に収容されている。減速機収容部31には、後述する減速機構33が収容されている。 Each component of the steering mechanism 16 includes a steering shaft accommodating portion 30 that axially movably accommodates the steering shaft 17 , and an axially intermediate portion of the steering shaft accommodating portion 30 that surrounds the steering shaft 17 . It is housed in a housing 32 composed of a speed reducer housing portion 31 and a speed reducer housing portion 31 . A speed reduction mechanism 33, which will be described later, is housed in the speed reducer housing portion 31. As shown in FIG.

操舵用電動モータ機構21は、操舵用電動モータ35と、操舵用電動モータ35を駆動する操舵アクチュエータコントローラ44と、操舵用電動モータ35の出力を操舵軸17に伝達するねじ機構36とを有している。操舵用電動モータ35は、運転者によりステアリングホイール12に入力された操舵操作量に応じて、操舵アクチュエータコントローラ44により回転量、回転速度等が制御されている。以下では、操舵用電動モータ35は操舵モータ35と記載する。 The steering electric motor mechanism 21 has a steering electric motor 35 , a steering actuator controller 44 that drives the steering electric motor 35 , and a screw mechanism 36 that transmits the output of the steering electric motor 35 to the steering shaft 17 . ing. The electric motor for steering 35 has its rotation amount, rotation speed, etc. controlled by the steering actuator controller 44 in accordance with the amount of steering operation input to the steering wheel 12 by the driver. The steering electric motor 35 is hereinafter referred to as the steering motor 35 .

ねじ機構36は、操舵ナット37と出力プーリ38とを有している。出力プーリ38の形状は円筒状の部材であって、操舵ナット37に一体的に回転可能に固定されている。操舵モータ35の駆動軸には、円筒状の入力プーリ39が一体的に回転するように固定されている。出力プーリ38と入力プーリ39との間にはベルト40が巻回されている。入力プーリ39、出力プーリ38およびベルト40によって減速機構33が構成されている。 The screw mechanism 36 has a steering nut 37 and an output pulley 38 . The output pulley 38 has a cylindrical shape and is fixed to the steering nut 37 so as to be integrally rotatable. A cylindrical input pulley 39 is fixed to the drive shaft of the steering motor 35 so as to rotate integrally therewith. A belt 40 is wound between the output pulley 38 and the input pulley 39 . The input pulley 39 , the output pulley 38 and the belt 40 constitute the reduction mechanism 33 .

操舵ナット37は、操舵軸17を包囲するように環状に形成され、操舵軸17に対し回転自在に設けられている。操舵ナット37の内周には、螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側ボールねじ溝を構成している。操舵軸17の外周にも螺旋状の溝が形成されており、この溝が操舵軸側ボールねじ溝17a、17bを構成している。 The steering nut 37 is formed in an annular shape so as to surround the steering shaft 17 and is provided rotatably with respect to the steering shaft 17 . A helical groove is formed in the inner circumference of the steering nut 37, and this groove constitutes a nut-side ball screw groove. A spiral groove is also formed on the outer circumference of the steering shaft 17, and this groove constitutes the steering shaft side ball screw grooves 17a and 17b.

操舵軸17に操舵ナット37を挿入した状態で、ナット側ボールねじ溝と操舵軸側ボールねじ溝17a、17bとによってボール循環溝を形成している。ボール循環溝内には金属製の複数のボールが充填されており、操舵ナット37が回転するとボール循環溝内をボールが移動することにより、操舵ナット37に対して操舵軸17が長手方向にストローク動作して移動する。 With the steering nut 37 inserted into the steering shaft 17, a ball circulation groove is formed by the nut-side ball screw groove and the steering shaft-side ball screw grooves 17a and 17b. The ball circulation groove is filled with a plurality of metal balls, and when the steering nut 37 rotates, the balls move in the ball circulation groove, causing the steering shaft 17 to stroke the steering nut 37 in the longitudinal direction. work and move.

このように、操舵アクチュエータコントローラ44によって操舵モータ35の回転量、回転方向、回転速度等を制御して、ステアリングホイール12の操舵操作に合せて操舵軸17を動作させることで、車両を操縦することができる。 In this way, the steering actuator controller 44 controls the rotation amount, rotation direction, rotation speed, etc. of the steering motor 35, and operates the steering shaft 17 in accordance with the steering operation of the steering wheel 12, thereby steering the vehicle. can be done.

尚、図2に示す操舵機構16は、車両の前輪だけに搭載した形態を示しているが、車両の後輪側にも搭載することができる。したがって、車両の前輪だけではなく、後輪も操舵モータ35によって操舵することができる。 Although the steering mechanism 16 shown in FIG. 2 is mounted only on the front wheels of the vehicle, it can also be mounted on the rear wheels of the vehicle. Therefore, not only the front wheels of the vehicle but also the rear wheels can be steered by the steering motor 35 .

次に図3は、図1に示すコントローラ19による反力モータ18と操舵モータ35の制御回路の概略の構成を示している。尚、このコントローラ19は、反力用電動アクチュエータコントローラと操舵アクチュエータコントローラの両方を示している。 Next, FIG. 3 shows a schematic configuration of a control circuit for the reaction motor 18 and the steering motor 35 by the controller 19 shown in FIG. The controller 19 represents both the reaction force electric actuator controller and the steering actuator controller.

ステアリングシャフト13に接続された反力モータ18には、回転角センサ14、及び電流センサ15が設けられ、反力モータ18はステアリングホイール12と機械的に接続されている。回転角センサ14は、反力モータ18の回転角、言い換えればステアリングホイール12の回転角を検出するセンサであり、電流センサ15は反力モータ18のコイルに流れる電流を検出するセンサである。 A reaction force motor 18 connected to the steering shaft 13 is provided with a rotation angle sensor 14 and a current sensor 15 , and the reaction force motor 18 is mechanically connected to the steering wheel 12 . The rotation angle sensor 14 is a sensor that detects the rotation angle of the reaction motor 18 , in other words, the rotation angle of the steering wheel 12 . The current sensor 15 is a sensor that detects the current flowing through the coil of the reaction motor 18 .

尚、電流センサ15は、ステアリングホイール12を運転者が把持している状態(後述するオーバーライド状態)と、把持していない状態を判断するセンサの役割も備えている。この場合、電流の振動成分を検出して振動成分のピークの変化から、ステアリングホイール12を運転者が把持している状態と把持していない状態を判断している。これについては後述する。 The current sensor 15 also serves as a sensor that determines whether the driver is gripping the steering wheel 12 (override state, which will be described later) or not. In this case, it is determined whether the driver is gripping the steering wheel 12 or not, based on the change in the peak of the vibration component detected by detecting the vibration component of the current. This will be discussed later.

更に、電流センサ15以外に、回転角センサ14の回転角情報や反力モータ18のトルク情報でも、ステアリングホイール12を運転者が把持している状態と把持していない状態を判断することができ、要はシステムに適合したセンサを使用すれば良いものである。 Furthermore, in addition to the current sensor 15, it is possible to determine whether the driver is gripping the steering wheel 12 or not using the rotation angle information from the rotation angle sensor 14 and the torque information from the reaction motor 18. The point is that a sensor suitable for the system should be used.

反力モータ18は、コントローラ19によって制御されるモータドライバ23を介して、ステアリングシャフト13に操舵反力トルクを付与する電動モータであり、コントローラ19によってラック位置センサ22や回転角センサ14の入力を監視し、後述するダンピングトルクも含めて操舵反力トルクをステアリングシャフ13に与えている。 The reaction motor 18 is an electric motor that applies steering reaction torque to the steering shaft 13 via a motor driver 23 controlled by the controller 19. The controller 19 receives inputs from the rack position sensor 22 and the rotation angle sensor 14. A steering reaction force torque including a damping torque, which will be described later, is applied to the steering shaft 13 .

また、コントローラ19は、モータドライバ24を介して操舵軸17と機械的に接続された操舵モータ35に、外部操舵指令値、回転角センサ14、電流センサ15等の情報に応じた駆動信号を与えている。 The controller 19 also supplies a steering motor 35 mechanically connected to the steering shaft 17 via the motor driver 24 with a drive signal corresponding to information from the external steering command value, the rotation angle sensor 14, the current sensor 15, and the like. ing.

コントローラ19には、回転角センサ14から回転角情報が与えられ、電流センサ15から電流情報が与えられ、更には、車速センサ25やヨーレートセンサ26等の走行状態センサから、操舵に影響する車両の走行状態情報が与えられている。また、コントローラ19には、操舵軸17を覆うハウジング32の途中部分に取り付けられたラック位置センサ22(図2参照)から、操舵軸17の移動位置(操舵量に相当)情報が与えられている。 The controller 19 is supplied with rotation angle information from the rotation angle sensor 14, is supplied with current information from the current sensor 15, and further receives information on vehicle conditions affecting steering from running state sensors such as the vehicle speed sensor 25 and the yaw rate sensor 26. Driving state information is provided. Further, the controller 19 is provided with information on the movement position (corresponding to the amount of steering) of the steering shaft 17 from a rack position sensor 22 (see FIG. 2) attached in the middle of the housing 32 covering the steering shaft 17. .

ここで、ラック位置センサ22は操舵軸17の位置を検出するものであるが、操舵軸17はタイロッド11に直接的に接続されていることから、ラック位置センサ22の位置情報によって、操舵輪10の操舵角を検出することが可能となる。このように、ラック位置センサ22は、操舵輪10の操舵角検出器として機能する。 Here, the rack position sensor 22 detects the position of the steering shaft 17. Since the steering shaft 17 is directly connected to the tie rod 11, the position information of the rack position sensor 22 is used to detect the position of the steering wheel 10. steering angle can be detected. Thus, the rack position sensor 22 functions as a steering angle detector for the steered wheels 10 .

尚、以下の説明でラック位置は、操舵軸17のストローク量、或いは操舵量を意味し、また、操舵輪10の操舵角を意味している。したがって、これらの用語を適宜使用するが、意味するところは同じである。 In the following description, the rack position means the stroke amount of the steering shaft 17 or the steering amount, and also means the steering angle of the steerable wheels 10 . Accordingly, the terms are used interchangeably and have the same meaning.

また、コントローラ19には、外部操舵制御手段としての自動操舵システム(ADASシステム)27からの外部操舵指令値が入力されている。外部操舵指令値は、自動操舵システム27で演算された外部操舵指令情報であり、レーンキープ制御によって車両が道路上の白線から逸脱した場合や障害物を回避する場合に、操舵機構16によって操舵輪を操舵させるためのものである。尚、以下に説明する本実施形態は、自動操舵システムがレーンキープ制御を実行する実施形態である。 The controller 19 also receives an external steering command value from an automatic steering system (ADAS system) 27 as external steering control means. The external steering command value is external steering command information calculated by the automatic steering system 27. When the vehicle deviates from the white line on the road by lane keeping control or when avoiding an obstacle, the steering mechanism 16 controls the steering wheel. to steer the Note that the present embodiment described below is an embodiment in which the automatic steering system executes lane keep control.

コントローラ19は、回転角センサ14、電流センサ15、ラック位置センサ22、走行状態センサ25、26、及び自動操舵システム27から与えられる、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出情報、及び外部操舵指令情報等を所定のサンプリング周期で取り込み、取り込まれた検出情報や外部操舵指令情報を適宜組み合せて、操舵軸17に加えるべき操舵量を求め、この操舵量を得るために操舵モータ35に通電すべきコイル電流を算出し、この算出結果に応じた駆動信号をモータドライバ24に与えている。 The controller 19 detects the rotation angle, the current, the rack position, and the running state quantity provided from the rotation angle sensor 14, the current sensor 15, the rack position sensor 22, the running state sensors 25 and 26, and the automatic steering system 27, and External steering command information and the like are taken in at a predetermined sampling period, and the detected information and the external steering command information taken in are appropriately combined to determine the steering amount to be applied to the steering shaft 17, and the steering motor 35 is operated to obtain this steering amount. A coil current to be energized is calculated, and a drive signal corresponding to the calculation result is given to the motor driver 24 .

同様に、コントローラ19は、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出情報、及び外部操舵指令情報等を適宜組み合せて、ステアリングホイール12に加えるべき操舵反力トルクを求め、この操舵反力トルクを得るために反力モータ18に通電すべきコイル電流を算出し、この算出結果に応じた駆動信号をモータドライバ23に与えている。 Similarly, the controller 19 obtains the steering reaction force torque to be applied to the steering wheel 12 by appropriately combining the rotation angle, the current, the rack position, the detection information of the running state quantity, the external steering command information, and the like, and calculates the steering reaction force. A coil current to be applied to the reaction motor 18 to obtain torque is calculated, and a drive signal corresponding to the calculation result is given to the motor driver 23 .

ここで、コントローラ19には、操舵比可変システムが搭載されている。操舵比可変システムは、車両の走行状態情報を用いた操舵角制御の一形態に相当するものであり、操舵輪10の操舵角とステアリングホイール12の回転角の比である操舵比を、車速に応じて調整するものである。 Here, the controller 19 is equipped with a steering ratio variable system. The variable steering ratio system corresponds to one form of steering angle control using vehicle running state information. It should be adjusted accordingly.

次に、図4はコントローラ19のハードウェア構成を示している。本実施形態では、反力アクチュエータコントローラ42は、反力モータ18に内蔵され、操舵アクチュエータコントローラ44は、操舵モータ35に内蔵されている。尚、反力アクチュエータコントローラ42と、操舵アクチュエータコントローラ44は、破線で示す共通のハウジング45に共に内蔵して、別の構成部材に設けることもできる。 Next, FIG. 4 shows the hardware configuration of the controller 19. As shown in FIG. In this embodiment, the reaction force actuator controller 42 is built in the reaction force motor 18 and the steering actuator controller 44 is built in the steering motor 35 . Incidentally, the reaction force actuator controller 42 and the steering actuator controller 44 can also be incorporated in a common housing 45 indicated by a dashed line and provided in separate structural members.

反力アクチュエータコントローラ42は、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ46を主たる構成要素としており、更に通信回路47を備えている。反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ46は、演算装置であるCPU48、メモリであるROM49、RAM50、EEPROM(フラッシュROM)51、A/D変換器52、バスライン53等を備えている。 The reaction force actuator controller 42 has a reaction force actuator microprocessor 46 as a main component, and further has a communication circuit 47 . The reaction force actuator microprocessor 46 includes a CPU 48 as an arithmetic unit, a ROM 49 as a memory, a RAM 50, an EEPROM (flash ROM) 51, an A/D converter 52, a bus line 53, and the like.

CPU48は、ROM49に格納された各種プログラムを実行して反力モータ18を制御する。したがって、プログラムによって実行される動作は、制御機能として捉えることができる。 The CPU 48 controls the reaction motor 18 by executing various programs stored in the ROM 49 . Therefore, the actions performed by the program can be viewed as control functions.

ROM49は、CPU48が実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ROM49には、反力モータ18を制御するモータ制御処理(反力制御処理)を実行するための制御プログラムが格納されている。更に、このROM49には、反力モータ18の診断を実行する診断プログラムが格納されている。制御プログラム、診断プログラムは、CPU48によって、所定の制御機能、診断機能を実行するものである。 The ROM 49 stores various programs executed by the CPU 48 . Specifically, the ROM 49 stores a control program for executing motor control processing (reaction force control processing) for controlling the reaction force motor 18 . Furthermore, the ROM 49 stores a diagnostic program for diagnosing the reaction motor 18 . The control program and diagnostic program are for executing predetermined control functions and diagnostic functions by the CPU 48 .

RAM50は、CPU48が制御プログラムを実行する場合に、その作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果が一時的に記憶される。同様に診断プログラムを実行して、エラーコードとして診断結果が一時的に記憶される。 The RAM 50 is used as a work area when the CPU 48 executes the control program, and temporarily stores data required in the process and processing results. Similarly, a diagnostic program is executed and the diagnostic result is temporarily stored as an error code.

EEPROM51は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、ハードウェア固有の補正値や、診断機能を実行した後のエラーコードが格納されている。また、A/D変換器52は、外部センサからのアナログ検出情報をデジタル情報に変換する機能を備えている。 The EEPROM 51 is a memory that can retain its memory contents even after power is cut off, and stores correction values unique to hardware and error codes after execution of diagnostic functions. Also, the A/D converter 52 has a function of converting analog detection information from an external sensor into digital information.

次に、操舵アクチュエータコントローラ44は、操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ54を主たる構成要素としており、更に通信回路55を備えている。 Next, the steering actuator controller 44 has a steering actuator microprocessor 54 as a main component and further includes a communication circuit 55 .

操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ54は、演算装置であるCPU56、メモリであるROM57、RAM58、EEPROM(フラッシュROM)59、A/D変換器60、バスライン61等を備えている。 The steering actuator microprocessor 54 includes a CPU 56 as an arithmetic unit, a ROM 57 and a RAM 58 as memories, an EEPROM (flash ROM) 59, an A/D converter 60, a bus line 61, and the like.

CPU56は、ROM57に格納された各種プログラムを実行して操舵モータ35を制御する。したがって、プログラムによって実行される動作は、制御機能として捉えることができる。 The CPU 56 executes various programs stored in the ROM 57 to control the steering motor 35 . Therefore, the actions performed by the program can be viewed as control functions.

ROM57は、CPU56が実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ROM57には、操舵モータ35を制御するモータ制御処理(操舵制御処理)を実行するための制御プログラムが格納されている。更に、このROM57には、操舵モータ35の診断を実行する診断プログラムが格納されている。制御プログラム、診断プログラムは、CPU56によって、所定の制御機能、診断機能を実行するものである。 The ROM 57 stores various programs executed by the CPU 56 . Specifically, the ROM 57 stores a control program for executing motor control processing (steering control processing) for controlling the steering motor 35 . Further, the ROM 57 stores a diagnostic program for diagnosing the steering motor 35 . The control program and diagnostic program are for executing predetermined control functions and diagnostic functions by the CPU 56 .

RAM58は、CPU56が制御プログラムを実行する場合に、その作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果が一時的に記憶される。同様に診断プログラムを実行して、エラーコードとして診断結果が一時的に記憶される。 The RAM 58 is used as a work area when the CPU 56 executes the control program, and temporarily stores data required in the process and processing results. Similarly, a diagnostic program is executed and the diagnostic result is temporarily stored as an error code.

EEPROM59は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、ハードウェア固有の補正値や、診断機能を実行した後のエラーコードが格納されている。また、A/D変換器60は、外部センサからのアナログ検出情報をデジタル情報に変換する機能を備えている。 The EEPROM 59 is a memory that can retain its memory contents even after the power is turned off, and stores hardware-specific correction values and error codes after execution of diagnostic functions. Also, the A/D converter 60 has a function of converting analog detection information from an external sensor into digital information.

また、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ46、及び操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ54には、回転角センサ14、電流センサ15、ラック位置センサ22、走行状態センサ25、26、及び自動操舵システム27から与えられる、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出情報、及び外部操舵指令値等が所定のサンプリング周期で取り込まれている。更に、通信回路47と通信回路55を介して、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ46、及び操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ54で演算された制御データ等が相互に交換されている。 Further, the reaction force actuator microprocessor 46 and the steering actuator microprocessor 54 are supplied from the rotation angle sensor 14, the current sensor 15, the rack position sensor 22, the running state sensors 25 and 26, and the automatic steering system 27, Rotation angle, current, rack position, detection information of running state quantity, external steering command value, etc. are taken in at a predetermined sampling period. Further, the control data calculated by the reaction force actuator microprocessor 46 and the steering actuator microprocessor 54 are mutually exchanged via the communication circuit 47 and the communication circuit 55 .

以上のようなコントローラ19において、次に反力モータ18と操舵モータ35を制御する本実施形態の制御ブロックの構成と、この制御ブロックに対応した制御フローについて説明する。 In the controller 19 as described above, the configuration of the control block of this embodiment for controlling the reaction force motor 18 and the steering motor 35 and the control flow corresponding to this control block will now be described.

ここで、図5に示す制御ブロックと図10A、及び図10Bに示す制御フローは、反力アクチュエータコントローラ42と操舵アクチュエータコントローラ44を、1つのコントローラとして捉えたものである。 Here, the control block shown in FIG. 5 and the control flow shown in FIGS. 10A and 10B treat the reaction force actuator controller 42 and the steering actuator controller 44 as one controller.

図5において、本実施形態では少なくとも、車速センサ25からの車速情報(Vs)、反力モータ18の回転角センサ14からの反力モータ18の回転角情報(θm/操舵操作量)、反力モータ18の電流センサ15からの反力モータ18のコイル電流情報(Im)、ラック位置センサ22からのラック位置情報(Rp/操舵量)、及び自動操舵システム27からの外部操舵指令値(Adas)が入力されている。 5, in this embodiment, at least vehicle speed information (Vs) from the vehicle speed sensor 25, rotation angle information (θm/steering operation amount) of the reaction force motor 18 from the rotation angle sensor 14 of the reaction force motor 18, reaction force Coil current information (Im) of the reaction motor 18 from the current sensor 15 of the motor 18, rack position information (Rp/steering amount) from the rack position sensor 22, and external steering command value (Adas) from the automatic steering system 27 is entered.

ここで、アクティブ・ステア・モードにおいて、自動操舵システム27からの外部操舵指令値は、レーンキープ制御における操舵指令値であり、車両が道路上の白線から逸脱した場合に出力される。レーンキープ制御においては、車載カメラ62によって道路に敷設された白線を撮像し、この画像情報は自動操舵システム(ADASシステム)27に入力される。そして、自動操舵システム(ADASシステム)27は、車両が白線の外側に逸脱しないように舵角情報を演算し、演算された舵角情報は、外部操舵指令値(Adas)として外部操舵指令信号受信部71に送られる。 Here, in the active steer mode, the external steering command value from the automatic steering system 27 is the steering command value for lane keeping control, and is output when the vehicle deviates from the white line on the road. In the lane keeping control, the vehicle-mounted camera 62 captures an image of the white line laid on the road, and this image information is input to the automatic steering system (ADAS system) 27 . Then, the automatic steering system (ADAS system) 27 calculates steering angle information so that the vehicle does not deviate outside the white line, and the calculated steering angle information is received as an external steering command value (Adas) from an external steering command signal. It is sent to section 71 .

操舵トルク指令値生成部63は、操舵用電動アクチュエータ64に与えられる最終操舵トルク指令値を演算するものであり、演算された最終操舵トルク指令値は操舵用電動アクチュエータ64のプリドライバ65に送られ、プリドライバ64はインバータ66のMOSEFT等を制御して操舵モータ35を駆動し、結果的に操舵軸17をストローク動作させて操舵輪10を操舵させる。 The steering torque command value generator 63 calculates the final steering torque command value to be applied to the electric steering actuator 64 , and the calculated final steering torque command value is sent to the pre-driver 65 of the electric steering actuator 64 . , the pre-driver 64 controls the MOSFET of the inverter 66 and the like to drive the steering motor 35 and, as a result, strokes the steering shaft 17 to steer the steered wheels 10 .

操舵トルク指令値生成部63には、車速センサ25から車速情報(Vs)、ラック位置センサ22からラック位置情報(Rp)、反力モータ18の回転角センサ14からステアリングシャフト13の回転角情報(θm)等が入力されており、これらの情報を演算処理してマニュアル・ステア・モードでの最終操舵トルク指令値が求められている。 The steering torque command value generator 63 receives vehicle speed information (Vs) from the vehicle speed sensor 25, rack position information (Rp) from the rack position sensor 22, and rotation angle information ( .theta.m), etc. are input, and the final steering torque command value in the manual steering mode is obtained by arithmetically processing these information.

この最終操舵トルク指令値は、種々の演算で求めることができ、システムに対応して適切な演算を行なうことが可能である。本実施形態では、基本的には操舵トルク指令値は、反力モータ18の回転角情報(θm)によって決められており、この基本的な操舵トルク指令値に種々の補正操舵トルク指令値が反映されて最終的な操舵トルク指令値が求められている。 This final steering torque command value can be obtained by various calculations, and appropriate calculations can be performed according to the system. In this embodiment, the steering torque command value is basically determined by the rotation angle information (θm) of the reaction force motor 18, and various corrected steering torque command values are reflected in this basic steering torque command value. Then, the final steering torque command value is obtained.

更に、操舵トルク指令値生成部63には、外部操舵指令受信部67で受信された自動操舵システム27からの外部操舵指令値(Adas)も入力されており、この外部操舵指令値を利用してアクティブ・ステア・モードでの最終操舵トルク指令値が求められ、これによってレーンキープ制御を行なうことが可能となる。 Furthermore, the external steering command value (Adas) from the automatic steering system 27 received by the external steering command receiving unit 67 is also input to the steering torque command value generating unit 63, and this external steering command value is used to A final steering torque command value in the active steer mode is obtained, which enables lane keeping control.

例えば、衝突を避けるために自動操舵システム27から外部操舵指令値が入力されると、基本操舵トルク指令値と外部操舵指令値とが加算された操舵トルク指令値が、最終操舵トルク指令値として求められる。 For example, when an external steering command value is input from the automatic steering system 27 to avoid a collision, the steering torque command value obtained by adding the basic steering torque command value and the external steering command value is obtained as the final steering torque command value. be done.

そして、最終操舵トルク指令値はプリドライバ65に送られ、プリドライバ65はインバータ66のMOSEFT等を制御して操舵モータ35を駆動し、結果的に操舵軸17をストローク動作させて操舵輪10を操舵させる。 Then, the final steering torque command value is sent to the pre-driver 65, which controls the MOSFET of the inverter 66 and the like to drive the steering motor 35. As a result, the steering shaft 17 is stroke-operated to move the steered wheels 10. steer.

同様に操舵反力トルク指令値生成部68は、反力用電動アクチュエータ69に与えられる最終操舵反力トルク指令値を演算するものであり、演算された最終操舵反力トルク指令値は反力用電動アクチュエータ69のプリドライバ70に送られ、プリドライバ70はインバータ71のMOSEFT等を制御して反力モータ18を駆動し、結果的にステアリングシャフト13を回転動作させてステアリングホイール12を回転させる。 Similarly, the steering reaction force torque command value generator 68 calculates the final steering reaction force torque command value to be applied to the reaction force electric actuator 69, and the calculated final steering reaction force torque command value is used as the reaction force torque command value. The signal is sent to the pre-driver 70 of the electric actuator 69 , and the pre-driver 70 controls the MOSFET of the inverter 71 and the like to drive the reaction motor 18 , and as a result rotates the steering shaft 13 to rotate the steering wheel 12 .

操舵反力トルク指令値生成部68には、車速センサ25から車速情報(Vs)、ラック位置センサ22からラック位置情報(Rp)、反力モータ18の回転角センサ14からステアリングシャフト13の回転角情報(θm)、反力モータ18の電流センサ15から反力モータ18のコイルに流れる電流情報(Im)等が入力されており、これらの情報を演算処理してマニュアル・ステア・モードでの最終操舵反力トルク指令値が求められている。 The steering reaction force torque command value generator 68 receives vehicle speed information (Vs) from the vehicle speed sensor 25, rack position information (Rp) from the rack position sensor 22, and rotation angle of the steering shaft 13 from the rotation angle sensor 14 of the reaction motor 18. Information (θm), current information (Im) flowing in the coil of the reaction motor 18 from the current sensor 15 of the reaction motor 18, etc. are input, and these information are arithmetically processed to obtain the final result in the manual steering mode. A steering reaction force torque command value is obtained.

この最終操舵反力トルク指令値は、種々の演算で求めることができ、システムに対応して適切な演算を行なうことが可能である。本実施形態では、少なくとも、回転角センサ14からの回転角情報(θm/操舵操作量情報)と、ラック位置センサからのラック位置情報(Rp/操舵量情報)に基づいて、ステアリングホイール12の回転方向とは反対方向で、ステアリングホイールの回転に抵抗を与える反力トルクを求めており、これを基本的な操舵反力トルク指令値としている。また、この基本的な操舵反力トルク指令値に後述のダンピングトルク指令値が反映されて最終的な操舵反力トルク指令値が求められている。 This final steering reaction force torque command value can be obtained by various calculations, and appropriate calculations can be performed according to the system. In this embodiment, the rotation of the steering wheel 12 is determined based on at least the rotation angle information (θm/steering operation amount information) from the rotation angle sensor 14 and the rack position information (Rp/steering amount information) from the rack position sensor. In the direction opposite to the direction, the reaction force torque that gives resistance to the rotation of the steering wheel is obtained, and this is used as the basic steering reaction force torque command value. A damping torque command value, which will be described later, is reflected in this basic steering reaction force torque command value to obtain a final steering reaction force torque command value.

そして、最終操舵反力トルク指令値はプリドライバ70に送られ、プリドライバ70はインバータ71のMOSEFT等を制御して反力モータ18を駆動している。尚、アクティブ・ステア・モードでは、ラック位置情報(Rp)に基づいてステアリングシャフト13を回転動作させて、ステアリングホイール12の回転位置を操舵輪10の操舵角と整合するようにしている。 The final steering reaction force torque command value is sent to the pre-driver 70 , and the pre-driver 70 controls the MOSFET of the inverter 71 and the like to drive the reaction force motor 18 . In the active steer mode, the steering shaft 13 is rotated based on the rack position information (Rp) to match the rotational position of the steering wheel 12 with the steering angle of the steered wheels 10 .

ここで、操舵反力トルク指令値生成部68には操舵モード判別部72が設けられており、電流センサ15から反力モータ18のコイル電流が入力されている。このコイル電流は、ステアリングホイール12の振動情報を含んでおり、ステアリングホイール12が運転者によって把持されているか、或いは把持されていないかを判別することができる。 Here, the steering reaction force torque command value generation unit 68 is provided with a steering mode determination unit 72 , and the coil current of the reaction force motor 18 is input from the current sensor 15 . This coil current contains vibration information of the steering wheel 12, and it can be determined whether the steering wheel 12 is being gripped by the driver or not.

図6はオーバーライド状態かどうかを判定する判定手段を示している。尚、オーバーライドとは運転者の意思に基づいた操舵操作、つまり、ステアリングホイールを運転者が把持して操舵操作を行うことを意味している。したがって、オーバーライド状態にある場合はマニュアル・ステア・モードを実行し、オーバーライド状態にない「手放し状態」の場合はアクティブ・ステア・モードを実行する。 FIG. 6 shows determination means for determining whether or not the override state exists. Note that the override means steering operation based on the driver's intention, that is, steering operation by the driver holding the steering wheel. Therefore, the manual steer mode is executed when in the override state, and the active steer mode is executed when the "hands off state" is not in the override state.

図6においては、電流センサ15の電流情報は、高速フーリエ変換処理ブロック(FFT)75によって周波数情報に置き換えられ、この周波数情報はバンドパスフィルタ(BPF)76に入力される。ここで、バンドパスフィルタ(BPF)76の通過周波数帯域は、「手放し状態」のステアリングホイール12周りの共振周波数を含まず、この共振周波数よりも低い周波数帯域に設定されている。つまり、図7に示しているように、通過周波数帯域(Fbnd)は、手放し状態の共振周波数よりも低い、第1周波数以下で、且つ第2周波数以上の周波数帯域に設定されている。 In FIG. 6, the current information from the current sensor 15 is converted into frequency information by a fast Fourier transform processing block (FFT) 75, and this frequency information is input to a bandpass filter (BPF) 76. FIG. Here, the pass frequency band of the bandpass filter (BPF) 76 does not include the resonance frequency around the steering wheel 12 in the "hands off state" and is set to a frequency band lower than this resonance frequency. That is, as shown in FIG. 7, the pass frequency band (Fbnd) is set to a frequency band that is lower than the first frequency and higher than the second frequency, which is lower than the resonance frequency in the hands-free state.

ステアリングホイール12は車両の振動やタイヤからの反力などの力を受けてわずかであるが振動をしており、これが電流情報として観測されている。そして、運転者がステアリングホイール12を把持することによってステアリングホイール周りの慣性モーメントが増加すると、ステアリングホイール12周りの共振周波数が低下するようになる。 The steering wheel 12 vibrates slightly due to forces such as vehicle vibration and reaction force from the tires, and this is observed as current information. When the driver grips the steering wheel 12 and the moment of inertia around the steering wheel increases, the resonance frequency around the steering wheel 12 decreases.

図7においては、運転者がステアリングホイール12を把持していない手放し状態の場合と、運転者がステアリングホイール12を把持しているオーバーライド状態の場合の周波数情報を示している。運転者がステアリングホイール12を把持していない場合は、周波数情報(Fn)は高周波数側にあるが、運転者がステアリングホイール12を把持している場合は、周波数情報(Fh)は低周波数側に移動している。 FIG. 7 shows frequency information when the driver does not grip the steering wheel 12 and in an override state when the driver grips the steering wheel 12 . When the driver does not grip the steering wheel 12, the frequency information (Fn) is on the high frequency side, but when the driver grips the steering wheel 12, the frequency information (Fh) is on the low frequency side. are moving to

このため、オーバーライド状態での共振周波数(Fh)のピークは、バンドパスフィルタ(BPF)76の通過周波数帯域(Fbnd)の側に移動してくるので、共振周波数のピークがバンドパスフィルタ(BPF)76を通過することができる。バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度である特徴量は、共振周波数のピークとなるので大きくなる。 For this reason, the peak of the resonance frequency (Fh) in the override state moves to the side of the pass frequency band (Fbnd) of the bandpass filter (BPF) 76, so that the peak of the resonance frequency reaches the bandpass filter (BPF) 76 can be passed. The feature amount, which is the signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76, becomes large because it reaches the peak of the resonance frequency.

逆に手放し状態のように共振周波数(Fn)のピークが通過周波数帯域(Fbnd)から外れていると、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度である特徴量は小さくなる。尚、図7の下側に示す特性は、バンドパスフィルタ(BPF)76の周波数の遮蔽率を示しており、バンドパスフィルタ(BPF)76の通過周波数領域において遮蔽率が小さくなっていることがわかる。 Conversely, if the peak of the resonance frequency (Fn) is out of the pass frequency band (Fbnd) as in the hands-free state, the feature amount, which is the signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76, becomes small. The characteristic shown on the lower side of FIG. 7 indicates the shielding rate of the frequency of the band-pass filter (BPF) 76, and it can be seen that the shielding rate is small in the pass frequency range of the band-pass filter (BPF) 76. Recognize.

ここで、周波数成分の信号強度である特徴量(指標)は、通過周波数帯域(Fbnd)の周波数成分のエネルギを全て加算したものを信号強度としても良く、また通過周波数帯域(Fbnd)の最大エネルギを有する周波数成分のエネルギを信号強度としても良い。 Here, the feature value (index) that is the signal strength of the frequency component may be the signal strength obtained by adding all the energy of the frequency components in the pass frequency band (Fbnd), or the maximum energy of the pass frequency band (Fbnd). may be used as the signal strength.

そして、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度は、信号強度比較ブロック部77に入力されて、所定の強度比較閾値(SL)と比較される。したがって、運転者がステアリングホイール12を把持していない場合は、信号強度が小さいので強度比較閾値(SL)を超えず、運転者がステアリングホイール12を把持している場合は、信号強度が大きいので強度比較閾値(SL)を超えることになる。 The signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76 is input to the signal strength comparison block section 77 and compared with a predetermined strength comparison threshold (SL). Therefore, when the driver does not grip the steering wheel 12, the signal strength is small and does not exceed the strength comparison threshold (SL). The intensity comparison threshold (SL) will be exceeded.

このように、共振周波数の信号強度が強度比較閾値(SL)を超えると、オーバーライド状態にあると判断することができる。尚、本実施形態では電流情報からオーバーライド状態を判断しているが、電流情報以外にも回転角センサの回転角情報や反力モータのトルク情報からもオーバーライド状態を判断することができる。 Thus, when the signal strength of the resonance frequency exceeds the strength comparison threshold (SL), it can be determined that the overriding state exists. Although the override state is determined from the current information in this embodiment, the override state can also be determined from the rotation angle information of the rotation angle sensor and the torque information of the reaction motor in addition to the current information.

図5に戻って、操舵モード判定部72におけるモード判定結果は、操舵モード切りかえ部73に送られる。操舵モード切り換え部73は、少なくとも操舵モード判定部72からのオーバーライド情報に基づき、アクティブ・ステア・モードとマニュアル・ステア・モードとを切換える。アクティブ・ステア・モードは、外部操舵指令値(Adas)に基づいて操舵用電動アクチュエータ35を駆動、制御するモードであり、マニュアル・ステア・モードは、回転角センサ14の回転角情報(θm)に基づいて操舵用電動アクチュエータ35を駆動、制御するモードである。 Returning to FIG. 5 , the mode determination result of the steering mode determining section 72 is sent to the steering mode switching section 73 . The steering mode switching section 73 switches between the active steering mode and the manual steering mode based on at least the override information from the steering mode determination section 72 . The active steering mode is a mode in which the electric steering actuator 35 is driven and controlled based on the external steering command value (Adas). In this mode, the steering electric actuator 35 is driven and controlled based on the current state.

また、操舵モード切りかえ部73の切り換え情報は、ダンピングトルク指令値生成部74に送られ、第1ダンピングトルク指令値、第2ダンピングトルク指令値、第3ダンピングトルク指令値のいずれかを選択し、選択されたダンピングトルク指令値は操舵反力トルク指令値生成部68に送られる。ここで、ダンピングトルク指令値の大きさは、「第1ダンピングトルク指令値 > 第3ダンピングトルク指令値 > 第2ダンピングトルク指令値」の関係に設定されている。 Further, the switching information of the steering mode switching unit 73 is sent to the damping torque command value generation unit 74, which selects any one of the first damping torque command value, the second damping torque command value, and the third damping torque command value, The selected damping torque command value is sent to the steering reaction force torque command value generator 68 . Here, the magnitude of the damping torque command value is set to satisfy the relationship of "first damping torque command value>third damping torque command value>second damping torque command value".

ダンピングトルク指令値生成部74は、操舵モード切り換え部73がアクティブ・ステア・モードを選択しているときに第1ダンピングトルク指令値を生成し、モード切り換え部73がマニュアル・ステア・モードを選択しているときに第2ダンピングトルク指令値を生成している。 A damping torque command value generation unit 74 generates a first damping torque command value when the steering mode switching unit 73 selects the active steering mode, and the mode switching unit 73 selects the manual steering mode. The second damping torque command value is generated when the

尚、運転者がステアリングホイール12に軽く手を添えているような、しっかりとステアリングホイール12を握っている状態と完全に手を離している状態の間の中間状態においては、ダンピングトルク指令値生成部74で生成するダンピングトルク指令値は、第1ダンピングトルク指令値と第2ダンピングトルク指令値との間の大きさに設定された第3ダンピングトルク指令値とされ、運転者のステアリングホイール12の握り状態に合ったダンピングトルク指令値を発生させることができる。 In addition, in an intermediate state between a state in which the driver holds the steering wheel 12 firmly and a state in which the driver completely releases the steering wheel 12, the damping torque command value is generated. The damping torque command value generated by the unit 74 is a third damping torque command value set to a magnitude between the first damping torque command value and the second damping torque command value. A damping torque command value suitable for the grip state can be generated.

ここで、アクティブ・ステア・モードでの第1ダンピングトルク指令値は、ラック位置センサ22からのラック位置情報(Rp)に基づいて、ステアリングホイールが中立位置に近づく際にステアリングホイール12の回転速度を減速し、また、中立位置を超えた際にステアリングホイール12を中立位置に押し戻すトルクを発生するように反力用電動アクチュエータ69を駆動、制御するためのダンピングトルク情報である。 Here, based on the rack position information (Rp) from the rack position sensor 22, the first damping torque command value in the active steering mode is based on the rotational speed of the steering wheel 12 when the steering wheel approaches the neutral position. This is damping torque information for driving and controlling the reaction force electric actuator 69 so as to generate torque for decelerating and pushing the steering wheel 12 back to the neutral position when the steering wheel 12 exceeds the neutral position.

第1ダンピングトルク指令値は、図8に示すような特性を備えた第1ダンピング係数Kfdによって求められている。中立位置を境にして、ステアリングホイール12の回転で見て右旋回側と左旋回側に対称に、最大ダンピング係数Kfdmax、漸減ダンピング係数Kfddec、最小ダンピング係数Kfdminが設定されている。このため、ダンピングトルク指令値生成部74には回転角センサ14の回転角情報(θm)が入力されている。 The first damping torque command value is obtained by a first damping coefficient Kfd having characteristics as shown in FIG. A maximum damping coefficient Kfdmax, a gradually decreasing damping coefficient Kfddec, and a minimum damping coefficient Kfdmin are set symmetrically on the right turning side and the left turning side with respect to the rotation of the steering wheel 12 with respect to the neutral position. Therefore, the rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is input to the damping torque command value generator 74 .

ダンピングトルクは、回転角センサ14の回転角や回転速度から基本ダンピングトルクを求め、このダンピングトルクに第1ダンピング係数Kfdを乗算して求められている。本実施形態では、第1ダンピング係数Kfdは中立位置を境にして、右側所定角度(+θ)、左側所定角度(-θ)の範囲に亘って、ダンピングトルクを大きくする最大ダンピング係数Kfdmaxが設定されている。 The damping torque is obtained by obtaining a basic damping torque from the rotation angle and rotation speed of the rotation angle sensor 14 and multiplying this damping torque by the first damping coefficient Kfd. In this embodiment, the first damping coefficient Kfd is set to a maximum damping coefficient Kfdmax that increases the damping torque over a range of a predetermined angle (+θ) on the right side and a predetermined angle (−θ) on the left side from the neutral position. ing.

加えて、このダンピング係数Kfdは、漸減ダンピング係数Kfddecに示すように、最大ダンピング係数Kfdmaxから徐々に小さくなり、右側所定角度(+θ)、左側所定角度(-θ)より大きく回転されると最小ダンピング係数Kfdminとなる。尚、第1ダンピング係数Kfdはマップ等に記憶されている。 In addition, the damping coefficient Kfd gradually decreases from the maximum damping coefficient Kfdmax, as indicated by the gradually decreasing damping coefficient Kfddec, and the minimum damping occurs when the motor is rotated by a predetermined angle (+θ) to the right side and a predetermined angle (−θ) to the left side. is the coefficient Kfdmin. The first damping coefficient Kfd is stored in a map or the like.

このように、第1ダンピング係数Kfdは、中立位置に近づくほどダンピングトルクを大きくする値に設定されているので、ステアリングホイールが中立位置に近づく際にステアリングホイール12の回転を減速し、また中立位置を超えた際にステアリングホイールを中立位置に押し戻すトルクを発生することになる。これによって、アクティブ・ステア・モードでの中立位置への収斂性を向上することができる。 Thus, the first damping coefficient Kfd is set to a value that increases the damping torque as the steering wheel approaches the neutral position. , a torque is generated that pushes the steering wheel back to the neutral position. This can improve the convergence to the neutral position in the active steer mode.

一方、マニュアル・ステア・モードでの第2ダンピングトルク指令値は、回転角センサ14からの回転角情報(θm)に基づいて、第1ダンピングトルク指令値よりも小さく、かつステアリングホイールの切り込み方向、及び切り戻し方向とは反対方向のトルクを発生するように反力用電動アクチュエータを駆動、制御するためのダンピングトルク情報である。 On the other hand, the second damping torque command value in the manual steering mode is smaller than the first damping torque command value based on the rotation angle information (θm) from the rotation angle sensor 14, and damping torque information for driving and controlling the reaction force electric actuator so as to generate torque in the direction opposite to the steering-back direction.

第2ダンピングトルク指令値は、図8に示すような特性を備えた第2ダンピング係数Ksdによって求められている。尚、第2ダンピング係数Ksdは、ステアリングホイール12の全ての回転角で、第1ダンピング係数Kfdより小さな値に設定されている。 The second damping torque command value is obtained by a second damping coefficient Ksd having characteristics as shown in FIG. The second damping coefficient Ksd is set to a value smaller than the first damping coefficient Kfd at all rotation angles of the steering wheel 12 .

ここで、第2ダンピング係数Ksdは、第1ダンピング係数Kfdと同じ様な特性に設定されているが、マニュアル・ステア・モードにおいては、ステアリングホイール12が運転者によって把持されているので、中立位置でのステアリングホイール12のオーバーシュート現象は生じづらく、第2ダンピング係数Ksdは概ね一定の大きさの値に設定することも可能である。 Here, the second damping coefficient Ksd is set to have the same characteristics as the first damping coefficient Kfd. , the overshoot phenomenon of the steering wheel 12 is unlikely to occur, and it is possible to set the second damping coefficient Ksd to a substantially constant value.

また、マニュアル・ステア・モードでのダンピングトルクも、回転角センサ14の回転角や回転速度から基本ダンピングトルクを求め、このダンピングトルクに第2ダンピング係数Ksdを乗算して求められている。この、第2ダンピング係数Ksdもマップ等に記憶されている。 Also, the damping torque in the manual steering mode is obtained by obtaining the basic damping torque from the rotation angle and rotation speed of the rotation angle sensor 14 and multiplying this damping torque by the second damping coefficient Ksd. This second damping coefficient Ksd is also stored in a map or the like.

尚、当然のことであるが第2ダンピングトルク指令値が第1ダンピングトルク指令値よりも小さいという意味は、同じ操舵状態で比較した場合における、第2ダンピングトルク指令値が第1ダンピングトルク指令値よりも小さいことを意味し、互いに異なる操舵状態における第1ダンピングトルク指令値と第2ダンピングトルク指令値を比較したとき、常に第2ダンピングトルク指令値が第1ダンピングトルク指令値よりも小さいことを意味するものではない。 As a matter of course, the fact that the second damping torque command value is smaller than the first damping torque command value means that the second damping torque command value is less than the first damping torque command value when compared in the same steering state. When comparing the first damping torque command value and the second damping torque command value in mutually different steering states, the second damping torque command value is always smaller than the first damping torque command value. does not mean

このように、第2ダンピング係数Ksdは、アクティブ・ステア・モードで設定した第1ダンピング係数Kfdより小さい値に設定されているので、ステアリングホイールの切り込み方向や切り戻し方向でのダンピングトルクが大きくなり過ぎるのを抑制でき、運転者がステアリングホイールを操作することに違和感を覚えるという現象を改善できるようになる。 As described above, the second damping coefficient Ksd is set to a value smaller than the first damping coefficient Kfd set in the active steering mode, so that the damping torque in the direction of turning the steering wheel or in the direction of steering back becomes large. It is possible to suppress the overshoot, and improve the phenomenon that the driver feels a sense of incompatibility when operating the steering wheel.

そして、アクティブ・ステア・モードでは第1ダンピングトルク指令値が選択され、マニュアル・ステア・モードでは第2ダンピングトルク指令値が選択され、これらのいずれかのダンピングトルク指令値は、操舵反力トルク指令生成部68に送られることになる。もちろん、場合によっては第3ダンピングトルク指令値が選択される場合もあることはいうまでもない。この第3ダンピングトルク指令値については後述する。 The first damping torque command value is selected in the active steering mode, and the second damping torque command value is selected in the manual steering mode. It will be sent to the generator 68 . Of course, it goes without saying that the third damping torque command value may be selected in some cases. This third damping torque command value will be described later.

操舵反力トルク指令生成部68は、少なくとも回転角センサ14からの回転角情報(θm)、及びラック位置センサ22からのラック位置情報(Rp)に基づいて、ステアリングホイール12の回転方向とは反対方向で、ステアリングホイール12の回転に抵抗を与える操舵反力トルク指令値を生成する。 The steering reaction force torque command generating unit 68 generates a steering wheel 12 opposite to the rotating direction of the steering wheel 12 based on at least the rotation angle information (θm) from the rotation angle sensor 14 and the rack position information (Rp) from the rack position sensor 22 . direction to generate a steering reaction force torque command value that resists rotation of the steering wheel 12 .

更に操舵反力トルク指令生成部68は、操舵反力トルク指令値に第1ダンピングトルク指令値、第2ダンピングトルク指令値、或いは第3ダンピングトルク指令値を加算して最終操舵反力トルク指令値を生成し、この最終操舵反力トルク指令値を反力用電動アクチュエータ69に与えて反力モータ18を駆動、制御する。 Further, the steering reaction force torque command generation unit 68 adds the first damping torque command value, the second damping torque command value, or the third damping torque command value to the steering reaction force torque command value to obtain the final steering reaction force torque command value. is generated, and this final steering reaction force torque command value is given to the reaction force electric actuator 69 to drive and control the reaction force motor 18 .

ところで、外部操舵指令受信部67が、自動操舵システム(外部操舵制御手段)27からレーンキープ制御に関する外部操舵指令情報を受信し、しかも車両が連続した旋回走行路を走行中においては、操舵輪19は旋回走行路に対応した所定の操舵角(保舵角)に保持されている。したがって、この保舵角に向けてステアリングホイール12は回転されるので、第1ダンピング係数Kfdの中立位置とは異なる回転位置にステアリングホイール12を収斂させる必要がある。 By the way, when the external steering command receiving unit 67 receives external steering command information related to lane keeping control from the automatic steering system (external steering control means) 27 and the vehicle is traveling on a continuous turning road, the steered wheels 19 is held at a predetermined steering angle (holding steering angle) corresponding to the turning road. Therefore, since the steering wheel 12 is rotated toward this holding steering angle, it is necessary to converge the steering wheel 12 to a rotational position different from the neutral position of the first damping coefficient Kfd.

このためには、操舵輪10の保舵角に整合させたステアリングホイール12の保舵角(保舵位置)に向けて第1ダンピング係数Kfdを移動させることが有効である。つまり、図9に示すように、第1ダンピング係数Kfdを、左旋回側、或いは右旋回側に移動させて、図8の最大ダンピング係数Kfdmaxの中央値を保舵位置に合わせ、これに基づいて第1ダンピングトルク指令値を生成してやれば、ステアリングホイール12を保舵角に速やかに収斂させることができる。 For this purpose, it is effective to move the first damping coefficient Kfd toward the holding steering angle (steering holding position) of the steering wheel 12 that matches the holding steering angle of the steered wheels 10 . That is, as shown in FIG. 9, the first damping coefficient Kfd is moved to the left or right turning side to match the median value of the maximum damping coefficient Kfdmax in FIG. If the first damping torque command value is generated by using the steering wheel 12, the steering wheel 12 can be quickly converged to the holding steering angle.

すなわち、ダンピングトルク指令値生成部74は、操舵輪10の操舵角に基づいて定められる保舵位置を設定し、この保舵位置をステアリングホイール12の中立位置として設定して、第1ダンピングトルク指令値を生成するようにしている。ここで、保舵角(保舵位置)は、旋回走行路の曲率と、左旋回や右旋回のように走行方向によって変わるので、旋回走行路の曲率や走行方向に合せて保舵角(保舵位置)を変更することも可能である。 That is, the damping torque command value generation unit 74 sets a steering holding position determined based on the steering angle of the steered wheels 10, sets this steering holding position as the neutral position of the steering wheel 12, and generates the first damping torque command. I am trying to generate a value. Here, the steering angle (holding position) varies depending on the curvature of the turning road and the traveling direction such as left turning or right turning. It is also possible to change the rudder holding position).

このように、自動操舵システム(外部操舵制御手段)27からレーンキープ制御に関する外部操舵指令情報を受信し、しかも車両が連続した旋回走行路を走行中においては、ステアリングホイール12の保舵角(保舵位置)に向けて第1ダンピング係数Kfdを移動させることで、ステアリングホイール12を保舵位置に速やかに収斂させることができる。 In this way, when the external steering command information related to lane keeping control is received from the automatic steering system (external steering control means) 27 and the vehicle is traveling on a continuous turning road, the steering angle of the steering wheel 12 is maintained. By moving the first damping coefficient Kfd toward the steering position), the steering wheel 12 can be quickly converged to the steering holding position.

次に、上述の制御ブロックに対応した制御フローを図10A、図10Bに基づき説明する。尚、この制御フローは本実施形態の技術的な考え方を説明するものであり、実際の制御演算等については、種々の方法があるので、ここでは大まかな説明に留めている。また、この制御フローは時間的な周期の起動タイミングで実行されており、例えば10msの時間割り込みで起動されている。 Next, a control flow corresponding to the control blocks described above will be described with reference to FIGS. 10A and 10B. It should be noted that this control flow explains the technical concept of the present embodiment, and since there are various methods for actual control calculations and the like, the explanation is limited to a general description here. Also, this control flow is executed at a time-periodic start timing, for example, a 10 ms time interrupt.

≪ステップS10≫
ステップS10においては、各種センサによって操舵制御装置の動作状態を表す動作パラメータを検出する。本実施形態では、少なくとも、車速情報(Vs)、反力モータ18の回転角情報(θm/操舵操作量情報)、ラック位置情報(Rp/操舵量情報)、反力モータ18のコイル電流情報(Im)、及び外部操舵指令値(Adas)が検出されている。もちろん、必要であればこれら以外の動作パラメータを検出することもできる。必要な動作パラメータが検出されるとステップS11に移行する。
<<Step S10>>
In step S10, various sensors detect operating parameters representing the operating state of the steering control device. In this embodiment, at least the vehicle speed information (Vs), the rotation angle information of the reaction force motor 18 (θm/steering operation amount information), the rack position information (Rp/steering amount information), the coil current information of the reaction force motor 18 ( Im), and an external steering command value (Adas) are detected. Of course, other operating parameters can be detected if desired. When the necessary operating parameters are detected, the process proceeds to step S11.

≪ステップS11≫
ステップS11においては、自動操舵システム(ADASシステム)27からレーンキープ制御に関する外部操舵指令値(Adas)の入力が有るかどうかの判断を行っている。外部操舵指令値(Adas)の入力があり、レーンキープ制御を実行していると判断されるとステップS11に移行し、レーンキープ制御を実行していないと判断されるとステップS16に移行する。
≪ステップS12≫
ステップS11で外部操舵指令値(Adas)の入力があり、レーンキープ制御を実行していると判断されると、本ステップS12では、車両が走行している走行路が旋回走行路かどうかを判断する。この判断は自動操舵システム(ADASシステム)27に備えられている車載カメラの映像や、ナビケーションシステムの地図情報から旋回走行路かどうかを判断することができる。車両が旋回走行路を走行していると判断されるとステップS13に移行し、旋回走行路ではなく直進走行路を走行していると判断されるとステップS16に移行する。
<<Step S11>>
In step S11, it is determined whether an external steering command value (Adas) relating to lane keep control is input from the automatic steering system (ADAS system) 27 or not. When an external steering command value (Adas) is input and it is determined that lane keep control is being performed, the process proceeds to step S11, and when it is determined that lane keep control is not being performed, the process proceeds to step S16.
<<Step S12>>
When it is determined in step S11 that the external steering command value (Adas) is input and lane keep control is being executed, in step S12 it is determined whether the road on which the vehicle is traveling is a turning road. do. This determination can be made based on the image of an on-vehicle camera provided in the automatic steering system (ADAS system) 27 or the map information of the navigation system. If it is determined that the vehicle is traveling on the turning road, the process proceeds to step S13, and if it is determined that the vehicle is traveling on the straight road instead of the turning road, the process proceeds to step S16.

≪ステップS13≫
ステップS12で車両が旋回走行路を走行していると判断されると、本ステップでは右方向に旋回する右旋回走行路を車両が走行しているか、或いは左方向に旋回する左旋回走行路を車両が走行しているかを判断する。この判断も自動操舵システム(ADASシステム)27に備えられている車載カメラの映像や、ナビケーションシステムの地図情報から左右方向の旋回走行路かどうかを判断することができる。
<<Step S13>>
If it is determined in step S12 that the vehicle is traveling on a turning road, then in this step the vehicle is traveling on a right turning road where the vehicle turns to the right or a left turning road where the vehicle turns to the left. to determine whether the vehicle is running. This determination can also be made based on the image of the on-board camera provided in the automatic steering system (ADAS system) 27 and the map information of the navigation system to determine whether the road is a left-right turning road.

右旋回走行路を車両が走行していると判断されるステップS14に移行し、左旋回走行路を車両が走行していると判断されるとステップS15に移行する。 The process proceeds to step S14 when it is determined that the vehicle is traveling on the right-turning road, and the process proceeds to step S15 when it is determined that the vehicle is traveling on the left-turning road.

≪ステップS14≫
ステップS14においては、車両が右旋回走行路を走行していると判断されているので、図9に示してあるように、第1ダンピング係数Kfdの中央値を中立位置に対して右側の保舵位置に移動する。保舵位置は操舵輪10の操舵角に基づいて定めることができる。また、ナビゲーションシステムの地図情報には旋回走行路の曲率が記憶されているので、この曲率に基づいて保舵位置を定めることもできる。
<<Step S14>>
In step S14, it is determined that the vehicle is traveling on a right-turning road, so as shown in FIG. Move to rudder position. The steering holding position can be determined based on the steering angle of the steered wheels 10 . Further, since the map information of the navigation system stores the curvature of the turning road, it is possible to determine the steering holding position based on this curvature.

この第1ダンピング係数Kfdは、後述するステップS18で第1ダンピングトルクを演算する時に使用される。第1ダンピング係数Kfdの中央値が中立位置に対して右側の保舵位置に移動されるとステップS16に移行する。 This first damping coefficient Kfd is used when calculating the first damping torque in step S18, which will be described later. When the median value of the first damping coefficient Kfd is moved to the steering holding position on the right side of the neutral position, the process proceeds to step S16.

≪ステップS15≫
一方、ステップS15においては、車両が左旋回走行路を走行していると判断されているので、図9に示してあるように、第1ダンピング係数Kfdの中央値を中立位置に対して左側の保舵位置に移動する。この場合も保舵位置は操舵輪10の操舵角に基づいて定めることができる。同様にナビゲーションシステムの地図情報には旋回走行路の曲率が記憶されているので、この曲率に基づいて保舵位置を定めることもできる。
<<Step S15>>
On the other hand, in step S15, since it is determined that the vehicle is traveling on the left-turning road, as shown in FIG. Move to the rudder holding position. In this case also, the steering holding position can be determined based on the steering angle of the steered wheels 10 . Similarly, since the map information of the navigation system stores the curvature of the turning road, the steering holding position can be determined based on this curvature.

この第1ダンピング係数Kfdは、後述するステップS18で第1ダンピングトルクを演算する時に使用される。第1ダンピング係数Kfdの中央値が中立位置に対して左側の保舵位置に移動されるとステップS16に移行する。 This first damping coefficient Kfd is used when calculating the first damping torque in step S18, which will be described later. When the median value of the first damping coefficient Kfd is moved to the left steering holding position with respect to the neutral position, the process proceeds to step S16.

ステップS11~ステップS15までは、レーンキープ制御中では、運転者がステアリングホイール12を握っている状態においても、第1ダンピングトルク値を用いてダンピング制御を行うことができ、運転者の不要な操舵操作に対しても車両の挙動を安定させることができる。尚、レーンキープ制御は、車両が走行車線から逸脱しないように操舵制御を行うものであっても良いし、車両が走行車線に沿って走行するように操舵制御を行うものであっても良い。 From step S11 to step S15, during lane keeping control, damping control can be performed using the first damping torque value even when the driver is gripping the steering wheel 12. The behavior of the vehicle can be stabilized even with respect to the operation. Note that the lane keep control may perform steering control so that the vehicle does not deviate from the travel lane, or may perform steering control so that the vehicle travels along the travel lane.

尚、操舵システムを簡略化する場合や、第1ダンピング係数Kfdの中央値を右側、或いは左側にシフトする制御が不要の場合は、ステップS11~ステップS15までの制御ステップを省略することもできる。ステップS14、或いはステップS15の処理を終了するとステップS16に移行する。 If the steering system is to be simplified, or if control for shifting the median value of the first damping coefficient Kfd to the right or left is unnecessary, the control steps from step S11 to step S15 can be omitted. After completing the process of step S14 or step S15, the process proceeds to step S16.

≪ステップS16≫
ステップS16においては、運転者によってステアリングホイール12が把持されていない「手放し状態」にあるかどうかを判断している。この判断は図6、図7に示した方法で判断することができる。尚、運転者によってステアリングホイール12が把持されているかどうかの判断は後述のステップS26で判断される。
<<Step S16>>
In step S16, it is determined whether or not the steering wheel 12 is in a "hands-off state" in which the driver does not grip it. This judgment can be made by the method shown in FIGS. Whether or not the steering wheel 12 is held by the driver is determined in step S26, which will be described later.

運転者がステアリングホイール12を把持していない場合は、電流センサ15の周波数情報は高周波数側にあるが、運転者がステアリングホイール12を把持している場合は、周波数情報は低周波数側に移動する。 When the driver does not hold the steering wheel 12, the frequency information of the current sensor 15 is on the high frequency side, but when the driver holds the steering wheel 12, the frequency information moves to the low frequency side. do.

このため、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過したオーバーライド状態での共振周波数(Fh)の周波数成分の信号強度である特徴量は、共振周波数のピークを含むので大きくなる。逆に手放し状態のように共振周波数(Fn)のピークが通過周波数帯域(Fbnd)から外れていると、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度である特徴量は小さくなる。 Therefore, the feature quantity, which is the signal intensity of the frequency component of the resonance frequency (Fh) in the overriding state that has passed through the bandpass filter (BPF) 76, includes the peak of the resonance frequency and thus becomes large. Conversely, if the peak of the resonance frequency (Fn) is out of the pass frequency band (Fbnd) as in the hands-free state, the feature amount, which is the signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76, becomes small.

そして、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数情報に基づいて求められた信号強度は、信号強度比較ブロック部77に入力されて、図7に示すように所定の第1強度比較閾値(SL1)と比較される。したがって、運転者がステアリングホイール12を把持していない「手放し状態」の場合は、信号強度が小さいので第1強度比較閾値(SL1)を超えず、運転者がステアリングホイール12を把持している場合は、信号強度が大きいので第1強度比較閾値(SL1)を超えることになる。 Then, the signal strength obtained based on the frequency information that has passed through the bandpass filter (BPF) 76 is input to the signal strength comparison block unit 77, and as shown in FIG. ). Therefore, when the driver does not grip the steering wheel 12 and is in a "hands off state", the signal strength is small and does not exceed the first strength comparison threshold (SL1). , the signal strength is large and exceeds the first strength comparison threshold (SL1).

尚、ステップS16で設定されている第1強度比較閾値(SL1)は、運転者が確実にステアリングホイール12を把持していない「手放し状態」を判断できる値に設定されている。例えば、運転者がステアリングホイール12を軽く把持している場合は、「手放し状態」ではないので、第1強度比較閾値(SL1)を超えることになる。このステアリングホイール12を軽く把持している状態も含めて、ステアリングホイール12を把持している場合は、後述のステップS26での判断に委ねられることになる。 Note that the first strength comparison threshold (SL1) set in step S16 is set to a value that can reliably determine a "hands off state" in which the driver is not gripping the steering wheel 12. FIG. For example, when the driver is lightly gripping the steering wheel 12, the first strength comparison threshold (SL1) is exceeded because the driver is not in a "hands off state." If the steering wheel 12 is being gripped, including the state in which the steering wheel 12 is being lightly gripped, the determination is entrusted to step S26, which will be described later.

そして、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度が第1強度比較閾値(SL1)以上であると、「手放し状態」ではないと判断してステップS21に移行し、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度が第1強度比較閾値(SL1)未満であると、「手放し状態」にあると判断してステップS17に移行する。 If the signal intensity of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76 is equal to or greater than the first intensity comparison threshold (SL1), it is determined that the signal is not in the "hands-off state", and the process proceeds to step S21. If the signal strength of the frequency component that has passed through the (BPF) 76 is less than the first strength comparison threshold value (SL1), it is determined that the device is in a "hands off state", and the process proceeds to step S17.

ここで、ステップS11~ステップS16においては、外部操舵指令受信部が、外部操舵指令値を受信し、かつ、電流センサ15からの電流情報の振動周波数が所定の周波数以下の領域において、電流センサ15からの電流情報の周波数成分の信号強度が第1強度比較閾値(SL1)未満のときにアクティブ・ステア・モードを選択している。このため、確実にアクティブ・ステア・モードを選択することができる。 Here, in steps S11 to S16, the external steering command receiving unit receives the external steering command value, and in a region where the vibration frequency of the current information from the current sensor 15 is equal to or lower than a predetermined frequency, The active steer mode is selected when the signal strength of the frequency component of the current information from is less than a first strength comparison threshold (SL1). Therefore, the active steering mode can be reliably selected.

≪ステップS17≫
ステップS17においては、アクティブ・ステア・モードと判断されているので、自動操舵システム(ADASシステム)27からの自動操舵を行なうべく外部操舵指令地(Adas)に基づいて操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力する。
<<Step S17>>
In step S17, since the active steering mode is determined, the steering torque command value is generated based on the external steering command value (Adas) for automatic steering from the automatic steering system (ADAS system) 27. Output to the steering motor 35 .

操舵モータ35は、外部操舵指令地(Adas)に基づいて、所定の操舵角に操舵輪10を駆動して車両を自動運転する。自動運転はレーンキープ制御や自動走行制御を含むことができる。操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力するとステップS18に移行する。 The steering motor 35 automatically drives the vehicle by driving the steered wheels 10 to a predetermined steering angle based on an external steering command value (Adas). Automated driving can include lane keeping control and automated driving control. When the steering torque command value is generated and output to the steering motor 35, the process proceeds to step S18.

≪ステップS18≫
ステップS18においては、図8に示す第1ダンピング係数Kfdの特性マップから、現在の回転角センサ14の回転角情報(θm)に基づいた第1ダンピング係数Kfdを求める。尚、回転角センサ14の回転角情報(θm)は、操舵輪10の操舵角(ラック位置除用)と実質的に等価なので、操舵輪の操舵角を使用することもできる。
<<Step S18>>
In step S18, the first damping coefficient Kfd based on the current rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is obtained from the characteristic map of the first damping coefficient Kfd shown in FIG. Since the rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is substantially equivalent to the steering angle of the steered wheels 10 (excluding the rack position), the steering angle of the steered wheels can also be used.

そして、基本ダンピングトルク指令値に特性マップから読み出した第1ダンピング係数Kfdを乗算して、第1ダンピングトルク指令値を生成する。 Then, the basic damping torque command value is multiplied by the first damping coefficient Kfd read from the characteristic map to generate the first damping torque command value.

上述したように、アクティブ・ステア・モードで走行する場合は、外部操舵指令値(Adas)に基づいて操舵輪10が操舵されるが、操舵の後は操舵輪10が中立位置に戻されるように制御され、これに追従してステアリングホイール12も中立位置に戻るように制御される。 As described above, when traveling in the active steer mode, the steered wheels 10 are steered based on the external steering command value (Adas). Following this, the steering wheel 12 is also controlled to return to the neutral position.

したがって、第1ダンピング係数Kfdは、中立位置に近づくほどダンピングトルクを大きくする値に設定されているので、ステアリングホイール12が中立位置に近づく際にステアリングホイール12の回転を減速し、また中立位置を超えた際にステアリングホイールを中立位置に押し戻すトルクを発生することになる。これによって、アクティブ・ステア・モードでの中立位置への収斂性を向上することができる。 Therefore, the first damping coefficient Kfd is set to a value that increases the damping torque as the steering wheel 12 approaches the neutral position. When it exceeds, a torque is generated that pushes the steering wheel back to the neutral position. This can improve the convergence to the neutral position in the active steer mode.

尚、本ステップでは、基本ダンピングトルク指令値に第1ダンピング係数Kfdを乗算して第1ダンピングトルク指令値を生成しているが、図8に示すような特性を備える第1ダンピングトルク指令値をマップに記憶させて直接求めるようにしても良い。第1ダンピングトルク指令値が求まるとステップS19に移行する。 In this step, the first damping torque command value is generated by multiplying the basic damping torque command value by the first damping coefficient Kfd. It may be stored in a map and directly obtained. When the first damping torque command value is obtained, the process proceeds to step S19.

≪ステップS19≫
アクティブ・ステア・モードでは、外部操舵指令値(Adas)に基づいて操舵輪10が操舵され、これに追従するようにステアリングホイール12が回転される。したがって、ステップS19においては、ラック位置情報(Rp)から反力モータの操舵反力トルク指令値を求め、これにステップS18で求めた第1ダンピングトルク指令値を加算して最終操舵反力トルク指令値を求める。最終操舵反力トルク指令値が求められるとステップS20に移行する。
<<Step S19>>
In the active steering mode, the steered wheels 10 are steered based on the external steering command value (Adas), and the steering wheel 12 is rotated so as to follow this. Therefore, in step S19, the steering reaction force torque command value of the reaction force motor is obtained from the rack position information (Rp), and the first damping torque command value obtained in step S18 is added to this to obtain the final steering reaction force torque command. find the value. When the final steering reaction force torque command value is obtained, the process proceeds to step S20.

≪ステップS20≫
ステップS20においては、ステップS19で求められた最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与える。
<<Step S20>>
In step S20, the final steering reaction force torque command value obtained in step S19 is output to the reaction force motor 18 to apply the steering reaction force torque to the steering shaft.

この場合、第1ダンピングトルク指令値は、中立位置に近づくほどダンピングトルクを大きくする値に設定されているので、ステアリングホイール12が中立位置に近づく際にステアリングホイール12の回転を減速し、また中立位置を超えた際にステアリングホイールを中立位置に戻すトルクを発生することになる。これによって、アクティブ・ステア・モードでの中立位置への収斂性を向上することができる。 In this case, the first damping torque command value is set to a value that increases the damping torque as the steering wheel 12 approaches the neutral position. When the position is exceeded, a torque is generated that returns the steering wheel to the neutral position. This can improve the convergence to the neutral position in the active steer mode.

最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与えると、リターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。 When the final steering reaction force torque command value is output to the reaction force motor 18 and the steering reaction force torque is applied to the steering shaft, the system exits to return and waits for the next start timing.

≪ステップS21≫
ステップS16の判断処理で、共振周波数の信号強度が第1強度比較閾値(SL1)を超えるとオーバーライド状態にあり、マニュアル・ステア・モードと判断されている。ただ、ステップS16の判断では、運転者がステアリングホイール12を軽く把持している状態もマニュアル・ステア・モードと判断するので、積極的にステアリングホイール12を操舵する意図を検出することが困難である。
<<Step S21>>
In the determination processing of step S16, if the signal strength of the resonance frequency exceeds the first strength comparison threshold (SL1), it is determined that the override state is present and the manual steering mode is selected. However, in the judgment in step S16, even when the driver is lightly gripping the steering wheel 12, it is also judged as the manual steering mode, so it is difficult to detect the driver's intention to actively steer the steering wheel 12. .

このためステップS21においては、反力モータの電流値が所定電流値以上かどうかを判断している。運転者がステアリングホイール12を把持して積極的に操舵を行なうと、反力モータ18の電流フィードバック制御に基づく電流値が上昇するので、この電流値の変化を観察することで、運転者がステアリングホイール12をしっかり把持して操舵を実行していることが判断できる。 Therefore, in step S21, it is determined whether or not the current value of the reaction motor is equal to or greater than a predetermined current value. When the driver grips the steering wheel 12 and actively steers, the current value based on the current feedback control of the reaction motor 18 increases. It can be determined that the wheel 12 is gripped firmly and the steering is executed.

例えば、ステップS17~ステップS19におけるアクティブ・ステア・モードでは、反力モータ18は、操舵輪10の動きに追従するように、ステアリングホイール12を回転させ、この操舵輪10の動きは、外部操舵指令値に対応している。このアクティブ・ステア・モードにおいて、運転者がステアリングホイール12を把持して操舵操作を行った場合、反力モータ18の電流情報は外部操舵指令値に対応したものとは異なる可能性が高い。この両者の違いを判断することにより、運転者の操舵操作の介入を判断することができる。 For example, in the active steer mode in steps S17-S19, the reaction motor 18 rotates the steering wheel 12 to follow the movement of the steered wheels 10, which movement is controlled by an external steering command. corresponds to the value. In this active steer mode, when the driver grips the steering wheel 12 and performs a steering operation, there is a high possibility that the current information of the reaction force motor 18 will differ from that corresponding to the external steering command value. By judging the difference between the two, it is possible to judge the intervention of the driver's steering operation.

ステップS21で反力モータ18に流れる電流値が所定電流値以上であれば、運転者が確実にステアリングホイール12を把持して操舵操作を行なうマニュアル・ステア・モードと判断してステップS22に移行する。 If the current value flowing through the reaction force motor 18 is equal to or greater than the predetermined current value in step S21, it is determined that the driver is in the manual steering mode in which the steering wheel 12 is securely gripped and the steering operation is performed, and the process proceeds to step S22. .

一方、反力モータ18に流れる電流値が所定電流値以上でなければ、運転者が軽くステアリングホイール12を把持しているだけと判断してステップS25に移行する。 On the other hand, if the current value flowing through the reaction force motor 18 is not equal to or greater than the predetermined current value, it is determined that the driver is only lightly gripping the steering wheel 12, and the process proceeds to step S25.

≪ステップS22≫
ステップS22においては、マニュアル・ステア・モードと判断されているので、回転角情報(θm)に基づいて操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力する。
<<Step S22>>
In step S22, since the manual steering mode is determined, a steering torque command value is generated based on the rotation angle information (.theta.m) and output to the steering motor 35. FIG.

操舵モータ35は、回転角情報(θm)に基づいて、所定の操舵角に操舵輪10を駆動して車両を制御する。操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力するとステップS23に移行する。 The steering motor 35 controls the vehicle by driving the steered wheels 10 to a predetermined steering angle based on the rotation angle information (θm). When the steering torque command value is generated and output to the steering motor 35, the process proceeds to step S23.

≪ステップS23≫
ステップS23においては、図8に示す第2ダンピング係数Ksdの特性マップから、現在の回転角センサ14の回転角情報(θm)に基づいた第2ダンピング係数Ksdを求める。そして、回転角センサ14の回転角や回転速度から決まる基本ダンピングトルク指令値に特性マップから読み出した第2ダンピング係数Ksdを乗算して、第2ダンピングトルク指令値を生成する。
<<Step S23>>
In step S23, the second damping coefficient Ksd based on the current rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is obtained from the characteristic map of the second damping coefficient Ksd shown in FIG. Then, the basic damping torque command value determined from the rotation angle and rotation speed of the rotation angle sensor 14 is multiplied by the second damping coefficient Ksd read from the characteristic map to generate the second damping torque command value.

マニュアル・ステア・モードでの第2ダンピングトルク指令値は、回転角センサ14からの回転角情報(θm)に基づく、第1ダンピングトルク指令値よりも小さく、かつステアリングホイールの切り込み方向、及び切り戻し方向とは反対方向のトルクである。第2ダンピングトルク指令値が求まるとステップS24に移行する。 The second damping torque command value in the manual steering mode is smaller than the first damping torque command value based on the rotation angle information (θm) from the rotation angle sensor 14, and the steering wheel turning direction and steering back. Direction is the torque in the opposite direction. When the second damping torque command value is obtained, the process proceeds to step S24.

≪ステップS24≫
マニュアル・ステア・モードでは、ステアリングホイール12によって間接的に操舵輪10が操舵される。したがって、ステップS24においては、反力モータ18の回転角センサからの回転角情報(θm)から反力モータの操舵反力トルク指令値を求め、これにステップS23で求めた第2ダンピングトルク指令値を加算して最終操舵反力トルク指令値を求める。最終操舵反力トルク指令値が求められるとステップS20に移行する。
<<Step S24>>
In manual steering mode, the steering wheel 12 indirectly steers the steered wheels 10 . Therefore, in step S24, the steering reaction force torque command value of the reaction motor is obtained from the rotation angle information (θm) from the rotation angle sensor of the reaction force motor 18, and the second damping torque command value obtained in step S23 is added to this. is added to obtain the final steering reaction force torque command value. When the final steering reaction force torque command value is obtained, the process proceeds to step S20.

上述したように、ステップS20においては、ステップS24で求められた最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与える。最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与えると、リターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。 As described above, in step S20, the final steering reaction force torque command value obtained in step S24 is output to the reaction force motor 18 to apply the steering reaction force torque to the steering shaft. When the final steering reaction force torque command value is output to the reaction force motor 18 and the steering reaction force torque is applied to the steering shaft, the system exits to return and waits for the next start timing.

第2ダンピング係数Ksdは、アクティブ・ステア・モードで設定した第1ダンピング係数Kfdより小さい値に設定されているので、ステアリングホイール12の切り込み方向や切り戻し方向でのダンピングトルクが大きくなり過ぎるのを抑制でき、運転者がステアリングホイールを操作することに違和感を覚えるという現象を改善できるようになる。 Since the second damping coefficient Ksd is set to a value smaller than the first damping coefficient Kfd set in the active steering mode, excessive damping torque in the steering wheel 12 turning direction and steering back direction can be prevented. It can be suppressed, and the phenomenon that the driver feels a sense of incongruity in operating the steering wheel can be improved.

ここで、ステップS16~ステップS19のアクティブ・ステア・モードと、ステップS21~ステップS24のマニュアル・ステア・モードの制御を切り換えて実行する場合においては、アクティブ・ステア・モードからマニュアル・ステア・モードに遷移する過程、或いはマニュアル・ステア・モードからアクティブ・ステア・モードに遷移する過程においては、ダンピング係数の値が大きく変わるので、その遷移過程でステアリングホイール12の操舵操作に違和感が生じることが懸念される。 Here, when switching between the active steering mode in steps S16 to S19 and the manual steering mode in steps S21 to S24, the active steering mode is switched to the manual steering mode. In the process of transition or in the process of transitioning from the manual steering mode to the active steering mode, the value of the damping coefficient changes significantly, so there is concern that the steering operation of the steering wheel 12 may feel uncomfortable during the transition process. be.

このため、図11Aに示すように、アクティブ・ステア・モードからマニュアル・ステア・モードに切り換えられた場合においては、第1ダンピング係数Kfdと第2ダンピング係数Ksdの間の遷移モードにおいて、ダンピング係数が徐々に漸減する遷移ダンピング係数K(f-S)dを設定して、第1ダンピング係数Kfdから第2ダンピング係数Ksdに遷移させることが有効である。 Therefore, as shown in FIG. 11A, when the active steering mode is switched to the manual steering mode, in the transition mode between the first damping coefficient Kfd and the second damping coefficient Ksd, the damping coefficient is It is effective to set a gradually decreasing transition damping coefficient K(f−S)d to transition from the first damping coefficient Kfd to the second damping coefficient Ksd.

このように、遷移ダンピング係数K(f-s)dを設定することによって、ダンピングトルク指令値は、第1ダンピングトルク指令値から第2ダンピングトルク指令値に近づくように徐々に漸減されるので、第1ダンピングトルク指令値から第2ダンピングトルク指令値に切り換えるときの切り換えショックを低減し、操舵操作感の向上を図ることができる。 By setting the transition damping coefficient K(fs)d in this way, the damping torque command value is gradually reduced from the first damping torque command value to approach the second damping torque command value. It is possible to reduce the switching shock when switching from the first damping torque command value to the second damping torque command value, and improve the steering operation feeling.

また、図11Bに示すように、マニュアル・ステア・モードからマニュアル・ステア・モードに切り換えられた場合においては、第2ダンピング係数Ksdと第1ダンピング係数Kfdの間の遷移モードにおいて、ダンピング係数が徐々に漸増する遷移ダンピング係数K(s-f)dを設定して、第2ダンピング係数Ksdから第1ダンピング係数Kfdに遷移させることが有効である。 Further, as shown in FIG. 11B, when the manual steering mode is switched to the manual steering mode, the damping coefficient gradually increases in the transition mode between the second damping coefficient Ksd and the first damping coefficient Kfd. to transition from the second damping factor Ksd to the first damping factor Kfd by setting the transition damping factor K(s−f)d that gradually increases to .

このように、遷移ダンピング係数K(s-f)dを設定することによって、ダンピングトルク指令値は、第2ダンピングトルク指令値から第1ダンピングトルク指令値に近づくように、徐々に漸増されるので、第2ダンピングトルク指令値から第1ダンピングトルク指令値に切り換えるときの切り換えショックを低減し、操舵操作感の向上を図ることができる。更には反力モータ18の操舵反力トルクが急変することによるステアリングホイールの振動の発生を低減することができる。 By setting the transition damping coefficient K(s-f)d in this manner, the damping torque command value is gradually increased from the second damping torque command value to approach the first damping torque command value. , the switching shock when switching from the second damping torque command value to the first damping torque command value can be reduced, and the steering operation feeling can be improved. Furthermore, it is possible to reduce the vibration of the steering wheel due to sudden changes in the steering reaction force torque of the reaction force motor 18 .

再び図10Bに戻って、ステップS21で反力モータ18に流れる電流値が所定電流値以上でないと判断されれば、ステップS25以降の制御ステップが実行される。このステップS21の判断は、運転者がステアリングホイール12を把持しているが操舵操作を行っていない状態(ステアリングホイール12に手を添えているだけの状態も含む)を想定している。 Returning to FIG. 10B again, if it is determined in step S21 that the current value flowing through the reaction force motor 18 is not equal to or greater than the predetermined current value, the control steps after step S25 are executed. The determination in step S21 is based on the assumption that the driver is holding the steering wheel 12 but not performing a steering operation (including a state in which the driver is only putting his or her hand on the steering wheel 12).

≪ステップS25≫
ステップS25においては、反力モータ18の回転角センサ14の回転速度が所定値以上であるか否かを判断する。このステップS25を実行する理由は、運転者がステアリングホイール12を操舵することで回転速度が上昇したかどうかを観察するものである。
<<Step S25>>
In step S25, it is determined whether or not the rotation speed of the rotation angle sensor 14 of the reaction motor 18 is equal to or higher than a predetermined value. The reason for executing this step S25 is to observe whether or not the rotation speed has increased by the driver steering the steering wheel 12 .

したがって、運転者がステアリングホイール12の操舵操作を行った結果、回転速度が上昇していると判断すると、マニュアル・ステア・モードと見做してステップS22に移行する。尚、以下に説明するステップ26の判断結果も含めて、ステップS22に移行する場合はすでに説明しているので、重ねて説明するのは省略する。 Therefore, when it is determined that the rotation speed is increasing as a result of the driver's steering operation of the steering wheel 12, it is assumed that the manual steering mode is set and the process proceeds to step S22. It should be noted that, including the determination result of step 26 to be described below, the case of moving to step S22 has already been described, so a repeated description will be omitted.

一方、回転速度が上昇していないと判断すると、運転者がステアリングホイール12を把持しているが、操舵操作は行っていないと判断してステップS26に移行する。 On the other hand, if it is determined that the rotation speed has not increased, it is determined that the driver is gripping the steering wheel 12 but not steering, and the process proceeds to step S26.

≪ステップS26≫
ステップS26においては、ステップS16と同じ方法で、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度が所定の第2強度比較閾値(SL2)と比較される。この第2強度比較閾値(SL2)は、運転者によって確実にステアリングホイール12を把持している状態を判断できる値に設定されており、「第1強度比較閾値(SL1) < 第2強度比較閾値(SL2)」の関係に決められている。
<<Step S26>>
In step S26, the signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76 is compared with a predetermined second strength comparison threshold (SL2) in the same manner as in step S16. The second strength comparison threshold (SL2) is set to a value that allows the driver to reliably grasp the steering wheel 12. The second strength comparison threshold (SL1) < second strength comparison threshold (SL2)”.

図12には、第1強度比較閾値(SL1)と第2強度比較閾値(SL2)の関係を示している。運転者がステアリングホイール12を把持していない「手放し状態」の場合は、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過する周波数成分の信号強度は、第1強度比較閾値(SL1)より小さい値となる。 FIG. 12 shows the relationship between the first intensity comparison threshold (SL1) and the second intensity comparison threshold (SL2). When the driver is not holding the steering wheel 12, the signal strength of the frequency component passing through the bandpass filter (BPF) 76 is smaller than the first strength comparison threshold (SL1).

一方、運転者がステアリングホイール12を確実に把持している場合は、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過する周波数成分の信号強度は、第2強度比較閾値(SL2)より大きい値となる。 On the other hand, when the driver firmly grips the steering wheel 12, the signal strength of the frequency component passing through the bandpass filter (BPF) 76 is greater than the second strength comparison threshold (SL2).

そして、運転者がステアリングホイール12を軽く把持して操舵操作を行なわない場合は、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過する周波数成分の信号強度は、第1強度比較閾値(SL1)と第2強度比較閾値(SL2)の間の値となる。 When the driver grips the steering wheel 12 lightly and does not steer, the signal strength of the frequency component passing through the bandpass filter (BPF) 76 is the first strength comparison threshold (SL1) and the second strength It becomes a value between the comparison thresholds (SL2).

このため、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度が第2強度比較閾値(SL2)以上であると、運転者によってステアリングホイール12が確実に把持されていると判断して、マニュアル・ステア・モードを実行するためステップS22に移行する。 Therefore, when the signal strength of the frequency component that has passed through the bandpass filter (BPF) 76 is equal to or greater than the second strength comparison threshold (SL2), it is determined that the steering wheel 12 is securely held by the driver. In order to execute the manual steering mode, the process proceeds to step S22.

一方、バンドパスフィルタ(BPF)76を通過した周波数成分の信号強度が第2強度比較閾値(SL2)未満であると、運転者がステアリングホイール12に手は添えているがしっかり把持しておらず、操舵操作を行なう状態ではないと判断して、アクティブル・ステア・モードを実行するためステップS27に移行する。 On the other hand, if the signal strength of the frequency component that has passed through the band-pass filter (BPF) 76 is less than the second strength comparison threshold (SL2), the driver is holding the steering wheel 12 with his/her hand but not gripping it firmly. , the steering operation is not performed, and the process proceeds to step S27 to execute the active steering mode.

≪ステップS27≫
ステップS27においては、アクティブ・ステア・モードと判断されているので、自動操舵システム(ADASシステム)27からの自動操舵を行なうべく外部操舵指令地(Adas)に基づいて操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力する。
<<Step S27>>
In step S27, since the active steering mode is determined, the steering torque command value is generated based on the external steering command value (Adas) for automatic steering from the automatic steering system (ADAS system) 27. Output to the steering motor 35 .

操舵モータ35は、外部操舵指令地(Adas)に基づいて、所定の操舵角に操舵輪10を駆動して車両を自動運転する。自動運転はレーンキープ制御や自動走行制御を含むことができる。操舵トルク指令値を生成して操舵モータ35に出力するとステップS28に移行する。 The steering motor 35 automatically drives the vehicle by driving the steered wheels 10 to a predetermined steering angle based on an external steering command value (Adas). Automated driving can include lane keeping control and automated driving control. When the steering torque command value is generated and output to the steering motor 35, the process proceeds to step S28.

≪ステップS28≫
ステップS28においては、図8に示す第3ダンピング係数Ktdの特性マップから、現在の回転角センサ14の回転角情報(θm)に基づいた第3ダンピング係数Ktdを求める。尚、回転角センサ14の回転角情報(θm)は、操舵輪10の操舵角(ラック位置除用)と実質的に等価なので、操舵輪の操舵角を使用することもできる。そして、基本ダンピングトルク指令値に特性マップから読み出した第3ダンピング係数Ktdを乗算して、第3ダンピングトルク指令値を生成する。
<<Step S28>>
In step S28, the third damping coefficient Ktd based on the current rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is obtained from the characteristic map of the third damping coefficient Ktd shown in FIG. Since the rotation angle information (θm) of the rotation angle sensor 14 is substantially equivalent to the steering angle of the steered wheels 10 (excluding the rack position), the steering angle of the steered wheels can also be used. Then, the basic damping torque command value is multiplied by the third damping coefficient Ktd read from the characteristic map to generate the third damping torque command value.

ここで、第3ダンピング係数Ktdは、図8からわかるように「第1ダンピング係数Kfd > 第3ダンピング係数Ktd > 第2ダンピング係数Ksd」の関係に設定されている。第3ダンピングトルク指令値が求まるとステップS29に移行する。 Here, as can be seen from FIG. 8, the third damping coefficient Ktd is set to satisfy the relationship of "first damping coefficient Kfd>third damping coefficient Ktd>second damping coefficient Ksd". When the third damping torque command value is obtained, the process proceeds to step S29.

≪ステップS29≫
アクティブ・ステア・モードでは、外部操舵指令値(Adas)に基づいて操舵輪10が操舵され、これに追従するようにステアリングホイール12が回転される。したがって、ステップS29においては、ラック位置情報(Rp)から反力モータ18の操舵反力トルク指令値を求め、これにステップS18で求めた第3ダンピングトルク指令値を加算して最終操舵反力トルク指令値を求める。最終操舵反力トルク指令値が求められるとステップS20に移行する。
<<Step S29>>
In the active steering mode, the steered wheels 10 are steered based on the external steering command value (Adas), and the steering wheel 12 is rotated so as to follow this. Therefore, in step S29, the steering reaction force torque command value of the reaction force motor 18 is obtained from the rack position information (Rp), and the third damping torque command value obtained in step S18 is added to this to obtain the final steering reaction force torque. Find the command value. When the final steering reaction force torque command value is obtained, the process proceeds to step S20.

上述したように、ステップS20においては、ステップS24で求められた最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与える。最終操舵反力トルク指令値を反力モータ18に出力して、ステアリングシャフトに操舵反力トルクを与えると、リターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。 As described above, in step S20, the final steering reaction force torque command value obtained in step S24 is output to the reaction force motor 18 to apply the steering reaction force torque to the steering shaft. When the final steering reaction force torque command value is output to the reaction force motor 18 and the steering reaction force torque is applied to the steering shaft, the system exits to return and waits for the next start timing.

このように、ステップS26で、運転者がステアリングホイール12に手は添えているがしっかり把持しておらず、操舵操作を行なう状態ではないと判断されると、アクティブ・ステア・モードと見做している。そして、運転者がステアリングホイール12に手を添えている状態であるため、第1ダンピングトルク指令値のような大きなダンピングトルクを与えなくても、ステアリングホイール12が中立位置でふらつく(オーバーシュート現象)ことが少なく、運転者のステアリングホイール12の握り状態に合ったダンピングトルク指令値とすることができる。 In this way, if it is determined in step S26 that the driver is not holding the steering wheel 12 firmly with his/her hand and is not in a state of steering operation, the active steering mode is assumed. ing. Since the driver is holding the steering wheel 12 with his or her hand, the steering wheel 12 wobbles at the neutral position (overshoot phenomenon) even if a large damping torque such as the first damping torque command value is not applied. Therefore, a damping torque command value suitable for the driver's grip on the steering wheel 12 can be obtained.

以上述べた通り、本発明においては、自動運転制御のようなアクティブ・ステア・モードのときは、比較的大きなダンピングトルクを有する第1ダンピングトルク指令値に基づいて反力モータを駆動することにより、ステアリングホイールの収斂性を向上させることができる。また、ステアリングホイールを操作するマニュアル・ステア・モードのときは、第1ダンピングトルク指令値より小さなダンピングトルクを有する第2ダンピングトルク指令値に基づき反力モータを駆動することにより、運転者がステアリングホイールを操作することに違和感を覚えるのを抑制できる。 As described above, in the present invention, in the active steering mode such as automatic driving control, by driving the reaction force motor based on the first damping torque command value having a relatively large damping torque, The convergence of the steering wheel can be improved. Further, in the manual steering mode in which the steering wheel is operated, by driving the reaction force motor based on the second damping torque command value having a damping torque smaller than the first damping torque command value, the driver can control the steering wheel. It is possible to suppress the feeling of discomfort in operating the .

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with another configuration.

10…操舵輪、12…ステアリングホイール、13…ステアリングシャフト、14…反力モータ回転角センサ(操舵操作量センサ)、15…反力モータ電流センサ(操舵操作量センサ)、17…操舵軸、18…反力用電動モータ、19…制御装置、22…ラック位置センサ(操舵量センサ)、27…自動操舵システム、35…操舵用電動モータ、62…車載カメラ、63…操舵トルク指令値生成部、64…操舵用電動アクチュエータ、67…外部操舵指令受信部、68…操舵反力トルク指令値生成部、69…反力用電動アクチュエータ、72…操舵モード判別部、73…操舵モード切り換え部、74…ダンピングトルク指令値生成部。 Reference Signs List 10 Steering wheel 12 Steering wheel 13 Steering shaft 14 Reaction motor rotation angle sensor (steering operation amount sensor) 15 Reaction motor current sensor (steering operation amount sensor) 17 Steering shaft 18 ... Reaction force electric motor 19 ... Control device 22 ... Rack position sensor (steering amount sensor) 27 ... Automatic steering system 35 ... Steering electric motor 62 ... In-vehicle camera 63 ... Steering torque command value generator, 64 Steering electric actuator 67 External steering command receiving unit 68 Steering reaction torque command value generating unit 69 Reaction electric actuator 72 Steering mode determining unit 73 Steering mode switching unit 74 Damping torque command value generator.

Claims (12)

車両のステアリングホイールの回転に伴い回転可能に設けられ、操舵輪と機械的に分離されている操舵操作軸と、
前記操舵操作軸に対して操舵反力トルクを付与する反力用電動アクチュエータと、
前記操舵輪を操舵させる操舵力を発生する操舵用電動アクチュエータと、
前記操舵用電動アクチュエータの操舵力を前記操舵輪に伝達する操舵部材と、
前記ステアリングホイールの操舵操作量を検出し、操舵操作量に関する操舵操作量情報を出力する操舵操作量センサと、
前記操舵輪の操舵量を検出し、操舵量に関する操舵量情報を出力する操舵量センサと、
少なくとも、前記操舵操作量センサからの操舵操作量情報と前記操舵量センサからの操舵量情報に基づいて、前記反力用電動アクチュエータと前記操舵用電動アクチュエータを駆動、制御する制御手段とからなる操舵制御装置であって、
前記制御手段は、少なくとも、外部操舵指令受信部と、操舵モード切り換え部と、ダンピングトルク指令値生成部と、操舵反力トルク指令値生成部とを備え、
前記外部操舵指令受信部は、前記車両の走行路に関する情報、または前記車両の運転状況に関する情報に基づいて外部操舵制御手段で生成された外部操舵指令情報を受信し、
前記操舵モード切り換え部は、少なくとも、前記操舵操作量センサからの操舵操作量情報に基づき、アクティブ・ステア・モードとマニュアル・ステア・モードとを切り換え、前記アクティブ・ステア・モードは、前記外部操舵指令情報に基づいて前記操舵用電動アクチュエータを駆動、制御するモードであり、前記マニュアル・ステア・モードは、前記操舵操作量情報に基づいて前記操舵用電動アクチュエータを駆動、制御するモードであり、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記操舵モード切り換え部が前記アクティブ・ステア・モードを選択しているときに第1ダンピングトルク指令値を生成し、前記操舵モード切り換え部が前記マニュアル・ステア・モードを選択しているときに第2ダンピングトルク指令値を生成し、
前記第1ダンピングトルク指令値は、前記操舵量センサからの前記操舵量情報に基づき前記ステアリングホイールが中立位置を超えた際に前記ステアリングホイールを中立位置に戻す方向のトルクを発生するように前記反力用電動アクチュエータを駆動、制御するためのダンピングトルク情報であり、
前記第2ダンピングトルク指令値は、前記第1ダンピングトルク指令値よりも小さく、かつ前記ステアリングホイールの切り込み方向、及び切り戻し方向とは反対方向で操舵前記操作量センサからの前記操舵操作量情報に基づくトルクを発生するように前記反力用電動アクチュエータを駆動、制御するためのダンピングトルク情報であり、
前記操舵反力トルク指令値生成部は、 少なくとも前記操舵操作量センサからの前記操舵操作量情報と前記操舵量センサからの前記操舵量情報に基づいて、前記ステアリングホイールの回転方向とは反対方向で、前記ステアリングホイールの回転に抵抗を与える操舵反力トルク指令値を生成すると共に、前記操舵反力トルク指令値に前記第1ダンピングトルク指令値、或いは前記第2ダンピングトルク指令値を反映して最終操舵反力トルク指令値を生成し、前記最終操舵反力トルク指令値によって前記反力用電動アクチュエータを駆動、制御する
ことを特徴とする操舵制御装置。
a steering operation shaft that is rotatable with the rotation of the steering wheel of the vehicle and that is mechanically separated from the steered wheels;
a reaction force electric actuator that applies a steering reaction torque to the steering operation shaft;
a steering electric actuator that generates a steering force for steering the steered wheels;
a steering member that transmits a steering force of the steering electric actuator to the steered wheels;
a steering operation amount sensor that detects a steering operation amount of the steering wheel and outputs steering operation amount information regarding the steering operation amount;
a steering amount sensor that detects the steering amount of the steered wheels and outputs steering amount information regarding the steering amount;
A steering comprising control means for driving and controlling the electric actuator for reaction force and the electric actuator for steering based on at least steering operation amount information from the steering operation amount sensor and steering amount information from the steering amount sensor. a controller,
The control means includes at least an external steering command receiving section, a steering mode switching section, a damping torque command value generating section, and a steering reaction force torque command value generating section,
The external steering command receiving unit receives external steering command information generated by the external steering control means based on information on the roadway of the vehicle or information on the driving situation of the vehicle,
The steering mode switching unit switches between an active steering mode and a manual steering mode at least based on steering operation amount information from the steering operation amount sensor, and the active steering mode is switched between the external steering command a mode in which the electric steering actuator is driven and controlled based on information, and the manual steering mode is a mode in which the electric steering actuator is driven and controlled based on the steering operation amount information;
The damping torque command value generating section generates a first damping torque command value when the steering mode switching section selects the active steering mode, and the steering mode switching section selects the manual steering mode. Generate a second damping torque command value when selecting
The first damping torque command value is set based on the steering amount information from the steering amount sensor so as to generate torque in the direction of returning the steering wheel to the neutral position when the steering wheel exceeds the neutral position. Damping torque information for driving and controlling the electric force actuator,
The second damping torque command value is smaller than the first damping torque command value, and the steering operation amount information from the steering operation amount sensor in a direction opposite to the turning direction and the steering back direction of the steering wheel. Damping torque information for driving and controlling the reaction force electric actuator so as to generate a torque based on
The steering reaction force torque command value generation unit generates a torque in a direction opposite to the rotating direction of the steering wheel based on at least the steering operation amount information from the steering operation amount sensor and the steering amount information from the steering amount sensor. generating a steering reaction force torque command value that gives resistance to rotation of the steering wheel, and reflecting the first damping torque command value or the second damping torque command value in the steering reaction force torque command value to make a final A steering control device for generating a steering reaction force torque command value, and for driving and controlling said reaction force electric actuator according to said final steering reaction force torque command value.
請求項1に記載の操舵制御装置であって、
前記操舵操作量センサは、前記反力用電動アクチュエータを構成する反力用電動モータのコイル電流を検出する電流センサであり、
前記操舵モード切り換え部は、前記電流センサからの電流情報の周波数成分が第1周波数以下の領域における、前記電流情報の出力値に基づき前記アクティブ・ステア・モードと前記マニュアル・ステア・モードとを切り換える
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1,
The steering operation amount sensor is a current sensor that detects a coil current of a reaction force electric motor that constitutes the reaction force electric actuator,
The steering mode switching unit switches between the active steering mode and the manual steering mode based on the output value of the current information in a region where the frequency component of the current information from the current sensor is equal to or lower than a first frequency. A steering control device characterized by:
請求項2に記載の操舵制御装置であって、
前記操舵モード切り換え部は、前記電流センサからの前記電流情報の周波数成分が前記第1周波数以下の領域において、前記電流情報の周波数成分の信号強度が、第1強度比較閾値以上のときに前記マニュアル・ステア・モードを選択する
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 2,
The steering mode switching unit switches the manual mode when the signal strength of the frequency component of the current information from the current sensor is equal to or higher than a first strength comparison threshold in a region where the frequency component of the current information is equal to or lower than the first frequency. - A steering control device characterized by selecting a steer mode.
請求項3に記載の操舵制御装置であって、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記電流センサからの前記電流情報の周波数成分が前記第1周波数以下で、且つ前記第1周波数より低い第2周波数以上の周波数帯域の領域において、
前記電流情報の周波数成分の信号強度が、前記第1強度比較閾値より小さい時は前記第1ダンピングトルク指令値を生成し、
前記電流情報の周波数成分の信号強度が、前記第1強度比較閾値より大きい第2強度比較閾値より大きい時は前記第2ダンピングトルク指令値を生成し、
前記電流情報の周波数成分の信号強度が、前記第1強度比較閾値と前記第2強度比較閾値の間の時は第3ダンピングトルク指令値を生成し、
前記第1ダンピングトルク指令値、前記第2ダンピングトルク指令値、及び前記第3ダンピングトルク指令値は、
「第1ダンピングトルク指令値>第3ダンピングトルク指令値>第2ダンピングトルク指令値」
の関係に設定されている
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 3,
The damping torque command value generation unit, in a frequency band region in which the frequency component of the current information from the current sensor is equal to or less than the first frequency and equal to or greater than a second frequency lower than the first frequency,
generating the first damping torque command value when the signal strength of the frequency component of the current information is smaller than the first strength comparison threshold;
generating the second damping torque command value when the signal strength of the frequency component of the current information is greater than a second strength comparison threshold that is greater than the first strength comparison threshold;
generating a third damping torque command value when the signal strength of the frequency component of the current information is between the first strength comparison threshold and the second strength comparison threshold;
The first damping torque command value, the second damping torque command value, and the third damping torque command value are
"First damping torque command value > Third damping torque command value > Second damping torque command value"
A steering control device characterized by being set in a relationship of
請求項2に記載の操舵制御装置であって、
前記操舵モード切り換え部は、前記電流センサからの前記電流情報の周波数成分が前記第1周波数以下の領域において、前記電流情報の周波数成分の信号強度が、第1強度比較閾値未満のときに前記アクティブ・ステア・モードを選択する
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 2,
The steering mode switching unit is configured to be active when the signal strength of the frequency component of the current information from the current sensor is less than a first strength comparison threshold in a region where the frequency component of the current information is equal to or lower than the first frequency. - A steering control device characterized by selecting a steer mode.
請求項2に記載の操舵制御装置であって、
前記操舵モード切り換え部は、前記外部操舵指令受信部が、前記外部操舵指令情報を受信しており、かつ、前記電流センサからの前記電流情報の周波数成分が第1周波数以下の領域において、前記電流センサからの前記電流情報の出力値が第1強度比較閾値未満のときに前記アクティブ・ステア・モードを選択する
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 2,
The steering mode switching unit controls the current flow in a region in which the external steering command receiving unit receives the external steering command information and the frequency component of the current information from the current sensor is equal to or lower than a first frequency. A steering control device, wherein the active steering mode is selected when an output value of the current information from a sensor is less than a first intensity comparison threshold.
請求項1に記載の操舵制御装置であって、
前記操舵操作量センサは、更に前記ステアリングホイールの回転速度情報を出力する回転角センサであり、
前記操舵モード切り換え部が、前記アクティブ・ステア・モードを選択しているとき、前記操舵反力トルク指令値生成部は、前記外部操舵指令情報に対応した前記操舵反力トルク指令値を生成し、
前記アクティブ・ステア・モードが選択されているとき、前記操舵モード切り換え部は、前記外部操舵指令情報と前記回転速度情報とに基づき、前記アクティブ・ステア・モードを継続するか、或いは前記マニュアル・ステア・モードに切り換える
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1,
The steering operation amount sensor is a rotation angle sensor that outputs rotation speed information of the steering wheel,
When the steering mode switching unit selects the active steer mode, the steering reaction force torque command value generation unit generates the steering reaction force torque command value corresponding to the external steering command information,
When the active steering mode is selected, the steering mode switching unit continues the active steering mode or performs the manual steering based on the external steering command information and the rotation speed information. A steering control device characterized by switching modes.
請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記ステアリングホイールが中立位置に近づくほど、前記第1ダンピングトルク指令値を大きくする
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1, wherein
The steering control device, wherein the damping torque command value generator increases the first damping torque command value as the steering wheel approaches a neutral position.
請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記操舵モード切り換え部によって、前記アクティブ・ステア・モードから前記マニュアル・ステア・モードに切り換えられた場合、前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記第1ダンピングトルク指令値から前記第2ダンピングトルク指令値に向けて徐々にダンピングトルク指令値を漸減させる
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1, wherein
When the steering mode switching unit switches from the active steering mode to the manual steering mode, the damping torque command value generation unit converts the first damping torque command value to the second damping torque command value A steering control device characterized by gradually decreasing a damping torque command value toward .
請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記操舵モード切り換え部によって、前記マニュアル・ステア・モードから前記アクティブ・ステア・モードに切り換えられた場合、前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記第2ダンピングトルク指令値から前記第1ダンピングトルク指令値に向けて徐々にダンピングトルク指令値を漸増させる
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1, wherein
When the steering mode switching unit switches from the manual steering mode to the active steering mode, the damping torque command value generation unit converts the second damping torque command value to the first damping torque command value. A steering control device characterized by gradually increasing a damping torque command value toward .
請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記外部操舵指令受信部が、前記外部操舵制御手段からレーンキープ制御に関する前記外部操舵指令情報を受信しているとき、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、運転者によって前記ステアリングホイールが把持されているか否かに拘わらず、前記第1ダンピングトルク指令値を生成する
ことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to claim 1, wherein
When the external steering command receiving unit receives the external steering command information related to lane keep control from the external steering control means,
The steering control device, wherein the damping torque command value generator generates the first damping torque command value regardless of whether the steering wheel is held by a driver.
請求項11に記載の操舵制御装置において、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記ステアリングホイールが中立位置に近づくほど、前記第1ダンピングトルク指令値を大きくすると共に、
前記外部操舵指令受信部が、前記外部操舵制御手段から前記レーンキープ制御に関する前記外部操舵指令情報を受信し、かつ、前記車両が旋回走行路を旋回走行している場合においては、
前記ダンピングトルク指令値生成部は、前記操舵輪の操舵角に基づいて定められる保舵位置を設定し、この保舵位置を前記ステアリングホイールの前記中立位置として設定して前記第1ダンピングトルク指令値を生成する
ことを特徴とする操舵制御装置。
A steering control device according to claim 11, wherein
The damping torque command value generation unit increases the first damping torque command value as the steering wheel approaches a neutral position,
When the external steering command receiving unit receives the external steering command information related to the lane keep control from the external steering control means and the vehicle is turning on a turning road,
The damping torque command value generator sets a steering holding position determined based on the steering angle of the steered wheels, sets this steering holding position as the neutral position of the steering wheel, and generates the first damping torque command value. A steering control device characterized by generating
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