JP7199643B2 - vehicle steering system - Google Patents
vehicle steering system Download PDFInfo
- 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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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θ1を検出し、下側角度センサはコラム角θ2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θ1及びコラム角θ2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
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
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θ1又はコラム角θ2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-
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
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
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
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DG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DG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DG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
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
“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,
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
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
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
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。
Here, Jh is the moment of inertia and Dh is the damping coefficient. Solving Equation 7 above for the manual input torque Th yields
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
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
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
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
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
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
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
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
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θ1又は下側角度センサが検出するコラム角θ2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
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
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
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Δθ0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
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
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。
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
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。
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-
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
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
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)。
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DG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DG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
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
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
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
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
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
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
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Δθ0が算出される(ステップS52)。偏差Δθ0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Δθ0に補償値CFBを乗算することにより偏差Δθ0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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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Δθt0を算出する(ステップS210)。偏差Δθt0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Δθt0に補償値を乗算することにより偏差Δθt0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
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
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
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
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
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
31 current
Claims (13)
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.
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.
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.
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)
| 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)
| 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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06144268A (en) * | 1992-11-11 | 1994-05-24 | Omron Corp | Motor-driven power steering |
-
2019
- 2019-05-10 JP JP2019089855A patent/JP7199643B2/en active Active
Patent Citations (2)
| 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 |