JP7312074B2 - Rudder angle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のハンドル等の操舵対象について、操舵角度を補完するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for complementing the steering angle of a steering object such as a steering wheel of a vehicle.
従来、車両の駐車を行う際に、電動パワーステアリング装置における電動パワーステアリングモータ(EPSモータ)を利用してハンドルを自動的に転舵させ、車両を所定の駐車位置まで誘導して運転者の駐車支援を行う駐車支援装置が提案されている。例えば、下記特許文献1には、電動パワーステアリングの操舵トルクが小さい場合でも、切り返し回数の増加を抑制する駐車支援装置が開示されている。 Conventionally, when a vehicle is parked, an electric power steering motor (EPS motor) in an electric power steering device is used to automatically steer the steering wheel to guide the vehicle to a predetermined parking position. Parking assistance devices have been proposed that provide assistance. For example, Patent Literature 1 listed below discloses a parking assist device that suppresses an increase in the number of times of steering even when the steering torque of the electric power steering is small.
電動パワーステアリング装置は、トルクセンサによりハンドルの操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた補助トルクをEPS-ECU(電動パワーステアリング電子制御ユニット)によりEPSモータを駆動して発生させる。また、電動パワーステアリング装置は、駐車支援機能(自動パーキングアシスト)において、運転者がハンドルを操作しなくてもEPSモータによりトルクを発生させてハンドルを転舵する。このとき、カメラECUからEPS-ECUに対し、駐車支援時における目標舵角が出力され、この目標舵角となるようにEPS-ECUによりEPSモータの出力が制御される。 An electric power steering apparatus detects a steering torque of a steering wheel with a torque sensor, and an EPS-ECU (Electric Power Steering Electronic Control Unit) drives an EPS motor to generate an auxiliary torque corresponding to the detected steering torque. In addition, in the parking assist function (automatic parking assist), the electric power steering apparatus steers the steering wheel by generating torque with the EPS motor even if the driver does not operate the steering wheel. At this time, a target steering angle for parking assistance is output from the camera ECU to the EPS-ECU, and the output of the EPS motor is controlled by the EPS-ECU so as to achieve this target steering angle.
このように、駐車支援機能における自動操舵は、カメラECUから指示される「目標舵角」に基づいて、EPS-ECUがEPSモータを制御するとともに、モータ制御のフィードバックとして舵角センサから通知される「現舵角」を読み取り、制御に使用している。 In this way, the automatic steering in the parking assist function is performed by the EPS-ECU controlling the EPS motor based on the "target steering angle" instructed by the camera ECU, and being notified by the steering angle sensor as motor control feedback. The "current steering angle" is read and used for control.
ところで、電動パワーステアリング装置では、大容量の電流を流せるブラシレスモータが用いられることが多くなっている。ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置では、EPSモータを制御する電動パワーステアリング電子制御ユニット(EPS-ECU)自体がハンドルの操舵角度を把握可能とされている。 By the way, in the electric power steering system, a brushless motor capable of supplying a large amount of current is often used. In an electric power steering apparatus using a brushless motor, an electric power steering electronic control unit (EPS-ECU) itself that controls the EPS motor can grasp the steering angle of the steering wheel.
その一方、小型車での駐車支援機能では、さほど大きなトルクを要しない場合も多く、比較的低出力のブラシ付きモータが用いられる場合もある。ここで、ブラシ付きモータを用いた電動パワーステアリング装置では、舵角センサを用いて操舵角度を検出する構成とされている。舵角センサには、ハンドル側のメインギアと、舵角検出回路側のサブギアとの、少なくとも二つのギアが設けられており、メインギアとサブギアとの間にはバックラッシュと称される隙間が設けられている。 On the other hand, the parking assistance function of a compact car often does not require a large torque, and in some cases a relatively low-power brushed motor is used. Here, an electric power steering apparatus using a motor with a brush is configured to detect a steering angle using a steering angle sensor. The steering angle sensor is provided with at least two gears, a main gear on the steering wheel side and a sub gear on the steering angle detection circuit side, and there is a gap called backlash between the main gear and the sub gear. is provided.
自動操舵において、ハンドルの切り返し時など操舵方向を変化させるとき、舵角センサのバックラッシュによる不感帯領域に入ってしまい、舵角センサにより検出される現舵角R2’が変化しなくなる場合がある(図6参照)。この間も、目標舵角に向けてモータ電流を演算し続けるため、不感帯領域を抜けた後、現舵角R2’に合わせてモータ電流を演算するため、モータ電流が大きく変化し(図6中の符号E1参照)、自動操舵がハンチングしてしまうといった問題がある。その結果、車両の挙動に僅かな影響を与える、あるいは運転者がハンドルを通じて違和感を覚えるといった問題がある。 In automatic steering, when the steering direction is changed, such as when turning the steering wheel, the steering angle sensor may enter the dead zone due to the backlash, and the current steering angle R2′ detected by the steering angle sensor may not change ( See Figure 6). Since the motor current continues to be calculated toward the target steering angle during this period, the motor current is calculated in accordance with the current steering angle R2' after passing through the dead zone region. Reference E1), there is a problem that the automatic steering will hunt. As a result, there is a problem that the behavior of the vehicle is slightly affected, or that the driver feels uncomfortable through the steering wheel.
このように、ブラシ付きモータを採用する場合、不感帯領域を抜けた際のハンチングに起因する問題がある。しかしながら、ブラシレスモータと比較して安価なブラシ付きモータを採用して、コスト削減を図りたいという要求も高い。 As described above, when a motor with a brush is employed, there is a problem caused by hunting when passing through the dead zone region. However, there is also a strong demand to reduce costs by adopting brushed motors, which are less expensive than brushless motors.
そこで本発明は、ブラシ付きモータを採用してコストを抑制しつつ、不感帯領域に起因するハンチング等の問題を改善することができる舵角制御装置の提供を目的とした。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a steering angle control apparatus that employs a motor with a brush to reduce costs and to improve problems such as hunting caused by the dead zone region.
上述の課題を解決するため提供される本発明の舵角制御装置は、操舵対象にトルクを与えるブラシ付きモータと、前記操舵対象の現在の操舵角度を現舵角として検出する舵角センサと、前記ブラシ付きモータを制御する制御装置とを有し、前記舵角センサが、複数のギアを備え、前記舵角センサには、前記ギアのうち少なくとも二つの前記ギアの間のバックラッシュにより、前記操舵対象の操舵角度の変化を検出不能な不感帯領域が形成されるものであり、前記制御装置が、前記不感帯領域を検出する不感帯領域検出処理と、前記不感帯領域が検出されたことを条件として、前記不感帯領域におけるトルクの変動量に基づいて前記不感帯領域における操舵角度の変化量を舵角変動量として導出し、前記現舵角に前記舵角変動量を加算して推定現舵角を導出する推定現舵角導出処理と、前記推定現舵角導出処理により導出された前記推定現舵角を前記現舵角として更新する更新処理とを実行可能であり、前記更新処理により更新された前記現舵角に基づいて、前記ブラシ付きモータの電流値を制御可能であることを特徴とするものである。 A steering angle control device of the present invention provided to solve the above-described problems comprises a motor with a brush that applies torque to a steered object; a steering angle sensor that detects a current steering angle of the steered object as a current steering angle; a control device for controlling the brushed motor, the steering angle sensor comprising a plurality of gears, the steering angle sensor having a backlash between at least two of the gears, the A dead zone area is formed in which a change in the steering angle of the steering target cannot be detected, and the control device performs a dead zone area detection process for detecting the dead zone area, and on the condition that the dead zone area is detected, Based on the amount of torque fluctuation in the dead zone, the amount of change in the steering angle in the dead zone is derived as the steering angle fluctuation, and the estimated current steering angle is derived by adding the steering angle fluctuation to the current steering angle. An estimated current steering angle derivation process and an update process of updating the estimated current steering angle derived by the estimated current steering angle derivation process as the current steering angle can be executed, and the current steering angle updated by the update process can be executed. The current value of the motor with brush can be controlled based on the steering angle.
本発明の舵角制御装置によれば、ブラシ付きモータを用いてコストを抑制しつつ、不感帯領域を抜けた後のモータ電流の急激な変化を抑制することができる。その結果、本発明の舵角制御装置は、コスト抑制及びハンチングに起因する問題の改善の双方を同時に実現することができる。 According to the steering angle control device of the present invention, it is possible to suppress abrupt changes in the motor current after passing through the dead zone region while suppressing costs by using a motor with a brush. As a result, the steering angle control device of the present invention can achieve both cost reduction and improvement of the problem caused by hunting at the same time.
また、本発明の舵角制御装置を車両の自動操舵装置(電動パワーステアリング装置)として用いれば、自動操舵時のハンドルの切り返しなどの際、不感帯領域を抜けた後のハンチングに起因する違和感などを低減することができる。 Further, if the steering angle control device of the present invention is used as an automatic steering device (electric power steering device) for a vehicle, when the steering wheel is turned back during automatic steering, a sense of discomfort caused by hunting after passing through the dead zone region can be eliminated. can be reduced.
上述の課題を解決するため提供される本発明の舵角制御装置は、操舵対象にトルクを与えるブラシ付きモータと、前記操舵対象の現在の操舵角度を現舵角として検出する舵角センサと、前記ブラシ付きモータを制御する制御装置とを有し、前記舵角センサが、複数のギアを備え、前記舵角センサには、前記ギアのうち少なくとも二つの前記ギアの間のバックラッシュにより、前記操舵対象の操舵角度の変化を検出不能な不感帯領域が形成されるものであり、前記制御装置が、前記不感帯領域を検出する不感帯領域検出処理と、前記不感帯領域が検出されたことを条件として、前記現舵角に所定の値を加算あるいは減算して補正現舵角を導出し、前記補正現舵角を前記現舵角として更新する補完更新処理とを実行可能であり、前記補完更新処理により更新された前記現舵角に基づいて、前記ブラシ付きモータの電流値を制御可能であることを特徴とするものである。 A steering angle control device of the present invention provided to solve the above-described problems comprises a motor with a brush that applies torque to a steered object; a steering angle sensor that detects a current steering angle of the steered object as a current steering angle; a control device for controlling the brushed motor, the steering angle sensor comprising a plurality of gears, the steering angle sensor having a backlash between at least two of the gears, the A dead zone area is formed in which a change in the steering angle of the steering target cannot be detected, and the control device performs a dead zone area detection process for detecting the dead zone area, and on the condition that the dead zone area is detected, A complementary update process of adding or subtracting a predetermined value to or from the current steering angle to derive a corrected current steering angle and updating the corrected current steering angle as the current steering angle can be executed. The current value of the motor with brush can be controlled based on the updated current steering angle.
本発明の舵角制御装置によれば、ブラシ付きモータを用いてコストを抑制しつつ、不感帯領域を抜けた後のモータ電流の急激な変化を抑制することができる。その結果、本発明の舵角制御装置は、コスト抑制及びハンチングに起因する問題の改善の双方を同時に実現することができる。 According to the steering angle control device of the present invention, it is possible to suppress rapid changes in the motor current after passing through the dead zone region while suppressing costs by using a motor with a brush. As a result, the steering angle control device of the present invention can achieve both cost reduction and improvement of the problem caused by hunting at the same time.
また、本発明の舵角制御装置を車両の自動操舵装置(電動パワーステアリング装置)として用いれば、自動操舵時のハンドルの切り返しなどの際、不感帯領域を抜けた後のハンチングに起因する違和感などを低減することができる。 Further, if the steering angle control device of the present invention is used as an automatic steering device (electric power steering device) for a vehicle, when the steering wheel is turned back during automatic steering, a sense of discomfort caused by hunting after passing through the dead zone region can be eliminated. can be reduced.
本発明の前記舵角制御装置は、車両の電動パワーステアリング装置に用いられるものであり、前記操舵対象がハンドルであることを特徴とするものである。 The steering angle control device of the present invention is used in an electric power steering device for a vehicle, and is characterized in that the object to be steered is a steering wheel.
本発明の舵角制御装置によれば、ブラシ付きモータを用いてコストを抑制しつつ、不感帯領域を抜けた後のモータ電流の急激な変化を抑制することができる。その結果、本発明の舵角制御装置は、コスト抑制及びハンチングに起因する問題の改善の双方を同時に実現することができる。具体的には、本発明の舵角制御装置によれば、自動操舵時のハンドルの切り返しなどの際、不感帯領域を抜けた後のハンチングに起因する違和感などを低減することができる。 According to the steering angle control device of the present invention, it is possible to suppress abrupt changes in the motor current after passing through the dead zone region while suppressing costs by using a motor with a brush. As a result, the steering angle control device of the present invention can achieve both cost reduction and improvement of the problem caused by hunting at the same time. Specifically, according to the steering angle control device of the present invention, it is possible to reduce discomfort caused by hunting after passing through the dead zone region when turning the steering wheel during automatic steering.
本発明によれば、ブラシ付きモータを採用してコストを抑制しつつ、不感帯領域に起因するハンチング等の問題を改善することができる舵角制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a steering angle control device that can reduce costs by adopting a motor with a brush and can improve problems such as hunting caused by the dead zone region.
以下、本発明の舵角制御装置10について図面を参照しつつ説明する。また、以下の実施形態では、舵角制御装置10が駐車支援機能(自動パーキングアシスト)を備える車両1に用いられる例を挙げて説明する。
A steering
図1は、車両1の構成を示す模式図である。図1に示すとおり、車両1は、ハンドル2(操舵対象)、舵角センサ12、EPSモータ30(ブラシ付きモータ)、トルクセンサ20、EPS-ECU4(制御装置)、カメラECU6、撮影装置8、及びディスプレイ9を備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, a vehicle 1 includes a steering wheel 2 (steering object), a
本発明の舵角制御装置10は、舵角センサ12、EPSモータ30(ブラシ付きモータ)、トルクセンサ20、及びEPS-ECU4(制御装置)により構成されている。
A steering
舵角センサ12は、ハンドル2の操舵角度を検出するセンサである。舵角センサ12は、ハンドル2の中立位置からの回転角度(操舵角度)を検出する。
The
なお、以下の説明では、ハンドル2の実際の操舵角度を「実舵角R1」と、舵角センサ12により検出された操舵角度を「現舵角R2」と記載して説明する。
In the following description, the actual steering angle of the steering wheel 2 is described as "actual steering angle R1", and the steering angle detected by
舵角センサ12は、中立位置を0[deg]として、ハンドル2が一方の方向に回転された場合(本実施形態ではハンドル2が右に操作された場合)を正の値とし、ハンドルが他方の方向に回転された場合(本実施形態ではハンドル2が左に操作された場合)を負の値として、現舵角R2を検出する。また、舵角センサ12により検出された現舵角R2は、EPS-ECU4に通知される。
The
本実施形態の舵角制御装置10では、舵角センサ12が検出した現舵角R2と、タイマにより計時した時間とから、角速度が算出される。検出された角速度は、EPS-ECU4に通知される。
In the steering
図2に示すとおり、舵角センサ12は、メインギア14と、メインギア14に噛合するサブギア16とを備えている。メインギア14は、ハンドル2側のギアであり、サブギア16は図示を省略した舵角検出回路側のギアである。舵角センサ12は、メインギア14からサブギア16に伝達された回転角度に基づいて、ハンドル2の現在の操舵角度を現舵角R2として舵角検出回路(図示を省略)により検出する。
As shown in FIG. 2 , the
図2に示すとおり、舵角センサ12には、メインギア14(ハンドル2側のギア)と、サブギア16(舵角検出回路側のギア)との間に、バックラッシュCによる不感帯領域が形成される。より具体的には、舵角センサ12は、ハンドル2の操舵方向の切り替えが行われた際に、メインギア14とサブギア16とがバックラッシュCを形成する位置にある場合、ハンドル2の実舵角R1が変化しているにも関わらず、実舵角R1の変化量がバックラッシュCの隙間の範囲内であるため、舵角センサ12により検出される現舵角R2が変化しない不感帯領域がある。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、舵角センサ12には、二つのギアの間のバックラッシュCにより、ハンドル2の操舵角度の変化を検出不能な不感帯領域が形成される。なお、後述するとおり、舵角制御装置10は、不感帯領域におけるトルクの変動量に基づいて、不感帯領域におけるハンドル2の操舵角度の変化量を、舵角変動量θとして導出する。
That is, the
なお、本実施形態では、メインギア14とサブギア16との間にバックラッシュCが形成されるものとして説明したが、本発明の舵角制御装置はこれに限定されない。具体的には、本発明の舵角制御装置では、舵角センサが複数のサブギアを有する場合、サブギアとサブギアとの間にバックラッシュが形成されるものであってもよい。
Although the backlash C is formed between the
EPSモータ30(ブラシ付きモータ)は、ハンドル2の自動操舵を行う際などに、ハンドル2を回転させるトルクを出力する。EPSモータ30は、ブラシ付きモータとされている。EPSモータ30は、モータ電流の大きさに応じてトルクを出力する。EPSモータ30は、モータ電流の通電方向、つまりEPSモータ30を右回転させる方向か左回転させる方向かの通電方向や電流値が、EPS-ECU4により制御される。トルクセンサ20は、ハンドル2に加えられる操舵トルクを検出する。EPSモータ30のトルクは、トルクセンサ20により検出され、EPS-ECU4に通知される。
The EPS motor 30 (motor with brush) outputs torque for rotating the steering wheel 2 when the steering wheel 2 is automatically steered. The
EPS-ECU4(制御装置)は、自動操舵に関する制御を行う電子制御ユニットである。EPS-ECU4は、通常時においては、運転者によるハンドル2の操作に応じて、EPSモータ30等を制御する。すなわち、EPS-ECU4は、運転者のハンドル操作を検知し、検知した操作方向への回転をアシストするように、EPSモータ30を駆動させる。また、EPS-ECU4は、駐車支援時(自動操舵時)においては、カメラECU6より目標舵角R3等が入力され、目標舵角R3に応じてEPSモータ30の電流を制御して駆動させる。
The EPS-ECU 4 (control device) is an electronic control unit that controls automatic steering. The EPS-
カメラECU6は、駐車支援を行うための電子制御ユニットであり、CPUおよびメモリを備えたマイクロコンピュータによって構成されている。カメラECU6は、撮影装置8から入力された情報により車両1の状態や位置情報を検出する。カメラECU6は、撮影装置8の各カメラ(フロントカメラ、サイドカメラ等)から画像データや映像データが入力され、俯瞰画像を作成する。そして、舵角センサ12等の各種センサから入力される各信号や、運転者により入力された操作内容に関する信号に基づいて、駐車支援のための制御を行う。
The
例えば、カメラECU6は、撮影装置8からの情報に基づいて駐車位置を示す白線などを検出する。また、カメラECU6は、白線などにより示される駐車位置に対して、駐車のための理想的な軌道を作成し、操舵角をEPS-ECU4に出力することでハンドル操作を支援し、駐車支援のための画像を作成してディスプレイ9に表示させる。
For example, the
撮影装置8は、車両1の周辺の画像を撮影するカメラにより構成されるものである。撮影装置8は、右サイドカメラ、左サイドカメラ、フロントカメラ、およびリアカメラ等、車両1の複数箇所に設けられたカメラにより構成されている。撮影装置8の各カメラにより撮影された画像データは、カメラECU6に出力される。
The photographing
ディスプレイ9は、例えばLCD(液晶表示装置)によって構成されており、車両1のセンターコンソール部分に設置される。なお、ディスプレイ9は、LCDに限定されず、有機ELディスプレイやプラズマディスプレイなどであってもよい。また、設置位置もセンターコンソール部分に限定されず、運転者から見ることができる範囲にあればよい。
The
ディスプレイ9の画面上には、タッチパネルのボタンとして、駐車支援を開始する際の指示画像(駐車支援開始ボタン)などが表示される。運転者(または同乗者)は、ディスプレイ9の画面上に表示されるボタンを操作することにより、駐車支援の開始を指示したり、目的駐車位置を指定したりすることができる。
On the screen of the
ディスプレイ9の画面上に表示されたボタンなどが運転者等により操作されると、タッチパネルがタッチ位置を読み取って、対応した操作信号(ユーザー操作情報)を出力する。また、ディスプレイ9は、駐車支援時に、カメラECU6により入力される画像信号に基づいて、俯瞰画像を表示する。俯瞰画像は、車両1の上方の仮想視点から見下ろしたように表示される画像である。なお、ディスプレイ9は、ナビゲーションシステムやDA(Display・Audio:ディスプレイ・オーディオ)などのディスプレイと兼用してもよい。
When a driver or the like operates a button or the like displayed on the screen of the
<舵角制御について>
続いて、本発明の舵角制御装置10が行う舵角制御について、図3及び図4等を参照しつつ説明する。
<Regarding steering angle control>
Next, steering angle control performed by the steering
車両1の駐車支援では、先ず運転者又は同乗者により駐車支援開始の指示が行われる。また、駐車支援要求(ユーザー操作情報)が検知されると、カメラECU6から目標舵角R3に応じた舵角指令値が出力され、この舵角指令値に基づき、舵角センサ12により検出された現舵角R2及び角速度、トルクセンサ20により検出されたトルクがEPS-ECU4に取り込まれる。また、EPS-ECU4によりEPSモータ30の実際の駆動電流をモニタしながら必要なモータ電流がEPSモータ30に印加され、EPSモータ30が自動的に駆動されてハンドル2が転舵され、運転者によるハンドル2の操舵なしに車両1が所定の駐車位置まで誘導される。
In parking assistance for the vehicle 1, first, the driver or fellow passenger issues an instruction to start parking assistance. Further, when a parking assistance request (user operation information) is detected, a steering angle command value corresponding to the target steering angle R3 is output from the
車両1では、自動操舵において、不感帯領域を検出する処理(不感帯領域検出処理)と、現舵角を補完して更新する処理(更新処理)とが行われる。 In the vehicle 1, in automatic steering, a process of detecting a dead zone area (dead zone area detection process) and a process of complementing and updating the current steering angle (update process) are performed.
なお、舵角制御装置10のEPS-ECU4は、舵角制御において、(A)推定現舵角導出処理を行った後、更新処理を行う(舵角制御A)。
In the steering angle control, the EPS-
<舵角制御A>
舵角制御Aでは、不感帯領域におけるトルクの変動量に基づいて、不感帯領域における操舵角度の変化量を舵角変動量θとして導出し、現舵角R2に舵角変動量θを加算して推定現舵角R4を導出する処理(推定現舵角導出処理)が行われる。これにより、舵角制御装置10は、ハンドル2の切り返し時などに不感帯領域を抜けた後のEPSモータ30の急激な電流の変化を抑制することができる。
<Steering angle control A>
In the steering angle control A, the amount of change in the steering angle in the dead band region is derived as the steering angle fluctuation amount θ based on the torque fluctuation amount in the dead band region, and is estimated by adding the steering angle fluctuation amount θ to the current steering angle R2. A process for deriving the current steering angle R4 (estimated current steering angle derivation process) is performed. As a result, the steering
以下、図3を参照しつつ、舵角制御Aにおいて舵角制御装置10が行う各処理について説明する。
Hereinafter, each process performed by the steering
ステップ1において、EPS-ECU4(舵角制御装置10)は、舵角センサ12により検出された値(舵角センサ値)を「現舵角R2」として更新する。 In step 1, the EPS-ECU 4 (steering angle control device 10) updates the value detected by the steering angle sensor 12 (steering angle sensor value) as the "current steering angle R2".
ステップ2において、EPS-ECU4は、不感帯領域であるか否かを判定する処理を行う(不感帯領域検出処理)。EPS-ECU4は、(1)「現舵角R2」と「目標舵角R3」の偏差が規定値以下であること、(2)「目標舵角R3」に変化が無いこと、(3)「現舵角速度」が規定値以下(本実形態では、0[deg]/s)であること、(4)「モータ電流」が規定値以下であることの、(1)~(4)の全ての条件が成立する場合に、不感帯領域であると判定する。
In step 2, the EPS-
より具体的に説明すると、(1)「現舵角R2」と「目標舵角R3」との偏差が規定値以下である場合とは、現舵角R2が目標舵角R3に近づいており、ハンドル2の切り返し位置に近づいている場合である。 More specifically, (1) when the deviation between the "current steering angle R2" and the "target steering angle R3" is equal to or less than the specified value, the current steering angle R2 is approaching the target steering angle R3, This is the case when the steering wheel 2 is approaching the turning position.
また、(2)「目標舵角R3」に変化が無い場合とは、目標とする舵角に対して順調にハンドル2の操作が行われており、予定外の操作方向の転換等を要さない場合である。 In addition, (2) when there is no change in the "target steering angle R3", the steering wheel 2 is being operated smoothly with respect to the target steering angle, and an unexpected change in the direction of operation is required. This is the case when there is no
さらに、(3)「現舵角速度」が規定値以下であること、及び(4)「モータ電流」が規定値以下であることとは、操舵方向の切り替えのタイミング(ハンドル2の切り替えのタイミング)の直前であり、目標舵角R3に対して現舵角R2が近い数値となり、車両1が停止し始めている場合である。 Furthermore, (3) the "current steering angular velocity" being equal to or less than the specified value and (4) the "motor current" being equal to or less than the specified value indicate the timing of switching the steering direction (timing of switching the steering wheel 2). , the current steering angle R2 is close to the target steering angle R3, and the vehicle 1 is starting to stop.
EPS-ECU4は、上記の(1)~(4)の条件を充足した場合に、自動操舵における操舵方向の転換のタイミングの直前であり、かつ不感帯領域であると判定する。EPS-ECU4は、不感帯領域であると判定された場合(ステップ2=Yesの場合)にはステップ3に処理を移行し、不感帯領域ではないと判定された場合(ステップ2=Noの場合)にはステップ5に処理を移行する。
When the above conditions (1) to (4) are satisfied, the EPS-
ステップ3において、EPS-ECU4は、「推定現舵角R4」を演算して導出し、トルクセンサ20から操舵方向を検出する処理を行う(推定現舵角導出処理)。
In step 3, the EPS-
具体的には、EPS-ECU4は、トルクセンサ20により検知されたトルク(T)に基づいて、角速度(ω)を求める(図5(b)参照)。なお、図5(b)に示すとおり、角速度(ω)は、トルク(T)に加え、イナーシャ(J)、摩擦係数(S)、摩擦力(D)等の定数値を参照して演算により導出される。
Specifically, the EPS-
また、図5(b)に示すとおり、EPS-ECU4は、導出された角速度(ω)を積分して時間あたりの舵角変動量θ(不感帯領域における舵角の変化量)を導出する。さらに、EPS-ECU4は、現舵角R2に舵角変動量θを加算した値を「推定現舵角R4」として導出する(図5(c)参照)。
Further, as shown in FIG. 5B, the EPS-
ステップ4において、EPS-ECU4は、ステップ3で導出された「推定現舵角R4」を現舵角R2として更新する。
In
ステップ5において、EPS-ECU4は、ステップ4の処理により更新された現舵角R2に基づいて、EPSモータ30の出力を制御し、自動操舵制御に適用する(更新処理)。自動操舵制御では、EPS-ECU4により、EPSモータ30の駆動電流をモニタされつつ、必要なモータ電流がEPSモータ30に印加され、EPSモータ30が自動的に駆動されてハンドル2が転舵される。
In step 5, the EPS-
<舵角制御B>
続いて、図4を参照しつつ、舵角制御装置10が行う舵角制御の変形例(舵角制御B)について説明する。
<Steering angle control B>
Next, a modification of the steering angle control (steering angle control B) performed by the steering
舵角制御Bでは、不感帯領域が検出されたことを条件として、現舵角R2に固定変動値M(所定の値)を加算あるいは減算して補完現舵角R5を導出し、補完現舵角R5を現舵角R2として更新する処理(補完更新処理)が行われる。これにより、舵角制御装置10は、ハンドル2の切り返し時などに不感帯領域を抜けた後のEPSモータ30の急激な電流の変化を抑制することができる。
In the steering angle control B, on the condition that the dead zone region is detected, a fixed variable value M (predetermined value) is added or subtracted from the current steering angle R2 to derive a complementary current steering angle R5. A process (complementary update process) is performed to update R5 as the current steering angle R2. As a result, the steering
なお、舵角制御Bにおけるステップ10の処理は、舵角制御Aにおけるステップ1の処理と同様である。また、舵角制御Bにおけるステップ11の処理(不感帯領域であるか否かを判定する処理)は、舵角制御Aにおけるステップ2の処理と同様である。さらに、舵角制御Bにおけるステップ13の処理は、舵角制御Aにおけるステップ5の処理と同様である。そのため、以下の舵角制御Bの説明では、ステップ10、ステップ11、及びステップ13の説明を省略し、ステップ12の処理について説明する。
The processing of
ステップ12において、EPS-ECU4は、現舵角R2に固定変動値Mを加算した値を補完現舵角R5として導出し、補完現舵角R5を現舵角R2として更新する(補完更新処理)。
In
より具体的に説明すると。EPS-ECU4には、バックラッシC分の変化量に相当する角度(例えば、0.1度)が、予め規定された固定変動値Mとして記憶されている。EPS-ECU4は、不感帯領域であると判定された場合に、現舵角R2に固定変動値Mを加算あるいは減算した値を補完現舵角R5とする。また、EPS-ECU4は、補完現舵角R5を、現舵角R2として更新する処理を行い、ステップ13の自動操舵制御に適用する。
To be more specific. In the EPS-
このように、EPS-ECU4は、自動操舵のハンドル2の切り返し時に、舵角センサ12のバックラッシュCによる不感帯領域に入った場合において、不感帯領域における現舵角R2の変動量に相当する値を補正して現舵角R2を更新する。
As described above, the EPS-
舵角制御装置10は、上述した舵角制御A又は舵角制御Bを行うことにより、ハンドル2の切り返し時のハンチングを抑制することができる。より具体的に説明すると、図5(a)に示すように、不感帯領域における操舵角度の変動量が補完されない従来の電動パワーステアリング装置の現舵角R2’に対し、舵角制御装置10では不感帯領域における操舵角度の変動量を補完して現舵角R2が更新される。
The steering
これにより、従来の電動パワーステアリング装置の電流値(図5(a)中のE1)と比較して、舵角制御装置10は、不感帯領域を抜けた後のモータ電流の変化を滑らかにすることができる(図5(a)中のE2)。より具体的に説明すると、舵角制御装置10は、ハンドル2の切り返し時に不感帯領域に入った場合、不感帯領域を抜けた後、ハンドル2の切り返しを行うためにEPSモータ30の電流値を正の値から負の値に転換する場合(又は負の値から正の値に転換する場合)において、モータ電流の変化をなだらかにすることができる。
As a result, compared with the current value (E1 in FIG. 5(a)) of the conventional electric power steering device, the steering
その結果、舵角制御装置10は、不感帯領域を抜けた後の自動操舵のハンチングを抑制することができる。また、舵角制御装置10によれば、ハンチングに起因する車両1の挙動への影響を低減することができ、運転者がハンドル2を介して違和感を覚えることを抑制することができる。
As a result, the steering
さらに、舵角制御装置10は、EPSモータ30としてブラシ付きモータを採用して、コストを抑制することができる。
Furthermore, the steering
以上、本発明の舵角制御装置の実施形態について説明したが、本発明の舵角制御装置は上述の実施形態に限定されない。 Although the embodiments of the steering angle control device of the present invention have been described above, the steering angle control device of the present invention is not limited to the above-described embodiments.
具体的には、上述の実施形態では、舵角制御装置10を自動操舵が可能な電動パワーステアリング装置に用いた例を示したが、本発明の舵角制御装置は回転角度の制御を行う必要がある他の装置に用いてもよい。
Specifically, in the above-described embodiment, the steering
また、上述の実施形態の舵角制御装置10は、舵角制御A及び舵角制御Bの双方を実行可能であってもよいし、舵角制御A及び舵角制御Bのうちいずれか一方を実行可能であってもよい。
Further, the steering
さらに、上述の実施形態の舵角制御装置10では、舵角センサ12により検出された現舵角R2に基づいて角速度を求めるものとした例を示したが、角速度を検出する装置(角速度検出センサ等)を別途設けたものとしてもよい。
Furthermore, in the steering
本発明は、車両のハンドル等の操舵対象の舵角制御に関するものとして、好適に採用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably employed as one related to steering angle control of an object to be steered such as a steering wheel of a vehicle.
1 車両
2 ハンドル(操舵対象)
4 EPS-ECU(制御装置)
10 舵角制御装置
12 舵角センサ
14 メインギア(ギア)
16 サブギア(ギア)
30 EPSモータ(ブラシ付きモータ)
C バックラッシュ
M 固定変動値(所定の値)
R2 現舵角
R4 推定現舵角
R5 補完現舵角
θ 舵角変動量
1 vehicle 2 steering wheel (steering object)
4 EPS-ECU (control device)
10 steering
16 sub gear (gear)
30 EPS motor (motor with brush)
C Backlash M Fixed variable value (predetermined value)
R2 Current steering angle R4 Estimated current steering angle R5 Complementary current steering angle θ Steering angle fluctuation amount
Claims (1)
前記操舵対象の現在の操舵角度を現舵角として検出する舵角センサと、
前記ブラシ付きモータを制御する制御装置とを有し、
前記舵角センサが、複数のギアを備え、
前記舵角センサには、前記ギアのうち少なくとも二つの前記ギアの間のバックラッシュにより、前記操舵対象の操舵角度の変化を検出不能な不感帯領域が形成されるものであり、
前記制御装置が、
前記不感帯領域を検出する不感帯領域検出処理と、
前記不感帯領域が検出されたことを条件として、前記不感帯領域におけるトルクの変動量に基づいて前記不感帯領域における操舵角度の変化量を舵角変動量として導出し、前記現舵角に前記舵角変動量を加算して推定現舵角を導出する推定現舵角導出処理と、
前記推定現舵角導出処理により導出された前記推定現舵角を前記現舵角として更新する更新処理とを実行可能であり、
前記更新処理により更新された前記現舵角に基づいて、前記ブラシ付きモータの電流値を制御可能であることを特徴とする舵角制御装置。 a brushed motor that imparts torque to a steering target;
a steering angle sensor that detects a current steering angle of the steering target as a current steering angle;
a control device for controlling the brushed motor;
the steering angle sensor comprises a plurality of gears,
In the steering angle sensor, a dead zone region is formed in which changes in the steering angle of the steering target cannot be detected due to backlash between at least two of the gears,
The control device
a dead zone area detection process for detecting the dead zone area;
On the condition that the dead band region is detected, the amount of change in the steering angle in the dead band region is derived as the steering angle fluctuation amount based on the torque fluctuation amount in the dead band region, and the steering angle fluctuation amount is added to the current steering angle. an estimated current steering angle derivation process for deriving an estimated current steering angle by adding the amount;
an updating process of updating the estimated current steering angle derived by the estimated current steering angle deriving process as the current steering angle,
A steering angle control device, wherein the current value of the brushed motor can be controlled based on the current steering angle updated by the updating process.
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