JPWO2016125773A1 - 車両用保舵判定装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
或いは、駆動電流により車両の操舵系に連結されたモータを制御する制御ユニットと、前記操舵系のコラム入力側角度及びコラム出力側角度を検出してコラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号を出力する操舵角検出手段と、前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号に基づいて前記操舵系の操舵情報及び保舵信号を出力する操舵状態判定部と、前記操舵情報及び保舵信号に基づいて前記駆動電流を制限する電流制限部とを具備し、前記操舵状態判定部は、前記コラム入力側角度信号及び前記コラム出力側角度信号に対してそれぞれ、ヒステリシス幅A及びB(<A)を算出して設定するヒステリシス幅設定部と、前記ヒステリシス幅A及びBの各ヒステリシス中心値を演算するヒステリシス中心値演算部と、前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値に基づいてヒステリシストリガ信号をON/OFFするヒステリシスフィルタ判定部と、前記ヒステリシストリガ信号がOFFの時には前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値に基づき、前記ヒステリシストリガ信号がONの時には前記ヒステリシス幅A及びBのヒステリシス中心値に基づいて、前記操舵情報及び前記保舵信号を出力する切替判定部とで構成されていることにより達成される。
(1)コラム入力側角度信号θs1:
コラム入力側角度信号θs1のノイズ幅よりも大きい値+操舵違和感
を感じない、0.2deg(バネレートにより変化)未満の値
(2)コラム出力側角度信号θr1:
コラム出力側角度信号θr1のノイズ幅よりも大きく、コラム軸の摩
擦より小さい値
また、電流制限部120は例えば図8に示すような構成であり、トルク制御出力電流指令値It、操舵情報ST、コラム入力側角度信号θs1及びコラム出力側角度信号θr1は、ラッチ処理するラッチ部122に入力される。ラッチ部122は操舵情報STが切増し(“0”)のときに、トルク制御出力電流指令値It、コラム入力側角度信号θs1及びコラム出力側角度信号θr1をラッチし、ラッチされたコラム入力側角度信号θs1’及びコラム出力側角度信号θr1’は、保舵信号HSと共に制限判定部121に入力される。制限判定部121は保舵信号HSが保舵状態(“1”)のとき、ラッチしたコラム入力側角度信号θs1’及びコラム出力側角度信号θr1’の差分が一定量以下で、且つラッチしたコラム出力側角度信号θr1’と現在のコラム出力側角度信号θr1の差分が一定量以下のときに電流制限可能と判断し、判定信号JSを出力する。判定信号JSはラッチしたトルク制御出力電流指令値It’と共に制限部(徐変を含む)123に入力され、制限部123で制限された電流Itmは最小値選択部124に入力され、トルク制御出力電流指令値Itと比較され、小さい方が選択されて制限電流値Irが出力される。
(a)コラム入力側角度信号θs1:
コラム入力側角度信号θs1のノイズ幅よりも大きく、コラム軸の摩
擦(シャフトの軸受予圧、インナーシャフトとアウターシャフトのス
プライン嵌合部、ウォームホイールの機械的ギア構造部分の合計)よ
り小さい値
(b)コラム出力側角度信号θr1:
コラム出力側角度信号θr1のノイズ幅よりも大きい値+運転者に気
づかれない0.1Nm(トーションバーのバネレートにより変化)未
満の値
また、図17に示すように、電流制限部120Aにはトルク制御出力電流指令値It、操舵状態判定部110からの保舵信号HS及び操舵情報STが入力されており、操舵から保舵への遷移が判定されたときにそのときの電流指令値をラッチし、電流を制限する。制限された電流は最小値選択部に入力され、トルク制御出力電流指令値Itと比較され、小さい方が選択されて制限電流値Irが出力される。また、保舵から切増し又は切戻しの操舵状態になったときに電流制限が解除され、トルク制御出力電流指令値Itが制限電流値Irとして出力される。
(数1)
θs1<θcp1−R1ならば、θc1=舵角上限値
θcp1−R1≦θs1<θcp1+R1ならば、θc1=θcp1
θcp1+R1≦θs1ならば、θc1=舵角下限値
つまり、舵角演算部50から出力された舵角θs1(実舵角)が、ヒステリシス中心過去値θcp1の上下に設定された値θcp1−R1(以下、過去下限値と呼ぶ)及びθcp1+R1(以下、過去上限値と呼ぶ)の間に入ったら、ヒステリシス中心値θc1は更新せず、間に入らなかったら、舵角上限値又は舵角下限値に更新する。そして、第1ヒステリシス中心値変化検出部313は、ヒステリシス中心値θcp1が更新されなかったら「暫定保舵状態」と判定し、更新されたら「暫定操舵状態」と判定するので、条件と結果をまとめると下記数2のようになる。
(数2)
実舵角<過去下限値ならば、「操舵状態」で、ヒステリシス中心値=舵角上限値
過去下限値≦実舵角<過去上限値ならば、「保舵状態」で、ヒステリシス中心値の更新なし
過去上限値≦実舵角ならば、「操舵状態」で、ヒステリシス中心値=舵角下限値
図26及び図27は、実舵角、ヒステリシス中心値等の変化の様子の例を示す図である。図26は保舵中にノイズ等が発生した場合の変化の様子を示しており、図27はゆっくりと操舵した場合の変化の様子を示している。
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
10 トルクセンサ
14 舵角センサ
20 モータ
21 ホールICセンサ
22 20°ロータセンサ
24 40°ロータセンサ
30 コントロールユニット(ECU)
31 電流指令値演算部
33、120、120A 電流制限部
50 舵角演算部
100 トルク制御部
100A 符号判定部
110、140 操舵状態判定部
130 電流制御部
143、146 操舵情報判定/保舵判定部
310、320 操舵状態判定部
311,321 ヒステリシス幅設定部
312、322 ヒステリシス中心値演算部
313、323 ヒステリシス中心値変化検出部
400 保舵状態検出部
Claims (13)
- 車両の操舵系の舵角を検出する少なくとも2つの舵角センサと、
前記2つの舵角センサからの舵角信号に対してヒステリシス幅を設定したヒステリシス信号を用いてヒステリシス中心値を算出し、前記ヒステリシス中心値を用いて操舵状態を判定し、暫定操舵情報を出力する操舵状態判定部と、
を具備し、
前記ヒステリシス中心値は、前記ヒステリシス信号を用いたヒステリシスフィルタ処理により算出され、
前記舵角信号のノイズ幅より大きくコラム軸の摩擦より小さい値1を、前記コラム軸の入力側舵角を検出する舵角センサが検出した舵角1に対して加減算すると共に、前記舵角信号のノイズ幅より大きい値に運転者に気づかれない大きさの値2を、前記コラム軸の出力側舵角を検出する舵角センサが検出した舵角2に対して加減算することによりヒステリシス幅を設定し、
前記暫定操舵情報を基に保舵状態を検出することを特徴とする車両用保舵判定装置。 - 前記操舵状態判定部は、前記ヒステリシス中心値が前記ヒステリシス中心値の過去値と同じ値の場合、前記暫定操舵情報を暫定保舵状態とし、前記ヒステリシス中心値は、前記ヒステリシスフィルタ処理に代え、前記ヒステリシス信号の上限値及び下限値を用いて算出される請求項1に記載の車両用保舵判定装置。
- 請求項1又は2に記載の車両用保舵判定装置を搭載し、トルク制御部からのトルク制御出力電流指令値と前記操舵状態判定部の判定結果とに基づいてアシスト制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 駆動電流により車両の操舵系に連結されたモータを制御する制御ユニットと、前記操舵系のコラム入力側角度及びコラム出力側角度を検出してコラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号を出力する操舵角検出手段と、前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号に基づいて前記操舵系の操舵情報及び保舵信号を出力する操舵状態判定部と、前記操舵情報及び保舵信号に基づいて前記駆動電流を制限する電流制限部とを具備し、
前記操舵状態判定部は、
前記コラム入力側角度信号及び前記コラム出力側角度信号に対してそれぞれ、ヒステリシス幅A及びB(<A)を算出して設定するヒステリシス幅設定部と、
前記ヒステリシス幅A及びBの各ヒステリシス中心値を演算するヒステリシス中心値演算部と、
前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値に基づいてヒステリシストリガ信号をON/OFFするヒステリシスフィルタ判定部と、
前記ヒステリシストリガ信号がOFFの時には前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値に基づき、前記ヒステリシストリガ信号がONの時には前記ヒステリシス幅A及びBのヒステリシス中心値に基づいて、前記操舵情報及び前記保舵信号を出力する切替判定部と、
で構成されていることを特徴とする車両用保舵判定装置。 - 前記切替判定部が、
前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値、或いは前記ヒステリシス幅A及びBのヒステリシス中心値に基づいて前記操舵情報及び保舵情報を出力する操舵情報判定/保舵判定部と、前記保舵情報の論理積によって前記保舵信号を出力する論理積回路とで構成され、
前記ヒステリシスフィルタ判定部は、
前記ヒステリシス幅Aである場合に、前記コラム入力側角度信号及び前記コラム出力側角度信号が前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値から前記ヒステリシス幅Bの範囲に一定時間収まっている時に、前記ヒステリシストリガ信号をONするようになっており、
前記ヒステリシス幅Bである場合に、前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値が変化した時に前記ヒステリシストリガ信号をOFFし、前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値が変化しない時に前記ヒステリシストリガ信号をONするようになっている請求項4記載の車両用保舵判定装置。 - 前記ヒステリシス幅Aから前記ヒステリシス幅Bに遷移した時のみ、前記ヒステリシス幅Bに対する前回ヒステリシス中心値を前記ヒステリシス幅Aのヒステリシス中心値で初期化するようになっており、
前記コラム入力側角度信号に対する前記ヒステリシス幅A及びBは、角度信号のノイズ幅より大きく、かつ前記操舵系のコラムの摩擦より小さい値であり、前記コラム出力側角度信号に対する前記ヒステリシス幅A及びBは、角度信号のノイズ幅より大きい値に運転者に気づかれないトルク未満の値を加算した値になっている請求項4又は5に記載の車両用保舵判定装置。 - 請求項4乃至6のいずれかに記載の車両用保舵判定装置を搭載し、トルク制御部からのトルク制御出力電流指令値と前記操舵状態判定部の判定結果とに基づいてアシスト制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 少なくとも操舵トルクに基づいてトルク制御出力電流指令値を演算し、前記トルク制御出力電流指令値に基づいてモータを駆動することにより、操舵系をアシスト制御するようになっている電動パワーステアリング装置において、
前記操舵系のコラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号を出力する角度検出手段と、
前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号に基づいて操舵状態を判定し、保舵信号及び操舵情報を出力する操舵状態判定部と、
前記コラム入力側角度信号、前記コラム出力側角度信号、前記保舵信号及び前記操舵情報に基づいて前記トルク制御出力電流指令値を制限する電流制限部と、
を具備し、
前記操舵状態判定部が、前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号についてそれぞれ、
ヒステリシス幅の設定部と、前記ヒステリシス幅に対するヒステリシス中心値の算出部と、
前記ヒステリシス中心値の変化及びアシスト方向に基づいて保舵及び切増し/切戻しの操舵状態を判定する判定部と、
を具備し、
前記電流制限部で、保舵状態を維持可能な電流の範囲で前記トルク制御出力電流指令値の電流制限を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記ヒステリシス幅が、
前記コラム入力側角度信号について、“前記コラム入力側角度信号のノイズ幅よりも大きい値+操舵違和感を感じない角度未満の値”に設定され、前記コラム出力側角度信号について、“前記コラム出力側角度信号のノイズ幅よりも大きく、コラム軸の摩擦より小さい値”に設定されている請求項8に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵状態判定部が、
前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号についての各判定部において、前記保舵が同時に判定されたときに前記保舵信号を保舵状態として出力するようになっており、
前記判定部が、
前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号のそれぞれに設けられ、前記ヒステリシス中心値及び前記アシスト方向に基づいてコラム入力側保舵信号及びコラム入力側操舵情報、コラム出力側保舵信号及びコラム出力側操舵情報を出力する操舵判定部と、
コラム入力側保舵信号及びコラム入力側操舵情報、コラム出力側保舵信号及びコラム出力側操舵情報の論理演算により前記保舵信号及び前記操舵情報を出力する論理回路と、
で構成されている請求項8又は9に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記保舵状態において、前記トルク制御出力電流指令値をラッチし、ラッチされたトルク制御出力電流指令値に基づき、コラム軸の摩擦を考慮した電流制限値で徐変して前記電流制限を行い、
前記電流制限中は、前記トルク制御出力電流指令値と前記電流制限値を比較し、最小側を出力することで前記保舵状態を維持するための最小電流へと制限させ、
前記保舵状態から前記切増し操舵へ移行する場合は前記電流制限を解除し、前記トルク制御出力電流指令値に迅速に戻す請求項10に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記電流制限部が、
前記操舵情報を入力し、切増し操舵から前記保舵状態に移行する直前の前記トルク制御出力電流指令値、前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号をラッチするラッチ部と、
前記コラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号、ラッチ済みコラム入力側角度信号及びラッチ済みコラム出力側角度信号、前記保舵信号を入力して判定信号を出力する制限判定部と、
ラッチ済みトルク制御出力電流指令値及び前記判定信号を入力して制限電流を出力する制限部と、
前記トルク制御出力電流指令値及び前記制限電流を入力して最小値を制限電流値として出力する最小値選択部と、
で構成されている請求項8乃至11のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記制限判定部が、前記保舵信号が保舵状態のとき、ラッチしたコラム入力側角度信号及びコラム出力側角度信号の差分が一定量以下で、且つラッチしたコラム出力側角度信号と現在のコラム出力側角度信号の差分が一定量以下のときに電流制限可能と判断する請求項12に記載の電動パワーステアリング装置。
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