Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7199643B2 - vehicle steering system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7199643B2 - vehicle steering system - Google Patents

vehicle steering system Download PDF

Info

Publication number
JP7199643B2
JP7199643B2 JP2019089855A JP2019089855A JP7199643B2 JP 7199643 B2 JP7199643 B2 JP 7199643B2 JP 2019089855 A JP2019089855 A JP 2019089855A JP 2019089855 A JP2019089855 A JP 2019089855A JP 7199643 B2 JP7199643 B2 JP 7199643B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
torque
unit
target
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019089855A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020185819A (en
Inventor
貴弘 椿
洋介 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2019089855A priority Critical patent/JP7199643B2/en
Publication of JP2020185819A publication Critical patent/JP2020185819A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7199643B2 publication Critical patent/JP7199643B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

本発明は、トーションバー等の捩れ角に基づいて所望の操舵トルクを実現し、路面の状態に影響されず、経年による機構系特性の変化に左右されない高性能な車両用操向装置に関する。 The present invention relates to a high-performance vehicle steering system that achieves a desired steering torque based on the torsion angle of a torsion bar or the like, is unaffected by road conditions, and is unaffected by changes in mechanical system characteristics over time.

車両用操向装置の1つである電動パワーステアリング装置(EPS)は、車両の操舵系にモータの回転力でアシスト力(操舵補助力)を付与するものであり、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力を、減速機構を含む伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸にアシスト力として付与する。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシスト力を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値(電流指令値)とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデューティの調整で行っている。 An electric power steering system (EPS), which is one type of vehicle steering system, applies an assist force (steering assist force) to the steering system of a vehicle using the rotational force of a motor. The driving force of the controlled motor is applied as an assist force to the steering shaft or the rack shaft by a transmission mechanism including a speed reduction mechanism. Such a conventional electric power steering device performs feedback control of the motor current in order to generate an assist force accurately. Feedback control adjusts the voltage applied to the motor so that the difference between the steering assist command value (current command value) and the motor current detection value is reduced. modulation) control duty adjustment.

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図1に示して説明すると、ハンドル1のコラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)2は減速機構3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5、タイロッド6a,6bを経て、更にハブユニット7a,7bを介して操向車輪8L,8Rに連結されている。また、トーションバーを有するコラム軸2には、ハンドル1の操舵トルクTsを検出するトルクセンサ10及び操舵角θhを検出する舵角センサ14が設けられており、ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速機構3を介してコラム軸2に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット(ECU)30には、バッテリ13から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTsと車速センサ12で検出された車速Vsとに基づいてアシスト(操舵補助)指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Vrefによって、EPS用モータ20に供給する電流を制御する。 A general configuration of an electric power steering apparatus is shown in FIG. 6b and further through hub units 7a, 7b to steerable wheels 8L, 8R. The column shaft 2 having the torsion bar is provided with a torque sensor 10 for detecting the steering torque Ts of the steering wheel 1 and a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle θh. 20 is connected to the column shaft 2 via the speed reduction mechanism 3 . A control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with power from a battery 13 and receives an ignition key signal via an ignition key 11 . The control unit 30 calculates the current command value of the assist (steering assistance) command based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates the current command value. is applied, the current supplied to the EPS motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref.

コントロールユニット30には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)40が接続されており、車速VsはCAN40から受信することも可能である。また、コントロールユニット30には、CAN40以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN41も接続可能である。 The control unit 30 is connected to a CAN (Controller Area Network) 40 for exchanging various types of vehicle information, and the vehicle speed Vs can also be received from the CAN 40 . Also, the control unit 30 can be connected to a non-CAN 41 for transmitting/receiving communications other than the CAN 40, analog/digital signals, radio waves, and the like.

コントロールユニット30は主としてCPU(MCU、MPU等も含む)で構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図2のようになる。 The control unit 30 is mainly composed of a CPU (including MCU, MPU, etc.), and general functions executed by programs inside the CPU are shown in FIG.

図2を参照してコントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTs及び車速センサ12で検出された(若しくはCAN40からの)車速Vsは、電流指令値演算部31に入力される。電流指令値演算部31は、入力された操舵トルクTs及び車速Vsに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ20に供給する電流の制御目標値である電流指令値Iref1を演算する。電流指令値Iref1は加算部32Aを経て電流制限部33に入力され、最大電流を制限された電流指令値Irefmが減算部32Bに入力され、フィードバックされているモータ電流値Imとの偏差I(=Irefm-Im)が演算され、その偏差Iが操舵動作の特性改善のためのPI(比例積分)制御部35に入力される。PI制御部35で特性改善された電圧制御指令値VrefがPWM制御部36に入力され、更に駆動部としてのインバータ37を介してモータ20がPWM駆動される。モータ20の電流値Imはモータ電流検出器38で検出され、減算部32Bにフィードバックされる。 The functions and operations of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 31. The current command value calculation unit 31 calculates a current command value Iref1, which is a control target value of the current supplied to the motor 20, using an assist map or the like based on the input steering torque Ts and vehicle speed Vs. The current command value Iref1 is input to the current limiter 33 via the adder 32A, the current command value Irefm whose maximum current is limited is input to the subtractor 32B, and the deviation I (= Irefm-Im) is calculated, and the deviation I is input to a PI (proportional integral) control unit 35 for improving steering operation characteristics. A voltage control command value Vref whose characteristics have been improved by the PI control unit 35 is input to the PWM control unit 36, and the motor 20 is PWM-driven via an inverter 37 as a driving unit. A current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 38 and fed back to the subtractor 32B.

加算部32Aには補償信号生成部34からの補償信号CMが加算されており、補償信号CMの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部34は、セルフアライニングトルク(SAT)343と慣性342を加算部344で加算し、その加算結果に更に収れん性341を加算部345で加算し、加算部345の加算結果を補償信号CMとしている。 The compensation signal CM from the compensation signal generator 34 is added to the adder 32A, and the characteristics of the steering system are compensated by the addition of the compensation signal CM to improve convergence and inertia characteristics. . The compensation signal generator 34 adds the self-aligning torque (SAT) 343 and the inertia 342 in the adder 344, adds the convergence 341 to the addition result in the adder 345, and compensates the addition result of the adder 345. The signal is CM.

このように、従来の電動パワーステアリング装置でのアシスト制御では、運転者の手入力にて加えられた操舵トルクをトーションバーの捩れトルクとしてトルクセンサで検出し、主にそのトルクに応じたアシスト電流としてモータ電流を制御している。しかしながら、この方法で制御を行なう場合、路面の状態(例えば傾斜)の違いにより、操舵角によって異なる操舵トルクとなってしまうことがある。モータ出力特性の経年使用によるバラツキによっても、操舵トルクに影響を与えることがある。 Thus, in the assist control of the conventional electric power steering device, the steering torque applied by the driver's manual input is detected by the torque sensor as the torsion torque of the torsion bar, and the assist current mainly corresponding to the torque is detected. to control the motor current. However, when the control is performed by this method, the steering torque may vary depending on the steering angle due to the difference in road surface conditions (for example, inclination). Steering torque may also be affected by variations in motor output characteristics due to long-term use.

かかる問題を解決するために、例えば、特許第5208894号公報(特許文献1)に示されるような電動パワーステアリング装置が提案されている。特許文献1の電動パワーステアリング装置では、運転者の触覚特性に基づく適切な操舵トルクを与えるために、操舵角又は操舵トルクと手応え量との関係に基づいて決定される操舵角と操舵トルクとの関係(操舵反力特性マップ)に基づいて、操舵トルクの目標値を設定している。 In order to solve this problem, an electric power steering system as disclosed in Japanese Patent No. 5208894 (Patent Document 1) has been proposed. In the electric power steering apparatus of Patent Document 1, in order to provide an appropriate steering torque based on the tactile characteristics of the driver, the ratio between the steering angle and the steering torque is determined based on the relationship between the steering angle or the steering torque and the amount of response. The target value of the steering torque is set based on the relationship (steering reaction force characteristic map).

特許第5208894号公報Japanese Patent No. 5208894

しかしながら、特許文献1の電動パワーステアリング装置では、操舵反力特性マップを予め求めておかなければならず、また、操舵トルクの目標値と検出される操舵トルクとの偏差に基づいて制御を行っているので、操舵トルクに対する影響が残ってしまうおそれがある。 However, in the electric power steering apparatus of Patent Document 1, the steering reaction force characteristic map must be obtained in advance, and control is performed based on the deviation between the target value of the steering torque and the detected steering torque. Therefore, there is a possibility that the influence on the steering torque remains.

また、電動パワーステアリング装置によるアシスト制御では、ハンドルを切った状態から直進状態になるように中立位置方向へハンドルを戻す場合、ハンドルが中立位置まで滑らかに戻らずに途中で停止する場合や、中立位置を超える(オーバーシュート)場合がある。このような状態は、運転者が修正操舵を行わなければならず、運転者の負荷となる。この問題の解決も望まれている。 Also, in the assist control by the electric power steering device, when the steering wheel is returned to the neutral position to go straight from the steering wheel, when the steering wheel does not return smoothly to the neutral position and stops in the middle, It may exceed the position (overshoot). In such a state, the driver must perform corrective steering, which is a burden on the driver. A solution to this problem is also desired.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、路面の状態に影響されず、経年によるステアリング操舵系の機構特性の変化に左右されず、操舵角等に対して同等の操舵トルクを容易に実現することが可能な車両用操向装置を提供することにある。更に、ハンドルを中立位置付近まで滑らかに戻せるようにし、運転者の負荷を軽減することも目的である。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a steering wheel that is not affected by road conditions, is not affected by changes in the mechanical characteristics of the steering system due to aging, and is capable of adjusting the steering angle and the like. An object of the present invention is to provide a vehicle steering system capable of easily realizing equivalent steering torque. Another object of the present invention is to reduce the burden on the driver by allowing the steering wheel to return smoothly to the vicinity of the neutral position.

本発明は、任意のバネ定数を有するトーションバー及び前記トーションバーの捩れ角を検出するセンサを少なくとも備え、モータを駆動制御することにより、操舵系をアシスト制御する車両用操向装置に関し、本発明の上記目的は、目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、前記目標捩れ角に対して前記捩れ角を追従させるようなモータ電流指令値を演算する捩れ角制御部と、ハンドルへの手入力トルクを推定し、手入力トルク推定値を求める手入力トルク推定部、及び、操舵角を微分し、第1角速度情報を演算する微分部を具備し、前記第1角速度情報及び前記手入力トルク推定値を用いて、ハンドル戻りを補償するハンドル戻り補償のための戻り補償信号を求めるハンドル戻り補償部とを備え、前記戻り補償信号による前記ハンドル戻り補償を反映させた前記モータ電流指令値に基づいて前記モータを駆動制御することにより達成される。 The present invention relates to a steering system for a vehicle, which includes at least a torsion bar having an arbitrary spring constant and a sensor for detecting the torsion angle of the torsion bar, and assists and controls a steering system by driving and controlling a motor. A target steering torque generator for generating a target steering torque, a converter for converting the target steering torque into a target torsion angle, and a motor current that causes the torsion angle to follow the target torsion angle A torsion angle control unit that calculates a command value, a manual input torque estimation unit that estimates a manual input torque to the steering wheel and obtains an estimated value of the manual input torque, and a differentiation that differentiates the steering angle and calculates the first angular velocity information. a steering wheel return compensating unit for obtaining a return compensation signal for steering wheel return compensation for compensating for steering wheel return using the first angular velocity information and the manual input torque estimated value; This is achieved by driving and controlling the motor based on the motor current command value reflecting the steering wheel return compensation.

また、本発明の上記目的は、前記目標操舵トルク生成部が前記ハンドル戻り補償部を具備し、前記戻り補償信号を前記目標操舵トルクとして出力することにより、前記ハンドル戻り補償を反映させることにより、或いは、前記戻り補償信号により前記モータ電流指令値を補正することにより、前記ハンドル戻り補償を反映させることにより、或いは、前記ハンドル戻り補償部が、前記手入力トルク推定値の大きさに基づいてトルク感応ゲインを求めるトルク感応ゲイン部を更に具備し、前記第1角速度情報に対して前記トルク感応ゲインを乗算補正して前記戻り補償信号を求めることにより、或いは、前記手入力トルク推定値の大きさが大きくなるに従って前記トルク感応ゲインが小さくなるようになっていることにより、或いは、前記ハンドル戻り補償部が、前記第1角速度情報の大きさに基づいて速度感応ゲインを求める速度感応ゲイン部を更に具備し、前記トルク感応ゲイン及び前記速度感応ゲインを前記第1角速度情報に対して乗算補正して前記戻り補償信号を求めることにより、或いは、前記第1角速度情報の大きさがゼロから所定の値まででは、前記第1角速度情報の大きさが大きくなるに従って前記速度感応ゲインが大きくなり、前記第1角速度情報の大きさが前記所定の値を超えたら、前記第1角速度情報の大きさが大きくなるに従って前記速度感応ゲインが小さくなるようになっていることにより、或いは、前記ハンドル戻り補償部が、前記戻り補償信号の上下限値を制限する制限部を更に具備することにより、或いは、前記ハンドル戻り補償部が、前記操舵角に対する目標速度を求める目標速度設定部を更に具備し、前記第1角速度情報及び前記目標速度から第2角速度情報を演算し、前記第2角速度情報に対して乗算補正して前記戻り補償信号を求めることにより、或いは、前記目標操舵トルク生成部が、基本マップを用いて前記操舵角及び車速より第1トルク信号を求める基本マップ部と、車速感応であるダンパゲインマップを用いて第3角速度情報に基づいて第2トルク信号を求めるダンパ演算部と、操舵状態及び前記操舵角を用いてヒステリシス特性を持つ第3トルク信号を求めるヒステリシス補正部とを更に具備し、前記第1トルク信号、前記第2トルク信号及び前記第3トルク信号の内の少なくとも1つの信号並びに前記戻り補償信号より前記目標操舵トルクを算出することにより、或いは、前記目標操舵トルク生成部が、基本マップを用いて前記操舵角及び車速より第1トルク信号を求める基本マップ部と、車速感応であるダンパゲインマップを用いて第3角速度情報に基づいて第2トルク信号を求めるダンパ演算部と、操舵状態及び前記操舵角を用いてヒステリシス特性を持つ第3トルク信号を求めるヒステリシス補正部とを具備し、前記第1トルク信号、前記第2トルク信号及び前記第3トルク信号の内の少なくとも1つの信号より前記目標操舵トルクを算出することにより、或いは、前記基本マップ及び前記ヒステリシス補正部の特性が車速感応であることにより、或いは、前記目標操舵トルク生成部が、前記基本マップ部の前段又は後段に、位相補償を行なう位相補償部を更に具備し、前記基本マップ部及び前記位相補償部を介して、前記操舵角及び前記車速より前記第1トルク信号を求めることにより、より効果的に達成される。 Further, the above-described object of the present invention is achieved by the target steering torque generation section including the steering wheel return compensation section, and by outputting the return compensation signal as the target steering torque to reflect the steering wheel return compensation. Alternatively, by correcting the motor current command value according to the return compensation signal, by reflecting the steering wheel return compensation, or by causing the steering wheel return compensation unit to generate torque based on the magnitude of the manual input torque estimated value. A torque sensitive gain section for obtaining a sensitive gain is further provided, and the return compensation signal is obtained by multiplying and correcting the first angular velocity information by the torque sensitive gain, or the magnitude of the manual input torque estimated value. or the steering wheel return compensating section further includes a speed sensitive gain section that obtains the speed sensitive gain based on the magnitude of the first angular velocity information. and obtaining the return compensation signal by multiplying and correcting the first angular velocity information by the torque sensitive gain and the velocity sensitive gain, or the magnitude of the first angular velocity information changes from zero to a predetermined value. , the velocity sensitive gain increases as the magnitude of the first angular velocity information increases, and when the magnitude of the first angular velocity information exceeds the predetermined value, the magnitude of the first angular velocity information increases. or the steering wheel return compensating section further comprises a limiting section for limiting upper and lower limits of the return compensating signal; or The return compensator further comprises a target speed setting unit for obtaining a target speed for the steering angle, calculates second angular speed information from the first angular speed information and the target speed, and multiplies and corrects the second angular speed information. Alternatively, the target steering torque generating unit may obtain a first torque signal from the steering angle and the vehicle speed using a basic map and a damper gain map sensitive to the vehicle speed. and a hysteresis correction unit for obtaining a third torque signal having a hysteresis characteristic using the steering state and the steering angle. calculating the target steering torque from at least one of the first torque signal, the second torque signal and the third torque signal and the return compensation signal; or The target steering torque generating section uses a basic map section to obtain a first torque signal from the steering angle and vehicle speed using a basic map, and a damper gain map sensitive to vehicle speed based on third angular velocity information. and a hysteresis correction unit for obtaining a third torque signal having a hysteresis characteristic using the steering state and the steering angle. By calculating the target steering torque from at least one of the third torque signals, or by the characteristics of the basic map and the hysteresis correction section being vehicle speed sensitive, or by the target steering torque generation section. is further provided with a phase compensation section for performing phase compensation before or after the basic map section, and the first torque signal is obtained from the steering angle and the vehicle speed via the basic map section and the phase compensation section. By seeking, it will be achieved more effectively.

本発明の車両用操向装置によれば、目標操舵トルク生成部で生成される目標操舵トルクを基に求められる目標捩れ角に対して制御を行うことにより、目標捩れ角に捩れ角が追従するように動作し、所望の操舵トルクを実現し、運転者の操舵の感覚に基づく適切な操舵トルクを与えることができる。 According to the vehicle steering system of the present invention, the torsion angle follows the target torsion angle by controlling the target torsion angle obtained based on the target steering torque generated by the target steering torque generation unit. Thus, a desired steering torque can be realized, and an appropriate steering torque can be applied based on the steering feeling of the driver.

更に、手入力トルクを推定し、手入力トルク推定値を基にハンドル戻りを補償することにより、的確にハンドルを中立位置付近まで戻すことができ、運転者の負荷を軽減することができる。 Furthermore, by estimating the manual input torque and compensating for the return of the steering wheel based on the estimated value of the manual input torque, the steering wheel can be accurately returned to the vicinity of the neutral position, and the load on the driver can be reduced.

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of an electric power steering device; FIG. 電動パワーステアリング装置のコントロールユニット(ECU)内の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example inside a control unit (ECU) of the electric power steering device; EPS操舵系と各種センサの設置例を示す構造図である。FIG. 3 is a structural diagram showing an installation example of an EPS steering system and various sensors; 本発明の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example (first embodiment) of a target steering torque generator; 基本マップの特性例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a basic map; ダンパゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a damper gain map; ヒステリシス補正部の特性例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a hysteresis corrector; ハンドル戻り補償部の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of a steering wheel return compensation part. ハンドル及びトーションバーの模式図である。It is a schematic diagram of a handle and a torsion bar. トルク感応ゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing a characteristic example of a torque sensitive gain map; 速度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。4 is a diagram showing an example of characteristics of a speed sensitive gain map; FIG. 制限部での上下限値の設定例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of setting upper and lower limit values in a limiter; 捩れ角制御部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration example of a twist angle control unit; FIG. 本発明の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an operation example (first embodiment) of a target steering torque generator; 捩れ角制御部の動作例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an operation example of a twist angle control unit; ハンドル戻り補償部の効果を示すシミュレーションにおいて、ハンドル戻り補償がない場合とある場合のハンドル角の時間応答の例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of the time response of the steering wheel angle with and without steering wheel return compensation in a simulation showing the effect of the steering wheel return compensator. ハンドル戻り補償部の構成例(第2実施形態)を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example (second embodiment) of a steering wheel return compensator; 目標速度設定マップの特性例を示す線図である。4 is a diagram showing an example of characteristics of a target speed setting map; FIG. 目標操舵トルク生成部の動作例(第2実施形態)を示すフローチャートである。8 is a flow chart showing an operation example (second embodiment) of a target steering torque generator; 本発明の構成例(第3実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (3rd Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の構成例(第3実施形態)を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example (third embodiment) of a target steering torque generator; 本発明の動作例(第3実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (3rd Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の動作例(第3実施形態)を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation example (third embodiment) of a target steering torque generator; 目標操舵トルク生成部の構成例(第4実施形態)を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example (fourth embodiment) of a target steering torque generation unit; 本発明の構成例(第5実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (5th Embodiment) of this invention. 本発明の構成例(第6実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (6th Embodiment) of this invention. 位相補償部の挿入例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of insertion of a phase compensator; SBWシステムの概要を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of an SBW system; FIG. 本発明の構成例(第7実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (7th Embodiment) of this invention. 目標転舵角生成部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a target steering angle production|generation part. 転舵角制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a steering angle control part. 本発明の動作例(第7実施形態)を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart showing an operation example (seventh embodiment) of the present invention; FIG.

本発明は、路面の状態に影響されず、操舵角等に対して同等の操舵トルクを実現するための車両用操向装置であり、トーションバー等の捩れ角を、操舵角等に応じた値に追従するように制御することにより所望の操舵トルクを実現している。 The present invention is a steering system for a vehicle, which is not affected by road surface conditions and which achieves steering torque equivalent to a steering angle or the like. A desired steering torque is realized by performing control so as to follow .

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本発明に係る車両用操向装置の1つである電動パワーステアリング装置に関連する情報を検出する各種センサの設置例について説明する。図3は、EPS操舵系と各種センサの設置例を示す図であり、コラム軸2にはトーションバー2Aが備えられている。操向車輪8L,8Rには路面反力Fr及び路面情報(摩擦係数)μが作用する。トーションバー2Aを挟んでコラム軸2のハンドル側には上側角度センサが設けられ、トーションバー2Aを挟んでコラム軸2の操向車輪側には下側角度センサが設けられており、上側角度センサはハンドル角θを検出し、下側角度センサはコラム角θを検出する。操舵角θhはコラム軸2の上部に設けられた舵角センサで検出され、ハンドル角θ及びコラム角θの偏差から、下記数1及び数2によってトーションバーの捩れ角Δθ及びトーションバートルクTtを求めることができる。なお、Ktはトーションバー2Aのバネ定数である。 First, an installation example of various sensors for detecting information related to an electric power steering device, which is one of the vehicle steering devices according to the present invention, will be described. FIG. 3 is a diagram showing an installation example of the EPS steering system and various sensors, and the column shaft 2 is provided with a torsion bar 2A. A road surface reaction force Fr and road surface information (friction coefficient) μ act on the steered wheels 8L and 8R. An upper angle sensor is provided on the handle side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween, and a lower angle sensor is provided on the steering wheel side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween. detects the steering wheel angle θ1 and the lower angle sensor detects the column angle θ2. The steering angle θh is detected by a steering angle sensor provided above the column shaft 2 , and from the deviation of the steering wheel angle θ1 and the column angle θ2, the twist angle Δθ of the torsion bar and the torsion bar torque are obtained by the following equations 1 and 2 . Tt can be obtained. Kt is the spring constant of the torsion bar 2A.

Figure 0007199643000001
Figure 0007199643000001

Figure 0007199643000002
トーションバートルクTtは、例えば特開2008-216172号公報で示されるトルクセンサを用いて検出することも可能である。なお、本実施形態では、トーションバートルクTtを操舵トルクTsとしても扱うこととする。
Figure 0007199643000002
The torsion bar torque Tt can also be detected using a torque sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-216172, for example. In this embodiment, the torsion bar torque Tt is treated as the steering torque Ts.

次に、本発明の構成例について説明する。 Next, a configuration example of the present invention will be described.

図4は本発明の構成例(第1実施形態)を示すブロック図であり、運転者のハンドル操舵はEPS操舵系/車両系100内のモータ20でアシスト制御される。目標操舵トルクTrefを出力する目標操舵トルク生成部200には、操舵角θhの他に、車速Vs、操舵トルクTs及び右切り/左切り判定部400から出力される右切り又は左切りの操舵状態STsが入力される。目標操舵トルクTrefは変換部500で目標捩れ角Δθrefに変換され、目標捩れ角Δθrefは、トーションバー2Aの捩れ角Δθと共に捩れ角制御部300に入力される。捩れ角制御部300は、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθrefとなるようなモータ電流指令値Imcを演算し、モータ電流指令値ImcによりEPSのモータ20が駆動される。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example (first embodiment) of the present invention. Steering by the driver is assist-controlled by a motor 20 in the EPS steering system/vehicle system 100. As shown in FIG. In addition to the steering angle θh, the target steering torque generator 200 that outputs the target steering torque Tref receives the vehicle speed Vs, the steering torque Ts, and the right-turn or left-turn steering state output from the right-turn/left-turn determination unit 400 . STs are entered. The target steering torque Tref is converted into a target twist angle Δθref by the conversion unit 500, and the target twist angle Δθref is input to the twist angle control unit 300 together with the twist angle Δθ of the torsion bar 2A. The torsion angle control unit 300 calculates a motor current command value Imc such that the torsion angle Δθ becomes the target torsion angle Δθref, and the EPS motor 20 is driven by the motor current command value Imc.

右切り/左切り判定部400は、モータ角速度ωmを基に操舵が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態STsとして出力する。例えば、モータ角速度ωmが正の値の場合は「右切り」と判定し、負の値の場合は「左切り」と判定する。なお、モータ角速度ωmの代わりに、操舵角θh、ハンドル角θ又はコラム角θに対して速度演算を行って算出される角速度を用いても良い。 The right-turn/left-turn determination unit 400 determines whether the steering is right-turn or left-turn based on the motor angular velocity ωm, and outputs the determination result as the steering state STs. For example, when the motor angular velocity ωm has a positive value, it is determined as “right turn”, and when it has a negative value, it is determined as “left turn”. Instead of the motor angular velocity ωm, an angular velocity calculated by performing a velocity calculation on the steering angle θh, the steering wheel angle θ1, or the column angle θ2 may be used.

図5は目標操舵トルク生成部200の構成例を示しており、目標操舵トルク生成部200は、基本マップ部210、微分部220、ダンパゲイン部230、ヒステリシス補正部240、ハンドル戻り補償部250、乗算部260並びに加算部261、262及び263を備える。操舵角θhは基本マップ部210、微分部220、ヒステリシス補正部240及びハンドル戻り補償部250に入力される。右切り/左切り判定部400から出力される操舵状態STsはヒステリシス補正部240に入力される。操舵トルクTsはハンドル戻り補償部250に入力され、車速Vsは基本マップ部210及びダンパゲイン部230に入力される。 FIG. 5 shows a configuration example of the target steering torque generation section 200. The target steering torque generation section 200 includes a basic map section 210, a differentiation section 220, a damper gain section 230, a hysteresis correction section 240, a steering wheel return compensation section 250, and a multiplication section. A unit 260 and addition units 261 , 262 and 263 are provided. The steering angle θh is input to the basic map section 210 , differentiation section 220 , hysteresis correction section 240 and steering wheel return compensation section 250 . The steering state STs output from right-turn/left-turn determination section 400 is input to hysteresis correction section 240 . The steering torque Ts is input to the steering wheel return compensation section 250 , and the vehicle speed Vs is input to the basic map section 210 and the damper gain section 230 .

基本マップ部210は、基本マップを有し、基本マップを用いて、車速Vsをパラメータとするトルク信号(第1トルク信号)Tref_aを出力する。基本マップはチューニングにより調整されており、例えば、図6(A)に示されるように、トルク信号Tref_aは、操舵角θhの大きさ(絶対値)|θh|が増加するにつれて増加し、車速Vsが増加するにつれても増加するようになっている。なお、図6(A)において、符号部211は操舵角θhの符号(+1、-1)を乗算部212に出力しており、操舵角θhの大きさからマップによりトルク信号Tref_aの大きさを求め、これに操舵角θhの符号を乗算し、トルク信号Tref_aを求める構成となっている。また、図6(B)に示されるように、正負の操舵角θhに応じてマップを構成しても良く、この場合、操舵角θhが正の場合と負の場合とで変化の態様を変えても良い。また、図6に示される基本マップは車速感応であるが、車速感応でなくても良い。 The basic map unit 210 has a basic map, and uses the basic map to output a torque signal (first torque signal) Tref_a having the vehicle speed Vs as a parameter. The basic map is adjusted by tuning. For example, as shown in FIG. 6A, the torque signal Tref_a increases as the steering angle θh magnitude (absolute value) |θh| increases as . In FIG. 6A, sign section 211 outputs the sign (+1, -1) of steering angle θh to multiplication section 212, and the magnitude of torque signal Tref_a is calculated from a map based on the magnitude of steering angle θh. and multiplied by the sign of the steering angle θh to obtain the torque signal Tref_a. Further, as shown in FIG. 6(B), the map may be constructed according to the positive and negative steering angles θh. can be Further, although the basic map shown in FIG. 6 is vehicle speed sensitive, it does not have to be vehicle speed sensitive.

微分部220は、操舵角θhを微分して角速度情報(第3角速度情報)である舵角速度ωhを算出し、舵角速度ωhは乗算部260に入力される。 Differentiating section 220 differentiates steering angle θh to calculate steering angular velocity ωh, which is angular velocity information (third angular velocity information), and steering angular velocity ωh is input to multiplying section 260 .

ダンパゲイン部230は、舵角速度ωhに乗算されるダンパゲインDを出力する。乗算部260における舵角速度ωh及びダンパゲインDの乗算結果は、トルク信号(第2トルク信号)Tref_bとして加算部262に入力される。ダンパゲインDは、ダンパゲイン部230が有する車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Vsに応じて求められる。ダンパゲインマップは、例えば、図7に示されるように、車速Vsが高くなるに従って徐々に大きくなる特性を有する。ダンパゲインマップは操舵角θhに応じて可変としても良い。なお、ダンパゲイン部230及び乗算部260でダンパ演算部を構成している。 A damper gain section 230 outputs a damper gain DG to be multiplied by the steering angular velocity ωh . The multiplication result of the steering angular velocity ωh and the damper gain DG in the multiplier 260 is input to the adder 262 as a torque signal (second torque signal) Tref_b. The damper gain DG is obtained according to the vehicle speed Vs using a vehicle speed sensitive damper gain map of the damper gain section 230 . The damper gain map has a characteristic of gradually increasing as the vehicle speed Vs increases, as shown in FIG. 7, for example. The damper gain map may be variable according to the steering angle θh. The damper gain section 230 and the multiplication section 260 constitute a damper calculation section.

ヒステリシス補正部240は操舵角θh及び操舵状態STsに基づき、下記数3に従ってトルク信号(第3トルク信号)Tref_cを演算する。なお、下記数3では、x=θh、y=Tref_cとしており、a>1、c>0であり、Ahysはヒステリシス幅である。 Based on the steering angle θh and the steering state STs, the hysteresis correction unit 240 calculates a torque signal (third torque signal) Tref_c according to Equation 3 below. In Equation 3 below, x=θh, y=Tref_c, a>1, c>0, and Ahys is the hysteresis width.

Figure 0007199643000003
右切り操舵から左切り操舵、左切り操舵から右切り操舵へ切り替える際に、最終座標(x1,y1)の値に基づき、切り替え後の数3の“b”に以下の数4を代入する。これにより、切り替え前後の連続性が保たれる。
Figure 0007199643000003
When switching from right-turn steering to left-turn steering and from left-turn steering to right-turn steering, the following equation 4 is substituted for "b" in equation 3 after switching based on the values of the final coordinates (x1, y1). This maintains continuity before and after switching.

Figure 0007199643000004
上記数4は、上記数3中のxにx1を、y及びyにy1を代入することにより導出することができる。
Figure 0007199643000004
Equation 4 above can be derived by substituting x1 for x and y1 for yR and yL in Equation 3 above.

“a”として1より大きい任意の正数を用いることができ、例えば、ネイピア数“e”を用いた場合、数3及び数4は下記数5及び数6となる。 Any positive number greater than 1 can be used as "a". For example, when Napier's number "e" is used, Equations 3 and 4 become Equations 5 and 6 below.

Figure 0007199643000005
Figure 0007199643000005

Figure 0007199643000006
数5及び数6においてAhys=1[N・m]、c=0.3と設定し、0[deg]から開始し、+50[deg]、-50[deg]の操舵をした場合の、ヒステリシス補正されたトルク信号Tref_cの線図例を図8に示す。即ち、ヒステリシス補正部240からのトルク信号Tref_cは、0の原点→L1(細線)→L2(破線)→L3(太線)のようなヒステリシス特性となる。
Figure 0007199643000006
Set A hys = 1 [N m] and c = 0.3 in Equations 5 and 6, start from 0 [deg], and steer +50 [deg] and -50 [deg], An example diagram of the hysteresis-corrected torque signal Tref_c is shown in FIG. That is, the torque signal Tref_c from the hysteresis correction unit 240 has hysteresis characteristics such as the origin of 0→L1 (thin line)→L2 (dashed line)→L3 (thick line).

なお、ヒステリシス特性の出力幅を表す係数であるAhys及び丸みを表す係数であるcを、車速Vs及び/又は操舵角θhに応じて可変としても良い。 The coefficient A hys representing the output width of the hysteresis characteristic and the coefficient c representing the roundness may be variable according to the vehicle speed Vs and/or the steering angle θh.

ハンドル戻り補償部250は、操舵角θh及び操舵トルクTsを用いて運転者がハンドル1に加えている手入力トルクを推定し、推定された手入力トルク(手入力トルク推定値)Tseに基づいてハンドル戻りを補償するための戻り補償信号Tref_dを算出する。ハンドル1を切った状態から手放しを行った場合、ハンドル1が中立位置まで戻らずに途中で停止してしまうことがあるので、ハンドルを中立位置付近まで戻すための戻り補償信号Tref_dを算出する。 The steering wheel return compensator 250 estimates the manual input torque applied to the steering wheel 1 by the driver using the steering angle θh and the steering torque Ts, and based on the estimated manual input torque (manual input torque estimated value) Tse A return compensation signal Tref_d for compensating for steering wheel return is calculated. When the steering wheel 1 is released from the turned state, the steering wheel 1 may stop on the way without returning to the neutral position, so a return compensation signal Tref_d for returning the steering wheel to the vicinity of the neutral position is calculated.

ハンドル戻り補償部250の構成例を図9に示す。ハンドル戻り補償部250は、手入力トルク推定部251、トルク感応ゲイン部252、速度感応ゲイン部253、制限部254、微分部255、絶対値部256A及び256B、並びに乗算部257A及び257Bを備える。 FIG. 9 shows a configuration example of the steering wheel return compensator 250. As shown in FIG. The steering wheel return compensation section 250 includes a manual input torque estimation section 251, a torque sensitive gain section 252, a speed sensitive gain section 253, a limiting section 254, a differentiation section 255, absolute value sections 256A and 256B, and multiplication sections 257A and 257B.

手入力トルク推定部251は、操舵角θh及び操舵トルクTsを用いて手入力トルク推定値Tseを算出する。ここで、手入力トルクの推定方法について説明する。ハンドル1への手入力トルクTh、操舵角θh及びトーションバートルクTtの関係は、図10に示されるようになっている。図10はハンドル1及びトーションバー2Aを模式化して表した図である。運転者による手入力トルクThがハンドル1に加えられると、ハンドル1が操舵角θhで回転し、その回転と逆方向にトーションバーの捩れ角Δθの大きさに比例したトーションバートルクTtが発生する。この関係から、トーションバートルクTtを本実施形態では操舵トルクTsとして扱っていることより、手入力トルクTh、操舵角θh及び操舵トルクTsの間には下記数7の関係式が成り立つ。 The manual input torque estimator 251 calculates the manual input torque estimated value Tse using the steering angle θh and the steering torque Ts. Here, a method for estimating manual input torque will be described. FIG. 10 shows the relationship between the manual input torque Th to the steering wheel 1, the steering angle θh, and the torsion bar torque Tt. FIG. 10 is a schematic representation of the handle 1 and the torsion bar 2A. When the driver's manual input torque Th is applied to the steering wheel 1, the steering wheel 1 rotates at the steering angle θh, and a torsion bar torque Tt proportional to the torsion angle Δθ of the torsion bar is generated in the direction opposite to the rotation. . From this relationship, since the torsion bar torque Tt is treated as the steering torque Ts in this embodiment, the following relational expression (7) holds between the manual input torque Th, the steering angle θh, and the steering torque Ts.

Figure 0007199643000007

ここで、Jhは慣性モーメント、Dhは減衰係数である。上記数7を手入力トルクThについて解くと下記数8が得られる。
Figure 0007199643000007

Here, Jh is the moment of inertia and Dh is the damping coefficient. Solving Equation 7 above for the manual input torque Th yields Equation 8 below.

Figure 0007199643000008
よって、慣性モーメントJh及び減衰係数Dhを予め求めておくことにより、操舵角θh及び操舵トルクTsを用いて、手入力トルクThを求めることができる。実際には、上記数8は連続系で表されているので、離散系に変換して求めることになる。連続系から離散系への変換は、既存の方法、例えば、単純には微分演算を差分演算として行う等により行う。また、数8には微分演算が含まれており、高周波の微分ノイズが現れやすくなるので、ローパスフィルタ(LPF)等によるフィルタ処理を行う。以上のことより、手入力トルク推定部251は、入力した操舵角θh及び操舵トルクTsを用いて、予め求められた慣性モーメントJh及び減衰係数Dhを含む数8を離散系に変換した演算処理を行い、その演算結果に対してLPF等によるフィルタ処理を施すことにより、手入力トルク推定値Tseを算出する。なお、数8による演算処理とフィルタ処理とを分けずに、両方を含んだ離散系の演算処理で手入力トルク推定値Tseを算出しても良い。また、微分ノイズが軽微な場合、フィルタ処理を省略しても良い。
Figure 0007199643000008
Therefore, by obtaining the moment of inertia Jh and the damping coefficient Dh in advance, the manual input torque Th can be obtained using the steering angle θh and the steering torque Ts. Actually, since the above Equation 8 is expressed in a continuous system, it is converted into a discrete system to obtain it. Transformation from a continuous system to a discrete system is performed by an existing method, for example, simply performing a differential operation as a differential operation. In addition, equation 8 includes a differential operation, and since high-frequency differential noise tends to appear, filter processing using a low-pass filter (LPF) or the like is performed. As described above, the manual input torque estimator 251 uses the input steering angle θh and steering torque Ts to perform arithmetic processing in which Equation 8 including the moment of inertia Jh and the damping coefficient Dh obtained in advance is converted into a discrete system. The manual input torque estimated value Tse is calculated by subjecting the calculation result to filter processing using an LPF or the like. It should be noted that the manual input torque estimated value Tse may be calculated by a discrete system calculation process including both without separating the calculation process and the filter process according to Equation 8. Also, if the differential noise is slight, filtering may be omitted.

手入力トルク推定値を用いる理由を説明する。例えば、運転者がハンドルを切った状態で手を放した際に、操舵トルクTsを用いた場合、トーションバーの捩れが解消されるまでに多少の遅れが発生し、操舵トルクTsはすぐにはゼロにはならない。手入力トルク推定と後述のトルク感応ゲインを組合わせることにより、手入力トルクがゼロ付近においてのみハンドル戻りの機能を早く、また強く効かせることができる。 The reason for using the manual input torque estimate will be explained. For example, if the steering torque Ts is used when the driver releases the steering wheel after turning it, a slight delay occurs before the torsion of the torsion bar is eliminated, and the steering torque Ts is immediately released. cannot be zero. By combining the manual input torque estimation and the torque sensitive gain, which will be described later, the steering wheel return function can be quickly and strongly effective only when the manual input torque is near zero.

微分部255は、微分部220と同様に、操舵角θhを微分して角速度情報(第1角速度情報)である舵角速度ωh1を算出する。なお、微分部220を共用して、微分部255を省略しても良い。 Similar to the differentiating unit 220, the differentiating unit 255 differentiates the steering angle θh to calculate a steering angular velocity ωh1, which is angular velocity information (first angular velocity information). Note that the differentiation unit 220 may be shared and the differentiation unit 255 may be omitted.

絶対値部256A及び256Bは入力データの大きさ(絶対値)を出力するもので、絶対値部256Aは手入力トルク推定値Tseの絶対値を、絶対値部256Bは舵角速度ωh1の絶対値をそれぞれ出力する。 The absolute value units 256A and 256B output the magnitude (absolute value) of the input data. The absolute value unit 256A outputs the absolute value of the manual input torque estimated value Tse, and the absolute value unit 256B outputs the absolute value of the steering angular velocity ωh1. Output each.

トルク感応ゲイン部252は、トルク感応ゲインマップを用いて、手入力トルク推定値Tseの大きさに応じたトルク感応ゲインGtを求める。トルク感応ゲインマップは、例えば図11に示されるように、トルク感応ゲインGtが、手入力トルク推定値Tseの大きさが大きくなるに従って徐々に小さくなる特性を有する。 The torque sensitive gain section 252 uses the torque sensitive gain map to find the torque sensitive gain Gt corresponding to the magnitude of the manual input torque estimated value Tse. The torque sensitive gain map has a characteristic that the torque sensitive gain Gt gradually decreases as the magnitude of the manual input torque estimated value Tse increases, as shown in FIG. 11, for example.

速度感応ゲイン部253は、速度感応ゲインマップを用いて、舵角速度ωh1の大きさに応じた速度感応ゲインGvを求める。速度感応ゲインマップは、例えば図12に示されるように、速度感応ゲインGvが、舵角速度ωh1の大きさが0から所定の値ω0までの範囲では、舵角速度ωh1の大きさが大きくなるに従って急速に大きくなり、所定の値ω0を超えた範囲では、舵角速度ωh1の大きさが大きくなるに従って徐々に小さくなる特性を有する。 A velocity sensitive gain section 253 uses a velocity sensitive gain map to obtain a velocity sensitive gain Gv corresponding to the magnitude of the steering angular velocity ωh1. For example, as shown in FIG. 12, the speed-sensitive gain map shows that the speed-sensitive gain Gv increases rapidly as the steering angular speed ωh1 increases within a range from 0 to a predetermined value ω0. , and in a range exceeding a predetermined value ω0, it gradually decreases as the magnitude of the steering angular velocity ωh1 increases.

微分部255から出力される舵角速度ωh1は、乗算部257Aにて速度感応ゲインGvを乗算され、その乗算結果に乗算部257Bにてトルク感応ゲインGtが乗算され、戻り補償信号Tref_d0が算出される。 The steering angular velocity ωh1 output from the differentiating section 255 is multiplied by the speed sensitive gain Gv in the multiplication section 257A, and the multiplication result is multiplied by the torque sensitive gain Gt in the multiplication section 257B to calculate the return compensation signal Tref_d0. .

制限部254は、戻り補償信号Tref_d0の上下限値を制限して、戻り補償信号Tref_dを出力する。戻り補償信号Tref_d0の上下限値を制限することにより、異常値の出力を抑える。図13に示されるように、戻り補償信号に対する上限値及び下限値を予め設定し、入力する戻り補償信号Tref_d0が、上限値以上の場合は上限値を、下限値以下の場合は下限値を、それ以外の場合は戻り補償信号Tref_d0を、戻り補償信号Tref_dとして出力する。 The limiting unit 254 limits the upper and lower limits of the return compensation signal Tref_d0 and outputs the return compensation signal Tref_d. By limiting the upper and lower limits of the return compensation signal Tref_d0, output of abnormal values is suppressed. As shown in FIG. 13, the upper limit value and the lower limit value for the return compensation signal are set in advance. Otherwise, return compensation signal Tref_d0 is output as return compensation signal Tref_d.

なお、トルク感応ゲインマップ及び速度感応ゲインマップの特性は、図11及び図12に示されるような曲線的な特性に限られず、直線的な特性でも良く、関数で特性を定義しても良い。また、トルク感応ゲイン部252からのトルク感応ゲインGtの乗算のみでハンドル戻りを適切に補償できる場合等では、速度感応ゲイン部253並びにそれに付随する絶対値部256B及び乗算部257Aは省略可能である。更に、戻り補償信号が異常値とならない場合や、他の手段で異常値の出力を抑える場合等では制限部254が省略可能である。 The characteristics of the torque sensitive gain map and speed sensitive gain map are not limited to the curvilinear characteristics shown in FIGS. 11 and 12, but may be linear characteristics or may be defined by functions. Further, in cases such as when the steering wheel return can be appropriately compensated only by multiplication of the torque sensitive gain Gt from the torque sensitive gain section 252, the speed sensitive gain section 253 and the accompanying absolute value section 256B and multiplication section 257A can be omitted. . Furthermore, the limiter 254 can be omitted when the return compensation signal does not become an abnormal value or when the output of the abnormal value is suppressed by other means.

上述のように求められた戻り補償信号Tref_d並びにトルク信号Tref_c、Tref_b及びTref_aは、加算部263、262及び261で順次加算されていき、最終の加算結果が目標操舵トルクTrefとして出力される。 The return compensation signal Tref_d and the torque signals Tref_c, Tref_b, and Tref_a obtained as described above are successively added by adders 263, 262, and 261, and the final addition result is output as the target steering torque Tref.

なお、微分部220及び255で算出される舵角速度ωh及びωh1は、操舵角θhに対する微分演算により求めているが、高周波のノイズの影響を低減するために、手入力トルク推定部251と同様に、適度にLPF処理を実施しても良い。また、ハイパスフィルタ(HPF)とゲインにより、微分演算とLPFの処理を実施しても良い。更に、舵角速度ωh及びωh1は、操舵角θhではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ又は下側角度センサが検出するコラム角θに対して微分演算とLPFの処理を行って算出しても良い。舵角速度ωh及びωh1の代わりにモータ角速度ωmを角速度情報として使用しても良く、この場合、微分部220及び255は不要となる。本実施形態ではハンドル戻り補償部250は目標操舵トルク生成部200内に設けられているが、ハンドル戻り補償部250を目標操舵トルク生成部200内から外し、目標操舵トルク生成部の後段に加算部を設け、目標操舵トルク生成部からの出力とハンドル戻り補償部からの戻り補償信号をその加算部で加算したものを目標操舵トルクTrefとする構成にしても良い。 The steering angular velocities ωh and ωh1 calculated by the differentiating units 220 and 255 are obtained by differentiating the steering angle θh. , LPF processing may be performed appropriately. Alternatively, the differential operation and LPF processing may be performed using a high-pass filter (HPF) and gain. Further, the steering angular velocities ωh and ωh1 are calculated by performing differentiation and LPF processing on the steering wheel angle θ1 detected by the upper angle sensor or the column angle θ2 detected by the lower angle sensor instead of the steering angle θh. You can The motor angular velocity ωm may be used as the angular velocity information instead of the steering angular velocities ωh and ωh1, in which case the differentiating sections 220 and 255 are not required. In this embodiment, the steering wheel return compensation section 250 is provided in the target steering torque generation section 200. However, the steering wheel return compensation section 250 is removed from the target steering torque generation section 200, and the addition section is placed after the target steering torque generation section. is provided, and the output from the target steering torque generating section and the return compensation signal from the steering wheel return compensation section are added by the adding section to obtain the target steering torque Tref.

変換部500は、トーションバー2Aのバネ定数Ktの逆数の符号を反転した-1/Ktの特性を有しており、目標操舵トルクTrefを目標捩れ角Δθrefに変換する。 The conversion unit 500 has a characteristic of -1/Kt obtained by inverting the sign of the reciprocal of the spring constant Kt of the torsion bar 2A, and converts the target steering torque Tref into the target twist angle Δθref.

捩れ角制御部300は、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθに基づいてモータ電流指令値Imcを演算する。図14は捩れ角制御部300の構成例を示すブロック図であり、捩れ角制御部300は、捩れ角フィードバック(FB)補償部310、捩れ角速度演算部320、速度制御部330、出力制限部350及び減算部361を備えている。変換部500から出力される目標捩れ角Δθrefは減算部361に加算入力され、捩れ角Δθは減算部361に減算入力されると共に、捩れ角速度演算部320に入力される。 The torsion angle control unit 300 calculates the motor current command value Imc based on the target torsion angle Δθref and the torsion angle Δθ. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the torsion angle control unit 300. The torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a torsion angular velocity calculation unit 320, a speed control unit 330, and an output limiter 350. and a subtractor 361 . The target torsion angle Δθref output from the conversion unit 500 is added to the subtraction unit 361 , and the torsion angle Δθ is subtracted to the subtraction unit 361 and input to the torsion angular velocity calculation unit 320 .

捩れ角FB補償部310は、減算部361で算出される目標捩れ角Δθrefと捩れ角Δθの偏差Δθに対して補償値CFB(伝達関数)を乗算し、目標捩れ角Δθrefに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωrefを出力する。補償値CFBは単純なゲインKppでも、PI制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。目標捩れ角速度ωrefは速度制御部330に入力される。捩れ角FB補償部310と速度制御部330により、目標捩れ角Δθrefに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能となる。 The torsion angle FB compensator 310 multiplies the deviation Δθ 0 between the target torsion angle Δθref and the torsion angle Δθ calculated by the subtraction unit 361 by a compensation value C FB (transfer function) to obtain the torsion angle Δθ outputs a target torsional angular velocity ωref that follows. The compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a generally used compensation value such as a PI control compensation value. The target torsional angular velocity ωref is input to the velocity controller 330 . The torsion angle FB compensation section 310 and the speed control section 330 allow the torsion angle Δθ to follow the target torsion angle Δθref, thereby realizing a desired steering torque.

捩れ角速度演算部320は、捩れ角Δθに対する微分演算により捩れ角速度ωtを算出し、捩れ角速度ωtは速度制御部330に入力される。微分演算として、HPFとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、捩れ角速度ωtを別の手段や捩れ角Δθ以外から算出し、速度制御部330に入力するようにしても良い。 The torsion angular velocity calculator 320 calculates a torsion angular velocity ωt by differentiating the torsion angle Δθ, and the torsion angular velocity ωt is input to the velocity controller 330 . Pseudo-differentiation using HPF and gain may be performed as the differential operation. Alternatively, the torsion angular velocity ωt may be calculated by another means or other than the torsion angle Δθ and input to the velocity control section 330 .

速度制御部330は、I-P制御(比例先行型PI制御)により、目標捩れ角速度ωrefに捩れ角速度ωtが追従するようなモータ電流指令値Imcaを算出する。減算部333で目標捩れ角速度ωrefと捩れ角速度ωtとの差分(ωref-ωt)を算出し、その差分を、ゲインKviを有する積分部331にて積分し、積分結果は減算部334に加算入力される。捩れ角速度ωtは比例部332にも入力され、ゲインKvpによる比例処理を施され、減算部334に減算入力される。減算部334での減算結果がモータ電流指令値Imcaとして出力される。なお、速度制御部330は、I-P制御ではなく、PI制御、P(比例)制御、PID(比例積分微分)制御、PI-D制御(微分先行型PID制御)、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Imcaを算出しても良い。 Speed control unit 330 calculates a motor current command value Imca such that torsional angular velocity ωt follows target torsional angular velocity ωref by IP control (proportional leading PI control). The difference (ωref−ωt) between the target twist angular velocity ωref and the twist angular velocity ωt is calculated by the subtraction unit 333, the difference is integrated by the integration unit 331 having the gain Kvi, and the integration result is added to the subtraction unit 334. be. The torsional angular velocity ωt is also input to the proportional section 332 , subjected to proportional processing by the gain Kvp, and subtracted and input to the subtracting section 334 . The subtraction result of the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Imca. Note that the speed control unit 330 performs PI control, P (proportional) control, PID (proportional-integral-derivative) control, PI-D control (differential-preceding PID control), model matching control, and model reference control, instead of IP control. The motor current command value Imca may be calculated by a commonly used control method such as control.

速度制御部330からのモータ電流指令値Imcaは出力制限部350に入力される。 Motor current command value Imca from speed control unit 330 is input to output limiting unit 350 .

出力制限部350は、モータ電流指令値Imcaの上下限値を制限して、モータ電流指令値Imcを出力する。ハンドル戻り補償部250内の制限部254と同様に、モータ電流指令値Imcaに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。なお、出力制限部は省略可能である。 Output limiter 350 limits the upper and lower limits of motor current command value Imca and outputs motor current command value Imc. Similar to the limiting section 254 in the steering wheel return compensating section 250, an upper limit value and a lower limit value for the motor current command value Imca are preset and limited. Note that the output limiter can be omitted.

このような構成において、本実施形態の動作例を図15~図17のフローチャートを参照して説明する。 In such a configuration, an operation example of this embodiment will be described with reference to the flow charts of FIGS. 15 to 17. FIG.

動作を開始すると、右切り/左切り判定部400は、モータ角速度ωmを入力し、モータ角速度ωmの符号を基に操舵が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態STsとして、目標操舵トルク生成部200に出力する(ステップS10)。 When the operation is started, the right-turn/left-turn determination unit 400 receives the motor angular velocity ωm, determines whether the steering is right-turned or left-turned based on the sign of the motor angular velocity ωm, and uses the determination result as the steering state STs. It is output to the target steering torque generator 200 (step S10).

目標操舵トルク生成部200は、操舵状態STsと共に、操舵角θh、操舵トルクTs及び車速Vsを入力し、目標操舵トルクTrefを生成する(ステップS20)。目標操舵トルク生成部200の動作例については、図16のフローチャートを参照して説明する。 The target steering torque generator 200 receives the steering angle θh, the steering torque Ts, and the vehicle speed Vs along with the steering state STs, and generates a target steering torque Tref (step S20). An example of the operation of the target steering torque generator 200 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標操舵トルク生成部200に入力された操舵角θhは基本マップ部210、微分部220、ヒステリシス補正部240及びハンドル戻り補償部250に、操舵状態STsはヒステリシス補正部240に、操舵トルクTsはハンドル戻り補償部250に、車速Vsは基本マップ部210及びダンパゲイン部230にそれぞれ入力される(ステップS21)。 The steering angle θh input to the target steering torque generation unit 200 is supplied to the basic map unit 210, the differentiation unit 220, the hysteresis correction unit 240, and the steering wheel return compensation unit 250, the steering state STs is supplied to the hysteresis correction unit 240, and the steering torque Ts is supplied to the steering wheel. The vehicle speed Vs is inputted to the basic map section 210 and the damper gain section 230 of the return compensation section 250 (step S21).

基本マップ部210は、図6(A)又は(B)に示される基本マップを用いて、操舵角θh及び車速Vsに応じたトルク信号Tref_aを生成して、加算部261に出力する(ステップS22)。 Basic map unit 210 generates torque signal Tref_a corresponding to steering angle θh and vehicle speed Vs using the basic map shown in FIG. ).

微分部220は操舵角θhを微分して舵角速度ωhを出力し(ステップS23)、ダンパゲイン部230は図7に示されるダンパゲインマップを用いて車速Vsに応じたダンパゲインDを出力する(ステップS24)。乗算部260は舵角速度ωh及びダンパゲインDを乗算してトルク信号Tref_bを演算し、加算部262に出力する(ステップS25)。 The differentiating section 220 differentiates the steering angle θh to output the steering angular velocity ωh (step S23), and the damper gain section 230 outputs the damper gain DG according to the vehicle speed Vs using the damper gain map shown in FIG. S24). The multiplier 260 multiplies the steering angular velocity ωh and the damper gain DG to calculate the torque signal Tref_b, and outputs it to the adder 262 (step S25).

ヒステリシス補正部240は、操舵角θh及び操舵状態STsに応じて数5及び数6による演算を切り替えてヒステリシス補正を実施し(ステップS26)、トルク信号Tref_cを生成し、加算部263に出力する(ステップS27)。なお、数5及び数6におけるヒステリシス幅Ahys、c、x1及びy1は予め設定し保持されているが、数6よりb及びb’を予め算出し、x1及びy1の代わりにb及びb’を保持するようにしても良い。 The hysteresis correction unit 240 performs hysteresis correction by switching the calculations of Equations 5 and 6 according to the steering angle θh and the steering state STs (step S26), generates a torque signal Tref_c, and outputs it to the addition unit 263 ( step S27). Although the hysteresis widths A hys , c, x1 and y1 in Equations 5 and 6 are set and held in advance, b and b′ are calculated in advance from Equation 6, and b and b′ are calculated instead of x1 and y1. may be held.

ハンドル戻り補償部250では、操舵トルクTsが手入力トルク推定部251に、操舵角θhが手入力トルク推定部251及び微分部255にそれぞれ入力される。手入力トルク推定部251は、入力された操舵角θh及び操舵トルクTs並びに予め設定された慣性モーメントJh及び減衰係数Dhを用いて、数8を離散系に変換した演算処理及びLPFによるフィルタ処理により、手入力トルク推定値Tseを算出し(ステップS28)、手入力トルク推定値Tseは絶対値部256Aに入力される。微分部255は、操舵角θhを微分して舵角速度ωh1を算出し(ステップS29)、舵角速度ωh1は絶対値部256B及び乗算部257Aに入力される。絶対値部256Aは手入力トルク推定値Tseの絶対値を算出し、トルク感応ゲイン部252に出力し、絶対値部256Bは舵角速度ωh1の絶対値を算出し、速度感応ゲイン部253に出力する(ステップS30)。トルク感応ゲイン部252は、図11に示されるような特性を有するトルク感応ゲインマップを用いて、手入力トルク推定値Tseの絶対値に応じたトルク感応ゲインGtを決定する(ステップS31)。速度感応ゲイン部253は、図12に示されるような特性を有する速度感応ゲインマップを用いて、舵角速度ωh1の絶対値に応じた速度感応ゲインGvを決定する(ステップS32)。トルク感応ゲインGtは乗算部257Bに入力され、速度感応ゲインGvは乗算部257Aに入力される。乗算部257Aでは舵角速度ωh1に速度感応ゲインGvが乗算され、乗算部257Bではその乗算結果にトルク感応ゲインGtが乗算され(ステップS33)、乗算結果が戻り補償信号Tref_d0として出力される。戻り補償信号Tref_d0は制限部254に入力され、制限部254は予め設定された上限値及び下限値により戻り補償信号Tref_d0の上下限値を制限し、戻り補償信号Tref_dとして加算部263に出力する(ステップS34)。 In the steering wheel return compensating section 250, the steering torque Ts is inputted to the manual input torque estimating section 251, and the steering angle θh is inputted to the manual input torque estimating section 251 and the differentiating section 255, respectively. The manual input torque estimating unit 251 uses the input steering angle θh and steering torque Ts as well as the preset moment of inertia Jh and damping coefficient Dh to convert Equation 8 into a discrete system and filter processing using the LPF. , the manual input torque estimated value Tse is calculated (step S28), and the manual input torque estimated value Tse is input to the absolute value unit 256A. The differentiation unit 255 differentiates the steering angle θh to calculate the steering angular velocity ωh1 (step S29), and the steering angular velocity ωh1 is input to the absolute value unit 256B and the multiplication unit 257A. The absolute value section 256A calculates the absolute value of the manual input torque estimated value Tse and outputs it to the torque sensitive gain section 252, and the absolute value section 256B calculates the absolute value of the steering angular velocity ωh1 and outputs it to the speed sensitive gain section 253. (Step S30). The torque sensitive gain section 252 uses a torque sensitive gain map having characteristics as shown in FIG. 11 to determine a torque sensitive gain Gt corresponding to the absolute value of the manual input torque estimated value Tse (step S31). The velocity sensitive gain section 253 uses a velocity sensitive gain map having characteristics as shown in FIG. 12 to determine a velocity sensitive gain Gv corresponding to the absolute value of the steering angular velocity ωh1 (step S32). The torque sensitive gain Gt is input to the multiplier 257B, and the speed sensitive gain Gv is input to the multiplier 257A. The multiplier 257A multiplies the steering angular velocity ωh1 by the speed sensitive gain Gv, the multiplier 257B multiplies the multiplication result by the torque sensitive gain Gt (step S33), and outputs the multiplied result as the return compensation signal Tref_d0. The return compensation signal Tref_d0 is input to the limiting unit 254, and the limiting unit 254 limits the upper and lower limit values of the return compensation signal Tref_d0 with preset upper and lower limit values, and outputs the return compensation signal Tref_d to the addition unit 263 ( step S34).

そして、加算部263にて戻り補償信号Tref_d及びトルク信号Tref_cが加算され、その加算結果にトルク信号Tref_bが加算部262にて加算され、更にその加算結果にトルク信号Tref_aが加算部261にて加算され、目標操舵トルクTrefが演算される(ステップS35)。 Then, the addition unit 263 adds the return compensation signal Tref_d and the torque signal Tref_c, the addition unit 262 adds the torque signal Tref_b to the addition result, and the addition unit 261 adds the torque signal Tref_a to the addition result. Then, the target steering torque Tref is calculated (step S35).

目標操舵トルク生成部200で生成された目標操舵トルクTrefは変換部500に入力され、変換部500で目標捩れ角Δθrefに変換される(ステップS40)。目標捩れ角Δθrefは捩れ角制御部300に入力される。 The target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 is input to the conversion unit 500, where it is converted into the target torsion angle Δθref (step S40). The target twist angle Δθref is input to the twist angle control section 300 .

捩れ角制御部300は、目標捩れ角Δθrefと共に、捩れ角Δθを入力し、モータ電流指令値Imcを演算する(ステップS50)。捩れ角制御部300の動作例については、図17のフローチャートを参照して説明する。 The torsion angle control unit 300 inputs the torsion angle Δθ together with the target torsion angle Δθref, and calculates the motor current command value Imc (step S50). An operation example of the twist angle control section 300 will be described with reference to the flowchart of FIG.

捩れ角制御部300に入力された目標捩れ角Δθrefは減算部361に、捩れ角Δθは減算部361及び捩れ角速度演算部320にそれぞれ入力される(ステップS51)。 The target torsion angle Δθref input to the torsion angle control unit 300 is input to the subtraction unit 361, and the torsion angle Δθ is input to the subtraction unit 361 and the torsion angular velocity calculation unit 320 (step S51).

減算部361では、目標捩れ角Δθrefから捩れ角Δθを減算することにより、偏差Δθが算出される(ステップS52)。偏差Δθは捩れ角FB補償部310に入力され、捩れ角FB補償部310は、偏差Δθに補償値CFBを乗算することにより偏差Δθを補償し(ステップS53)、目標捩れ角速度ωrefを速度制御部330に出力する。 The subtraction unit 361 calculates the deviation Δθ0 by subtracting the torsion angle Δθ from the target torsion angle Δθref (step S52). The deviation Δθ 0 is input to the torsion angle FB compensator 310, and the torsion angle FB compensator 310 multiplies the deviation Δθ 0 by the compensation value C FB to compensate for the deviation Δθ 0 (step S53), and obtains the target torsion angular velocity ωref is output to the speed control unit 330 .

捩れ角Δθを入力した捩れ角速度演算部320は、捩れ角Δθに対する微分演算により捩れ角速度ωtを算出し(ステップS54)、速度制御部330に出力する。 The torsion angular velocity calculation unit 320 having received the torsion angle Δθ calculates a torsion angular velocity ωt by differential calculation with respect to the torsion angle Δθ (step S54), and outputs the torsion angular velocity ωt to the speed control unit 330 .

速度制御部330では、目標捩れ角速度ωrefと捩れ角速度ωtの差分が減算部333で算出され、その差分が積分部331で積分(Kvi/s)されて減算部334に加算入力される(ステップS55)。更に、捩れ角速度ωtは比例部332で比例処理(Kvp)され、比例結果が減算部334に減算入力され(ステップS55)、減算部334の減算結果であるモータ電流指令値Imcaが出力される。 In the speed control unit 330, the difference between the target torsional angular velocity ωref and the torsional angular velocity ωt is calculated by the subtracting unit 333, the difference is integrated (Kvi/s) by the integrating unit 331, and added to the subtracting unit 334 (step S55). ). Furthermore, the torsional angular velocity ωt is proportionally processed (Kvp) by the proportional portion 332, the proportional result is subtracted and input to the subtractor 334 (step S55), and the motor current command value Imca, which is the subtraction result of the subtractor 334, is output.

モータ電流指令値Imcaは出力制限部350に入力される。出力制限部350は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Imcaの上下限値を制限し(ステップS56)、モータ電流指令値Imcとして出力する(ステップS57)。 Motor current command value Imca is input to output limiter 350 . The output limiter 350 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imca by preset upper and lower limits (step S56), and outputs the motor current command value Imc (step S57).

捩れ角制御部300から出力されたモータ電流指令値Imcに基づいてモータを駆動し、電流制御が実施される(ステップS60)。 Based on the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300, the motor is driven to perform current control (step S60).

なお、図15~図17におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 Note that the order of data input and calculation in FIGS. 15 to 17 can be changed as appropriate.

本実施形態でのハンドル戻り補償部によるハンドル戻りの補償(ハンドル戻り補償)の効果について、シミュレーション結果を基に説明する。 The effect of the steering wheel return compensation (handle wheel return compensation) by the steering wheel return compensator in this embodiment will be described based on simulation results.

シミュレーションでは、4N・mの手入力トルクを加えることにより、動作開始から約1秒間、操舵角θhが約50degの状態を保ち、その後、手放し(手入力トルク:0N・m)を行ったとして、ハンドル戻り補償部によるハンドル戻り補償がある場合とない場合のハンドル角(トーションバーの上側の角度)の時間応答をシミュレーションする。 In the simulation, by applying a manual input torque of 4 Nm, the steering angle θh was maintained at about 50 degrees for about 1 second from the start of operation, and then the hands were released (manual input torque: 0 Nm). Simulate the time response of the steering wheel angle (upper angle of the torsion bar) with and without steering wheel return compensation by the steering wheel return compensator.

図18はシミュレーション結果を示しており、図18(A)がハンドル戻り補償がない場合、図18(B)がハンドル戻り補償がある場合のシミュレーション結果である。図18(A)より、ハンドル戻り補償がない場合、手放し後のハンドル角が0degを超えて、約-11degのところまでオーバーシュートし、その後、約-3degで留まっていることがわかる。この場合、運転者からは見栄えとして不快に感じられ、車両は直進走行から外れてしまっているので、運転者は修正操舵を行わなければならない。この修正操舵は運転者にとって負荷となる。 FIG. 18 shows the simulation results, where FIG. 18(A) is the simulation result when there is no steering wheel return compensation, and FIG. 18(B) is the simulation result when there is steering wheel return compensation. From FIG. 18(A), it can be seen that when there is no steering wheel return compensation, the steering wheel angle after releasing exceeds 0 deg, overshoots to about -11 deg, and then stays at about -3 deg. In this case, the driver feels that the appearance is unpleasant, and since the vehicle has deviated from straight running, the driver must perform corrective steering. This corrective steering becomes a load for the driver.

これに対して、ハンドル戻り補償がある場合は、図18(B)より、手放し後に殆どオーバーシュートすることなく、定常偏差が約0degにまで改善されていることがわかる。ここまで改善すれば、直進走行に近い状態を維持することができ、運転者からの見栄えも不快に感じられることはなく、運転者への負荷がない。 On the other hand, when there is steering wheel return compensation, it can be seen from FIG. 18(B) that the steady-state deviation is improved to about 0 deg with almost no overshoot after the hand is released. With this improvement, it is possible to maintain a state close to straight-ahead running, and the appearance of the vehicle does not make the driver feel uncomfortable, so there is no burden on the driver.

第1実施形態でのハンドル戻り補償部250において、操舵角θhに応じた目標速度を設定し、その目標速度と舵角速度ωh1との偏差に応じた補償値を求めることにより、中立位置への戻りを強くすることが可能となる。この機能を搭載したハンドル戻り補償部の構成例(第2実施形態)を図19に示す。第2実施形態でのハンドル戻り補償部650には、図9に示される第1実施形態でのハンドル戻り補償部250に対して、目標速度設定部258及び減算部259が追加されており、目標速度設定部258において操舵角θhに応じた目標速度ωrefが設定される。 In the steering wheel return compensator 250 of the first embodiment, a target speed corresponding to the steering angle θh is set, and a compensation value corresponding to the deviation between the target speed and the steering angular speed ωh1 is obtained. can be strengthened. FIG. 19 shows a configuration example (second embodiment) of a steering wheel return compensator equipped with this function. A target speed setting unit 258 and a subtraction unit 259 are added to the steering wheel return compensation unit 650 of the first embodiment shown in FIG. A speed setting unit 258 sets a target speed ωref according to the steering angle θh.

目標速度設定部258は、操舵角に応じた目標速度を定義した目標速度設定マップを有している。目標速度設定マップは、例えば図20に示されるように、操舵角がゼロのときに目標速度もゼロで、そこから操舵角が大きくなるに従って目標速度は小さくなり、操舵角が小さくなるに従って目標速度は大きくなる特性を有する。目標速度設定部258は、操舵角θhを入力し、目標速度設定マップに基づいて、操舵角θhに対する目標速度ωrefを求め、目標速度ωrefは減算部259に減算入力される。減算部259には、微分部255から出力された舵角速度ωh1が加算入力されており、舵角速度ωh1から目標速度ωrefを減算して舵角速度偏差ωhc(第2角速度情報)が算出される。算出された舵角速度偏差ωhcに、乗算部257A及び257Bにおいて、速度感応ゲインGv及びトルク感応ゲインGtがそれぞれ乗算される。例えば、操舵角θhが正の領域で、目標速度ωrefが舵角速度ωh1よりも負の方向に位置している場合を想定する。このとき、舵角速度偏差ωhcは正の値となり、戻り補償信号Tref_dも正の値となる。戻り補償信号Tref_dが正の値になることから、路面反力に対抗してハンドルを中立位置に戻すような目標捩れ角Δθrefとなり、ハンドル戻りがよくなる。一方、舵角速度偏差ωhcが負の場合は、中立位置に戻る速度が緩和され、オーバーシュートを抑制できる。なお、図20では、目標速度設定マップの特性は原点に対して対称な形となっているが、車両の特性等に応じて非対称な形でも良い。また、曲線的な特性ではなく直線的な特性等でも良く、特性を数式で表現しても良い。 The target speed setting unit 258 has a target speed setting map that defines target speeds according to steering angles. For example, as shown in FIG. 20, the target speed setting map is such that when the steering angle is zero, the target speed is also zero. has the property of growing. A target speed setting unit 258 inputs a steering angle θh, obtains a target speed ωref for the steering angle θh based on a target speed setting map, and subtracts the target speed ωref from the target speed ωref to a subtraction unit 259 . The steering angular velocity ωh1 outputted from the differentiating part 255 is added to the subtracting part 259, and the steering angular velocity deviation ωhc (second angular velocity information) is calculated by subtracting the target velocity ωref from the steering angular velocity ωh1. The calculated steering angular speed deviation ωhc is multiplied by the speed sensitive gain Gv and the torque sensitive gain Gt in multipliers 257A and 257B, respectively. For example, it is assumed that the steering angle θh is positive and the target speed ωref is more negative than the steering angular speed ωh1. At this time, the steering angular velocity deviation ωhc becomes a positive value, and the return compensation signal Tref_d also becomes a positive value. Since the return compensation signal Tref_d becomes a positive value, the target torsion angle Δθref is obtained so as to return the steering wheel to the neutral position against the road surface reaction force, and the steering wheel return is improved. On the other hand, when the steering angular velocity deviation ωhc is negative, the speed of returning to the neutral position is moderated, and overshoot can be suppressed. In FIG. 20, the characteristics of the target speed setting map are symmetrical with respect to the origin, but they may be asymmetrical depending on the characteristics of the vehicle. In addition, linear characteristics may be used instead of curvilinear characteristics, and characteristics may be expressed by mathematical expressions.

第2実施形態の動作例では、図16に示される第1実施形態での目標操舵トルク生成部200の動作例に対して、目標速度設定部258及び減算部259での動作が加わることになる。 In the operation example of the second embodiment, the operation of the target speed setting unit 258 and the subtraction unit 259 is added to the operation example of the target steering torque generation unit 200 in the first embodiment shown in FIG. .

第2実施形態での目標操舵トルク生成部の動作例のフローチャートを図21に示す。ハンドル戻り補償部650に入力された操舵角θhは、手入力トルク推定部251及び微分部255に加え、目標速度設定部258に入力される。微分部255での舵角速度ωh1の算出(ステップS29)の後、舵角速度ωh1は絶対値部256B及び減算部259に入力される。操舵角θhを入力した目標速度設定部258は、図20に示されるような特性を有する目標速度設定マップを用いて、操舵角θhに対する目標速度ωrefを求め(ステップS29A)、目標速度ωrefは減算部259に減算入力される。減算部259では、舵角速度ωh1から目標速度ωrefを減算することにより舵角速度偏差ωhcが算出され(ステップS29B)、舵角速度偏差ωhcは乗算部257Aに入力される。その後は、第1実施形態での目標操舵トルク生成部200の動作例と同じ動作が行われる(ステップS30~)。 FIG. 21 shows a flowchart of an operation example of the target steering torque generator in the second embodiment. The steering angle θh input to the steering wheel return compensating section 650 is input to the target speed setting section 258 in addition to the manual input torque estimating section 251 and the differentiating section 255 . After the steering angular velocity ωh1 is calculated by the differentiating section 255 (step S29), the steering angular velocity ωh1 is input to the absolute value section 256B and the subtracting section 259. FIG. The target speed setting unit 258 having input the steering angle θh obtains the target speed ωref for the steering angle θh using a target speed setting map having characteristics as shown in FIG. 20 (step S29A), and subtracts the target speed ωref. Subtraction is input to the unit 259 . The subtractor 259 calculates the steering angular velocity deviation ωhc by subtracting the target speed ωref from the steering angular velocity ωh1 (step S29B), and the steering angular velocity deviation ωhc is input to the multiplier 257A. After that, the same operation as the operation example of the target steering torque generation unit 200 in the first embodiment is performed (from step S30).

なお、図21におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 Note that the order of data input and calculation in FIG. 21 can be changed as appropriate.

第1実施形態では、ハンドル戻り補償部で算出される戻り補償信号を目標操舵トルクとして扱うことによりハンドル戻り補償を行っているが、戻り補償信号を電流指令値として扱うことによってもハンドル戻り補償を行うことができる。この場合の本発明の構成例(第3実施形態)を図22に、第3実施形態での目標操舵トルク生成部の構成例を図23にそれぞれ示す。図4に示される第1実施形態及び図5に示される第1実施形態での目標操舵トルク生成部200と比べると、第3実施形態での目標操舵トルク生成部700内にはハンドル戻り補償部がなく、目標操舵トルク生成部700の外にハンドル戻り補償部750が設けられており、ハンドル戻り補償部750から出力される戻り補償信号Imhは、新たに設けられた減算部770に減算入力され、減算部770には、戻り補償信号Imhの他に、捩れ角制御部300からのモータ電流指令値Imcが加算入力されている。目標操舵トルク生成部700にはハンドル戻り補償部がないので、ハンドル戻り補償部のみに入力されていた操舵トルクTsは入力されていない。 In the first embodiment, steering wheel return compensation is performed by treating the return compensation signal calculated by the steering wheel return compensation section as the target steering torque. It can be carried out. FIG. 22 shows a configuration example (third embodiment) of the present invention in this case, and FIG. 23 shows a configuration example of the target steering torque generation section in the third embodiment. Compared with the target steering torque generator 200 in the first embodiment shown in FIG. 4 and the first embodiment shown in FIG. A steering wheel return compensation unit 750 is provided outside the target steering torque generation unit 700, and the return compensation signal Imh output from the steering wheel return compensation unit 750 is subtracted and input to a newly provided subtraction unit 770. , the motor current command value Imc from the torsion angle control unit 300 is additionally input to the subtraction unit 770 in addition to the return compensation signal Imh. Since the target steering torque generation section 700 does not have a steering wheel return compensation section, the steering torque Ts that was input only to the steering wheel return compensation section is not input.

目標操舵トルク生成部700は、第1実施形態での目標操舵トルク生成部200からハンドル戻り補償部250及び加算部263を除いた構成となっており、他の構成要素は目標操舵トルク生成部200の構成要素と同じであり、ヒステリシス補正部240から出力されるトルク信号Tref_cは加算部262に入力される。なお、目標操舵トルク生成部700を、基本マップ部210、ダンパ演算部(ダンパゲイン部230及び乗算部260)及びヒステリシス補正部240の少なくとも1つからなる構成としても良い。 The target steering torque generation unit 700 has a configuration in which the steering wheel return compensation unit 250 and the addition unit 263 are removed from the target steering torque generation unit 200 in the first embodiment, and the other components are the target steering torque generation unit 200. The torque signal Tref_c output from the hysteresis correction unit 240 is input to the addition unit 262 . Note that the target steering torque generation unit 700 may be configured by at least one of the basic map unit 210 , the damper calculation unit (damper gain unit 230 and multiplication unit 260 ), and the hysteresis correction unit 240 .

ハンドル戻り補償部750は、図9に示される第1実施形態でのハンドル戻り補償部250と同じ構成であるが、ハンドル戻り補償部250は目標操舵トルクとして扱われる戻り補償信号Tref_dを出力しているが、ハンドル戻り補償部750は、電流指令値として扱われる戻り補償信号Imhを出力する。そのため、第3実施形態におけるトルク感応ゲイン部のトルク感応ゲインマップ及び速度感応ゲイン部の速度感応ゲインマップは、第1実施形態での各マップに変更を加えたものとなる。即ち、変化の態様は第1実施形態での各マップと同様であるが、ゲインの最大値等が、戻り補償信号を電流指令値として扱うべく調整される。 The steering wheel return compensator 750 has the same configuration as the steering wheel return compensator 250 in the first embodiment shown in FIG. However, the steering wheel return compensation unit 750 outputs a return compensation signal Imh treated as a current command value. Therefore, the torque sensitive gain map of the torque sensitive gain section and the speed sensitive gain map of the speed sensitive gain section in the third embodiment are modified from the maps in the first embodiment. That is, the mode of change is the same as that of each map in the first embodiment, but the maximum gain value and the like are adjusted so that the return compensation signal is treated as the current command value.

減算部770にてモータ電流指令値Imcから戻り補償信号Imhを減算することによりモータ電流指令値Imcを補正し、補正されたモータ電流指令値Imcがモータ電流指令値Imccとして出力される。 The motor current command value Imc is corrected by subtracting the return compensation signal Imh from the motor current command value Imc in the subtractor 770, and the corrected motor current command value Imc is output as the motor current command value Imcc.

第3実施形態の動作は、第1実施形態の動作と比べて、目標操舵トルク生成部での動作及びハンドル戻り補償部から出力される戻り補償信号が関連する動作が異なる。 The operation of the third embodiment differs from the operation of the first embodiment in that the operation in the target steering torque generation section and the return compensation signal output from the steering wheel return compensation section are related.

第3実施形態の動作例のフローチャート及び第3実施形態での目標操舵トルク生成部750の動作例のフローチャートをそれぞれ図24及び図25に示す。図25に示されるように、目標操舵トルク生成部750は、ヒステリシス補正部240でのトルク信号Tref_cの生成(ステップS27)まで第1実施形態での目標操舵トルク生成部200と同じ動作を行い、トルク信号Tref_cは加算部262に入力される。その後、目標操舵トルク生成部200でのステップS28~S34は行われず、トルク信号Tref_c及びトルク信号Tref_bが加算部262で加算され、その加算結果にトルク信号Tref_aが加算部261にて加算され、目標操舵トルクTrefが演算される(ステップS35A)。 24 and 25 respectively show a flowchart of an operation example of the third embodiment and a flowchart of an operation example of the target steering torque generator 750 in the third embodiment. As shown in FIG. 25, the target steering torque generation unit 750 performs the same operation as the target steering torque generation unit 200 in the first embodiment until generation of the torque signal Tref_c in the hysteresis correction unit 240 (step S27). Torque signal Tref_c is input to adder 262 . After that, steps S28 to S34 in the target steering torque generation unit 200 are not performed, the addition unit 262 adds the torque signal Tref_c and the torque signal Tref_b, and the addition unit 261 adds the torque signal Tref_a to the addition result. A steering torque Tref is calculated (step S35A).

目標操舵トルク生成(ステップS20A)の後は、目標捩れ角Δθrefの算出(ステップS40)及び捩れ角制御(ステップS50)が実行され、捩れ角制御部300から出力されたモータ電流指令値Imcは減算部770に加算入力される。 After generating the target steering torque (step S20A), calculation of the target torsion angle Δθref (step S40) and torsion angle control (step S50) are executed, and the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300 is subtracted. An addition input is provided to the unit 770 .

一方、ハンドル戻り補償部750では、第1実施形態でのハンドル戻り補償部250と同様の動作により戻り補償信号Imhが算出され(ステップS50A)、戻り補償信号Imhは減算部770に減算入力される。 On the other hand, in the steering wheel return compensation section 750, the return compensation signal Imh is calculated by the same operation as the steering wheel return compensation section 250 in the first embodiment (step S50A), and the return compensation signal Imh is subtracted and input to the subtraction section 770. .

減算部770では、モータ電流指令値Imcから戻り補償信号Imhが減算され、モータ電流指令値Imccが出力され、モータ電流指令値Imccに基づいてモータを駆動し、電流制御が実施される(ステップS60)。 The subtraction unit 770 subtracts the return compensation signal Imh from the motor current command value Imc, outputs the motor current command value Imcc, drives the motor based on the motor current command value Imcc, and carries out current control (step S60). ).

なお、図24及び図25におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 Note that the order of data input and calculation in FIGS. 24 and 25 can be changed as appropriate.

第3実施形態でのハンドル戻り補償部750に対して、第2実施形態での目標速度設定部258を追加し、図19に示されるハンドル戻り補償部650と同様の構成で戻り補償信号Imhを算出することも可能である。 The target speed setting unit 258 of the second embodiment is added to the steering wheel return compensation unit 750 of the third embodiment, and the return compensation signal Imh is generated with the same configuration as the steering wheel return compensation unit 650 shown in FIG. It is also possible to calculate

なお、戻り補償信号を目標捩れ角として扱い、変換部500から出力される目標捩れ角Δθrefから戻り補償信号を減算することにより目標捩れ角Δθrefを補正し、ハンドル戻り補償を行っても良い。この場合も、ハンドル戻り補償部のトルク感応ゲインマップ及び速度感応ゲインマップは、戻り補償信号を目標捩れ角として扱うべく調整される。 The return compensation signal may be treated as the target twist angle, and the target twist angle Δθref may be corrected by subtracting the return compensation signal from the target twist angle Δθref output from the conversion unit 500 to compensate for steering wheel return. Also in this case, the torque sensitive gain map and the speed sensitive gain map of the steering wheel return compensation section are adjusted so that the return compensation signal is treated as the target torsion angle.

第1実施形態での目標操舵トルク生成部200は基本マップ部210、ダンパ演算部(ダンパゲイン部230及び乗算部260)、ヒステリシス補正部240及びハンドル戻り補償部250を備えているが、ハンドル戻り補償のみに特化し、ハンドル戻り補償部250のみを備える構成としても良い。この場合の目標操舵トルク生成部の構成例(第4実施形態)を図26に示す。目標操舵トルク生成部800では、ハンドル戻り補償部250から出力される戻り補償信号Tref_dが、目標操舵トルクTrefとして出力されることになる。なお、目標操舵トルク生成部を、基本マップ部210、ダンパ演算部及びヒステリシス補正部240の少なくとも1つとハンドル戻り補償部250を組み合わせた構成としても良い。また、第2実施形態でのハンドル戻り補償部650のみを備える構成や、基本マップ部210、ダンパ演算部及びヒステリシス補正部240の少なくとも1つとハンドル戻り補償部650を組み合わせた構成としても良い。 The target steering torque generation unit 200 in the first embodiment includes a basic map unit 210, a damper calculation unit (damper gain unit 230 and multiplication unit 260), a hysteresis correction unit 240, and a steering wheel return compensation unit 250. Only the steering wheel return compensator 250 may be provided. FIG. 26 shows a configuration example (fourth embodiment) of the target steering torque generator in this case. In target steering torque generation section 800, return compensation signal Tref_d output from steering wheel return compensation section 250 is output as target steering torque Tref. Note that the target steering torque generation section may be configured by combining at least one of the basic map section 210 , the damper calculation section, and the hysteresis correction section 240 and the steering wheel return compensation section 250 . Also, a configuration including only the steering wheel return compensation section 650 in the second embodiment, or a configuration in which at least one of the basic map section 210, the damper calculation section and the hysteresis correction section 240 and the steering wheel return compensation section 650 are combined may be employed.

第1~第4実施形態でのモータ電流指令値Imc又はImccに、従来のEPSにおいて操舵トルクに基づいて演算される電流指令値(以下、「アシスト電流指令値」とする)を、例えば、図2に示される電流指令値演算部31から出力される電流指令値Iref1又は電流指令値Iref1に補償信号CMを加算した電流指令値Iref2等を加算しても良い。 A current command value (hereinafter referred to as "assist current command value") calculated based on the steering torque in a conventional EPS is added to the motor current command value Imc or Imcc in the first to fourth embodiments, for example. 2 or a current command value Iref2 obtained by adding the compensation signal CM to the current command value Iref1 output from the current command value calculation unit 31 shown in FIG.

上記の内容を第1実施形態に対して適用した構成例(第5実施形態)を図27に、第3実施形態に対して適用した構成例(第6実施形態)を図28に示す。アシスト制御部150は、電流指令値演算部31、又は、電流指令値演算部31、補償信号生成部34及び加算部32Aから構成される。第5実施形態では、アシスト制御部150から出力されるアシスト電流指令値Iac(図2における電流指令値Iref1又はIref2に相当)と捩れ角制御部300から出力されるモータ電流指令値Imcが加算部160で加算される。第6実施形態では、アシスト電流指令値Iacと減算部770から出力されるモータ電流指令値Imccが加算部160で加算される。そして、加算部160での加算結果である電流指令値Icは電流制限部170に入力され、最大電流を制限された電流指令値Icmに基づいてモータを駆動し、電流制御が実施される。 FIG. 27 shows a configuration example (fifth embodiment) in which the above contents are applied to the first embodiment, and FIG. 28 shows a configuration example (sixth embodiment) in which the above contents are applied to the third embodiment. The assist control unit 150 is composed of the current command value calculation unit 31, or the current command value calculation unit 31, the compensation signal generation unit 34, and the addition unit 32A. In the fifth embodiment, the assist current command value Iac output from the assist control unit 150 (corresponding to the current command value Iref1 or Iref2 in FIG. 2) and the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300 are Add by 160. In the sixth embodiment, the adder 160 adds the assist current command value Iac and the motor current command value Imcc output from the subtractor 770 . Then, the current command value Ic, which is the addition result of the adding section 160, is input to the current limiting section 170, and the motor is driven based on the current command value Icm with the maximum current limited, and current control is performed.

第1~第6実施形態のうち、基本マップ部210を備える目標操舵トルク生成部において、基本マップ部210の前段又は後段に位相補償を行なう位相補償部270を挿入しても良い。つまり、図5や図23中の破線で囲まれた領域Rの構成を、図29(A)又は(B)に示されるような構成にしても良い。目標操舵トルク生成部に関しては、操舵角に基づいた構成であるならば、上述の構成に限られない。 In the target steering torque generating section including the basic map section 210 in the first to sixth embodiments, the phase compensating section 270 that performs phase compensation may be inserted before or after the basic map section 210 . That is, the configuration of the region R surrounded by the dashed lines in FIGS. 5 and 23 may be changed to the configuration shown in FIG. 29(A) or (B). The target steering torque generator is not limited to the above configuration as long as it is based on the steering angle.

図1及び図3では本発明をコラム型EPSに適用しているが、本発明はコラム型等の上流型に限られず、ラック&ピニオン等の下流型EPSにも適用可能である。更に、目標捩れ角に基づくフィードバック制御を行うということでは、トーションバー(バネ定数任意)及び捩れ角検出用のセンサを少なくとも備えるステアバイワイヤ(SBW)反力装置等にも適用可能である。本発明を、トーションバーを備えたSBW反力装置に適用した場合の実施形態(第7実施形態)について説明する。 Although the present invention is applied to a column-type EPS in FIGS. 1 and 3, the present invention is not limited to an upstream-type EPS such as a column-type EPS, and can also be applied to a downstream-type EPS such as a rack and pinion. Furthermore, in terms of performing feedback control based on the target torsion angle, it is also applicable to a steer-by-wire (SBW) reaction force device or the like that includes at least a torsion bar (arbitrary spring constant) and a torsion angle detection sensor. An embodiment (seventh embodiment) in which the present invention is applied to an SBW reaction device having a torsion bar will be described.

まずは、SBW反力装置を含むSBWシステム全体について説明する。図30はSBWシステムの構成例を、図1に示される電動パワーステアリング装置の一般的な構成に対応させて示した図である。なお、同一構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。 First, the entire SBW system including the SBW reaction force device will be described. FIG. 30 is a diagram showing a configuration example of the SBW system in correspondence with the general configuration of the electric power steering apparatus shown in FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same structure, and detailed description is abbreviate|omitted.

SBWシステムは、ユニバーサルジョイント4aにてコラム軸2と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、ハンドル1の操作を電気信号によって操向車輪8L,8R等からなる転舵機構に伝えるシステムである。図30に示されるように、SBWシステムは反力装置60及び駆動装置70を備え、コントロールユニット(ECU)50が両装置の制御を行う。反力装置60は、舵角センサ14にて操舵角θhの検出を行うと同時に、操向車輪8L,8Rから伝わる車両の運動状態を反力トルクとして運転者に伝達する。反力トルクは、反力用モータ61により生成される。なお、SBWシステムの中には反力装置内にトーションバーを有さないタイプもあるが、本発明を適用するSBWシステムはトーションバーを有するタイプであり、トルクセンサ10にて操舵トルクTsを検出する。また、角度センサ74が、反力用モータ61のモータ角θmを検出する。駆動装置70は、運転者によるハンドル1の操舵に合わせて、駆動用モータ71を駆動し、その駆動力を、ギア72を介してピニオンラック機構5に付与し、タイロッド6a,6bを経て、操向車輪8L,8Rを転舵する。ピニオンラック機構5の近傍には角度センサ73が配置されており、操向車輪8L,8Rの転舵角θtを検出する。ECU50は、反力装置60及び駆動装置70を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θhや転舵角θt等の情報に加え、車速センサ12からの車速Vs等を基に、反力用モータ61を駆動制御する電圧制御指令値Vref1及び駆動用モータ71を駆動制御する電圧制御指令値Vref2を生成する。 The SBW system does not have an intermediate shaft that is mechanically connected to the column shaft 2 at the universal joint 4a, and is a system that transmits the operation of the steering wheel 1 to the steering mechanism consisting of the steerable wheels 8L, 8R, etc. by electrical signals. . As shown in FIG. 30, the SBW system includes a reaction device 60 and a drive device 70, and a control unit (ECU) 50 controls both devices. The reaction force device 60 detects the steering angle θh with the steering angle sensor 14, and at the same time, transmits the motion state of the vehicle transmitted from the steered wheels 8L, 8R to the driver as reaction torque. The reaction torque is generated by the reaction force motor 61 . Some SBW systems do not have a torsion bar in the reaction force device, but the SBW system to which the present invention is applied has a torsion bar, and the torque sensor 10 detects the steering torque Ts. do. Also, the angle sensor 74 detects the motor angle θm of the reaction force motor 61 . The driving device 70 drives a driving motor 71 in accordance with the steering of the steering wheel 1 by the driver, applies the driving force to the pinion rack mechanism 5 via the gear 72, and passes through the tie rods 6a and 6b to drive the driving motor 71. The direction wheels 8L and 8R are steered. An angle sensor 73 is arranged near the pinion rack mechanism 5 to detect the turning angle θt of the steered wheels 8L, 8R. In order to cooperatively control the reaction force device 60 and the drive device 70, the ECU 50 controls the vehicle speed Vs and the like from the vehicle speed sensor 12 in addition to information such as the steering angle θh and the turning angle θt output from both devices. A voltage control command value Vref1 for driving and controlling the reaction force motor 61 and a voltage control command value Vref2 for driving and controlling the driving motor 71 are generated.

このようなSBWシステムに本発明を適用した第7実施形態の構成について説明する。 The configuration of the seventh embodiment in which the present invention is applied to such an SBW system will be described.

図31は第7実施形態の構成を示すブロック図である。第7実施形態は、捩れ角Δθに対する制御(以下、「捩れ角制御」とする)と、転舵角θtに対する制御(以下、「転舵角制御」とする)を行い、反力装置を捩れ角制御で制御し、駆動装置を転舵角制御で制御する。なお、駆動装置は他の制御方法で制御しても良い。 FIG. 31 is a block diagram showing the configuration of the seventh embodiment. In the seventh embodiment, control of the torsion angle Δθ (hereinafter referred to as “torsion angle control”) and control of the turning angle θt (hereinafter referred to as “turning angle control”) are performed to control the reaction force device. It is controlled by angle control, and the driving device is controlled by steering angle control. Note that the driving device may be controlled by other control methods.

捩れ角制御では、第1実施形態と同様の構成及び動作により、捩れ角Δθが、操舵角θh等を用いて目標操舵トルク生成部200及び変換部500を経て算出される目標捩れ角Δθrefに追従するような制御を行う。モータ角θmは角度センサ74で検出され、モータ角速度ωmは、角速度演算部951にてモータ角θmを微分することにより算出される。転舵角θtは角度センサ73で検出される。また、第1実施形態ではEPS操舵系/車両系100内の処理として詳細な説明は行われていないが、電流制御部130は、図2に示される減算部32B、PI制御部35、PWM制御部36及びインバータ37と同様の構成及び動作により、捩れ角制御部300から出力されるモータ電流指令値Imc及びモータ電流検出器140で検出される反力用モータ61の電流値Imrに基づいて、反力用モータ61を駆動して、電流制御を行う。 In the torsion angle control, the torsion angle Δθ follows the target torsion angle Δθref calculated through the target steering torque generation unit 200 and the conversion unit 500 using the steering angle θh and the like by using the same configuration and operation as in the first embodiment. control such as The motor angle θm is detected by the angle sensor 74 , and the motor angular velocity ωm is calculated by differentiating the motor angle θm by the angular velocity calculator 951 . A steering angle θt is detected by an angle sensor 73 . Further, in the first embodiment, the processing in the EPS steering system/vehicle system 100 is not described in detail, but the current control unit 130 includes the subtraction unit 32B, the PI control unit 35, and the PWM control shown in FIG. Based on the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300 and the current value Imr of the reaction force motor 61 detected by the motor current detector 140, by the same configuration and operation as the unit 36 and the inverter 37, Current control is performed by driving the reaction force motor 61 .

転舵角制御では、目標転舵角生成部910にて操舵角θhに基づいて目標転舵角θtrefが生成され、目標転舵角θtrefは転舵角θtと共に転舵角制御部920に入力される。転舵角制御部920は、転舵角θtが目標転舵角θtrefとなるようなモータ電流指令値Imctを演算する。そして、モータ電流指令値Imct及びモータ電流検出器940で検出される駆動用モータ71の電流値Imdに基づいて、電流制御部930が、電流制御部130と同様の構成及び動作により、駆動用モータ71を駆動して、電流制御を行う。 In the steering angle control, the target steering angle θtref is generated based on the steering angle θh in the target steering angle generation section 910, and the target steering angle θtref is input to the steering angle control section 920 together with the steering angle θt. be. The turning angle control section 920 calculates a motor current command value Imct that makes the turning angle θt equal to the target turning angle θtref. Then, based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940, the current control unit 930 controls the drive motor 71 with the same configuration and operation as the current control unit 130. 71 is driven to perform current control.

目標転舵角生成部910の構成例を図32に示す。目標転舵角生成部910は、制限部931、レート制限部932及び補正部933を備える。 FIG. 32 shows a configuration example of the target turning angle generator 910. As shown in FIG. The target steering angle generator 910 includes a limiter 931 , a rate limiter 932 and a corrector 933 .

制限部931は、操舵角θhの上下限値を制限して、操舵角θh1を出力する。ハンドル戻り補償部内の制限部254及び捩れ角制御部300内の出力制限部350と同様に、操舵角θhに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。 A limiting unit 931 limits the upper and lower limits of the steering angle θh and outputs the steering angle θh1. Similar to the limiting section 254 in the steering wheel return compensating section and the output limiting section 350 in the torsion angle control section 300, upper and lower limits for the steering angle θh are set in advance and limited.

レート制限部932は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θh1の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θh2を出力する。例えば、1サンプル前の操舵角θh1からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値(制限値)より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θh1を加減算し、操舵角θh2として出力する。制限値以下の場合は、操舵角θh1をそのまま操舵角θh2として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。 A rate limiter 932 limits the amount of change in the steering angle θh1 by setting a limit value to avoid a sudden change in the steering angle, and outputs a steering angle θh2. For example, if the amount of change is the difference from the steering angle θh1 one sample before, and the absolute value of the amount of change is greater than a predetermined value (limit value), the steering angle θh1 is added or subtracted and output as the steering angle θh2. If it is equal to or less than the limit value, the steering angle θh1 is directly output as the steering angle θh2. Instead of setting a limit value for the absolute value of the amount of change, an upper limit value and a lower limit value may be set for the amount of change to limit the amount of change. You may make it restrict|limit with respect to a rate.

補正部933は、操舵角θh2を補正して、目標転舵角θtrefを出力する。例えば、目標操舵トルク生成部内の基本マップ部210のように、操舵角θh2の大きさ|θh2|に対する目標転舵角θtrefの特性を定義したマップを用いて、操舵角θh2より目標転舵角θtrefを求める。或いは、単純に、操舵角θh2に所定のゲインを乗算することにより、目標転舵角θtrefを求めるようにしても良い。 A correction unit 933 corrects the steering angle θh2 and outputs a target steering angle θtref. For example, using a map that defines the characteristics of the target turning angle θtref with respect to the steering angle θh2 magnitude |θh2| Ask for Alternatively, the target steering angle θtref may be obtained simply by multiplying the steering angle θh2 by a predetermined gain.

転舵角制御部920の構成例を図33に示す。転舵角制御部920は、図14に示される捩れ角制御部300の構成例と同様の構成をしており、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθの代わりに目標転舵角θtref及び転舵角θtを入力する。転舵角制御部920では、転舵角フィードバック(FB)補償部921、転舵角速度演算部922、速度制御部923、出力制限部926及び減算部927が、それぞれ捩れ角FB補償部310、捩れ角速度演算部320、速度制御部330、出力制限部350及び減算部361と同様の構成で同様の動作を行う。 A configuration example of the turning angle control section 920 is shown in FIG. The turning angle control section 920 has the same configuration as the configuration example of the torsion angle control section 300 shown in FIG. Enter θt. In the turning angle control unit 920, a turning angle feedback (FB) compensation unit 921, a turning angular velocity calculation unit 922, a speed control unit 923, an output limiter 926, and a subtraction unit 927 correspond to the twist angle FB compensation unit 310 and the twist angle FB compensation unit 310, respectively. Angular velocity calculator 320 , velocity controller 330 , output limiter 350 , and subtractor 361 have the same configurations and perform the same operations.

このような構成において、第7実施形態の動作例を図34のフローチャートを参照して説明する。 With such a configuration, an example of operation of the seventh embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG.

動作を開始すると、角度センサ73は転舵角θtを検出し、角度センサ74はモータ角θmを検出し(ステップS110)、転舵角θtは転舵角制御部920に、モータ角θmは角速度演算部951にそれぞれ入力される。 When the operation starts, the angle sensor 73 detects the steering angle θt, the angle sensor 74 detects the motor angle θm (step S110), the steering angle θt is sent to the steering angle control unit 920, and the motor angle θm is the angular velocity. They are input to the calculation unit 951 respectively.

角速度演算部951は、モータ角θmを微分してモータ角速度ωmを算出し、右切り/左切り判定部400に出力する(ステップS120)。 The angular velocity calculation unit 951 differentiates the motor angle θm to calculate the motor angular velocity ωm, and outputs it to the right-turn/left-turn determination unit 400 (step S120).

その後、図15に示されるステップS10~S60と同様の動作を実行し、反力用モータ61を駆動し、電流制御を実施する(ステップS130~S170)。 Thereafter, the same operations as steps S10 to S60 shown in FIG. 15 are executed to drive the reaction force motor 61 and carry out current control (steps S130 to S170).

一方、転舵角制御においては、目標転舵角生成部910が操舵角θhを入力し、操舵角θhは制限部931に入力される。制限部931は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θhの上下限値を制限し(ステップS180)、操舵角θh1としてレート制限部932に出力する。レート制限部932は、予め設定された制限値により操舵角θh1の変化量に対して制限をかけ(ステップS190)、操舵角θh2として補正部933に出力する。補正部933は、操舵角θh2を補正して目標転舵角θtrefを求め(ステップS200)、転舵角制御部920に出力する。 On the other hand, in steering angle control, the target steering angle generator 910 inputs the steering angle θh, and the steering angle θh is input to the limiter 931 . The limiting unit 931 limits the upper and lower limits of the steering angle θh with preset upper and lower limits (step S180), and outputs the result to the rate limiting unit 932 as the steering angle θh1. The rate limiter 932 limits the amount of change in the steering angle θh1 by a preset limit value (step S190), and outputs it to the correction unit 933 as the steering angle θh2. The correction unit 933 corrects the steering angle θh2 to obtain the target turning angle θtref (step S200), and outputs the target turning angle θtref to the turning angle control unit 920 .

転舵角θt及び目標転舵角θtrefを入力した転舵角制御部920は、減算部927にて目標転舵角θtrefから転舵角θtを減算することにより、偏差Δθtを算出する(ステップS210)。偏差Δθtは転舵角FB補償部921に入力され、転舵角FB補償部921は、偏差Δθtに補償値を乗算することにより偏差Δθtを補償し(ステップS220)、目標転舵角速度ωtrefを速度制御部923に出力する。転舵角速度演算部922は転舵角θtを入力し、転舵角θtに対する微分演算により転舵角速度ωttを算出し(ステップS230)、速度制御部923に出力する。速度制御部923は、速度制御部330と同様にI-P制御によりモータ電流指令値Imctaを算出し(ステップS240)、出力制限部926に出力する。出力制限部926は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Imctaの上下限値を制限し(ステップS250)、モータ電流指令値Imctとして出力する(ステップS260)。 The turning angle control unit 920, which receives the turning angle θt and the target turning angle θtref, calculates the deviation Δθt 0 by subtracting the turning angle θt from the target turning angle θtref in the subtraction unit 927 (step S210). The deviation Δθt 0 is input to the turning angle FB compensator 921, and the turning angle FB compensator 921 multiplies the deviation Δθt 0 by a compensation value to compensate for the deviation Δθt 0 (step S220), and obtains the target turning angular velocity. ωtref is output to the speed controller 923 . The steering angular velocity calculator 922 inputs the steering angle θt, calculates the steering angular velocity ωtt by differential calculation with respect to the steering angle θt (step S 230 ), and outputs it to the speed controller 923 . Speed control unit 923 calculates motor current command value Imcta by IP control in the same manner as speed control unit 330 (step S240), and outputs it to output limiting unit 926. FIG. The output limiter 926 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imcta by preset upper and lower limits (step S250), and outputs the motor current command value Imct (step S260).

モータ電流指令値Imctは電流制御部930に入力され、電流制御部930は、モータ電流指令値Imct及びモータ電流検出器940で検出された駆動用モータ71の電流値Imdに基づいて、駆動用モータ71を駆動し、電流制御を実施する(ステップS270)。 The motor current command value Imct is input to the current control unit 930 , and the current control unit 930 controls the drive motor 71 based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940 . 71 is driven to perform current control (step S270).

なお、図34におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、転舵角制御部920内の速度制御部923は、捩れ角制御部300内の速度制御部330と同様に、I-P制御ではなく、PI制御、P制御、PID制御、PI-D制御等、実現可能で、P、I及びDのいずれかの制御を用いていれば良く、更に、転舵角制御部920及び捩れ角制御部300での追従制御は、一般的に用いられている制御構造で行っても良い。転舵角制御部920については、目標角度(ここでは目標転舵角θtref)に対して実角度(ここでは転舵角θt)が追従する制御構成であれば、車両用装置に用いられている制御構成に限定されず、例えば、産業用位置決め装置や産業用ロボット等に用いられている制御構成を適用しても良い。 Note that the order of data input and calculation in FIG. 34 can be changed as appropriate. Further, like the speed control unit 330 in the torsion angle control unit 300, the speed control unit 923 in the steering angle control unit 920 is not IP control, but PI control, P control, PID control, PI control, P control, PI control, and PI control. control, etc., can be realized, and any one of P, I, and D control may be used, and follow-up control in the steering angle control unit 920 and the twist angle control unit 300 is generally used. You can do it with a control structure that has As for the turning angle control section 920, if it has a control configuration in which the actual angle (here, the turning angle θt) follows the target angle (here, the target turning angle θtref), it is used in the vehicle device. The control configuration is not limited, and for example, a control configuration used in industrial positioning devices, industrial robots, and the like may be applied.

第7実施形態では、図30に示されるように、1つのECU50で反力装置60及び駆動装置70の制御を行っているが、反力装置60用のECUと駆動装置70用のECUをそれぞれ設けても良い。この場合、ECU同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。また、図30に示されるSBWシステムは反力装置60と駆動装置70の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸2と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるSBWシステムにも、本発明は適用可能である。このようなSBWシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。 In the seventh embodiment, as shown in FIG. 30, one ECU 50 controls the reaction device 60 and the driving device 70. You can set it. In this case, the ECUs transmit and receive data through communication. The SBW system shown in FIG. 30 does not have a mechanical connection between the reaction force device 60 and the drive device 70. However, when an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism are connected by a clutch or the like. The present invention can also be applied to an SBW system having a mechanical torque transmission mechanism that mechanically couples at . In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to disengage mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable mechanical torque transmission.

上述の第1~第7実施形態での捩れ角制御部300及び第5及び第6実施形態でのアシスト制御部150は、直接的にモータ電流指令値Imc及びアシスト電流指令値Iacを演算しているが、それらを演算する前に、先ず出力したいモータトルク(目標トルク)を演算してから、モータ電流指令値及びアシスト電流指令値を演算するようにしても良い。この場合、モータトルクからモータ電流指令値及びアシスト電流指令値を求めるには、一般的に用いられている、モータ電流とモータトルクの関係を使用する。 The torsion angle control unit 300 in the above-described first to seventh embodiments and the assist control unit 150 in the fifth and sixth embodiments directly calculate the motor current command value Imc and the assist current command value Iac. However, before calculating them, the motor torque to be output (target torque) may be calculated first, and then the motor current command value and the assist current command value may be calculated. In this case, in order to obtain the motor current command value and the assist current command value from the motor torque, the generally used relationship between the motor current and the motor torque is used.

なお、上述で使用した図は、本発明に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。また、ハンドルと、モータ又は反力モータの間に任意のバネ定数を有する機構であれば、トーションバーに限定しなくても良い。 The diagrams used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present invention, and the present invention is not limited to these. Moreover, although the above-described embodiment is a preferred example of the present invention, it is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Also, any mechanism having an arbitrary spring constant between the handle and the motor or reaction motor may be used without being limited to the torsion bar.

本発明の主たる目的は、戻り補償信号の算出及び戻り補償信号によるハンドル戻り補償の実現手段についてであり、目標操舵トルクに対する操舵トルクの追従性の実現手段に関しては、上記の変換部、捩れ角制御部に限定しなくても良い。 The main object of the present invention is to calculate a return compensation signal and implement steering wheel return compensation using the return compensation signal. It does not have to be limited to departments.

1 ハンドル
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
2A トーションバー
3 減速機構
10 トルクセンサ
12 車速センサ
14 舵角センサ
20 モータ
30、50 コントロールユニット(ECU)
31 電流指令値演算部
33、170 電流制限部
34 補償信号生成部
38、140、940 モータ電流検出器
60 反力装置
61 反力用モータ
70 駆動装置
71 駆動用モータ
72 ギア
73、74 角度センサ
100 EPS操舵系/車両系
130、930 電流制御部
150 アシスト制御部
200、700、800 目標操舵トルク生成部
210 基本マップ部
211 符号部
230 ダンパゲイン部
240 ヒステリシス補正部
250、650、750 ハンドル戻り補償部
251 手入力トルク推定部
252 トルク感応ゲイン部
253 速度感応ゲイン部
254、931 制限部
258 目標速度設定部
270 位相補償部
300 捩れ角制御部
310 捩れ角フィードバック(FB)補償部
320 捩れ角速度演算部
330、923 速度制御部
350、926 出力制限部
400 右切り/左切り判定部
500 変換部
910 目標転舵角生成部
920 転舵角制御部
921 転舵角フィードバック(FB)補償部
922 転舵角速度演算部
932 レート制限部
933 補正部
1 steering wheel 2 column axis (steering shaft, steering wheel axis)
2A torsion bar 3 speed reduction mechanism 10 torque sensor 12 vehicle speed sensor 14 steering angle sensor 20 motors 30, 50 control unit (ECU)
31 current command value calculators 33, 170 current limiter 34 compensation signal generators 38, 140, 940 motor current detector 60 reaction force device 61 reaction force motor 70 drive device 71 drive motor 72 gears 73, 74 angle sensor 100 EPS steering system/vehicle system 130, 930 current control unit 150 assist control unit 200, 700, 800 target steering torque generation unit 210 basic map unit 211 encoding unit 230 damper gain unit 240 hysteresis correction unit 250, 650, 750 steering wheel return compensation unit 251 Manual input torque estimating unit 252 Torque sensitive gain unit 253 Speed sensitive gain unit 254, 931 Limiting unit 258 Target speed setting unit 270 Phase compensation unit 300 Torsion angle control unit 310 Torsion angle feedback (FB) compensation unit 320 Torsion angular velocity calculation unit 330, 923 Speed control units 350, 926 Output limiting unit 400 Right-turn/left-turn determination unit 500 Conversion unit 910 Target turning angle generation unit 920 Turning angle control unit 921 Turning angle feedback (FB) compensation unit 922 Turning angular velocity calculation unit 932 Rate limiter 933 Corrector

Claims (13)

任意のバネ定数を有するトーションバー及び前記トーションバーの捩れ角を検出するセンサを少なくとも備え、モータを駆動制御することにより、操舵系をアシスト制御する車両用操向装置において、
目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、
前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、
前記目標捩れ角に対して前記捩れ角を追従させるようなモータ電流指令値を演算する捩れ角制御部と、
ハンドルへの手入力トルクを推定し、手入力トルク推定値を求める手入力トルク推定部、及び、操舵角を微分し、第1角速度情報を演算する微分部を具備し、前記第1角速度情報及び前記手入力トルク推定値を用いて、ハンドル戻りを補償するハンドル戻り補償のための戻り補償信号を求めるハンドル戻り補償部とを備え、
前記戻り補償信号による前記ハンドル戻り補償を反映させた前記モータ電流指令値に基づいて前記モータを駆動制御することを特徴とする車両用操向装置。
A steering system for a vehicle, which includes at least a torsion bar having an arbitrary spring constant and a sensor for detecting the torsion angle of the torsion bar, and assists and controls a steering system by driving and controlling a motor,
a target steering torque generator that generates a target steering torque;
a conversion unit that converts the target steering torque into a target twist angle;
a torsion angle control unit that calculates a motor current command value that causes the torsion angle to follow the target torsion angle;
A manual input torque estimating unit that estimates a manual input torque to a steering wheel and obtains an estimated manual input torque value, and a differentiating unit that differentiates a steering angle and calculates first angular velocity information, wherein the first angular velocity information and a steering wheel return compensator for obtaining a return compensation signal for steering wheel return compensation for compensating for steering wheel return using the manual input torque estimated value;
A steering system for a vehicle, wherein the motor is driven and controlled based on the motor current command value reflecting the steering wheel return compensation by the return compensation signal.
前記目標操舵トルク生成部が前記ハンドル戻り補償部を具備し、前記戻り補償信号を前記目標操舵トルクとして出力することにより、前記ハンドル戻り補償を反映させる請求項1に記載の車両用操向装置。 2. The steering system for a vehicle according to claim 1, wherein the target steering torque generation unit includes the steering wheel return compensation unit, and outputs the return compensation signal as the target steering torque to reflect the steering wheel return compensation. 前記戻り補償信号により前記モータ電流指令値を補正することにより、前記ハンドル戻り補償を反映させる請求項1に記載の車両用操向装置。 2. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the steering wheel return compensation is reflected by correcting the motor current command value using the return compensation signal. 前記ハンドル戻り補償部が、
前記手入力トルク推定値の大きさに基づいてトルク感応ゲインを求めるトルク感応ゲイン部を更に具備し、
前記第1角速度情報に対して前記トルク感応ゲインを乗算補正して前記戻り補償信号を求める請求項1乃至3のいずれかに記載の車両用操向装置。
The handle return compensator is
further comprising a torque sensing gain unit that obtains a torque sensing gain based on the magnitude of the manual input torque estimated value;
4. The vehicle steering system according to claim 1, wherein the return compensation signal is obtained by multiplying and correcting the first angular velocity information by the torque sensitive gain.
前記手入力トルク推定値の大きさが大きくなるに従って前記トルク感応ゲインが小さくなるようになっている請求項4に記載の車両用操向装置。 5. The vehicle steering system according to claim 4, wherein the torque sensitive gain decreases as the magnitude of the manual input torque estimated value increases. 前記ハンドル戻り補償部が、
前記第1角速度情報の大きさに基づいて速度感応ゲインを求める速度感応ゲイン部を更に具備し、
前記トルク感応ゲイン及び前記速度感応ゲインを前記第1角速度情報に対して乗算補正して前記戻り補償信号を求める請求項4又は5に記載の車両用操向装置。
The handle return compensator is
further comprising a velocity sensitive gain unit that obtains a velocity sensitive gain based on the magnitude of the first angular velocity information;
6. The vehicle steering system according to claim 4, wherein the return compensation signal is obtained by multiplying and correcting the first angular velocity information by the torque sensitive gain and the speed sensitive gain.
前記第1角速度情報の大きさがゼロから所定の値まででは、前記第1角速度情報の大きさが大きくなるに従って前記速度感応ゲインが大きくなり、前記第1角速度情報の大きさが前記所定の値を超えたら、前記第1角速度情報の大きさが大きくなるに従って前記速度感応ゲインが小さくなるようになっている請求項6に記載の車両用操向装置。 When the magnitude of the first angular velocity information is from zero to a predetermined value, the velocity sensitive gain increases as the magnitude of the first angular velocity information increases, and the magnitude of the first angular velocity information increases to the predetermined value. 7. The steering system for a vehicle according to claim 6, wherein the velocity sensitive gain decreases as the magnitude of the first angular velocity information increases after exceeding . 前記ハンドル戻り補償部が、
前記戻り補償信号の上下限値を制限する制限部を更に具備する請求項1乃至7のいずれかに記載の車両用操向装置。
The handle return compensator is
8. The steering system for a vehicle according to claim 1, further comprising a limiter for limiting upper and lower limits of said return compensation signal.
前記ハンドル戻り補償部が、
前記操舵角に対する目標速度を求める目標速度設定部を更に具備し、
前記第1角速度情報及び前記目標速度から第2角速度情報を演算し、前記第2角速度情報に対して乗算補正して前記戻り補償信号を求める請求項1乃至8のいずれかに記載の車両用操向装置。
The handle return compensator is
Further comprising a target speed setting unit for determining a target speed for the steering angle,
9. The vehicle control system according to any one of claims 1 to 8, wherein second angular velocity information is calculated from said first angular velocity information and said target velocity, and said return compensation signal is obtained by multiplying and correcting said second angular velocity information. direction device.
前記目標操舵トルク生成部が、
基本マップを用いて前記操舵角及び車速より第1トルク信号を求める基本マップ部と、
車速感応であるダンパゲインマップを用いて第3角速度情報に基づいて第2トルク信号を求めるダンパ演算部と、
操舵状態及び前記操舵角を用いてヒステリシス特性を持つ第3トルク信号を求めるヒステリシス補正部とを更に具備し、
前記第1トルク信号、前記第2トルク信号及び前記第3トルク信号の内の少なくとも1つの信号並びに前記戻り補償信号より前記目標操舵トルクを算出する請求項2に記載の車両用操向装置。
The target steering torque generation unit
a basic map unit that obtains a first torque signal from the steering angle and the vehicle speed using the basic map;
a damper calculation unit that obtains a second torque signal based on third angular velocity information using a damper gain map sensitive to vehicle speed;
a hysteresis correction unit that obtains a third torque signal having a hysteresis characteristic using the steering state and the steering angle;
3. A vehicle steering system according to claim 2, wherein said target steering torque is calculated from at least one of said first torque signal, said second torque signal and said third torque signal and said return compensation signal.
前記目標操舵トルク生成部が、
基本マップを用いて前記操舵角及び車速より第1トルク信号を求める基本マップ部と、
車速感応であるダンパゲインマップを用いて第3角速度情報に基づいて第2トルク信号を求めるダンパ演算部と、
操舵状態及び前記操舵角を用いてヒステリシス特性を持つ第3トルク信号を求めるヒステリシス補正部とを具備し、
前記第1トルク信号、前記第2トルク信号及び前記第3トルク信号の内の少なくとも1つの信号より前記目標操舵トルクを算出する請求項3に記載の車両用操向装置。
The target steering torque generation unit
a basic map unit that obtains a first torque signal from the steering angle and the vehicle speed using the basic map;
a damper calculation unit that obtains a second torque signal based on third angular velocity information using a damper gain map sensitive to vehicle speed;
a hysteresis correction unit that obtains a third torque signal having a hysteresis characteristic using the steering state and the steering angle;
4. A vehicle steering system according to claim 3, wherein said target steering torque is calculated from at least one of said first torque signal, said second torque signal and said third torque signal.
前記基本マップ及び前記ヒステリシス補正部の特性が車速感応である請求項10又は11に記載の車両用操向装置。 12. The vehicle steering system according to claim 10, wherein the characteristics of the basic map and the hysteresis correction unit are vehicle speed sensitive. 前記目標操舵トルク生成部が、
前記基本マップ部の前段又は後段に、位相補償を行なう位相補償部を更に具備し、
前記基本マップ部及び前記位相補償部を介して、前記操舵角及び前記車速より前記第1トルク信号を求める請求項10乃至12のいずれかに記載の車両用操向装置。
The target steering torque generation unit
further comprising a phase compensation unit that performs phase compensation before or after the basic map unit;
13. The vehicle steering system according to claim 10, wherein the first torque signal is obtained from the steering angle and the vehicle speed via the basic map section and the phase compensation section.
JP2019089855A 2019-05-10 2019-05-10 vehicle steering system Active JP7199643B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019089855A JP7199643B2 (en) 2019-05-10 2019-05-10 vehicle steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019089855A JP7199643B2 (en) 2019-05-10 2019-05-10 vehicle steering system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020185819A JP2020185819A (en) 2020-11-19
JP7199643B2 true JP7199643B2 (en) 2023-01-06

Family

ID=73223254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019089855A Active JP7199643B2 (en) 2019-05-10 2019-05-10 vehicle steering system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7199643B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7720084B2 (en) * 2021-09-28 2025-08-07 Nskステアリング&コントロール株式会社 Vehicle steering system control device
CN113954958A (en) * 2021-11-22 2022-01-21 中国第一汽车股份有限公司 Vehicle and front wheel drive control method and device of steer-by-wire system of vehicle
CN117657283B (en) * 2022-08-22 2024-10-11 比亚迪股份有限公司 Active return control method for electric power steering, vehicle and storage medium
CN121773056A (en) * 2023-09-13 2026-03-31 恩斯克转向及控制公司 Control device for vehicle steering system
CN118082968B (en) * 2024-04-28 2024-07-12 南京起越智控技术有限公司 Information fusion-based steering road feel simulation calculation method and device and vehicle
CN119590492B (en) * 2024-12-24 2025-11-11 博世华域转向系统有限公司 Angle control method for smooth response and rapid intervention of angle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018084190A1 (en) 2016-11-07 2018-05-11 日本精工株式会社 Electric power steering apparatus
WO2018147371A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 日本精工株式会社 Electric power steering device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06144268A (en) * 1992-11-11 1994-05-24 Omron Corp Motor-driven power steering

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018084190A1 (en) 2016-11-07 2018-05-11 日本精工株式会社 Electric power steering apparatus
WO2018147371A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 日本精工株式会社 Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020185819A (en) 2020-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7199643B2 (en) vehicle steering system
JP7153244B2 (en) vehicle steering system
JP6531876B2 (en) Electric power steering device
JP7211438B2 (en) vehicle steering system
US12097912B2 (en) Control apparatus of steering system for vehicles
JP6628017B1 (en) Vehicle steering system
JP6702513B2 (en) Steering device for vehicle
JP6481800B2 (en) Control device for electric power steering device
US20170217479A1 (en) Electric power steering apparatus
WO2020100411A1 (en) Vehicle steering device
WO2019167661A1 (en) Vehicle steering device
JP2001114121A (en) Electric power steering device for vehicles
JP7378703B2 (en) Vehicle steering device
JPWO2020115973A1 (en) Vehicle steering device
WO2015122043A1 (en) Electric power steeering device
JP7347493B2 (en) Vehicle steering device
JP7222309B2 (en) vehicle steering system
JPWO2020183838A1 (en) Vehicle steering device
JP2021160638A (en) Vehicle steering device
JP7153239B2 (en) vehicle steering system
JP7268488B2 (en) vehicle steering system
JP7437603B2 (en) Vehicle steering device
JP2021123288A (en) Vehicle steering device
JP7672684B2 (en) Vehicle steering system control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220201

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7199643

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250