JP7569082B2 - Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same - Google Patents
Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7569082B2 JP7569082B2 JP2021052981A JP2021052981A JP7569082B2 JP 7569082 B2 JP7569082 B2 JP 7569082B2 JP 2021052981 A JP2021052981 A JP 2021052981A JP 2021052981 A JP2021052981 A JP 2021052981A JP 7569082 B2 JP7569082 B2 JP 7569082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- state
- end contact
- angle
- unit
- 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
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
本発明は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ(SBW)システム等の車両用操向システムの制御装置に関し、特に、操舵可能な限界となる操舵終端を有する操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置及びそれを備えたSBWシステムに関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle steering system such as a steer-by-wire (SBW) system in which the steering mechanism and the turning mechanism are mechanically separated, and in particular to a control device for a vehicle steering system that controls a steering mechanism having a steering end point that is the limit of steerable operation, and an SBW system equipped with the same.
車両用操向システムの1つとして、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構と転舵輪を転舵する転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ(SBW)システムがある。SBWシステムでは、ハンドルの操作を電気信号によって転舵機構に伝えて転舵輪を転舵すると共に、運転者に適切な操舵感を与えるための操舵反力を操舵機構で生成する。操舵機構は反力用モータを備える反力アクチュエータにより操舵反力を生成し、転舵機構は転舵用モータを備える転舵アクチュエータにより転舵輪を転舵する。反力アクチュエータとハンドルはコラム軸を介して機械的に接続されており、反力アクチュエータが生成した反力(トルク)が、コラム軸とハンドルを介して運転者に伝達される。 One type of vehicle steering system is the steer-by-wire (SBW) system, in which the steering mechanism having a steering wheel operated by the driver and the steering mechanism that steers the steered wheels are mechanically separated. In the SBW system, the operation of the steering wheel is transmitted to the steering mechanism by an electric signal to steer the steered wheels, and the steering mechanism generates a steering reaction force to give the driver an appropriate steering feel. The steering mechanism generates the steering reaction force by a reaction actuator equipped with a reaction motor, and the steering mechanism steers the steered wheels by a steering actuator equipped with a steering motor. The reaction actuator and the steering wheel are mechanically connected via a column shaft, and the reaction force (torque) generated by the reaction actuator is transmitted to the driver via the column shaft and the steering wheel.
SBWシステムにおいて、操舵機構に操舵可能な限界となる操舵終端を設け、ハンドルの操舵角に上限値を設定することがある。これは、ハンドルに種々の電気部品を設置し、車両に固定された制御器とそれらをケーブルで接続する場合のケーブルに起因する問題の回避等を目的としたものである。例えば、特開2016-30521号公報(特許文献1)では、ステアリングシャフトの軸方向に凹む断面半円形状を有してステアリングシャフトの径方向に直線形状に形成されている第1の溝を有する第1プレートと、ステアリングシャフトの軸方向に凹む断面半円形状を有して平面視において螺旋形状に形成されている第2の溝を有する第2プレートを重ね合わせ、両方の溝に挟み込まれて移動可能なガイド球を有する回転制限機構を備える車両用操舵装置が提案されている。第1の溝に沿ってガイド球の両側には内径側規制部材と外形側規制部材が配置されている。第1プレートはステアリングシャフトと一体で回転し、第2プレートは回転しないようになっているので、操舵部品を回転し、第1プレートがステアリングシャフトと一体で回転すると、ガイド球は第2の溝に沿って移動するとともに、第1の溝に沿ってステアリングシャフトの径方向に移動する。そして、ガイド球が内径側規制部材の端部又は外形側規制部材の端部に接触すると、ガイド球の移動が制限され、操舵部品の回転も制限される。 In the SBW system, a steering end point that is the limit of steering is provided in the steering mechanism, and an upper limit is set for the steering angle of the steering wheel. This is for the purpose of avoiding problems caused by cables when various electrical components are installed in the steering wheel and connected to a controller fixed to the vehicle with cables. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-30521 (Patent Document 1) proposes a vehicle steering device equipped with a rotation limiting mechanism that includes a guide ball that is movable by being sandwiched between both grooves, and a first plate having a first groove that has a semicircular cross section recessed in the axial direction of the steering shaft and is formed in a linear shape in the radial direction of the steering shaft, and a second plate having a semicircular cross section recessed in the axial direction of the steering shaft and is formed in a spiral shape in a plan view, which are overlapped. An inner diameter side regulating member and an outer diameter side regulating member are arranged on both sides of the guide ball along the first groove. The first plate rotates together with the steering shaft, and the second plate does not rotate, so when the steering components rotate and the first plate rotates together with the steering shaft, the guide ball moves along the second groove and also moves radially along the first groove of the steering shaft. When the guide ball comes into contact with the end of the inner diameter side regulating member or the end of the outer diameter side regulating member, the movement of the guide ball is restricted, and the rotation of the steering components is also restricted.
また、上述のように、SBWシステムでの操舵機構は操舵反力を生成しており、操舵反力は、反力アクチュエータに電流を供給することにより生成される。そして、例えば、特許第5867612号公報(特許文献2)では、操舵反力を、転舵輪の転舵角等の転舵状態に応じて生成している。 As described above, the steering mechanism in the SBW system generates a steering reaction force by supplying an electric current to a reaction force actuator. For example, in Japanese Patent Publication No. 5867612 (Patent Document 2), the steering reaction force is generated according to the steering state, such as the steering angle of the steered wheels.
しかしながら、操舵機構に操舵終端を設けられたSBWシステムの場合、操舵終端まで操舵した状態では、ハンドルの操作は操舵終端により抑制されている。換言すると、操舵終端から受ける反発力が、ハンドルに対する反力として作用するため、反力アクチュエータによる操舵反力は特に必要ではない。すなわち、操舵終端に達した後においても、反力アクチュエータにより反力を発生させ続けた場合、反力アクチュエータに不必要な負荷がかかり、消費電力は増加し、発熱等の不具合が発生するおそれがある。 However, in the case of an SBW system in which a steering end point is provided in the steering mechanism, when the steering wheel is steered up to the steering end point, the steering wheel operation is suppressed by the steering end point. In other words, the repulsive force from the steering end point acts as a reaction force against the steering wheel, so a steering reaction force from the reaction force actuator is not particularly necessary. In other words, if the reaction force actuator continues to generate a reaction force even after the steering end point is reached, an unnecessary load is placed on the reaction force actuator, power consumption increases, and there is a risk of malfunction such as heat generation.
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、操舵終端まで操舵した状態において、反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制可能な車両用操向システムの制御装置及びそれを備えたSBWシステムを提供することにある。 The present invention was made in light of the above-mentioned circumstances, and the object of the present invention is to provide a control device for a vehicle steering system that can suppress increases in power consumption and heat generation in a reaction force actuator when the vehicle is steered to the end of the steering range, and an SBW system equipped with the same.
本発明は、操舵可能な限界となる操舵終端を有し、供給される電流を調節することにより反力アクチュエータを駆動制御し、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記操舵機構において検出される操舵関連情報を用いて、操舵状態が前記操舵終端まで操舵した状態である端当てON状態であるか又は前記操舵終端まで操舵していない状態である端当てOFF状態であるかを判定する端当て判定部を備え、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報に対して設定される、前記操舵状態が前記端当てON状態になったか判定するための第1閾値及び前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったか判定するための第2閾値を使用して前記操舵状態を判定し、前記第2閾値が、前記第1閾値による判定では前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定されない前記操舵関連情報の値の範囲に設定され、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合、前記電流を減少させるために、前記電流を調節する基となる制御用情報を減少させることにより達成される。 The present invention relates to a control device for a vehicle steering system that has a steering end point that is the limit of steering possible, and controls the drive of a reaction force actuator by adjusting the supplied current to control a steering mechanism. The above object of the present invention is achieved by providing an end contact determination unit that uses steering-related information detected in the steering mechanism to determine whether the steering state is an end contact ON state in which the steering is performed to the steering end point, or an end contact OFF state in which the steering is not performed to the steering end point, and the end contact determination unit determines the steering state using a first threshold value for determining whether the steering state has become the end contact ON state and a second threshold value for determining whether the steering state has become the end contact OFF state, which are set for the steering-related information, and the second threshold value is set to a range of values of the steering-related information in which it is not determined that the steering state has become the end contact ON state by the determination based on the first threshold value, and when the steering state is the end contact ON state, the control information that is the basis for adjusting the current is reduced in order to reduce the current.
また、本発明の上記目的は、前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合、減少させられた前記電流を元に戻すために、前記制御用情報を増加させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなるゲインを有し、前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなり、前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合に経時的に大きくなるゲインを有し、前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少又は増加させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として操舵角を使用し、前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に操舵トルクを使用し、前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として操舵トルクを使用し、前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に前記電流を使用し、前記電流の大きさが第1電流閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記電流の大きさが、前記第1電流閾値より小さい第2電流閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記各条件に対して設定された所定の時間だけ前記各条件を継続して満たす場合、前記各条件に対応した判定を下すことにより、或いは、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、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、前記制御用情報として前記目標操舵トルクを使用することにより、或いは、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、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、前記制御用情報として前記電流指令値を使用することにより、より効果的に達成される。 The above object of the present invention is to increase the control information when the steering state is the end contact OFF state in order to restore the reduced current, or to have the end contact determination unit have a gain that decreases over time when the steering state is the end contact ON state and multiply the control information by the gain, or to have the end contact determination unit have a gain that decreases over time when the steering state is the end contact ON state and increases over time when the steering state is the end contact OFF state and multiply the control information by the gain, or to have the end contact determination unit use a steering angle as the steering-related information, and determine that the steering state has become the end contact ON state when the magnitude of the steering angle is equal to or greater than a first steering angle threshold, and determine that the steering state has become the end contact OFF state when the magnitude of the steering angle is smaller than a second steering angle threshold that is smaller than the first steering angle threshold. By this, or when the end contact determination unit further uses a steering angular velocity as the steering related information, and further satisfies a condition that the magnitude of the steering angular velocity is equal to or less than a first steering angular velocity threshold, it determines that the steering state has become the end contact ON state, and when the magnitude of the steering angular velocity is greater than a second steering angular velocity threshold that is greater than the first steering angular velocity threshold, it also satisfies a condition that the steering state has become the end contact OFF state, or when the end contact determination unit further uses a steering angular velocity as the steering related information, When a condition that the magnitude of the steering torque is equal to or greater than a first steering torque threshold is further satisfied, the steering state is determined to be in the end contact ON state, and when a condition that the magnitude of the steering torque is smaller than a second steering torque threshold which is smaller than the first steering torque threshold is satisfied, the steering state is determined to be in the end contact OFF state, or the end contact determination unit uses a steering torque as the steering-related information and determines that the magnitude of the steering torque is equal to or greater than a first steering torque threshold. When the condition that the magnitude of the steering torque is smaller than a second steering torque threshold value that is smaller than the first steering torque threshold value is satisfied, the steering state is determined to be in the end contact OFF state by determining that the steering state has become the end contact ON state, or when the end contact determination unit further uses a steering angular velocity as the steering-related information and further satisfies a condition that the magnitude of the steering angular velocity is equal to or smaller than a first steering angular velocity threshold value, the steering state is determined to be in the end contact ON state. When the condition that the magnitude of the steering angular velocity is greater than a second steering angular velocity threshold value that is greater than the first steering angular velocity threshold value is satisfied, the steering state is determined to be in the end contact OFF state, or when the end contact determination unit further uses the current as the steering-related information and further satisfies the condition that the magnitude of the current is equal to or greater than a first current threshold value, the steering state is determined to be in the end contact ON state, and when the condition that the magnitude of the current is smaller than a second current threshold value that is smaller than the first current threshold value is satisfied, the end contact determination unit further uses the current as the steering-related information and further satisfies the condition that the magnitude of the current is equal to or greater than a first current threshold value. a target steering torque generating unit that generates a target steering torque, a conversion unit that converts the target steering torque into a target torsion angle, and a current command that is a target value of the current so as to make the torsion angle of a torsion bar of the steering mechanism follow the target torsion angle. This is more effectively achieved by further comprising a torsion angle control unit that calculates a value and using the target steering torque as the control information, or by further comprising a target steering torque generation unit that generates a target steering torque, a conversion unit that converts the target steering torque into a target torsion angle, and a torsion angle control unit that calculates a current command value, which is a target value of the current, so that the torsion angle of the torsion bar of the steering mechanism follows the target torsion angle, and using the current command value as the control information.
または、本発明の上記目的は、操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、前記電流を減少させた後、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることにより達成される。 Alternatively, the above object of the present invention is achieved by decreasing the current after the magnitude of the steering torque remains equal to or greater than a first steering torque threshold for a first predetermined time, and then increasing the current after the magnitude of the steering torque remains smaller than a second steering torque threshold, which is smaller than the first steering torque threshold, for a second predetermined time after the current has been decreased.
または、本発明の上記目的は、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、前記電流を減少させた後、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることにより達成される。 Alternatively, the above object of the present invention is achieved by decreasing the current after the steering angle continues to be equal to or greater than a first steering angle threshold for a first predetermined time, and then increasing the current after the steering angle continues to be smaller than a second steering angle threshold, which is smaller than the first steering angle threshold, for a second predetermined time after decreasing the current.
また、本発明の上記目的は、前記操舵機構が、ハンドルと前記反力アクチュエータの間に、弾性体又はトーションバーを有することにより、より効果的に達成される。 The above object of the present invention is more effectively achieved by the steering mechanism having an elastic body or a torsion bar between the handle and the reaction actuator.
更に、本発明の上記目的は、上記車両用操向システムの制御装置と、前記制御装置により制御される前記操舵機構とを備えるステアバイワイヤシステムにより達成される。 Furthermore, the above object of the present invention is achieved by a steer-by-wire system including a control device for the above vehicle steering system and the steering mechanism controlled by the control device.
本発明の車両用操向システムの制御装置によれば、操舵状態を判定し、操舵状態が操舵終端まで操舵した状態(端当てON状態)の場合、反力アクチュエータに供給される電流を減少する手段を講じることにより、反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制することができる。 The control device for the vehicle steering system of the present invention determines the steering state, and when the steering state is a state where the steering has been completed to the steering end (end contact ON state), measures are taken to reduce the current supplied to the reaction actuator, thereby suppressing the increase in power consumption and heat generation in the reaction actuator.
また、操舵状態が端当てON状態になったか判定する閾値と、操舵状態が操舵終端まで操舵していない状態(端当てOFF状態)になったか判定する閾値を異ならせることにより、閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。 In addition, by differentiating the threshold value for determining whether the steering state has reached the end contact ON state from the threshold value for determining whether the steering state has reached the state where steering has not reached the steering end (end contact OFF state), it is possible to suppress the hunting phenomenon at the threshold boundary.
本発明は、操舵機構において検出される操舵角や操舵トルク等の操舵関連情報を用いて、操舵状態が操舵可能な限界となる操舵終端まで操舵した状態(端当てON状態)になったことを自動的に判定し、端当てON状態において、反力アクチュエータに供給される電流を減少させるために、その電流値を決定するまでに演算される、電流を調節する基となる中間データ(制御用情報)を減少する。これにより、供給される電流が減少するので、端当てON状態における反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制することができる。消費電力の削減は、環境負荷低減による気候変動対策や、地球環境負荷の低減に繋がるものである。制御用情報として、目標操舵トルク等を使用することができる。 The present invention uses steering-related information such as steering angle and steering torque detected in the steering mechanism to automatically determine when the steering state has reached the steering end, which is the limit of possible steering (end stop ON state), and in order to reduce the current supplied to the reaction actuator in the end stop ON state, it reduces intermediate data (control information) that is the basis for adjusting the current and is calculated before determining the current value. This reduces the current supplied, making it possible to suppress increases in power consumption and heat generation in the reaction actuator in the end stop ON state. Reducing power consumption leads to climate change countermeasures by reducing the environmental load, and to reducing the load on the global environment. The target steering torque, etc. can be used as control information.
また、本発明では、操舵状態が端当てON状態になったか判定する閾値(第1閾値)と、操舵状態が操舵終端まで操舵していない状態(端当てOFF状態)になったか判定する閾値(第2閾値)とを異なる値とする。例えば、操舵関連情報として操舵角を使用して判定を行う場合、第1閾値は第2閾値より大きい値とする。第1閾値と第2閾値とで同じ値を使用した場合、操舵関連情報が閾値境界で変動すると、操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に頻繁に切り替わるハンチング現象が発生する。ハンチング現象の発生により、反力アクチュエータに供給される電流が不安定となり、それが操舵反力に影響し、運転者に不快感を与えるおそれがある。第1閾値と第2閾値とで異なる値を使用することにより、この閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。 In addition, in the present invention, the threshold value (first threshold value) for determining whether the steering state has become the end contact ON state and the threshold value (second threshold value) for determining whether the steering state has become the state where the steering has not been performed to the steering end (end contact OFF state) are different values. For example, when the steering angle is used as the steering-related information to perform the determination, the first threshold value is set to a value greater than the second threshold value. If the same value is used for the first threshold value and the second threshold value, when the steering-related information fluctuates at the threshold boundary, a hunting phenomenon occurs in which the steering state frequently switches between the end contact ON state and the end contact OFF state. The occurrence of the hunting phenomenon causes the current supplied to the reaction force actuator to become unstable, which may affect the steering reaction force and cause discomfort to the driver. By using different values for the first threshold value and the second threshold value, the hunting phenomenon at the threshold boundary can be suppressed.
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明に係る制御装置を備えるステアバイワイヤ(SBW)システムの構成例について説明する。 First, we will explain an example of the configuration of a steer-by-wire (SBW) system equipped with a control device according to the present invention.
図1はSBWシステムの構成例を示した図である。SBWシステムは、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構を構成する反力装置30、転舵輪を転舵する転舵機構を構成する転舵装置40、及び両装置の制御を行う制御装置50を備える。SBWシステムには、一般的な電動パワーステアリング装置が備える、コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)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、運転者によるハンドル1の操作を電気信号によって、具体的には反力装置30から出力される操舵角θhを電気信号として伝える。
Figure 1 shows an example of the configuration of an SBW system. The SBW system comprises a
反力装置30は、反力用モータ31及び反力用モータ31の回転速度を減速する減速機構32を備え、転舵輪5L,5Rから伝わる車両の運動状態を、反力用モータ31により生成される反力(トルク)として運転者に伝達する。反力装置30は、コラム軸2に設けられる舵角センサ33及び角度センサ34を更に備えている。コラム軸2への舵角センサ33及び角度センサ34の配設は、具体的には図2のようになっている。即ち、舵角センサ33はコラム軸2の上部に設けられ、操舵角θhを検出する。コラム軸2にはトーションバー2Aが介挿されており、角度センサ34として、トーションバー2Aを挟んでコラム軸2のハンドル1側に上側角度センサ34Aが設けられ、トーションバー2Aを挟んでコラム軸2のハンドル1の反対側に下側角度センサ34Bが設けられており、上側角度センサ34Aはハンドル角θ1を検出し、下側角度センサ34Bはコラム角θ2を検出する。ハンドル角θ1及びコラム角θ2は捩れ角演算部36に入力され、捩れ角演算部36は下記数1によってトーションバーの捩れ角Δθを求める。
The
コラム軸2は、操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ35を備える。操舵終端まで操舵したときの操舵角θhが、操舵角θhの大きさ(絶対値)の限界値(以下、「終端角度」とする)となる。ストッパ35として、例えば特許文献1に記載の回転制限機構等を使用する。なお、反力アクチュエータは反力用モータ31、減速機構32等により構成されるが、反力用モータ31のみを反力アクチュエータと呼ぶこともある。
The
転舵装置40は、転舵用モータ41、転舵用モータ41の回転速度を減速する減速機構42及び回転運動を直線運動に変換するピニオンラック機構44を備える。操舵角θhの変化に合わせて、転舵用モータ41を駆動し、その駆動力を、減速機構42を介してピニオンラック機構44に付与し、タイロッド3a,3bを経て、転舵輪5L,5Rを転舵する。ピニオンラック機構44の近傍には角度センサ43が配置されており、転舵輪5L,5Rの転舵角θtを検出する。転舵角θtとして、転舵用モータ41のモータ角やラックの位置等を使用しても良い。
The
制御装置50は、反力装置30及び転舵装置40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10で検出される車速Vs等を基に、反力用モータ31を駆動制御するための電圧制御指令値Vref1及び転舵用モータ41を駆動制御するための電圧制御指令値Vref2を生成する。制御装置50には、バッテリ12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。また、制御装置50には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)20が接続されており、車速VsはCAN20から受信することも可能である。更に、制御装置50には、CAN20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CAN21も接続可能である。
In order to cooperatively control the
制御装置50はCPU(MCU、MPU等も含む)を有し、反力装置30及び転舵装置40の協調制御は、主としてCPU内部においてプログラムで実行される。その制御を行うための構成例(第1実施形態)を図3に示す。図3において、反力用モータ31、舵角センサ33、角度センサ34、PWM(パルス幅変調)制御部37、インバータ38及びモータ電流検出器39を反力装置30が具備し、転舵用モータ41、角度センサ43、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49を転舵装置40が具備し、その他の構成要素が制御装置50で実現される。なお、制御装置50の構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。制御装置50は、データやプログラム等を格納するために、RAM(ランダムアクセスメモリ)やROM(リードオンリーメモリ)等を搭載しても良い。また、制御装置50がPWM制御部37、インバータ38、モータ電流検出器39、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49の一部又は全部を具備しても良い。
The
制御装置50は、反力装置30の制御を行う構成(以下、「反力制御系」とする)と、転舵装置40の制御を行う構成(以下、「転舵制御系」とする)を有し、反力制御系60と転舵制御系70が協調して、反力装置30及び転舵装置40を制御する。
The
反力制御系60は、目標操舵トルク生成部100、端当て判定部200、変換部300、捩れ角制御部400、電流制御部500、乗算部510及び減算部520を備え、トーションバー2Aの捩れ角が目標捩れ角に追従するような制御を行う。また、制御用情報として目標操舵トルクを使用する。目標操舵トルク生成部100にて操舵角θh及び車速Vsに基づいて目標操舵トルクTrefAが生成され、端当て判定部200にて操舵状態の判定に基づいて端当て判定ゲインGeが求められ、目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeを乗算した結果である目標操舵トルクTrefが変換部300にて目標捩れ角Δθrefに変換される。目標捩れ角Δθrefは捩れ角Δθと共に捩れ角制御部400に入力され、捩れ角制御部400にて、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθrefとなるような電流指令値Imcが演算される。そして、電流指令値Imcとモータ電流検出器39で検出される反力用モータ41の電流値(モータ電流値)Imrの偏差I1(=Imc-Imr)が減算部520で算出され、偏差I1に基づいて電流制御部500にて電圧制御指令値Vref1が求められる。反力装置30では、電圧制御指令値Vref1に基づいて、PWM制御部37及びインバータ38を介して反力用モータ31が駆動制御される。
The reaction
目標操舵トルク生成部100の構成例を図4に示す。目標操舵トルク生成部100は、基本マップ部110、微分部120、ダンパゲイン部130、乗算部140及び加算部150を備える。操舵角θhは基本マップ部110及び微分部120に入力され、車速Vsは基本マップ部110及びダンパゲイン部130に入力される。
A configuration example of the target steering
基本マップ部110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Tref_aを出力する。トルク信号Tref_aは、基本となる反力を生成するために使用される。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5(A)に示されるように、トルク信号Tref_aが、操舵角θhの大きさ|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。つまり、操舵角θhの大きさ|θh|が大きくなるにつれ、また、車速Vsが速くなるにつれ、反力が大きくなる。なお、図5(A)において、符号部111は操舵角θhの符号(+1、-1)を乗算部112に出力しており、操舵角θhの大きさ|θh|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。または、図5(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5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120は、操舵角θhを微分して舵角速度ωh1を算出し、舵角速度ωh1は乗算部140に入力される。なお、舵角速度ωh1の算出において、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ(LPF)処理を実施しても良く、ハイパスフィルタ(HPF)とゲインにより、微分演算とLPF処理を実施しても良い。また、舵角速度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処理を行って算出しても良い。舵角速度ωh1の代わりに転舵用モータ41のモータ角速度を使用しても良い。この場合、微分部120は不要となる。
The
ダンパゲイン部130は、舵角速度ωh1に乗算されるダンパゲインDGを出力する。乗算部140にてダンパゲインDGを乗算された舵角速度ωh1は、トルク信号Tref_bとして加算部150に入力される。ダンパゲインDGは、ダンパゲイン部130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6に示されるように、車速Vsが速くなるに従って徐々に大きくなる特性を有する。このようなダンパゲインDGを舵角速度ωh1に乗算して舵角速度ωh1に比例した目標操舵トルクの補償を行うことにより、フィーリングとしての粘性感を持たせることができ、また、ステアリングを切った状態から手放しの状態にした場合、ハンドルが発振することなく収れん性を持たせられ、システム安定性の向上を図れる。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。
The
トルク信号Tref_a及びTref_bは、加算部150で加算され、加算結果は目標操舵トルクTrefAとして出力される。
The torque signals Tref_a and Tref_b are added in the
端当て判定部200は、操舵関連情報として操舵角θhを用いて、操舵状態Stを判定し、操舵状態Stに基づいて端当て判定ゲインGeを決定する。端当て判定ゲインGeを目標操舵トルクTrefAに乗算して求められる目標操舵トルクTrefに基づいて、反力用モータ41のモータ電流値Imrが調節されるので、端当てON状態において端当て判定ゲインGeを小さくすることにより、目標操舵トルクTrefの大きさも小さくなり、最終的にモータ電流値Imrを減少させることができる。
The end
端当て判定部200の構成例を図7に示す。端当て判定部200は、操舵状態判定部210及びゲイン演算部220を備える。操舵角θhは操舵状態判定部210に入力される。
An example of the configuration of the end
操舵状態判定部210は、操舵角θhを用いて、操舵状態Stが端当てON状態になったかの判定(以下、「端当てON判定」とする)と、操舵状態Stが端当てOFF状態になったかの判定(以下、「端当てOFF判定」とする)を行い、操舵状態Stを出力する。
The steering
端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が予め設定された所定の閾値(第1操舵角閾値)θth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1操舵角閾値θth1として、終端角度より若干手前の角度、例えば終端角度より2deg手前の角度を使用する。終端角度より手前に第1操舵角閾値θth1を設定することにより、操舵終端に達してからモータ電流値Imrが減少し始めるまでに生じる可能性があるタイムラグを吸収することができる。第1操舵角閾値θth1として終端角度を使用しても良い。
In the end contact ON determination, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than a predetermined threshold (first steering angle threshold) θth1 set in advance, the steering state St is deemed to have entered the end contact ON state, and the "steering state St = end contact ON state" is determined. As the first steering angle threshold θth1, an angle slightly before the terminal angle, for example, an
端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が予め設定された所定の閾値(第2操舵角閾値)θth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2操舵角閾値θth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない操舵角θhの大きさ|θh|の範囲、即ち第1操舵角閾値θth1より小さい範囲に設定される。つまり、第2操舵角閾値θth2は第1操舵角閾値θth1より小さい値に設定される。例えば、第2操舵角閾値θth2として、終端角度より5deg手前の角度を使用する。 In the end contact OFF judgment, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than a predetermined threshold (second steering angle threshold) θth2 set in advance, the steering state St is deemed to have entered the end contact OFF state, and "steering state St = end contact OFF state" is determined. The second steering angle threshold θth2 is set to a range of the magnitude |θh| of the steering angle θh in which it is not determined that the steering state St has entered the end contact ON state in the end contact ON judgment, that is, a range smaller than the first steering angle threshold θth1. In other words, the second steering angle threshold θth2 is set to a value smaller than the first steering angle threshold θth1. For example, an angle 5 degrees before the terminal angle is used as the second steering angle threshold θth2.
このように第1操舵角閾値θth1及び第2操舵角閾値θth2を設定してハンドル1を操作した場合の操舵状態の変化は、図8のようになる。ハンドル1を中立位置から操作し、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となるまで、操舵状態は「端当てOFF状態」である(矢印A)。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となると、操舵状態は「端当てON状態」となる(矢印B)。そして、ハンドル1を戻して、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなるまで、操舵状態は「端当てON状態」のままである(矢印C)。操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなると、操舵状態は「端当てOFF状態」となる(矢印D)。よって、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となり、操舵状態が「端当てON状態」となった直後に、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さくなっても、操舵状態は「端当てON状態」のままである。また、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなり、操舵状態が「端当てOFF状態」となった直後に、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上となっても、操舵状態は「端当てOFF状態」のままである。このように、第1操舵角閾値θth1及び第2操舵角閾値θth2を使用することにより、閾値境界で操舵角θhの大きさ|θh|が変動しても、操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に頻繁に切り替わるようなハンチング現象を抑制することができる。 When the steering wheel 1 is operated with the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 set in this way, the change in the steering state is as shown in Figure 8. The steering wheel 1 is operated from the neutral position, and the steering state is in the "end stop OFF state" (arrow A) until the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes equal to or greater than the first steering angle threshold θth1. When the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes equal to or greater than the first steering angle threshold θth1, the steering state becomes the "end stop ON state" (arrow B). Then, the steering wheel 1 is returned, and the steering state remains in the "end stop ON state" (arrow C) until the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the second steering angle threshold θth2. When the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the second steering angle threshold θth2, the steering state becomes the "end stop OFF state" (arrow D). Therefore, even if the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the first steering angle threshold θth1 immediately after the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes equal to or larger than the first steering angle threshold θth1 and the steering state becomes the "end contact ON state", the steering state remains in the "end contact ON state". Also, even if the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the second steering angle threshold θth2 and the steering state becomes the "end contact OFF state", the steering state remains in the "end contact OFF state". In this way, by using the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2, it is possible to suppress the hunting phenomenon in which the steering state frequently switches between the end contact ON state and the end contact OFF state even if the magnitude |θh| of the steering angle θh fluctuates at the threshold boundary.
操舵状態判定部210は、端当てON判定及び端当てOFF判定(以下、この2つの判定を総称して「端当て判定」とする)を以下のような手順で行う。まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、即ち操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上で第1操舵角閾値θth1より小さい場合、操舵状態Stは変更しない。
The steering
ゲイン演算部220は、操舵状態Stに基づいて端当て判定ゲインGeを決定する。上述のように、端当てON状態では、目標操舵トルクTrefの大きさを小さくするために、端当て判定ゲインGeを小さくする。端当てOFF状態では、小さくなった目標操舵トルクを元に戻すべく、端当て判定ゲインGeを大きくする。
The
操舵状態Stが「端当てON状態」の場合、端当て判定ゲインGeの乗算により目標操舵トルクを単調に減少させるために、ゲイン演算部220は、端当て判定ゲインGeを経時的に小さくする。具体的には、端当てON状態になってから端当て判定ゲインGeを1から一定の割合で漸次小さくするために、直前の端当て判定ゲインGe(以下、「直前端当て判定ゲインGep」とする)から一定の値FR1(例えば、0.2)を減算した値を新たな端当て判定ゲインGeとする。即ち、Ge=Gep-FR1として新たな端当て判定ゲインGeを求める。減算した値が0以下の場合、端当て判定ゲインGeは0とする。直前端当て判定ゲインGepは、新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新する。
When the steering state St is the "end contact ON state", in order to monotonically decrease the target steering torque by multiplying the end contact judgment gain Ge, the
操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合、端当て判定ゲインGeの乗算により目標操舵トルクを単調に増加させるために、ゲイン演算部220は、端当て判定ゲインGeを経時的に大きくする。具体的には、端当てOFF状態になってから端当て判定ゲインGeを1になるまで一定の割合で漸次大きくするために、直前端当て判定ゲインGepに一定の値FR2(例えば、0.2)を加算した値を新たな端当て判定ゲインGeとする。即ち、Ge=Gep+FR2として新たな端当て判定ゲインGeを求める。加算した値が1以上の場合、端当て判定ゲインGeは1とする。直前端当て判定ゲインGepは、新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新する。なお、一定の値FR1とFR2は同じ値でも異なる値でも良い。
When the steering state St is the "end contact OFF state", in order to monotonically increase the target steering torque by multiplying the end contact judgment gain Ge, the
端当て判定部200から出力される端当て判定ゲインGeは、乗算部510にて目標操舵トルクTrefAに乗算され、乗算結果が目標操舵トルクTrefとして出力される。
The end contact judgment gain Ge output from the end
このようにして目標操舵トルクTrefを求めることにより、端当てON状態においてモータ電流値Imrを減少させると共に、閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。例えば、図9は、時点t1からハンドル1を中立位置から切り始め、時点t2において終端角度に到達し、その後、終端角度より手前に設定された閾値前後でハンドル1を操作した場合の操舵角θhとモータ電流値Imrの時間変化のイメージを示した図であり、この図を用いてその効果を説明する。図9(A)は第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を同じ値(操舵角閾値と表記)とした場合の図で、図9(B)は第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を異なる値とした本実施形態の場合の図である。第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を同じ値とした場合、図9(A)に示されるように、操舵角θhが操舵角閾値境界で変動すると、それに合わせて操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に交互に切り替わり、モータ電流値Imrが増減を繰り返すことになる。なお、図9(A)において、説明の便宜上、操舵角θhとモータ電流値Imrは重なるように表示されている。それに対して、第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を異なる値とした場合、図9(B)に示されるように、操舵角θhが第1操舵角閾値θth1境界で変動しても(破線参照)、第2操舵角閾値θth2より小さくならなければ、操舵状態は端当てON状態のままであるから、モータ電流値Imrは徐々に減少し、時点t3において0となる(実線参照)。 By calculating the target steering torque Tref in this way, the motor current value Imr can be reduced in the end contact ON state, and the hunting phenomenon at the threshold boundary can be suppressed. For example, FIG. 9 is a diagram showing an image of the steering angle θh and the motor current value Imr over time when the steering wheel 1 starts to be turned from the neutral position at time t1, reaches the terminal angle at time t2, and then operates the steering wheel 1 around the threshold set before the terminal angle, and the effect is explained using this diagram. FIG. 9(A) is a diagram in the case where the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are the same value (written as steering angle threshold), and FIG. 9(B) is a diagram in the case of this embodiment where the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are different values. When the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are the same value, as shown in FIG. 9A, when the steering angle θh fluctuates at the steering angle threshold boundary, the steering state alternates between the end contact ON state and the end contact OFF state accordingly, and the motor current value Imr repeatedly increases and decreases. In FIG. 9A, for the sake of convenience, the steering angle θh and the motor current value Imr are displayed overlapping each other. In contrast, when the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are different values, as shown in FIG. 9B, even if the steering angle θh fluctuates at the first steering angle threshold θth1 boundary (see dashed line), as long as it does not become smaller than the second steering angle threshold θth2, the steering state remains in the end contact ON state, so the motor current value Imr gradually decreases and becomes 0 at time t3 (see solid line).
なお、端当て判定ゲインGeの最小値は0としているが、任意の小さな値を最小値としても良い。また、端当て判定ゲインGeの減少及び増加を一定の割合で直線的に行っているが、端当て判定ゲインGeを単調に減少及び増加するのであれば変化の形状は任意で良く、例えば曲線的に行っても良い。端当て判定ゲインGeの増減をマップや関数に基づいて行っても良い。更には、端当てON状態になったと判定した時点で、端当て判定ゲインGeを0又は任意の小さな値にしても良く、端当てOFF状態になったと判定した時点で、端当て判定ゲインGeを1にしても良い。この場合、目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeを乗算するのではなく、操舵状態Stに応じて、目標操舵トルクTrefAと0又は任意の小さな値をスイッチで切り替えて、目標操舵トルクTrefとして出力するようにしても良い。 The minimum value of the end contact judgment gain Ge is set to 0, but any small value may be used as the minimum value. The end contact judgment gain Ge is decreased and increased linearly at a constant rate, but the shape of the change may be any shape as long as the end contact judgment gain Ge is decreased and increased monotonically, for example, it may be curved. The end contact judgment gain Ge may be increased or decreased based on a map or function. Furthermore, when it is determined that the end contact ON state has been reached, the end contact judgment gain Ge may be set to 0 or any small value, and when it is determined that the end contact OFF state has been reached, the end contact judgment gain Ge may be set to 1. In this case, instead of multiplying the target steering torque TrefA by the end contact judgment gain Ge, the target steering torque TrefA may be switched between 0 or any small value using a switch depending on the steering state St, and output as the target steering torque Tref.
変換部300は、トーションバー2Aのバネ定数Ktの逆数“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400は、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθを入力し、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθrefとなるような電流指令値Imcを演算する。捩れ角Δθを操舵角θhに応じた値に追従するように制御することにより、所望の操舵反力を実現する。
The torsion
図10は捩れ角制御部400の構成例を示すブロック図であり、捩れ角制御部400は、ゲイン部420、440及び470、積分部450、微分部460、減算部410及び480並びに加算部430を備え、微分先行型PID(比例積分微分)制御(PI-D制御)により、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθを用いて、電流指令値Imcを演算する。目標捩れ角Δθrefは減算部410に加算入力され、捩れ角Δθは減算部410に減算入力されると共に、微分部460に入力される。
Figure 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the torsion
減算部410にて目標捩れ角Δθrefと捩れ角Δθの角度偏差dΔθが算出され、角度偏差dΔθはゲイン部420及び440に入力される。ゲイン部420では比例ゲインKpが角度偏差dΔθに乗算され、乗算結果が電流指令値Imc1として加算部430に入力される。ゲイン部440では積分ゲインKiが角度偏差dΔθに乗算され、乗算結果は積分部450に入力されて積分(1/s)され、積分結果が電流指令値Imc2として加算部430に入力される。加算部430では電流指令値Imc1及びImc2が加算され、加算結果である電流指令値Imc3は、減算部480に加算入力される。捩れ角Δθを入力した微分部460は捩れ角Δθを微分(s)し、微分結果はゲイン部470に入力されて微分ゲインKdが乗算され、乗算結果は電流指令値Imc4として減算部480に減算入力される。減算部480では、電流指令値Imc3から電流指令値Imc4が減算され、減算結果が電流指令値Imcとして出力される。
The
なお、捩れ角制御部400での制御はPI-D制御に限られず、目標捩れ角Δθrefに対して捩れ角Δθが追従するように制御するものであれば良く、PI(比例積分)制御、P(比例)制御、PID制御、I-P制御(比例先行型PI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る制御でも良い。また、捩れ角制御部400の後段に、電流指令値Imcの最大値を制限するリミッタを設けても良い。
The control by the torsion
電流指令値Imcは減算部520に加算入力され、減算部520にて、フィードバックされているモータ電流値Imrとの偏差I1が演算される。電流制御部500は偏差I1を入力し、PI制御等により電流制御を行い、電流制御された電圧制御指令値Vref1を出力する。
The current command value Imc is added to the
電圧制御指令値Vref1は反力装置30に送られ、PWM制御部37に入力されてデューティが演算され、PWM制御部37からのPWM信号により、インバータ38を介して反力用モータ31がPWM駆動される。反力用モータ31のモータ電流値Imrはモータ電流検出器39で検出され、反力制御系60の減算部520にフィードバックされる。
The voltage control command value Vref1 is sent to the
転舵制御系70は、目標転舵角生成部600、転舵角制御部700、電流制御部800及び減算部810を備え、転舵角θtが目標転舵角θtrefに追従するような制御を行う。目標転舵角生成部600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700に入力され、転舵角制御部700にて、転舵角θtが目標転舵角θtrefとなるような電流指令値Imctが演算される。そして、電流指令値Imctとモータ電流検出器49で検出される転舵用モータ41の電流値(モータ電流値)Imdの偏差I2(=Imct-Imd)が減算部810で算出され、偏差I2に基づいて電流制御部800にて電圧制御指令値Vref2が求められる。転舵装置40では、電圧制御指令値Vref2に基づいて、PWM制御部47及びインバータ48を介して転舵用モータ41が駆動制御される。
The
目標転舵角生成部600の構成例を図11に示す。目標転舵角生成部600は、制限部610、レート制限部620及び補正部630を備える。
An example of the configuration of the target steering
制限部610は、操舵角θhの上下限値を制限して、操舵角θh1を出力する。操舵角θhの上下限値を制限することにより、ハードウェアエラー等によるRAMのデータ化けや通信異常等の影響で操舵角θhが異常値となった場合に、異常な値の出力を抑える。図12に示されるように、操舵角に対する上限値及び下限値を予め設定し、入力する操舵角θh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、それ以外の場合は操舵角θhを、操舵角θh1として出力する。なお、操舵角が異常値とならない場合や、他の手段で異常な値の出力を抑える場合等では制限部610は省略可能である。
The limiting
レート制限部620は、非常に急激な操舵が行われた場合、又は、上記のように操舵角が異常値になった場合に、操舵角の急変を防止するために、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て、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として出力し、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。操舵角θh1の変化量に対して制限をかけることにより、目標転舵角の急変を防止し、車両の不安定挙動を抑制する。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。また、操舵角が急変しない場合や、他の手段で急変を回避する場合等ではレート制限部620は省略可能である。
In order to prevent a sudden change in the steering angle when a very sudden steering operation is performed or when the steering angle becomes an abnormal value as described above, the
補正部630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100内の基本マップ部110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。
The
転舵角制御部700は、捩れ角制御部400と同様の構成及び動作で、PI-D制御により、目標転舵角θtref及び転舵角θtを用いて、目標転舵角θtrefに転舵角θtが追従するような電流指令値Imctを演算する。
The steering
減算部810、電流制御部800、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49は、それぞれ減算部520、電流制御部500、PWM制御部37、インバータ38及びモータ電流検出器39と同様な構成で同様な動作を行う。
The
このような構成において、本実施形態の動作例を図13~図16のフローチャートを参照して説明する。 In this configuration, an example of the operation of this embodiment will be described with reference to the flowcharts in Figures 13 to 16.
動作を開始すると、操舵角θh、車速Vs、捩れ角Δθ及び転舵角θtが検出又は算出され(ステップS10)、操舵角θhは目標操舵トルク生成部100、端当て判定部200及び目標転舵角生成部600に、車速Vsは目標操舵トルク生成部100に、捩れ角Δθは捩れ角制御部400に、転舵角θtは転舵角制御部700にそれぞれ入力される。
When operation starts, the steering angle θh, vehicle speed Vs, torsional angle Δθ, and turning angle θt are detected or calculated (step S10), and the steering angle θh is input to the target steering
操舵角θh及び車速Vsを入力した目標操舵トルク生成部100は、目標操舵トルクTrefAを生成する(ステップS20)。目標操舵トルク生成部100の動作例については、図14のフローチャートを参照して説明する。
The target steering
目標操舵トルク生成部100に入力された操舵角θhは基本マップ部110及び微分部120に、車速Vsは基本マップ部110及びダンパゲイン部130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110は、図5(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150に出力する(ステップS22)。
The
微分部120は操舵角θhを微分して舵角速度ωh1を出力し(ステップS23)、ダンパゲイン部130は図6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を出力し(ステップS24)、乗算部140は舵角速度ωh1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150に出力する(ステップS25)。そして、加算部150にてトルク信号Tref_a及びTref_bが加算され、目標操舵トルクTrefAが演算される(ステップS26)。
The differentiating
操舵角θhを入力した端当て判定部200は、端当て判定ゲインGeを求める(ステップS30)。端当て判定部200の動作例については、図15のフローチャートを参照して説明する。なお、操舵状態判定部210が出力する操舵状態Stの初期値は「端当てOFF状態」であり、ゲイン演算部220で使用する直前端当て判定ゲインGepには、予め初期値として1が設定されている。
The end
端当て判定部200に入力された操舵角θhは操舵状態判定部210に入力される(ステップS31)。
The steering angle θh input to the end
操舵状態判定部210は、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てON状態」とする(ステップS33)。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さい場合(ステップS32)、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さいか調べる(ステップS34)。そして、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、そうではない場合、操舵状態Stは変更せずにそのままとする。操舵状態判定部210は、操舵状態Stをゲイン演算部220に出力する(ステップS36)。
If the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 (step S32), the steering
ゲイン演算部220は、操舵状態Stが「端当てON状態」の場合(ステップS37)、端当て判定ゲインGeを、直前端当て判定ゲインGepから一定の値FR1を減算した値とし(ステップS38)、端当て判定ゲインGeが0以下ならば(ステップS39)、端当て判定ゲインGeを0とする(ステップS40)。操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合(ステップS37)、端当て判定ゲインGeを、直前端当て判定ゲインGepに一定の値FR2を加算した値とし(ステップS41)、端当て判定ゲインGeが1以上ならば(ステップS42)、端当て判定ゲインGeを1とする(ステップS43)。そして、直前端当て判定ゲインGepを新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新し(ステップS44)、端当て判定ゲインGeを乗算部510に出力する(ステップS45)。
When the steering state St is "end contact ON state" (step S37), the
乗算部510において目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeが乗算され(ステップS50)、乗算結果が目標操舵トルクTrefとして変換部300に出力される。
The
変換部300は、目標操舵トルクTrefを目標捩れ角Δθrefに変換し(ステップS60)、目標捩れ角Δθrefは捩れ角制御部400に入力される。
The
捩れ角制御部400は、目標捩れ角Δθrefと共に捩れ角Δθを入力し、図10に示される構成によりPI-D制御を行い、電流指令値Imcを演算する(ステップS70)。
The torsion
電流指令値Imcは減算部520に加算入力され、モータ電流検出器39で検出されたモータ電流値Imrとの偏差I1が減算部520で算出される(ステップS80)。偏差I1は電流制御部500に入力され、電流制御部500は電流制御により電圧制御指令値Vref1を算出する(ステップS90)。その後、電圧制御指令値Vref1に基づいて、PWM制御部37及びインバータ38を介して、反力用モータ31が駆動制御される(ステップS100)。
The current command value Imc is added to the
一方、操舵角θhを入力した目標転舵角生成部600は、目標転舵角θtrefを生成する(ステップS110)。目標転舵角生成部600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。
On the other hand, the target steering
目標転舵角生成部600に入力された操舵角θhは制限部610に入力される。制限部610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S111)、操舵角θh1としてレート制限部620に出力する。レート制限部620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S112)、操舵角θh2として補正部630に出力する。補正部630は、操舵角θh2を補正して目標転舵角θtrefを求める(ステップS113)。目標転舵角θtrefは転舵角制御部700に入力される。
The steering angle θh input to the target steering
転舵角制御部700は、目標転舵角θtrefと共に転舵角θtを入力し、PI-D制御により電流指令値Imctを求める(ステップS120)。
The steering
電流指令値Imctは減算部810に加算入力され、モータ電流検出器49で検出されたモータ電流値Imdとの偏差I2が減算部810で算出される(ステップS130)。偏差I2は電流制御部800に入力され、電流制御部800は電流制御により電圧制御指令値Vref2を算出する(ステップS140)。その後、電圧制御指令値Vref2に基づいて、PWM制御部47及びインバータ48を介して、転舵用モータ41が駆動制御される(ステップS150)。
The current command value Imct is added to the
なお、図13~図16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。 The order of data input and calculations in Figures 13 to 16 can be changed as appropriate.
上述の動作例において、操舵状態判定部210が、端当て判定を行う時点での操舵状態Stに応じて、実施する判定(端当てON判定、端当てOFF判定)を選択するようにしても良い。即ち、端当てON判定は操舵状態Stが端当てOFF状態のときのみに行ない、端当てOFF判定は操舵状態Stが端当てON状態のときのみに行うようにする。この場合の操舵状態判定部の動作は、図15に示されるフローチャート中のステップS32~S35の動作が異なることになる。即ち、図17に示されるように、操舵状態判定部は、操舵角θh入力後、操舵状態Stを確認する(ステップS31A)。操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、操舵状態Stを「端当てON状態」とし(ステップS33)、そうではない場合、操舵状態Stはそのままとする。操舵状態Stが「端当てON状態」の場合、端当てOFF判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合(ステップS34)、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、そうではない場合、操舵状態Stはそのままとする。その後、ステップS36へと続く。
In the above-described operation example, the steering
また、ゲイン演算部220において、ステップS38~S40の動作を、端当て判定ゲインGeが0になっている場合は実施しないようにしても良い。同様に、ステップS41~S43の動作を、端当て判定ゲインGeが1になっている場合は実施しないようにしても良い。
In addition, in the
上述の実施形態において、目標操舵トルク生成部100はダンパゲイン部130を備えるが、ダンパゲインによる効果を別の手段で実現する場合や、演算量削減を重視する場合等では、ダンパゲイン部130を削減しても良い。この場合、微分部120、乗算部140及び加算部150も削減可能となる。目標操舵トルク生成部100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 above embodiment, the target steering
また、上述の実施形態では、端当てON状態において、目標操舵トルクに端当て判定ゲインを乗算することにより目標操舵トルクの大きさを小さくしているが、経時的に増加する量を減算していく等、他の方法で目標操舵トルクの大きさを小さくしても良い。同様に、端当てOFF状態において、目標操舵トルクに端当て判定ゲインを乗算することにより目標操舵トルクの大きさを大きくしているが、経時的に増加する量を加算していく等、他の方法で目標操舵トルクの大きさを大きくしても良い。 In the above embodiment, in the end stop ON state, the magnitude of the target steering torque is reduced by multiplying the target steering torque by the end stop judgment gain, but the magnitude of the target steering torque may be reduced by other methods, such as subtracting an amount that increases over time. Similarly, in the end stop OFF state, the magnitude of the target steering torque is increased by multiplying the target steering torque by the end stop judgment gain, but the magnitude of the target steering torque may be increased by other methods, such as adding an amount that increases over time.
本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以降の各実施形態において、既出の他の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明の一部又は全てを省略する。 Other embodiments of the present invention will be described. Note that in the following embodiments, the same components as those in the other embodiments described above will be given the same reference numerals, and some or all of the description will be omitted.
第1実施形態での端当て判定部200内の操舵状態判定部210は、操舵関連情報として操舵角を用いて、端当て判定を行っているが、操舵関連情報として舵角速度を加え、操舵角及び舵角速度を用いて、端当て判定を行うことができる。操舵終端での舵角速度は略0であり、操舵終端近辺での舵角速度も微小であるから、端当て判定に舵角速度を加えることにより、より実態に則した端当て判定を行うことができる。
In the first embodiment, the steering
上述に対応した端当て判定部の構成例(第2実施形態)を図18に示す。第2実施形態での端当て判定部200Aでは、図7に示される第1実施形態での端当て判定部200と比べると、操舵状態判定部210が操舵状態判定部210Aに代わっており、操舵状態判定部210Aには、操舵角θhの他に、舵角速度ωh2が入力されている。
A configuration example (second embodiment) of the end contact determination unit corresponding to the above is shown in FIG. 18. In the end
舵角速度ωh2は、反力制御系に新たに追加される微分部900にて、操舵角θhを微分することにより算出される。舵角速度ωh2の代わりに、目標操舵トルク生成部100内の微分部120で算出される舵角速度ωh1を使用しても良い。この場合、微分部900は不要となる。
The steering angle velocity ωh2 is calculated by differentiating the steering angle θh in a
操舵状態判定部210Aは、操舵角θh及び舵角速度ωh2を用いて、端当て判定を行う。
The steering
端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が予め設定された所定の閾値(第1舵角速度閾値)ωth1以下の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1舵角速度閾値ωth1として、例えば2deg/秒を使用する。 In the end contact ON determination, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 and the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is equal to or less than a predetermined threshold (first steering angular velocity threshold) ωth1 that has been set in advance, the steering state St is deemed to have entered the end contact ON state, and the "steering state St = end contact ON state" is determined. For example, 2 deg/sec is used as the first steering angular velocity threshold ωth1.
端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が予め設定された所定の閾値(第2舵角速度閾値)ωth2より大きい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2舵角速度閾値ωth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|の範囲、即ち第1舵角速度閾値ωth1より大きい範囲に設定される。つまり、第2舵角速度閾値ωth2は第1舵角速度閾値ωth1より大きい値に設定される。例えば、第2舵角速度閾値ωth2として、5deg/秒を使用する。 In the end contact OFF judgment, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is larger than a predetermined threshold (second steering angular velocity threshold) ωth2, the steering state St is deemed to have entered the end contact OFF state, and "steering state St = end contact OFF state" is determined. The second steering angular velocity threshold ωth2 is set to a range of the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 in which it is not determined that the steering state St has entered the end contact ON state in the end contact ON judgment, that is, a range larger than the first steering angular velocity threshold ωth1. In other words, the second steering angular velocity threshold ωth2 is set to a value larger than the first steering angular velocity threshold ωth1. For example, 5 deg/sec is used as the second steering angular velocity threshold ωth2.
操舵状態判定部210Aは、操舵状態判定部210と同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。
The steering
第2実施形態の動作は、第1実施形態の動作と比べると、微分部900での舵角速度ωh2算出の動作が加わり、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。
Compared to the operation of the first embodiment, the operation of the second embodiment is the same as the operation of the first embodiment except that the operation of the
操舵関連情報として、操舵角及び舵角速度に加えて、操舵トルクを用いて、端当て判定を行うことができる。端当てON状態で更に運転者がハンドルを切ろうとすると、操舵トルクが大きくなるので、端当て判定に操舵トルクを加えることにより、より的確に端当て判定を行うことができる。 In addition to the steering angle and steering angular velocity, the steering torque can be used as steering-related information to perform end-contact judgment. If the driver tries to turn the steering wheel further while the end-contact is ON, the steering torque increases, so by adding the steering torque to the end-contact judgment, the end-contact judgment can be performed more accurately.
上述に対応した端当て判定部の構成例(第3実施形態)を図19に示す。第3実施形態での端当て判定部200Bでは、図18に示される第2実施形態での端当て判定部200Aと比べると、操舵状態判定部210Aが操舵状態判定部210Bに代わっており、操舵状態判定部210Bには、操舵角θh及び舵角速度ωh2の他に、操舵トルクThが入力されている。
A configuration example (third embodiment) of the end contact determination unit corresponding to the above is shown in FIG. 19. In the end
操舵トルクThは、コラム軸2にトルクセンサを設け、そのトルクセンサが検出するようにしても良いし、捩れ角Δθにトーションバー2Aのバネ定数Ktを乗算して求めても良い。
The steering torque Th may be detected by a torque sensor provided on the
操舵状態判定部210Bは、操舵角θh、舵角速度ωh2及び操舵トルクThを用いて、端当て判定を行う。
The steering
端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が予め設定された所定の閾値(第1操舵トルク閾値)Tth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1操舵トルク閾値Tth1として、例えば操舵トルクThの最大値の30%の値を使用する。 In the end contact ON determination, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1, the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is equal to or less than the first steering angular velocity threshold ωth1, and the magnitude |Th| of the steering torque Th is equal to or greater than a predetermined threshold (first steering torque threshold) Tth1 that has been set in advance, then the steering state St is deemed to have entered the end contact ON state, and the "steering state St = end contact ON state" is determined. For example, a value that is 30% of the maximum value of the steering torque Th is used as the first steering torque threshold Tth1.
端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が予め設定された所定の閾値(第2操舵トルク閾値)Tth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2操舵トルク閾値Tth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない操舵トルクThの大きさ|Th|の範囲、即ち第1操舵トルク閾値Tth1より小さい範囲に設定される。つまり、第2操舵トルク閾値Tth2は第1操舵トルク閾値Tth1より小さい値に設定される。例えば、第2操舵トルク閾値Tth2として、操舵トルクThの最大値の15%の値を使用する。 In the end contact OFF judgment, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is larger than the second steering angular velocity threshold ωth2, or the magnitude |Th| of the steering torque Th is smaller than a predetermined threshold (second steering torque threshold) Tth2, the steering state St is deemed to have entered the end contact OFF state, and "steering state St = end contact OFF state" is determined. The second steering torque threshold Tth2 is set to a range of the magnitude |Th| of the steering torque Th in which it is not determined that the steering state St has entered the end contact ON state in the end contact ON judgment, that is, a range smaller than the first steering torque threshold Tth1. In other words, the second steering torque threshold Tth2 is set to a value smaller than the first steering torque threshold Tth1. For example, a value of 15% of the maximum value of the steering torque Th is used as the second steering torque threshold Tth2.
操舵状態判定部210Bは、操舵状態判定部210Aと同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。
The steering
第3実施形態の動作は、第2実施形態の動作と比べると、操舵トルクThの検出又は算出の動作が加わり、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。 Compared to the operation of the second embodiment, the operation of the third embodiment is the same as the operation of the second embodiment except that the operation of detecting or calculating the steering torque Th is added and the operation of the steering state determination unit is changed as described above.
操舵関連情報として、操舵角、舵角速度及び操舵トルクに加えて、モータ電流値を用いて、端当て判定を行うことができる。端当てON状態において最終的に減少させたい反力用モータ41のモータ電流値Imrを端当て判定に用いることにより、効果に直結した、より適切な端当て判定を行うことができる。
In addition to the steering angle, steering angular velocity, and steering torque, the motor current value can be used as steering-related information to perform end-contact judgment. By using the motor current value Imr of the
上述に対応した端当て判定部の構成例(第4実施形態)を図20に示す。第4実施形態での端当て判定部200Cでは、図19に示される第3実施形態での端当て判定部200Bと比べると、操舵状態判定部210Bが操舵状態判定部210Cに代わっており、操舵状態判定部210Cには、操舵角θh、舵角速度ωh2及び操舵トルクThの他に、モータ電流値Imrが入力されている。
A configuration example (fourth embodiment) of the end contact determination unit corresponding to the above is shown in FIG. 20. In the end
モータ電流検出器39で検出されるモータ電流値Imrは、減算部520に減算入力されると共に、操舵状態判定部210Cに入力される。
The motor current value Imr detected by the
操舵状態判定部210Cは、操舵角θh、舵角速度ωh2、操舵トルクTh及びモータ電流値Imrを用いて、端当て判定を行う。
The steering
端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上で、且つ、モータ電流値Imrが予め設定された所定の閾値(第1電流閾値)Ith1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1電流閾値Ith1として、例えばモータ電流値Imrの最大値の30%の値を使用する。 In the end contact ON determination, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1, the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is equal to or less than the first steering angular velocity threshold ωth1, the magnitude |Th| of the steering torque Th is equal to or greater than the first steering torque threshold Tth1, and the motor current value Imr is equal to or greater than a predetermined threshold (first current threshold) Ith1 that has been set in advance, then the steering state St is deemed to have entered the end contact ON state, and the "steering state St = end contact ON state" is determined. For example, a value that is 30% of the maximum value of the motor current value Imr is used as the first current threshold Ith1.
端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい、又は、モータ電流値Imrが予め設定された所定の閾値(第2電流閾値)Ith2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2電流閾値Ith2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されないモータ電流値Imrの範囲、即ち第1電流閾値Ith1より小さい範囲に設定される。つまり、第2電流閾値Ith2は第1電流閾値Ith1より小さい値に設定される。例えば、第2電流閾値Ith2として、モータ電流値Imrの最大値の15%の値を使用する。 In the end contact OFF judgment, if the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is larger than the second steering angular velocity threshold ωth2, or the magnitude |Th| of the steering torque Th is smaller than the second steering torque threshold Tth2, or the motor current value Imr is smaller than a predetermined threshold (second current threshold) Ith2 set in advance, the steering state St is deemed to be in the end contact OFF state, and the "steering state St = end contact OFF state" is determined. The second current threshold Ith2 is set to a range of the motor current value Imr in which it is not determined that the steering state St has become the end contact ON state in the end contact ON judgment, that is, a range smaller than the first current threshold Ith1. In other words, the second current threshold Ith2 is set to a value smaller than the first current threshold Ith1. For example, the second current threshold Ith2 is set to 15% of the maximum motor current value Imr.
操舵状態判定部210Cは、操舵状態判定部210Bと同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上で、且つ、モータ電流値Imrが第1電流閾値Ith1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい、又は、モータ電流値Imrが第2電流閾値Ith2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。
The steering
第4実施形態の動作は、第3実施形態の動作と比べると、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。 Compared to the operation of the third embodiment, the operation of the steering state determination unit differs as described above, and the other operations are the same.
なお、モータ電流値Imrの代わりに、電流指令値Imcを操舵関連情報として使用しても良い。 In addition, the current command value Imc may be used as steering-related information instead of the motor current value Imr.
上述の実施形態(第1~第4実施形態)では、操舵関連情報として、それぞれ「操舵角」、「操舵角、舵角速度」、「操舵角、舵角速度、操舵トルク」、「操舵角、舵角速度、操舵トルク、モータ電流値」の組み合わせで端当て判定を行っているが、その他の組み合わせで端当て判定を行っても良い。例えば、「操舵トルク」、「操舵角、操舵トルク」、「操舵トルク、舵角速度」、或いは、これらに「モータ電流値」を加えた組み合わせで端当て判定を行っても良い。 In the above-described embodiments (first to fourth embodiments), the end contact judgment is performed using the combinations of "steering angle", "steering angle, steering angular velocity", "steering angle, steering angular velocity, steering torque", and "steering angle, steering angular velocity, steering torque, motor current value" as steering-related information, but the end contact judgment may be performed using other combinations. For example, the end contact judgment may be performed using the combinations of "steering torque", "steering angle, steering torque", "steering torque, steering angular velocity", or these plus "motor current value".
上述の実施形態での端当て判定に対して、経過時間を条件に加えることもできる。例えば、第1実施形態での端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定しているが、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上である状態が予め設定された所定の時間(第1所定時間)だけ継続したとき、初めて端当てON状態になったと判定する。所定の時間が経過する前に操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さくなった場合は端当てON状態になったとは判定しない。端当てOFF判定でも、同様に経過時間を条件に加え、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい状態が予め設定された所定の時間(第2所定時間)だけ継続したとき、初めて端当てOFF状態になったと判定する。経過時間を条件に加えることは閾値境界でのハンチング現象を抑制する効果があり、同様にハンチング現象の抑制に効果がある異なる2つの閾値の使用と組み合わせることにより、ハンチング現象に対して、より柔軟な対応を取ることができる。また、経過時間の追加は、単発的で急激な値の変動等の抑制にも効果がある。所定の時間だけ継続したか否かの判断は、カウンタ等を使用して行うことができる。 For the end contact judgment in the above-mentioned embodiment, elapsed time can also be added as a condition. For example, in the end contact ON judgment in the first embodiment, when the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1, it is judged that the steering state St has become the end contact ON state. However, when the state in which the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 continues for a predetermined time (first predetermined time), it is judged that the end contact ON state has been reached for the first time. If the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the first steering angle threshold θth1 before the predetermined time has elapsed, it is not judged that the end contact ON state has been reached. In the end contact OFF judgment, elapsed time is similarly added as a condition, and it is judged that the end contact OFF state has been reached for the first time when the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2 continues for a predetermined time (second predetermined time). Adding elapsed time to the conditions has the effect of suppressing hunting at the threshold boundary, and by combining it with the use of two different thresholds, which are also effective in suppressing hunting, a more flexible response to hunting can be taken. Adding elapsed time is also effective in suppressing one-off, sudden value fluctuations. A counter or the like can be used to determine whether a certain period of time has continued.
第1実施形態での端当て判定に対して経過時間を条件に加える場合の動作例(第5実施形態)を、図21のフローチャートを参照して説明する。第5実施形態の動作は、第1実施形態の動作と比べると、操舵状態判定部の動作が異なるだけであるから、図21には操舵状態判定部の動作のみを示しており、その動作を説明する。なお、操舵状態判定部は端当てON判定で使用するカウンタ(以下、「ON用カウンタ」とする)と端当てOFF判定で使用するカウンタ(以下、「OFF用カウンタ」とする)を有しており、各カウンタには、予め初期値として0が設定されている。 An example of operation (fifth embodiment) when adding elapsed time as a condition to the end contact judgment in the first embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. 21. The operation of the fifth embodiment differs from that of the first embodiment only in the operation of the steering state judgment unit, so FIG. 21 shows only the operation of the steering state judgment unit, and that operation will be described. Note that the steering state judgment unit has a counter used for end contact ON judgment (hereinafter referred to as the "ON counter") and a counter used for end contact OFF judgment (hereinafter referred to as the "OFF counter"), and each counter is preset with an initial value of 0.
図15に示されるフローチャート中のステップS31に続いて、操舵状態判定部は、入力した操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、ON用カウンタを1つ増加させる(ステップS32A)。そして、ON用カウンタが予め設定された所定の値Ft1以上の場合(ステップS32B)、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てON状態」とし(ステップS33)、ON用カウンタを0にリセットする(ステップS33A)。ON用カウンタが所定の値Ft1より小さい場合(ステップS32B)、まだ端当てON状態になっていないと判定し、操舵状態Stは変更しない。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さい場合(ステップS32)、ON用カウンタを0にリセットし(ステップS33B)、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さいか調べる(ステップS34)。操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、OFF用カウンタを1つ増加させる(ステップS34A)。そして、OFF用カウンタが予め設定された所定の値Ft2以上の場合(ステップS34B)、操舵状態Stが端当てOFF状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、OFF用カウンタを0にリセットする(ステップS35A)。OFF用カウンタが所定の値Ft2より小さい場合(ステップS34B)、まだ端当てOFF状態になっていないと判定し、操舵状態Stは変更しない。ステップS34において操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上の場合、OFF用カウンタを0にリセットし(ステップS35B)、操舵状態Stは変更せずにそのままとする。その後、ステップS36へと続く。 Following step S31 in the flowchart shown in FIG. 15, if the magnitude |θh| of the input steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 (step S32), the steering state determination unit increments the ON counter by one (step S32A). Then, if the ON counter is equal to or greater than a preset predetermined value Ft1 (step S32B), it determines that the steering state St has become the end contact ON state, sets the steering state St to the "end contact ON state" (step S33), and resets the ON counter to 0 (step S33A). If the ON counter is smaller than the predetermined value Ft1 (step S32B), it determines that the end contact ON state has not yet been reached, and does not change the steering state St. If the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the first steering angle threshold θth1 (step S32), the ON counter is reset to 0 (step S33B), and it is checked whether the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2 (step S34). If the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, the OFF counter is incremented by one (step S34A). Then, if the OFF counter is equal to or greater than a predetermined value Ft2 (step S34B), it is determined that the steering state St has become the end contact OFF state, the steering state St is set to the "end contact OFF state" (step S35), and the OFF counter is reset to 0 (step S35A). If the OFF counter is smaller than the predetermined value Ft2 (step S34B), it is determined that the end contact OFF state has not yet been reached, and the steering state St is not changed. If the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the second steering angle threshold θth2 in step S34, the OFF counter is reset to 0 (step S35B), and the steering state St is left unchanged. Then, the process proceeds to step S36.
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。 The order of data input and calculations in Figure 21 can be changed as appropriate.
上述の端当て判定において、予め設定される所定の値Ft1及びFt2は同じ値でも違う値でも良い。また、端当てON判定及び端当てOFF判定の両方に対して経過時間を条件に加えているが、どちらか一方に対してだけ加えるようにしても良い。 In the above-mentioned end contact judgment, the preset values Ft1 and Ft2 may be the same or different. Also, although the elapsed time is added as a condition for both the end contact ON judgment and the end contact OFF judgment, it may be added to only one of them.
第2~第4実施形態での端当て判定に対しても経過時間を条件に加えることができる。この場合、舵角速度ωh2、操舵トルクTh及びモータ電流値Imrの各条件において予め設定される所定の時間は、操舵角θhの条件において設定される所定の時間と同じでも良く、各条件で異なっても良い。 The elapsed time can also be added as a condition for the end contact judgment in the second to fourth embodiments. In this case, the predetermined time set in advance for each condition of the steering angular velocity ωh2, steering torque Th, and motor current value Imr may be the same as the predetermined time set for the condition of the steering angle θh, or may be different for each condition.
上述の実施形態(第1~第5実施形態)では、制御用情報として目標操舵トルクを使用し、目標操舵トルクの大きさを小さくすることにより、モータ電流値を減少させているが、モータ電流値を決定するまでに演算される他のデータを制御用情報として使用することもできる。例えば、電流指令値を制御用情報として使用することができる。 In the above-described embodiments (first to fifth embodiments), the target steering torque is used as the control information, and the motor current value is reduced by reducing the magnitude of the target steering torque, but other data calculated before the motor current value is determined can also be used as the control information. For example, the current command value can be used as the control information.
図22は、第1実施形態に対して、電流指令値Imcを制御用情報として使用する場合の反力制御系の構成例(第6実施形態)を示すブロック図である。第6実施形態での反力制御系60Dでは、図3に示される第1実施形態での反力制御系60と比べると、乗算部510が目標操舵トルク生成部100の後ではなく、捩れ角制御部400の後に設置され、目標操舵トルク生成部100から出力される目標操舵トルクTrefAは変換部300に入力され、端当て判定部200から出力される端当て判定ゲインGeは捩れ角制御部400から出力される電流指令値Imcに乗算部510にて乗算され、乗算結果が電流指令値ImcDとして減算部520に加算入力されている。
Figure 22 is a block diagram showing an example of the configuration of a reaction force control system (sixth embodiment) when the current command value Imc is used as control information, as opposed to the first embodiment. In the reaction
このような構成の第6実施形態の反力制御系60Dの動作例を図23のフローチャートを参照して説明する。図23には、図13に示される第1実施形態の動作例のうち、動作の流れが異なる箇所のみを示している。
An example of the operation of the reaction
図13に示されるフローチャート中のステップS20で生成された目標操舵トルクTrefAは変換部300に入力され、ステップS30で求められた端当て判定ゲインGeは乗算部510に入力される。
The target steering torque TrefA generated in step S20 in the flowchart shown in FIG. 13 is input to the
変換部300は、目標操舵トルクTrefAを目標捩れ角Δθrefに変換し(ステップS60)、目標捩れ角Δθrefは捩れ角制御部400に入力される。
The
捩れ角制御部400は、第1実施形態の場合と同様に、目標捩れ角Δθrefと共に捩れ角Δθを入力し、PI-D制御を行い、電流指令値Imcを演算する(ステップS70)。
As in the first embodiment, the torsion
電流指令値Imcは乗算部510に入力され、乗算部510において電流指令値Imcに端当て判定ゲインGeが乗算され(ステップS70A)、乗算結果が電流指令値ImcDとして出力される。
The current command value Imc is input to the
電流指令値ImcDは減算部520に加算入力され、モータ電流検出器39で検出されたモータ電流値Imrとの偏差I1が減算部520で算出される(ステップS80)。その後、ステップS90へと続く。
The current command value ImcD is added to the
第2~第5実施形態に対しても、制御用情報として、目標操舵トルクではなく、電流指令値を使用することができる。また、制御用情報として、目標操舵トルクや電流指令値の他に、目標捩れ角等を使用しても良い。 For the second to fifth embodiments, the current command value can be used as the control information instead of the target steering torque. Also, in addition to the target steering torque and the current command value, the target torsion angle, etc. can be used as the control information.
上述の実施形態(第1~第6実施形態)では、反力制御系は捩れ角が目標捩れ角に追従するような制御を行っているが、反力制御系での制御はそれに限られず、操舵角が目標操舵角に追従するような制御等を行っても良い。 In the above-described embodiments (first to sixth embodiments), the reaction force control system controls the torsion angle to follow the target torsion angle, but the control in the reaction force control system is not limited to this, and it may also control the steering angle to follow the target steering angle, etc.
また、上述の実施形態では1つの制御装置が反力制御系及び転舵制御系を有しているが、反力制御系のみを有する制御装置と転舵制御系のみを有する制御装置をそれぞれ設けても良い。この場合、制御装置同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。図1に示されるSBWシステムは反力装置30と転舵装置40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。更に、反力装置30はトーションバーを備えているが、ハンドル1と反力用モータ31の間に任意のバネ定数を有する弾性体や機構であれば、トーションバーに限定しなくても良い。
In the above embodiment, one control device has a reaction force control system and a steering control system, but a control device having only a reaction force control system and a control device having only a steering control system may be provided. In this case, the control devices transmit and receive data by communication. The SBW system shown in FIG. 1 does not have a mechanical connection between the
上述の実施形態での捩れ角制御部は直接的に電流指令値を演算しているが、電流指令値を演算する前に、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、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。 In the above embodiment, the torsion angle control unit directly calculates the current command value, but before calculating the current command value, it is also possible to first calculate the motor torque (target torque) to be output, and then calculate the current command value. In this case, the commonly used relationship between motor current and motor torque is used to find the current command value from the motor torque.
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。 The figures used above are conceptual diagrams for providing a qualitative explanation of the present invention, and are not intended to be limiting. The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not intended to be limiting, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
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
10 車速センサ
30 反力装置
31 反力用モータ
32、42 減速機構
33 舵角センサ
34、43 角度センサ
35 ストッパ
36 捩れ角演算部
37、47 PWM制御部
38、48 インバータ
39、49 モータ電流検出器
40 転舵装置
41 転舵用モータ
50 制御装置
60、60D 反力制御系
70 転舵制御系
100 目標操舵トルク生成部
110 基本マップ部
130 ダンパゲイン部
200、200A、200B、200C 端当て判定部
210、210A、210B、210C 操舵状態判定部
220 ゲイン演算部
300 変換部
400 捩れ角制御部
500、800 電流制御部
600 目標転舵角生成部
610 制限部
620 レート制限部
630 補正部
700 転舵角制御部
1.
Reference Signs List
Claims (13)
前記操舵機構において検出される操舵関連情報を用いて、操舵状態が前記操舵終端近傍まで操舵した状態である端当てON状態であるか又は前記操舵終端近傍まで操舵していない状態である端当てOFF状態であるかを判定する端当て判定部を備え、
前記端当て判定部が、前記操舵関連情報に対して設定される、前記操舵状態が前記端当てON状態になったか判定するための第1閾値及び前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったか判定するための第2閾値を使用して前記操舵状態を判定し、
前記第2閾値が、前記第1閾値による判定では前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定されない前記操舵関連情報の値の範囲に設定され、
前記操舵状態が前記端当てON状態の場合、前記電流を減少させるために、前記電流を調節する基となる制御用情報を減少させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。 A control device for a vehicle steering system, which has a steering limit that is a steerable limit of a steering mechanism , and drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls the steering mechanism,
an end contact determination unit that uses steering-related information detected in the steering mechanism to determine whether the steering state is an end contact ON state in which the steering has been performed to the vicinity of the steering end point, or an end contact OFF state in which the steering has not been performed to the vicinity of the steering end point,
the end contact determination unit determines the steering state using a first threshold value for determining whether the steering state has become the end contact ON state and a second threshold value for determining whether the steering state has become the end contact OFF state, the first threshold value being set for the steering-related information;
The second threshold value is set to a range of values of the steering-related information in which it is not determined that the steering state has become the end contact ON state based on the determination based on the first threshold value,
2. A control device for a vehicle steering system, comprising: a control unit for controlling a steering force of a vehicle; a control unit for controlling a steering force of a vehicle;
前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少させる請求項1に記載の車両用操向システムの制御装置。 the end contact determination unit has a gain that decreases over time when the steering state is the end contact ON state,
2. The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the control information is reduced by multiplying the gain.
前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少又は増加させる請求項2に記載の車両用操向システムの制御装置。 the end contact determination unit has a gain that decreases over time when the steering state is the end contact ON state and increases over time when the steering state is the end contact OFF state,
3. The control device for a vehicle steering system according to claim 2, wherein the control information is increased or decreased by multiplying the gain.
前記操舵関連情報として操舵角を使用し、
前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定し、
前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さく、前記第2操舵角閾値以上との条件を満たす場合には、直前の前記端当て判定部の判定を維持する、
請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The end contact determination unit,
A steering angle is used as the steering-related information,
When the condition that the magnitude of the steering angle is equal to or greater than a first steering angle threshold is satisfied, it is determined that the steering state is in the end contact ON state,
When the magnitude of the steering angle satisfies a condition that the magnitude of the steering angle is smaller than a second steering angle threshold value that is smaller than the first steering angle threshold value, it is determined that the steering state has entered the end contact OFF state ,
When the magnitude of the steering angle satisfies a condition that the magnitude is smaller than the first steering angle threshold value and is equal to or larger than the second steering angle threshold value, the previous determination of the end contact determination unit is maintained.
5. A control device for a vehicle steering system according to claim 1.
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、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、
前記制御用情報として前記目標操舵トルクを使用する請求項1乃至6のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 a target steering torque generation unit 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 current command value that is a target value of the current so that the torsion angle of a torsion bar of the steering mechanism follows the target torsion angle,
7. The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the target steering torque is used as the control information.
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、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、
前記制御用情報として前記電流指令値を使用する請求項1乃至6のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 a target steering torque generation unit 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 current command value that is a target value of the current so that the torsion angle of a torsion bar of the steering mechanism follows the target torsion angle,
7. The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the current command value is used as the control information.
前記電流を減少させた後、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、減少させられた前記電流を元に戻すために、前記制御用情報を増加させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。 A control device for a vehicle steering system, which has a steering end point which is a steerable limit of a steering mechanism , and drives and controls a reaction force actuator by adjusting a current supplied thereto to control the steering mechanism, wherein after a state in which the magnitude of the steering torque is equal to or greater than a first steering torque threshold value continues for a first predetermined time, in order to reduce the current, control information which is a basis for adjusting the current is reduced;
A control device for a vehicle steering system, characterized in that after the current is reduced, the control information is increased to restore the reduced current after the magnitude of the steering torque continues to be smaller than a second steering torque threshold value that is smaller than the first steering torque threshold value for a second predetermined time.
操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、
前記電流を減少させるために、前記電流を調節する基となる制御用情報を減少させ、
前記電流を減少させた後、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、減少させられた前記電流を元に戻すために、前記制御用情報を増加させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。 A control device for a vehicle steering system, which has a steering limit that is a steerable limit of a steering mechanism , and drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls the steering mechanism,
After the state in which the magnitude of the steering angle is equal to or greater than the first steering angle threshold continues for a first predetermined time,
reducing control information on which the current is adjusted to reduce the current;
A control device for a vehicle steering system, characterized in that after the current is reduced , the control information is increased to restore the reduced current after the steering angle continues to be smaller than a second steering angle threshold that is smaller than the first steering angle threshold for a second predetermined time.
前記制御装置により制御される前記操舵機構とを備えるステアバイワイヤシステム。
A control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 12 ,
and the steering mechanism controlled by the control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021052981A JP7569082B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021052981A JP7569082B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022150399A JP2022150399A (en) | 2022-10-07 |
| JP7569082B2 true JP7569082B2 (en) | 2024-10-17 |
Family
ID=83465230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021052981A Active JP7569082B2 (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7569082B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7832910B2 (en) * | 2023-03-30 | 2026-03-18 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Method for controlling work vehicles, control program for work vehicles, control system for work vehicles, and work system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072573A (en) | 2001-08-30 | 2003-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Steering control device |
| JP5867612B2 (en) | 2012-10-03 | 2016-02-24 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
| WO2019193976A1 (en) | 2018-04-06 | 2019-10-10 | 日本精工株式会社 | Vehicle steering apparatus |
| WO2020241591A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 日本精工株式会社 | Vehicular steering device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6070711B2 (en) * | 2012-09-04 | 2017-02-01 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
-
2021
- 2021-03-26 JP JP2021052981A patent/JP7569082B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072573A (en) | 2001-08-30 | 2003-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Steering control device |
| JP5867612B2 (en) | 2012-10-03 | 2016-02-24 | 日産自動車株式会社 | Vehicle steering control device and vehicle steering control method |
| WO2019193976A1 (en) | 2018-04-06 | 2019-10-10 | 日本精工株式会社 | Vehicle steering apparatus |
| WO2020241591A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 日本精工株式会社 | Vehicular steering device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022150399A (en) | 2022-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4367383B2 (en) | Vehicle steering assist device | |
| US7832522B2 (en) | Vehicle steering system, vehicle including the same and method for turning wheel of vehicle | |
| CN113348126A (en) | Control device for vehicle steering system | |
| JP7211438B2 (en) | vehicle steering system | |
| JP6628017B1 (en) | Vehicle steering system | |
| JP2022160308A (en) | Steering control device | |
| US9718492B2 (en) | Electric power steering apparatus | |
| WO2020115973A1 (en) | Vehicle steering device | |
| US20230117916A1 (en) | Turning control device and turning device | |
| WO2018163724A1 (en) | Power steering apparatus | |
| JP4421426B2 (en) | Steering device | |
| JP4517810B2 (en) | Vehicle steering control device | |
| JP7569082B2 (en) | Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same | |
| JP7371597B2 (en) | Vehicle steering system control device | |
| US20230120193A1 (en) | Turning control device and turning device | |
| JPWO2020183838A1 (en) | Vehicle steering device | |
| JP7507540B2 (en) | Control device for vehicle steering system | |
| JP4375558B2 (en) | Variable transmission ratio steering device | |
| WO2022085536A1 (en) | Steering device | |
| JP7570691B2 (en) | Vehicle steering system control device and steer-by-wire system equipped with the same | |
| JP7147553B2 (en) | electric power steering device | |
| JP7153239B2 (en) | vehicle steering system | |
| US12116063B2 (en) | Steering system | |
| JP7805149B2 (en) | Vehicle steering system control device | |
| JP2008062668A (en) | Vehicle steering device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231013 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240314 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240403 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240531 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240731 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240920 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240927 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7569082 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |