JP7376290B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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Description
上記操舵制御装置において、前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第1電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度の絶対値が予め設定された角速度閾値以上であることが含まれることが好ましい。
上記操舵制御装置において、前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第1電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度変化量の絶対値が予め設定された角速度変化量閾値以上であることが含まれることが好ましい。
上記操舵制御装置において、前記電流フィードバック制御部は、前記制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整した後、解除条件が成立する場合に前記制御ゲインの調整を解除することが好ましい。
上記操舵制御装置において、前記解除条件には、前記制御ゲインの大きい状態が所定時間継続することが含まれることが好ましい。
図1に示すように、操舵制御装置1の制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置(EPS)2は、運転者によるステアリングホイール3の操作に基づいて転舵輪4を転舵させる操舵機構5を備えている。また、EPS2は、操舵機構5にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアクチュエータとしてのEPSアクチュエータ6を備えている。
図2に示すように、操舵制御装置1は、モータ制御信号Smを出力する制御回路としてのマイコン41と、モータ制御信号Smに基づいてモータ21に駆動電力を供給する駆動回路42とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路42には、FET等の複数のスイッチング素子を有する周知のPWMインバータが採用されている。そして、マイコン41の出力するモータ制御信号Smは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、モータ制御信号Smに応答して各スイッチング素子がオンオフし、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源43の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ21へと出力される。
電流指令値演算部51は、q軸電流指令値Iq*の基礎成分であるアシスト指令値Ias*を演算するアシスト指令値演算部61を備えている。また、電流指令値演算部51は、q軸電流指令値Iq*の絶対値の上限となる制限値Igを設定する制限値設定部62と、アシスト指令値Ias*の絶対値を制限値Ig以下に制限するガード処理部63とを備えている。制限値設定部62には、メモリ64が接続されている。
制限値設定部62には、絶対舵角θs、車速SPD、電源電圧Vb、定格電流Ir及びエンド位置対応角θs_le,θs_reが入力される。そして、制限値設定部62は、これらの状態量に基づいて制限値Igを設定する。
そして、舵角制限値Ienが制限値Igとしてガード処理部63に出力されることにより、q軸電流指令値Iq*の絶対値が舵角制限値Ienに制限される。これにより、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、該エンド離間角Δθの減少に基づいてq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくすることで、ラックエンド18がラックハウジング13に衝突するエンド当ての衝撃を緩和するエンド当て緩和制御が実行される。
舵角制限値演算部71は、エンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部81と、エンド離間角Δθに応じて定まる電流制限量である角度制限成分Igaを演算する角度制限成分演算部82とを備えている。また、舵角制限値演算部71は、上限角速度ωlimに対する操舵速度ωsの超過分である超過角速度ωoを演算する超過角速度演算部83と、超過角速度ωoに応じて定まる電流制限量である速度制限成分Igsを演算する速度制限成分演算部84とを備えている。
図4に示すように、モータ制御信号生成部52は、電流指令値Id*,Iq*に基づいてdq座標系における電流フィードバック演算を実行することにより、モータ制御信号Smを演算する。なお、以下では、フィードバックという文言を「F/B」と記すことがある。
本実施形態のq軸電流F/B制御部93は、エンド当て緩和制御の実行時において、q軸実電流値Iqのオーバーシュートが発生する場合に、電流F/B演算に用いる制御ゲインとしての比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiが大きくなるようにこれらを調整する。なお、比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiは、実験等の結果に基づく最適値が予め設定されている。また、比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiの調整は、例えば予め設定された値を定数倍する又は所定値を加算するといった方法が採用される。
(b)モータ角速度ωmの絶対値が予め設定された角速度閾値ωth以上である。
なお、第1電流偏差閾値ΔIth1は、例えば操舵フィーリングの低下を招くおそれのある電流偏差を示す値であり、予め設定されている。角速度閾値ωthは、例えばエンド当てが発生するような比較的速い角速度を示す値であり、予め設定されている。角速度変化量閾値Δωthは、例えばエンド当て緩和制御の実行によりモータ角速度ωmが低下していることを示す角速度変化量であり、予め設定されている。本実施形態の角速度変化量Δωには、q軸電流F/B制御部93が最新の演算周期で取得したモータ角速度ωmと一周期前のモータ角速度ωmとの差分が用いられる。
(e)比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiが大きくなるようにこれらを調整した状態が所定時間継続する。
ここで、図6を参照して、運転者が高速で操舵してラックエンド18がラックハウジング13に衝突する場合を想定する。同図に示すように、時刻t1においてエンド離間角Δθが所定角度θ1以下になると、それまでは操舵トルクTh及び車速SPDに応じた値であったq軸電流指令値Iq*が急激に減少し、ゼロとなる。このとき、同図において破線で示すように比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiを調整しない比較例のq軸実電流値Iqは、q軸電流指令値Iq*に対して遅れて減少することで、一時的にオーバーシュートし、q軸電流指令値Iq*とq軸実電流値Iqとの乖離が大きくなる。その後、q軸実電流値Iqのオーバーシュートは小さくなるものの、時刻t2においてエンド当てが発生すると、逆起電圧の急激な低下に伴って再びオーバーシュートする。
(1)q軸電流F/B制御部93は、エンド当て緩和制御の実行時において、q軸実電流値Iqのオーバーシュートが発生する場合に、電流F/B演算に用いる比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiが大きくなるようにこれらを調整する。これにより、q軸実電流値Iqのq軸電流指令値Iq*に対する応答性が高くなるため、モータ21に供給する電流のオーバーシュートを抑制できる。
・上記実施形態では、上記(d),(e)の解除条件が成立した場合に比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiの調整を解除した。しかし、これに限らず、(d)のみ、又は(e)のみの条件が成立した場合に比例ゲインKqp及び積分ゲインKqiの調整を解除してもよく、また、解除条件に他の条件を含めてもよい。
・上記実施形態では、操舵制御装置1は、EPSアクチュエータ6がコラム軸15にモータトルクを付与する形式のEPS2を制御対象としたが、これに限らず、例えばボール螺子ナットを介してラック軸12にモータトルクを付与する形式の操舵装置を制御対象としてもよい。また、EPSに限らず、操舵制御装置1は、運転者により操作される操舵部と、転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とし、転舵部に設けられる転舵アクチュエータのモータのトルク指令値又はq軸電流指令値について、本実施形態のようにエンド当て緩和制御を実行してもよい。
Claims (7)
- ハウジングと、前記ハウジング内に往復動可能に収容される転舵軸と、モータを駆動源として前記転舵軸を往復動させるモータトルクを付与するアクチュエータとを備える操舵装置を制御対象とし、
モータ制御信号を出力する制御回路と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備える操舵制御装置において、
前記制御回路は、
前記転舵軸に連結される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角であって、360°を超える範囲を含む絶対角で示される絶対舵角を検出する絶対舵角検出部と、
前記モータが出力するモータトルクの目標値に対応した電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
前記モータに供給する実電流値を前記電流指令値に追従させる電流フィードバック演算を行う電流フィードバック制御部を有し、前記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部とを備え、
前記転舵軸が前記ハウジングに当接するエンド当てにより該転舵軸の移動が規制されるエンド位置を示す角度であって、前記絶対舵角と対応付けられたエンド位置対応角が記憶され、
前記電流指令値演算部は、前記絶対舵角の前記エンド位置対応角からの距離を示すエンド離間角が所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少が規制されるように前記電流指令値を補正するエンド当て緩和制御を実行するものであって、
前記電流フィードバック制御部は、前記エンド当て緩和制御の実行時において、前記電流指令値と前記実電流値との電流偏差の絶対値が予め設定された第1電流偏差閾値以上であることを含む調整開始条件が成立する場合に、前記実電流値のオーバーシュートが発生すると判定して、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整する操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記電流指令値演算部は、
前記エンド離間角が前記所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少に基づいて小さくなる舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、
前記電流指令値の絶対値の上限となる制限値を前記舵角制限値以下に設定する制限値設定部とを備え、
前記電流指令値の絶対値を前記舵角制限値に制限することにより、前記エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。 - 請求項1又は2に記載の操舵制御装置において、
前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第1電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度の絶対値が予め設定された角速度閾値以上であることが含まれる操舵制御装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第1電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度変化量の絶対値が予め設定された角速度変化量閾値以上であることが含まれる操舵制御装置。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記電流フィードバック制御部は、前記制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整した後、解除条件が成立する場合に前記制御ゲインの調整を解除する操舵制御装置。 - 請求項5に記載の操舵制御装置において、
前記解除条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第1電流偏差閾値よりも小さな値に予め設定された第2電流偏差閾値以下となることが含まれる操舵制御装置。 - 請求項5又は6に記載の操舵制御装置において、
前記解除条件には、前記制御ゲインの大きい状態が所定時間継続することが含まれる操舵制御装置。
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