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JP7621101B2 - Control device, electric power steering device, steer-by-wire system - Google Patents
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Control device, electric power steering device, steer-by-wire system Download PDF

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JP7621101B2 JP2020203321A JP2020203321A JP7621101B2 JP 7621101 B2 JP7621101 B2 JP 7621101B2 JP 2020203321 A JP2020203321 A JP 2020203321A JP 2020203321 A JP2020203321 A JP 2020203321A JP 7621101 B2 JP7621101 B2 JP 7621101B2
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Description

本発明は、制御装置、電動パワーステアリング装置、及び、ステアバイワイヤシステムに関する。 The present invention relates to a control device, an electric power steering device, and a steer-by-wire system.

例えば、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置は、舵角に依存する操舵反力を電動モータが与えるための電流である舵角反力補償電流を算出する舵角反力補償電流算出部と、舵角反力補償電流を考慮して電動モータに供給する目標電流を決定する最終目標電流決定部とを備える。そして、舵角反力補償電流算出部は、実舵角の絶対値を算出する絶対値算出部と、絶対値化された実舵角に予め定められた値を加算することにより絶対値化された実舵角を補正する舵角補正部とを有する。また、舵角反力補償電流算出部は、補正後舵角と予め定めた制御マップとに基づいて仮の舵角反力補償電流を算出する仮補償電流算出部と、ステアリングホイールの操作方向に基づいて舵角反力補償電流の符号を設定する符号設定部とを有する。 For example, the electric power steering device described in Patent Document 1 includes a steering angle reaction force compensation current calculation unit that calculates a steering angle reaction force compensation current, which is a current for the electric motor to provide a steering reaction force that depends on the steering angle, and a final target current determination unit that determines a target current to be supplied to the electric motor in consideration of the steering angle reaction force compensation current. The steering angle reaction force compensation current calculation unit includes an absolute value calculation unit that calculates the absolute value of the actual steering angle, and a steering angle correction unit that corrects the absolute value of the actual steering angle by adding a predetermined value to the absolute value of the actual steering angle. The steering angle reaction force compensation current calculation unit also includes a provisional compensation current calculation unit that calculates a provisional steering angle reaction force compensation current based on the corrected steering angle and a predetermined control map, and a sign setting unit that sets the sign of the steering angle reaction force compensation current based on the operation direction of the steering wheel.

特開2014-136479号公報JP 2014-136479 A

操舵トルクと操舵角との相関関係にて示される角-力特性の形が操舵フィーリングに影響を及ぼす。
特許文献1は中立位置付近に効果があると記載されているものの、角-力特性の形への影響については記載していなかった。
本発明は、角-力特性の形を制御して、狙いの操舵フィーリングを実現できる制御装置等を提供することを目的とする。
The shape of the angle-force characteristic shown by the correlation between the steering torque and the steering angle affects the steering feeling.
Although Patent Document 1 describes that it is effective near the neutral position, it does not describe the effect on the shape of the angle-force characteristics.
An object of the present invention is to provide a control device and the like that can realize a desired steering feeling by controlling the shape of the angle-force characteristic.

かかる目的のもと、本発明は、運転者の操舵入力信号の値に基づいて目標制御量を算出する目標制御量算出部と、操舵角に基づいて弾性を模擬した弾性反力成分を算出する弾性成分算出部を有し、前記弾性反力成分に基づいて反力成分を算出する反力成分算出部と、前記操舵入力信号の値又は前記目標制御量の少なくともいずれか一方を、前記反力成分に基づいて補正する補正部と、を備える制御装置である。 To this end, the present invention provides a control device that includes a target control amount calculation unit that calculates a target control amount based on the value of a steering input signal from a driver, an elastic component calculation unit that calculates an elastic reaction force component that simulates elasticity based on a steering angle, a reaction force component calculation unit that calculates a reaction force component based on the elastic reaction force component, and a correction unit that corrects at least one of the value of the steering input signal or the target control amount based on the reaction force component.

本発明によれば、角-力特性の形を制御して、狙いの操舵フィーリングを実現できる。 The present invention allows you to control the shape of the angle-force characteristics to achieve the desired steering feeling.

第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electric power steering device according to a first embodiment. 制御装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a control device. ステアリング装置における角-力特性の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of angle-force characteristics in a steering device. 第2の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a second embodiment. ステアリング装置における角-力特性の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of angle-force characteristics in a steering device. 第3の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a third embodiment. 第4の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a fourth embodiment. 第5の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a fifth embodiment. 第6の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a sixth embodiment. 第7の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a seventh embodiment. 第8の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 23 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to an eighth embodiment. 第9の実施形態に係るステアリング装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a steering device according to a ninth embodiment. 第10の実施形態に係るステアバイワイヤシステムの概略構成の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a steer-by-wire system according to a tenth embodiment. 制御装置における反力モータの駆動を制御する反力モータ制御部の一例を示す概略構成図である。4 is a schematic configuration diagram showing an example of a reaction motor control unit that controls driving of a reaction motor in the control device. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置100の一例を示す概略構成図である。
電動パワーステアリング装置100(以下、単に「ステアリング装置100」と称する場合もある。)は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車1に適用した構成を例示している。なお、図1は、自動車1を前方から見た図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an electric power steering device 100 according to a first embodiment.
An electric power steering device 100 (hereinafter, sometimes simply referred to as "steering device 100") is a steering device for arbitrarily changing the traveling direction of a vehicle, and in this embodiment, a configuration applied to an automobile 1 as an example of a vehicle is illustrated. Note that Fig. 1 is a view of the automobile 1 as seen from the front.

ステアリング装置100は、自動車1の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪(ホイール)状のステアリングホイール(ハンドル)101と、ステアリングホイール101に一体的に設けられたステアリングシャフト102とを備えている。また、ステアリング装置100は、ステアリングシャフト102と自在継手103aを介して連結された上部連結シャフト103と、この上部連結シャフト103と自在継手103bを介して連結された下部連結シャフト108とを備えている。下部連結シャフト108は、ステアリングホイール101の回転に連動して回転する。 The steering device 100 includes a wheel-shaped steering wheel 101 that is operated by the driver to change the direction of travel of the automobile 1, and a steering shaft 102 that is integral with the steering wheel 101. The steering device 100 also includes an upper connecting shaft 103 that is connected to the steering shaft 102 via a universal joint 103a, and a lower connecting shaft 108 that is connected to the upper connecting shaft 103 via a universal joint 103b. The lower connecting shaft 108 rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel 101.

また、ステアリング装置100は、転動輪としての左右の車輪150それぞれに連結されたタイロッド104と、タイロッド104に連結されたラック軸105とを備えている。また、ステアリング装置100は、ラック軸105に形成されたラック歯105aとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン106aを備えている。ピニオン106aは、ピニオンシャフト106の下端部に形成されている。ピニオンシャフト106は、ラック軸105に対して、回転することにより左右の車輪150を転動させる駆動力(ラック軸力)を加える。 The steering device 100 also includes a tie rod 104 connected to each of the left and right wheels 150 as rolling wheels, and a rack shaft 105 connected to the tie rod 104. The steering device 100 also includes a pinion 106a that constitutes a rack-pinion mechanism together with rack teeth 105a formed on the rack shaft 105. The pinion 106a is formed on the lower end of the pinion shaft 106. The pinion shaft 106 applies a driving force (rack shaft force) to the rack shaft 105 to rotate and cause the left and right wheels 150 to roll.

また、ステアリング装置100は、ピニオンシャフト106を収納するステアリングギヤボックス107を有している。ピニオンシャフト106は、ステアリングギヤボックス107内にてトーションバー112を介して下部連結シャフト108と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス107の内部には、下部連結シャフト108とピニオンシャフト106との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー112の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール101に加えられた操舵入力の一例としての操舵トルクを検出するトルクセンサ109が設けられている。 The steering device 100 also has a steering gear box 107 that houses the pinion shaft 106. The pinion shaft 106 is connected to a lower connecting shaft 108 via a torsion bar 112 inside the steering gear box 107. A torque sensor 109 is provided inside the steering gear box 107 to detect steering torque, which is an example of a steering input applied to the steering wheel 101, based on the relative rotation angle between the lower connecting shaft 108 and the pinion shaft 106, in other words, based on the amount of twist of the torsion bar 112.

また、ステアリング装置100は、ステアリングギヤボックス107に支持された電動モータ110と、電動モータ110の駆動力を減速してピニオンシャフト106に伝達する減速機構111とを有している。減速機構111は、ピニオンシャフト106に固定されたウォームホイール111aと、軸継手(不図示)を介して電動モータ110の出力軸に連結されるウォーム111bとを有する。電動モータ110は、ピニオンシャフト106に回転駆動力を加えることにより、ラック軸105に車輪150を転動させる駆動力(ラック軸力)を加える。本実施の形態に係る電動モータ110は、電動モータ110の回転角度θmに連動した回転角度信号θmsを出力するレゾルバ120を有する3相ブラシレスモータであることを例示することができる。 The steering device 100 also has an electric motor 110 supported by a steering gear box 107, and a speed reducing mechanism 111 that reduces the driving force of the electric motor 110 and transmits it to the pinion shaft 106. The speed reducing mechanism 111 has a worm wheel 111a fixed to the pinion shaft 106, and a worm 111b connected to the output shaft of the electric motor 110 via a shaft coupling (not shown). The electric motor 110 applies a driving force (rack shaft force) that rotates the wheels 150 to the rack shaft 105 by applying a rotational driving force to the pinion shaft 106. The electric motor 110 according to this embodiment can be exemplified as a three-phase brushless motor having a resolver 120 that outputs a rotation angle signal θms linked to the rotation angle θm of the electric motor 110.

また、ステアリング装置100は、電動モータ110の作動を制御する制御装置10を備えている。制御装置10には、上述したトルクセンサ109からの出力信号が入力される。また、制御装置10には、自動車1に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク(CAN)を介して、自動車1の移動速度である車速Vcを検出する車速センサ170からの出力信号vなどが入力される。 The steering device 100 also includes a control device 10 that controls the operation of the electric motor 110. The control device 10 receives an output signal from the torque sensor 109 described above. The control device 10 also receives an output signal v from a vehicle speed sensor 170 that detects the vehicle speed Vc, which is the moving speed of the automobile 1, via a communication network (CAN) that transmits signals for controlling various devices mounted on the automobile 1.

(制御装置)
次に、制御装置10について説明する。
図2は、制御装置10の一例を示す概略構成図である。
制御装置10は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等からなる算術論理演算回路である。
制御装置10には、上述したトルクセンサ109、車速センサ170、レゾルバ120からの出力信号等が入力される。トルクセンサ109からの出力信号は、運転者の操舵入力信号の一例であり、トルクセンサ109が検出した操舵トルクである検出トルクTdは、運転者の操舵入力信号の値の一例である。
(Control device)
Next, the control device 10 will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the control device 10. As shown in FIG.
The control device 10 is an arithmetic and logic circuit including a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like.
The control device 10 receives output signals from the torque sensor 109, the vehicle speed sensor 170, the resolver 120, and the like. The output signal from the torque sensor 109 is an example of a driver's steering input signal, and the detected torque Td, which is the steering torque detected by the torque sensor 109, is an example of a value of the driver's steering input signal.

制御装置10は、電動モータ110に供給するのに必要となる目標電流Itを設定する目標電流設定部20と、目標電流設定部20が算出した目標電流Itに基づいてフィードバック制御などを行う制御部30とを備えている。
また、制御装置10は、電動モータ110の回転角度θmを算出する回転角度算出部41と、回転角度算出部41にて算出された回転角度θmに基づいて、ステアリングホイール101の回転角度である操舵角θsを算出する操舵角算出部42とを備えている。
また、制御装置10は、トルクセンサ109が検出した操舵トルクである検出トルクTdを補正して補正後トルクTcを算出するトルク補正部50を備えている。
The control device 10 includes a target current setting unit 20 that sets a target current It required to be supplied to the electric motor 110, and a control unit 30 that performs feedback control, etc. based on the target current It calculated by the target current setting unit 20.
The control device 10 also includes a rotation angle calculation unit 41 that calculates the rotation angle θm of the electric motor 110, and a steering angle calculation unit 42 that calculates the steering angle θs, which is the rotation angle of the steering wheel 101, based on the rotation angle θm calculated by the rotation angle calculation unit 41.
The control device 10 also includes a torque correction unit 50 that corrects the detected torque Td, which is the steering torque detected by the torque sensor 109, to calculate a corrected torque Tc.

〔目標電流設定部〕
目標電流設定部20は、トルク補正部50が算出した補正後トルクTcと、車速Vcとに基づいて目標電流Itを設定する。目標電流設定部20は、補正後トルクTcがプラスである場合には目標電流Itをプラス、補正後トルクTcがマイナスである場合には目標電流Itをマイナスとする。また、目標電流設定部20は、補正後トルクTcが0である場合には目標電流Itを0とし、補正後トルクTcの絶対値が大きいほど目標電流Itの絶対値を大きくする。また、目標電流設定部20は、補正後トルクTcの絶対値が同じである場合には、車速Vcが低速であるほど目標電流Itの絶対値を大きくすることを例示することができる。なお、目標電流設定部20は、補正後トルクTcの値に関わらず目標電流Itを0とする不感帯領域を設定しても良い。
[Target current setting unit]
The target current setting unit 20 sets the target current It based on the corrected torque Tc calculated by the torque correction unit 50 and the vehicle speed Vc. When the corrected torque Tc is positive, the target current setting unit 20 sets the target current It to positive, and when the corrected torque Tc is negative, the target current It to negative. When the corrected torque Tc is 0, the target current setting unit 20 sets the target current It to 0, and increases the absolute value of the target current It as the absolute value of the corrected torque Tc increases. When the absolute value of the corrected torque Tc is the same, the target current setting unit 20 can be exemplified as increasing the absolute value of the target current It as the vehicle speed Vc decreases. The target current setting unit 20 may set a dead band region in which the target current It is 0 regardless of the value of the corrected torque Tc.

〔制御部〕
制御部30は、電動モータ110の作動を制御する駆動制御部(不図示)と、電動モータ110を駆動させる駆動部(不図示)と、電動モータ110に実際に流れる実電流を検出する電流検出部(不図示)とを有している。
[Control Unit]
The control unit 30 has a drive control unit (not shown) that controls the operation of the electric motor 110, a drive unit (not shown) that drives the electric motor 110, and a current detection unit (not shown) that detects the actual current actually flowing through the electric motor 110.

駆動制御部は、目標電流設定部20にて設定された目標電流Itと、電流検出部にて検出された電動モータ110へ供給される実電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行う。
駆動部は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として6個の独立したトランジスタ(FET)を備えている。
The drive control unit performs feedback control based on the deviation between the target current It set by the target current setting unit 20 and the actual current supplied to the electric motor 110 detected by the current detection unit.
The drive unit is a so-called inverter, and includes, for example, six independent transistors (FETs) as switching elements.

〔回転角度算出部、操舵角算出部〕
回転角度算出部41は、レゾルバ120からの出力信号に基づいて回転角度θmを算出する。
操舵角算出部42は、ステアリングホイール101の回転角度と電動モータ110の回転角度θmとの間に相関関係があることに鑑み、回転角度算出部41にて算出された回転角度θmに基づいて操舵角θsを算出する。操舵角算出部42は、例えば、回転角度算出部41にて定期的(例えば1ミリ秒毎)に算出された回転角度θmの前回値と今回値との差分の積算値に基づいて操舵角θsを算出する。
[Rotation angle calculation unit, steering angle calculation unit]
The rotation angle calculation unit 41 calculates the rotation angle θm based on the output signal from the resolver 120 .
Considering that there is a correlation between the rotation angle of the steering wheel 101 and the rotation angle θm of the electric motor 110, the steering angle calculation unit 42 calculates the steering angle θs based on the rotation angle θm calculated by the rotation angle calculation unit 41. The steering angle calculation unit 42 calculates the steering angle θs based on, for example, an integrated value of the difference between the previous value and the current value of the rotation angle θm calculated periodically (for example, every 1 millisecond) by the rotation angle calculation unit 41.

ここで、トーションバー112の捩れ量が0の状態(中立状態)からのステアリングホイール101の右回転時におけるステアリングホイール101とピニオンシャフト106との相対回転角度が変化する方向をプラスとする。言い換えれば、操舵トルクがプラスとする。また、中立状態からのステアリングホイール101の左回転時におけるステアリングホイール101とピニオンシャフト106との相対回転角度が変化する方向をマイナスとする。言い換えれば、操舵トルクがマイナスとする。 Here, the direction in which the relative rotation angle between the steering wheel 101 and the pinion shaft 106 changes when the steering wheel 101 is rotated to the right from a state in which the torsion amount of the torsion bar 112 is zero (neutral state) is considered to be positive. In other words, the steering torque is positive. Also, the direction in which the relative rotation angle between the steering wheel 101 and the pinion shaft 106 changes when the steering wheel 101 is rotated to the left from the neutral state is considered to be negative. In other words, the steering torque is negative.

そして、電動モータ110を右回転方向に回転させるように目標電流設定部20にて算出された目標電流Itが流れる方向をプラスとする。例えば、補正後トルクTcがプラスのときに目標電流設定部20はプラスの目標電流Itを算出し、電動モータ110を右回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。補正後トルクTcがマイナスのときに目標電流設定部20はマイナスの目標電流Itを算出し、電動モータ110を左回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。
また、操舵角θsが0度である状態からステアリングホイール101が右方向に回転した場合に操舵角θsがプラスとなり、左方向に回転した場合に操舵角θsがマイナスとなる。
The direction in which the target current It flows, calculated by the target current setting unit 20 so as to rotate the electric motor 110 in the clockwise direction, is defined as positive. For example, when the corrected torque Tc is positive, the target current setting unit 20 calculates a positive target current It, and generates torque in a direction that rotates the electric motor 110 in the clockwise direction. When the corrected torque Tc is negative, the target current setting unit 20 calculates a negative target current It, and generates torque in a direction that rotates the electric motor 110 in the counterclockwise direction.
In addition, when the steering wheel 101 is rotated to the right from a state in which the steering angle θs is 0 degrees, the steering angle θs becomes positive, and when the steering wheel 101 is rotated to the left, the steering angle θs becomes negative.

〔トルク補正部〕
トルク補正部50は、操舵角θsの偏差Δθを算出する偏差算出部51と、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて、運転者の操舵に対する反力成分を算出する反力成分算出部52とを有している。また、トルク補正部50は、反力成分算出部52が算出した反力成分を用いて検出トルクTdを補正する補正部53を有している。
[Torque correction section]
The torque correction unit 50 has a deviation calculation unit 51 that calculates a deviation Δθ of the steering angle θs, and a reaction force component calculation unit 52 that calculates a reaction force component against the steering by the driver based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51. The torque correction unit 50 also has a correction unit 53 that corrects the detected torque Td by using the reaction force component calculated by the reaction force component calculation unit 52.

偏差算出部51は、操舵角算出部42から定期的に取得する操舵角θsの値における、今回取得した値から前回取得した値を減算することで偏差Δθを算出する(Δθ=θs(今回取得した値)-θs(前回取得した値))。 The deviation calculation unit 51 calculates the deviation Δθ by subtracting the previously acquired value of the steering angle θs, which is periodically acquired from the steering angle calculation unit 42, from the currently acquired value (Δθ=θs (currently acquired value)-θs (previously acquired value)).

反力成分算出部52は、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて弾性反力トルクTeを算出する弾性成分算出部55を有している。電動モータ110と車輪150とは、減速機構111、ピニオンシャフト106、ラック軸105及びタイロッド104等から構成される伝達機構130(図1参照)を介して連結されており、電動モータ110の駆動力が伝達機構130を介して車輪150に伝達される。弾性成分算出部55は、伝達機構130の弾性を考慮して、当該弾性に起因する、運転者の操舵に対する弾性反力トルクTeを、以下の式(1)に基づいて算出する。
Te=Kt×Δθ・・・(1)
Ktは、予め定められた比例定数である。
弾性反力トルクTeは、操舵角θsに基づいて弾性を模擬した弾性反力成分の一例である。そして、第1の実施形態に係る反力成分算出部52は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeを反力成分として補正部53に出力する。
The reaction force component calculation unit 52 has an elastic component calculation unit 55 that calculates an elastic reaction force torque Te based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51. The electric motor 110 and the wheels 150 are connected via a transmission mechanism 130 (see FIG. 1 ) that is composed of a reduction gear mechanism 111, a pinion shaft 106, a rack shaft 105, a tie rod 104, etc., and the driving force of the electric motor 110 is transmitted to the wheels 150 via the transmission mechanism 130. The elastic component calculation unit 55 takes into account the elasticity of the transmission mechanism 130 and calculates an elastic reaction force torque Te against the steering by the driver, which is caused by the elasticity, based on the following formula (1).
Te=Kt×Δθ...(1)
Kt is a predetermined proportionality constant.
The elastic reaction torque Te is an example of an elastic reaction component that simulates elasticity based on the steering angle θs. The reaction component calculation unit 52 according to the first embodiment outputs the elastic reaction torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 to the correction unit 53 as a reaction component.

補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdから、反力成分算出部52から出力された弾性反力トルクTeを減算することにより補正後トルクTcを算出する(Tc=Td-Te)。
上述したようにして、トルク補正部50が、補正後トルクTcを算出する。そして、目標電流設定部20が、補正後トルクTcを用いて目標電流Itを設定する。
The correction unit 53 calculates a corrected torque Tc by subtracting the elastic reaction torque Te output from the reaction force component calculation unit 52 from the detected torque Td detected by the torque sensor 109 (Tc=Td−Te).
As described above, the torque correction unit 50 calculates the corrected torque Tc. Then, the target current setting unit 20 sets the target current It using the corrected torque Tc.

(作用)
以上のように構成されたステアリング装置100は、以下のように作用する。
図3は、ステアリング装置100における角-力特性の一例を示す図である。図3は、ステアリングホイール101を右方向に切り込んだ後にスラローム走行を行った場合の特性図である。以下、第1の実施形態に係る制御装置10に対して、トルク補正部50を備えておらず、目標電流設定部20が、検出トルクTdを用いて目標電流Itを設定する構成を比較例に係るステアリング装置と称する場合がある。
(Action)
The steering device 100 configured as above operates as follows.
Fig. 3 is a diagram showing an example of angle-force characteristics in the steering device 100. Fig. 3 is a characteristic diagram showing a case where slalom driving is performed after the steering wheel 101 is turned to the right. Hereinafter, a configuration in which the torque correction unit 50 is not provided in comparison with the control device 10 according to the first embodiment, and the target current setting unit 20 sets the target current It using the detected torque Td, may be referred to as a steering device according to a comparative example.

例えば、ステアリングホイール101を右方向に切り込んでいるときには、偏差Δθが大きくなることから弾性反力トルクTeがプラスの値となる。それゆえ、補正後トルクTcが、検出トルクTdよりも小さくなる。他方、ステアリングホイール101を左方向に切り込んでいるときには、偏差Δθが小さくなることから弾性反力トルクTeがマイナスの値となる。それゆえ、補正後トルクTcが、検出トルクTdよりも大きくなる。その結果、ステアリングホイール101を切り込んでいるときには、目標電流Itの絶対値が比較例よりも小さくなるため、電動モータ110によるアシスト力が小さくなり、運転者の操舵力の絶対値が大きくなる。 For example, when the steering wheel 101 is turned to the right, the deviation Δθ becomes large, and the elastic reaction torque Te becomes a positive value. Therefore, the corrected torque Tc becomes smaller than the detected torque Td. On the other hand, when the steering wheel 101 is turned to the left, the deviation Δθ becomes small, and the elastic reaction torque Te becomes a negative value. Therefore, the corrected torque Tc becomes larger than the detected torque Td. As a result, when the steering wheel 101 is turned, the absolute value of the target current It becomes smaller than in the comparative example, and the assist force by the electric motor 110 becomes smaller, and the absolute value of the steering force by the driver becomes larger.

一方、ステアリングホイール101を右方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、偏差Δθが小さくなることから弾性反力トルクTeがマイナスの値となる。それゆえ、補正後トルクTcが、検出トルクTdよりも大きくなり、目標電流Itが、比較例よりも大きくなる。その結果、ステアリングホイール101を右方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、目標電流Itが比較例よりも大きくなるため、電動モータ110によるアシスト力が大きくなり、運転者の操舵力が小さくなる。 On the other hand, when the steering wheel 101 is turned to the right and then turned back, the deviation Δθ becomes smaller, and the elastic reaction torque Te becomes a negative value. Therefore, the corrected torque Tc becomes larger than the detected torque Td, and the target current It becomes larger than in the comparative example. As a result, when the steering wheel 101 is turned to the right and then turned back, the target current It becomes larger than in the comparative example, so that the assist force by the electric motor 110 becomes larger and the steering force of the driver becomes smaller.

他方、ステアリングホイール101を左方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、偏差Δθが大きくなることから弾性反力トルクTeがプラスの値となる。それゆえ、補正後トルクTcが、検出トルクTdよりも小さくなり、目標電流Itが、比較例よりも小さくなる。その結果、ステアリングホイール101を左方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、目標電流Itが比較例よりも小さくなるため、電動モータ110によるアシスト力が小さくなり、運転者の操舵力が大きくなる。 On the other hand, when the steering wheel 101 is turned leftward and then turned back, the deviation Δθ becomes large, and the elastic reaction torque Te becomes a positive value. Therefore, the corrected torque Tc becomes smaller than the detected torque Td, and the target current It becomes smaller than in the comparative example. As a result, when the steering wheel 101 is turned leftward and then turned back, the target current It becomes smaller than in the comparative example, so the assist force by the electric motor 110 becomes smaller and the steering force of the driver becomes larger.

以上説明したように、制御装置10は、運転者の操舵入力信号の値に基づいて目標制御量の一例としての目標電流Itを算出する目標制御量算出部の一例としての目標電流設定部20と、操舵角θsに基づいて弾性を模擬した弾性反力トルクTeを算出する弾性成分算出部55を有し、弾性反力トルクTeに基づいて反力成分の一例としての弾性反力トルクTeを算出する反力成分算出部52とを備える。制御装置10においては、反力成分算出部52は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeを反力成分とする。また、制御装置10は、運転者の操舵入力信号の値の一例としての検出トルクTdを、弾性反力トルクTeに基づいて補正する補正部53を備える。
そして、以上説明したように、ステアリング装置100によれば、図3に示すように、比較例に係るステアリング装置よりもヒステリシス幅を大きくすることができる。その結果、運転者は、旋回走行時に保舵をし易くなるので、旋回走行時の操舵フィーリングが向上する。
As described above, the control device 10 includes the target current setting unit 20 as an example of a target control amount calculation unit that calculates the target current It as an example of a target control amount based on the value of the driver's steering input signal, and the reaction force component calculation unit 52 that has the elastic component calculation unit 55 that calculates the elastic reaction force torque Te simulating elasticity based on the steering angle θs and calculates the elastic reaction force torque Te as an example of a reaction force component based on the elastic reaction force torque Te. In the control device 10, the reaction force component calculation unit 52 uses the elastic reaction force torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 as a reaction force component. The control device 10 also includes a correction unit 53 that corrects the detection torque Td as an example of the value of the driver's steering input signal based on the elastic reaction force torque Te.
As described above, the steering device 100 can have a larger hysteresis width than the steering device according to the comparative example, as shown in Fig. 3. As a result, the driver can easily maintain the steering angle during cornering, improving the steering feeling during cornering.

なお、トルク補正部50の補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdと、反力成分算出部52が算出した弾性反力トルクTeとを加算することにより補正後トルクTcを算出しても良い(Tc=Td+Te)。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときには、目標電流Itの絶対値が比較例よりも大きくなるため、電動モータ110によるアシスト力が大きくなり、運転者の操舵力の絶対値が小さくなる。このように、この構成によれば、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの負荷を小さくすることができ、全ての操舵領域において、操舵フィーリングを向上させることができる。 The correction unit 53 of the torque correction unit 50 may calculate the corrected torque Tc by adding the detected torque Td detected by the torque sensor 109 and the elastic reaction torque Te calculated by the reaction component calculation unit 52 (Tc = Td + Te). As a result, when the steering wheel 101 is turned, the absolute value of the target current It becomes larger than in the comparative example, so that the assist force by the electric motor 110 becomes larger and the absolute value of the steering force of the driver becomes smaller. In this way, with this configuration, the load when the steering wheel 101 is turned can be reduced, and the steering feeling can be improved in all steering ranges.

また、トルク補正部50の偏差算出部51は、操舵角算出部42が算出した操舵角θsに基づいて、偏差Δθを算出するが、特にかかる態様に限定されない。ステアリング装置100に設けられて、操舵角θsを検出する操舵角センサからの出力値に基づいて偏差Δθを算出しても良い。 The deviation calculation unit 51 of the torque correction unit 50 calculates the deviation Δθ based on the steering angle θs calculated by the steering angle calculation unit 42, but is not limited to this. The deviation Δθ may be calculated based on the output value from a steering angle sensor provided in the steering device 100 that detects the steering angle θs.

<第2の実施形態>
図4は、第2の実施形態に係るステアリング装置200の一例を示す概略構成図である。
第2の実施形態に係るステアリング装置200は、第1の実施形態に係るステアリング装置100に対して、制御装置10が異なる。以下、第1の実施形態に係るステアリング装置100と異なる点について説明し、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同じ点についての説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 200 according to the second embodiment.
The steering device 200 according to the second embodiment is different from the steering device 100 according to the first embodiment in the control device 10. Below, the differences from the steering device 100 according to the first embodiment will be described, and the description of the same points as the steering device 100 according to the first embodiment will be omitted.

第2の実施形態に係る制御装置210は、電動モータ110に供給する目標電流Itを設定する目標電流設定部220と、制御部30とを備えている。
目標電流設定部220は、目標電流Itを設定する上で基本となる基本目標電流Ibを設定する基本設定部221と、基本目標電流Ibを補正する補正電流を設定する補正設定部222とを備えている。また、目標電流設定部220は、最終的に電動モータ110に供給する目標電流Itを設定する最終設定部223を備えている。
The control device 210 according to the second embodiment includes a target current setting unit 220 that sets a target current It to be supplied to the electric motor 110 , and a control unit 30 .
The target current setting unit 220 includes a basic setting unit 221 that sets a basic target current Ib that is the basis for setting the target current It, and a correction setting unit 222 that sets a correction current that corrects the basic target current Ib. The target current setting unit 220 also includes a final setting unit 223 that sets the target current It that is finally supplied to the electric motor 110.

基本設定部221は、検出トルクTdと、車速Vcとに基づいて基本目標電流Ibを設定する。基本設定部221が基本目標電流Ibを設定する手法は、第1の実施形態に係る目標電流設定部20が目標電流Itを設定する手法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。 The basic setting unit 221 sets the basic target current Ib based on the detected torque Td and the vehicle speed Vc. The method by which the basic setting unit 221 sets the basic target current Ib is similar to the method by which the target current setting unit 20 according to the first embodiment sets the target current It, and therefore a detailed description thereof will be omitted.

補正設定部222は、偏差算出部51と、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて反力成分を算出する反力成分算出部252とを有している。
反力成分算出部252は、偏差Δθに基づいて弾性補正電流Ieを算出する弾性成分算出部255を有している。弾性成分算出部255は、ステアリング装置100の弾性要素を考慮して、当該弾性に起因する、運転者の操舵に対する弾性補正電流Ieを、以下の式(2)に基づいて算出する。
Ie=Ki×Δθ・・・(2)
Kiは、予め定められた比例定数である。
弾性補正電流Ieは、操舵角θsに基づいて弾性を模擬した弾性反力成分の一例である。そして、第2の実施形態に係る反力成分算出部252は、弾性成分算出部255が算出した弾性補正電流Ieを最終設定部223に出力する。
The correction setting section 222 includes a deviation calculation section 51 and a reaction force component calculation section 252 that calculates a reaction force component based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation section 51 .
The reaction force component calculation unit 252 has an elastic component calculation unit 255 that calculates an elastic correction current Ie based on the deviation Δθ. The elastic component calculation unit 255 calculates an elastic correction current Ie for the driver's steering caused by the elasticity, taking into account the elastic element of the steering device 100, based on the following formula (2).
Ie=Ki×Δθ...(2)
Ki is a predetermined proportionality constant.
The elasticity correction current Ie is an example of an elastic reaction force component that simulates elasticity based on the steering angle θs. The reaction force component calculation unit 252 according to the second embodiment outputs the elasticity correction current Ie calculated by the elasticity component calculation unit 255 to the final setting unit 223.

最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibから、補正設定部222が設定した弾性補正電流Ieを減算することにより目標電流Itを算出する(It=Ib-Ie)。 The final setting unit 223 calculates the target current It by subtracting the elastic correction current Ie set by the correction setting unit 222 from the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 (It = Ib - Ie).

(作用)
以上のように構成されたステアリング装置200は、以下のように作用する。
図5は、ステアリング装置200における角-力特性の一例を示す図である。図5は、ステアリングホイール101を右方向に切り込んだ後にスラローム走行を行った場合の特性図である。
例えば、ステアリングホイール101を右方向に切り込んでいるときには、偏差Δθが大きくなることから弾性補正電流Ieがプラスの値となる。それゆえ、目標電流Itが、基本目標電流Ibよりも小さくなる。他方、ステアリングホイール101を左方向に切り込んでいるときには、偏差Δθが小さくなることから弾性補正電流Ieがマイナスの値となる。それゆえ、目標電流Itが、基本目標電流Ibよりも大きくなる。その結果、ステアリングホイール101を切り込んでいるときには、目標電流Itの絶対値が比較例よりも小さくなるため、電動モータ110によるアシスト力が小さくなり、運転者の操舵力の絶対値が大きくなる。
(Action)
The steering device 200 configured as above operates as follows.
Fig. 5 is a diagram showing an example of angle-force characteristics in the steering device 200. Fig. 5 is a characteristic diagram showing a case where slalom driving is performed after the steering wheel 101 is turned to the right.
For example, when the steering wheel 101 is turned to the right, the deviation Δθ becomes large, and therefore the elastic correction current Ie has a positive value. Therefore, the target current It becomes smaller than the basic target current Ib. On the other hand, when the steering wheel 101 is turned to the left, the deviation Δθ becomes small, and therefore the elastic correction current Ie has a negative value. Therefore, the target current It becomes larger than the basic target current Ib. As a result, when the steering wheel 101 is turned, the absolute value of the target current It becomes smaller than that of the comparative example, and therefore the assist force by the electric motor 110 becomes smaller, and the absolute value of the steering force by the driver becomes larger.

また、ステアリングホイール101を右方向に切り込み開始時には、切り込み終盤よりも偏差Δθが大きくなることから弾性補正電流Ieが大きくなる。それゆえ、目標電流Itと基本目標電流Ibとの差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方が大きいので、運転者の操舵力の比較例との差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方が大きい。他方、ステアリングホイール101を左方向に切り込み開始時には、切り込み終盤よりも偏差Δθが小さくなることから弾性補正電流Ieが小さくなる。それゆえ、目標電流Itと基本目標電流Ibとの差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方が大きいので、運転者の操舵力の比較例との差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方が大きい。 In addition, when the steering wheel 101 starts to be turned to the right, the deviation Δθ is larger than at the end of the turn, and the elastic correction current Ie is larger. Therefore, the difference between the target current It and the basic target current Ib is larger at the start of the turn than at the end of the turn, so the difference between the driver's steering force and the comparative example is larger at the start of the turn than at the end of the turn. On the other hand, when the steering wheel 101 starts to be turned to the left, the deviation Δθ is smaller than at the end of the turn, and the elastic correction current Ie is smaller. Therefore, the difference between the target current It and the basic target current Ib is larger at the start of the turn than at the end of the turn, so the difference between the driver's steering force and the comparative example is larger at the start of the turn than at the end of the turn.

一方、ステアリングホイール101を右方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、偏差Δθが小さくなることから弾性補正電流Ieがマイナスの値となる。それゆえ、目標電流Itが、基本目標電流Ibよりも大きくなり、電動モータ110によるアシスト力が大きくなるので、運転者の操舵力が比較例よりも小さくなる。他方、ステアリングホイール101を左方向に切り込んだ後に切り戻しているときには、偏差Δθが大きくなることから弾性補正電流Ieがプラスの値となる。それゆえ、目標電流Itが、基本目標電流Ibよりも小さくなり、電動モータ110によるアシスト力が大きくなるので、運転者の操舵力が比較例よりも小さくなる。 On the other hand, when the steering wheel 101 is turned to the right and then turned back, the deviation Δθ becomes smaller, so the elastic correction current Ie becomes a negative value. Therefore, the target current It becomes larger than the basic target current Ib, and the assist force by the electric motor 110 becomes larger, so the driver's steering force becomes smaller than in the comparative example. On the other hand, when the steering wheel 101 is turned to the left and then turned back, the deviation Δθ becomes larger, so the elastic correction current Ie becomes a positive value. Therefore, the target current It becomes smaller than the basic target current Ib, and the assist force by the electric motor 110 becomes larger, so the driver's steering force becomes smaller than in the comparative example.

以上説明したように、制御装置210は、運転者の操舵入力信号の値に基づいて目標制御量の一例としての基本目標電流Ibを算出する目標制御量算出部の一例としての基本設定部221と、操舵角θsに基づいて弾性を模擬した弾性補正電流Ieを算出する弾性成分算出部255を有し、弾性補正電流Ieに基づいて反力成分の一例としての弾性補正電流Ieを算出する反力成分算出部252とを備える。制御装置210においては、反力成分算出部252は、弾性成分算出部255が算出した弾性補正電流Ieを反力成分とする。また、制御装置210は、基本目標電流Ibを、弾性補正電流Ieに基づいて補正する補正部の一例としての最終設定部223を備える。 As described above, the control device 210 includes a basic setting unit 221 as an example of a target control amount calculation unit that calculates a basic target current Ib as an example of a target control amount based on the value of the driver's steering input signal, and an elastic component calculation unit 255 that calculates an elastic correction current Ie that simulates elasticity based on the steering angle θs, and a reaction force component calculation unit 252 that calculates an elastic correction current Ie as an example of a reaction force component based on the elastic correction current Ie. In the control device 210, the reaction force component calculation unit 252 uses the elastic correction current Ie calculated by the elastic component calculation unit 255 as a reaction force component. The control device 210 also includes a final setting unit 223 as an example of a correction unit that corrects the basic target current Ib based on the elastic correction current Ie.

そして、以上説明したように、ステアリング装置200によれば、図5に示すように、比較例に係るステアリング装置よりもヒステリシス幅を大きくすることができる。また、ステアリング装置200によれば、図5に示すように、比較例に係るステアリング装置との差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方を大きくすることができる。つまり、操舵角θsが小さいほど影響度が大きく、操舵角θsが大きいほど影響度が小さくなるように設定できる。そのため、切り込み終盤よりも切り込み開始時の操舵フィーリングを意識した設定とすることができる。 As described above, the steering device 200 can have a larger hysteresis width than the steering device of the comparative example, as shown in FIG. 5. Also, the steering device 200 can have a larger difference from the steering device of the comparative example at the start of turning than at the end of turning, as shown in FIG. 5. In other words, the smaller the steering angle θs, the greater the influence, and the larger the steering angle θs, the smaller the influence. Therefore, the setting can be made with more consideration given to the steering feeling at the start of turning than at the end of turning.

なお、最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibと、補正設定部222が設定した弾性補正電流Ieとを加算することにより目標電流Itを算出しても良い(It=Ib+Ie)。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときには、目標電流Itの絶対値が比較例よりも大きくなるため、電動モータ110によるアシスト力が大きくなり、運転者の操舵力の絶対値が小さくなる。このように、この構成によれば、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができる。また、比較例に係るステアリング装置との差は、切り込み終盤よりも切り込み開始時の方を大きくすることができるので、切り込み終盤よりも切り込み開始時の操舵負荷をより小さくなる設定とすることができる。 The final setting unit 223 may calculate the target current It by adding the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 and the elastic correction current Ie set by the correction setting unit 222 (It = Ib + Ie). As a result, when the steering wheel 101 is being turned, the absolute value of the target current It becomes larger than that of the comparative example, so that the assist force of the electric motor 110 becomes larger and the absolute value of the steering force of the driver becomes smaller. In this way, with this configuration, the steering load when the steering wheel 101 is being turned can be reduced. In addition, the difference with the steering device according to the comparative example can be made larger at the start of turning than at the end of turning, so that the steering load can be set to be smaller at the start of turning than at the end of turning.

<第3の実施形態>
図6は、第3の実施形態に係るステアリング装置300の一例を示す概略構成図である。
第3の実施形態に係るステアリング装置300は、第1の実施形態に係るステアリング装置100に対して、制御装置10のトルク補正部50が異なる。以下、第1の実施形態に係るステアリング装置100と異なる点について説明し、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同じ点についての説明は省略する。
Third Embodiment
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a steering device 300 according to the third embodiment.
The steering device 300 according to the third embodiment is different from the steering device 100 according to the first embodiment in the torque correction unit 50 of the control device 10. Below, the points that are different from the steering device 100 according to the first embodiment will be described, and the description of the points that are the same as the steering device 100 according to the first embodiment will be omitted.

第3の実施形態に係る制御装置310のトルク補正部350は、偏差算出部51と、反力成分算出部352と、補正部53とを有している。反力成分算出部352は、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて、運転者の操舵に対する弾性反力成分を算出する、複数(本実施形態においては3つ)の弾性成分算出部である、第1弾性成分算出部361、第2弾性成分算出部362、第3弾性成分算出部363を有している。また、反力成分算出部352は、第1弾性成分算出部361、第2弾性成分算出部362、第3弾性成分算出部363が算出した弾性反力成分を加算する加算部370を有している。 The torque correction unit 350 of the control device 310 according to the third embodiment has a deviation calculation unit 51, a reaction force component calculation unit 352, and a correction unit 53. The reaction force component calculation unit 352 has a first elastic component calculation unit 361, a second elastic component calculation unit 362, and a third elastic component calculation unit 363, which are multiple (three in this embodiment) elastic component calculation units that calculate an elastic reaction force component against the steering by the driver based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51. The reaction force component calculation unit 352 also has an addition unit 370 that adds up the elastic reaction force components calculated by the first elastic component calculation unit 361, the second elastic component calculation unit 362, and the third elastic component calculation unit 363.

第1弾性成分算出部361は、0≦Δθ≦θ1の場合に、以下の式(3)に基づいて弾性反力成分の一例としての第1弾性反力トルクTe1を算出して加算部370に出力する。第2弾性成分算出部362は、θ1<Δθ≦θ2の場合に、以下の式(4)に基づいて弾性反力成分の一例としての第2弾性反力トルクTe2を算出して加算部370に出力する。第3弾性成分算出部363は、θ2<Δθの場合に、以下の式(5)に基づいて弾性反力成分の一例としての第3弾性反力トルクTe3を算出して加算部370に出力する。
Te1=Kt1×Δθ・・・(3)
Te2=Kt2×Δθ・・・(4)
Te3=Kt3×Δθ・・・(5)
また、第1弾性成分算出部361は、θ1<Δθの場合に、予め定めされた固定値の一例としてのTe1=Kt1×θ1を出力する。また、第2弾性成分算出部362は、θ2<Δθの場合に、予め定めされた固定値の一例としてのTe2=Kt2×θ2を出力する。
The first elastic component calculation unit 361 calculates a first elastic reaction torque Te1 as an example of an elastic reaction component based on the following formula (3) when 0≦Δθ≦θ1, and outputs the calculated value to the adder 370. The second elastic component calculation unit 362 calculates a second elastic reaction torque Te2 as an example of an elastic reaction component based on the following formula (4) when θ1<Δθ≦θ2, and outputs the calculated value to the adder 370. The third elastic component calculation unit 363 calculates a third elastic reaction torque Te3 as an example of an elastic reaction component based on the following formula (5) when θ2<Δθ, and outputs the calculated value to the adder 370.
Te1=Kt1×Δθ...(3)
Te2=Kt2×Δθ...(4)
Te3=Kt3×Δθ...(5)
Furthermore, the first elastic component calculation unit 361 outputs Te1=Kt1×θ1 as an example of a predetermined fixed value when θ1<Δθ, and the second elastic component calculation unit 362 outputs Te2=Kt2×θ2 as an example of a predetermined fixed value when θ2<Δθ.

Kt1、Kt2、Kt3は、予め定められた比例定数である。Kt1、Kt2、Kt3は、同一であっても良いし、異なっていても良い。θ1及びθ2は予め定められた値であり、θ1<θ2である。θ1、θ2は、それぞれ、10°、20°であることを例示することができる。上記式(3)、(4)、(5)を用いるΔθの範囲は、相互に重ならないように設定しても良いし、重なるように設定しても良い。
なお、弾性成分算出部の数は3つに限定されない。
Kt1, Kt2, and Kt3 are predetermined proportional constants. Kt1, Kt2, and Kt3 may be the same or different. θ1 and θ2 are predetermined values, and θ1<θ2. θ1 and θ2 can be, for example, 10° and 20°, respectively. The ranges of Δθ using the above formulas (3), (4), and (5) may be set so as not to overlap with each other, or may be set so as to overlap with each other.
The number of elastic component calculation units is not limited to three.

加算部370は、第1弾性成分算出部361が出力した第1弾性反力トルクTe1と、第2弾性成分算出部362が出力した第2弾性反力トルクTe2と、第3弾性成分算出部363が出力した第3弾性反力トルクTe3とを加算することにより得た弾性反力トルクTe(Te=Te1+Te2+Te3)を補正部53に出力する。
上述したように、第3の実施形態に係る反力成分算出部352は、第1弾性成分算出部361、第2弾性成分算出部362、第3弾性成分算出部363が算出した、第1弾性反力トルクTe1、第2弾性反力トルクTe2、第3弾性反力トルクTe3に基づいて反力成分の一例としての弾性反力トルクTeを算出し、補正部53に出力する。
The adder 370 outputs the elastic reaction torque Te (Te = Te1 + Te2 + Te3) obtained by adding the first elastic reaction torque Te1 output by the first elastic component calculation unit 361, the second elastic reaction torque Te2 output by the second elastic component calculation unit 362, and the third elastic reaction torque Te3 output by the third elastic component calculation unit 363 to the correction unit 53.
As described above, the reaction force component calculation unit 352 according to the third embodiment calculates the elastic reaction force torque Te as an example of a reaction force component based on the first elastic reaction force torque Te1, the second elastic reaction force torque Te2, and the third elastic reaction force torque Te3 calculated by the first elastic component calculation unit 361, the second elastic component calculation unit 362, and the third elastic component calculation unit 363, and outputs the calculated elastic reaction force torque Te to the correction unit 53.

以上のように構成された第3の実施形態に係るステアリング装置300においては、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同様に、比較例に係るステアリング装置よりもヒステリシス幅が大きくなるので、旋回走行時の操舵フィーリングが向上する。また、第3の実施形態に係るステアリング装置300によれば、Kt1、Kt2、Kt3や、θ1、θ2の値を変更することで、Te1、Te2、Te3の値を調整することができるので、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となり、結果として運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。 In the steering device 300 according to the third embodiment configured as described above, as with the steering device 100 according to the first embodiment, the hysteresis width is larger than that of the steering device according to the comparative example, and therefore the steering feeling during cornering is improved. In addition, according to the steering device 300 according to the third embodiment, the values of Te1, Te2, and Te3 can be adjusted by changing the values of Kt1, Kt2, Kt3, and θ1 and θ2, so that a finely tuned steering feeling can be set, and as a result, the steering feeling for the driver can be improved.

また、第1弾性成分算出部361は、θ1<Δθの場合に、Te1=Kt1×θ1を出力し、第2弾性成分算出部362は、θ2<Δθの場合に、Te2=Kt2×θ2を出力する。これにより、Δθが大きいほど反力成分算出部352から出力される値が大きくなる。それゆえ、ステアリング装置300は、例えば切り込み開始時にステアリングホイール101を滑らかに回転させることができるので、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。 Furthermore, the first elastic component calculation unit 361 outputs Te1 = Kt1 x θ1 when θ1 < Δθ, and the second elastic component calculation unit 362 outputs Te2 = Kt2 x θ2 when θ2 < Δθ. As a result, the value output from the reaction force component calculation unit 352 increases as Δθ increases. Therefore, the steering device 300 can smoothly rotate the steering wheel 101, for example, when starting to turn the wheel, thereby improving the steering feeling for the driver.

なお、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同様に、トルク補正部50の補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdと、反力成分算出部352から出力された弾性反力トルクTeとを加算することにより補正後トルクTcを算出しても良い。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができるとともに、操舵負荷の調整をきめ細かく行うことができる。 As with the steering device 100 according to the first embodiment, the correction unit 53 of the torque correction unit 50 may calculate the corrected torque Tc by adding the detected torque Td detected by the torque sensor 109 and the elastic reaction torque Te output from the reaction component calculation unit 352. This makes it possible to reduce the steering load when the steering wheel 101 is turned, and to finely adjust the steering load.

<第4の実施形態>
図7は、第4の実施形態に係るステアリング装置400の一例を示す概略構成図である。
第4の実施形態に係るステアリング装置400は、第2の実施形態に係るステアリング装置200に対して、制御装置210の目標電流設定部220が異なる。以下、第2の実施形態に係るステアリング装置200と異なる点について説明し、第2の実施形態に係るステアリング装置200と同じ点についての説明は省略する。
Fourth Embodiment
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 400 according to the fourth embodiment.
The steering device 400 according to the fourth embodiment is different from the steering device 200 according to the second embodiment in the target current setting unit 220 of the control device 210. Below, the points that differ from the steering device 200 according to the second embodiment will be described, and the description of the points that are the same as those of the steering device 200 according to the second embodiment will be omitted.

第4の実施形態に係る制御装置410の目標電流設定部420の補正設定部422の反力成分算出部452は、運転者の操舵に対する弾性反力成分を算出する、複数(本実施形態においては3つ)の弾性成分算出部である、第1弾性成分算出部461、第2弾性成分算出部462、第3弾性成分算出部463を有している。また、反力成分算出部452は、第1弾性成分算出部461、第2弾性成分算出部462、第3弾性成分算出部463が算出した弾性反力成分を加算する加算部470を有している。
第1弾性成分算出部461は、0≦Δθ≦θ1の場合に、以下の式(6)に基づいて弾性反力成分の一例としての第1弾性補正電流Ie1を算出して加算部470に出力する。第2弾性成分算出部462は、θ1<Δθ≦θ2の場合に、以下の式(7)に基づいて弾性反力成分の一例としての第2弾性補正電流Ie2を算出して加算部470に出力する。第3弾性成分算出部463は、θ2<Δθの場合に、以下の式(8)に基づいて弾性反力成分の一例としての第3弾性補正電流Ie3を算出して加算部470に出力する。
Ie1=Ki1×Δθ・・・(6)
Ie2=Ki2×Δθ・・・(7)
Ie3=Ki3×Δθ・・・(8)
また、第1弾性成分算出部461は、θ1<Δθの場合に、予め定めされた固定値の一例としてのIe1=Ki1×θ1を出力する。また、第2弾性成分算出部462は、θ2<Δθの場合に、予め定めされた固定値の一例としてのIe2=Ki2×θ2を出力する。
The reaction force component calculation unit 452 of the correction setting unit 422 of the target current setting unit 420 of the control device 410 according to the fourth embodiment has a first elastic component calculation unit 461, a second elastic component calculation unit 462, and a third elastic component calculation unit 463, which are multiple (three in this embodiment) elastic component calculation units that calculate an elastic reaction force component against steering by the driver. The reaction force component calculation unit 452 also has an adder 470 that adds up the elastic reaction force components calculated by the first elastic component calculation unit 461, the second elastic component calculation unit 462, and the third elastic component calculation unit 463.
The first elastic component calculation unit 461 calculates a first elastic correction current Ie1 as an example of an elastic reaction force component based on the following formula (6) when 0≦Δθ≦θ1, and outputs the current to the adder 470. The second elastic component calculation unit 462 calculates a second elastic correction current Ie2 as an example of an elastic reaction force component based on the following formula (7) when θ1<Δθ≦θ2, and outputs the current to the adder 470. The third elastic component calculation unit 463 calculates a third elastic correction current Ie3 as an example of an elastic reaction force component based on the following formula (8) when θ2<Δθ, and outputs the current to the adder 470.
Ie1=Ki1×Δθ...(6)
Ie2=Ki2×Δθ...(7)
Ie3=Ki3×Δθ...(8)
Furthermore, the first elastic component calculation unit 461 outputs Ie1=Ki1×θ1 as an example of a predetermined fixed value when θ1<Δθ, and the second elastic component calculation unit 462 outputs Ie2=Ki2×θ2 as an example of a predetermined fixed value when θ2<Δθ.

Ki1、Ki2、Ki3は、予め定められた比例定数である。Ki1、Ki2、Ki3は、同一であっても良いし、異なっていても良い。θ1及びθ2は予め定められた値であり、θ1<θ2である。θ1、θ2は、それぞれ、10°、20°であることを例示することができる。上記式(6)、(7)、(8)を用いるΔθの範囲は、相互に重ならないように設定しても良いし、重なるように設定しても良い。
なお、弾性成分算出部の数は3つに限定されない。
Ki1, Ki2, and Ki3 are predetermined proportional constants. Ki1, Ki2, and Ki3 may be the same or different. θ1 and θ2 are predetermined values, and θ1<θ2. θ1 and θ2 can be, for example, 10° and 20°, respectively. The ranges of Δθ using the above formulas (6), (7), and (8) may be set so as not to overlap with each other, or may be set so as to overlap with each other.
The number of elastic component calculation units is not limited to three.

加算部470は、第1弾性成分算出部461が出力した第1弾性補正電流Ie1と、第2弾性成分算出部462が出力した第2弾性補正電流Ie2と、第3弾性成分算出部463が出力した第3弾性補正電流Ie3とを加算することにより得た弾性補正電流Ieを最終設定部223に出力する。
上述したように、第4の実施形態に係る反力成分算出部452は、第1弾性成分算出部461、第2弾性成分算出部462、第3弾性成分算出部463が算出した、第1弾性補正電流Ie1、第2弾性補正電流Ie2、第3弾性補正電流Ie3に基づいて反力成分の一例としての弾性補正電流Ieを算出し、最終設定部223に出力する。
The addition unit 470 outputs the elastic correction current Ie obtained by adding the first elastic correction current Ie1 output by the first elastic component calculation unit 461, the second elastic correction current Ie2 output by the second elastic component calculation unit 462, and the third elastic correction current Ie3 output by the third elastic component calculation unit 463 to the final setting unit 223.
As described above, the reaction force component calculation unit 452 according to the fourth embodiment calculates the elastic correction current Ie as an example of a reaction force component based on the first elastic correction current Ie1, the second elastic correction current Ie2, and the third elastic correction current Ie3 calculated by the first elastic component calculation unit 461, the second elastic component calculation unit 462, and the third elastic component calculation unit 463, and outputs the elastic correction current Ie to the final setting unit 223.

以上のように構成された第4の実施形態に係るステアリング装置400においては、第2の実施形態に係るステアリング装置200が奏する効果に加えて、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となるので、結果として運転者の操舵フィーリングをさらに向上させることができる。 The steering device 400 according to the fourth embodiment configured as described above has the same effects as the steering device 200 according to the second embodiment, and in addition, it is possible to set a finer steering feeling, which results in a further improvement in the steering feeling for the driver.

また、第1弾性成分算出部461は、θ1<Δθの場合に、Ie1=Ki1×θ1を出力し、第2弾性成分算出部462は、θ2<Δθの場合に、Ie2=Ki2×θ2を出力する。これにより、Δθが大きいほど反力成分算出部452から出力される値が大きくなる。それゆえ、ステアリング装置400は、例えば切り込み開始時にステアリングホイール101を滑らかに回転させることができるので、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。 Furthermore, the first elastic component calculation unit 461 outputs Ie1 = Ki1 x θ1 when θ1 < Δθ, and the second elastic component calculation unit 462 outputs Ie2 = Ki2 x θ2 when θ2 < Δθ. As a result, the larger Δθ is, the larger the value output from the reaction force component calculation unit 452 becomes. Therefore, the steering device 400 can smoothly rotate the steering wheel 101, for example, when starting to turn the wheel, thereby improving the steering feeling for the driver.

なお、第2の実施形態に係るステアリング装置200と同様に、最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibと、補正設定部422が設定した弾性補正電流Ieとを加算することにより目標電流Itを算出しても良い。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができるとともに、操舵負荷の調整をきめ細かく行うことができる。 As with the steering device 200 according to the second embodiment, the final setting unit 223 may calculate the target current It by adding the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 and the elastic correction current Ie set by the correction setting unit 422. This makes it possible to reduce the steering load when the steering wheel 101 is turned, and to finely adjust the steering load.

<第5の実施形態>
図8は、第5の実施形態に係るステアリング装置500の一例を示す概略構成図である。
第5の実施形態に係るステアリング装置500は、第1の実施形態に係るステアリング装置100に対して、制御装置10のトルク補正部50が異なる。以下、第1の実施形態に係るステアリング装置100と異なる点について説明し、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同じ点についての説明は省略する。
Fifth embodiment
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 500 according to the fifth embodiment.
The steering device 500 according to the fifth embodiment is different from the steering device 100 according to the first embodiment in the torque correction unit 50 of the control device 10. Below, the points that differ from the steering device 100 according to the first embodiment will be described, and the description of the points that are the same as the steering device 100 according to the first embodiment will be omitted.

第5の実施形態に係る制御装置510のトルク補正部550は、偏差算出部51と、反力成分算出部552と、補正部53とを有している。反力成分算出部552は、弾性成分算出部55に加えて、伝達機構130の粘性を考慮して、当該粘性に起因する、運転者の操舵に対する粘性反力トルクTvを算出する粘性成分算出部56を有している。また、トルク補正部550は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeと、粘性成分算出部56が算出した粘性反力トルクTvとを加算する加算部57を有している。 The torque correction unit 550 of the control device 510 according to the fifth embodiment has a deviation calculation unit 51, a reaction force component calculation unit 552, and a correction unit 53. In addition to the elastic component calculation unit 55, the reaction force component calculation unit 552 has a viscosity component calculation unit 56 that calculates a viscosity reaction force torque Tv against the driver's steering caused by the viscosity, taking into account the viscosity of the transmission mechanism 130. The torque correction unit 550 also has an addition unit 57 that adds the elastic reaction force torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 and the viscosity reaction force torque Tv calculated by the viscosity component calculation unit 56.

粘性成分算出部56は、以下の式(9)に基づいて、操舵角算出部42が算出した操舵角θsの時間微分値であるdθs/dtを用いて粘性反力トルクTvを算出する。
Tv=Dt×dθs/dt・・・(9)
Dtは、予め定められた比例定数である。
粘性反力トルクTvは、操舵角θsに基づいて粘性を模擬した粘性反力成分の一例である。なお、操舵角θsの時間微分値は、偏差Δθに置き換えることができる。
The viscosity component calculation unit 56 calculates the viscosity reaction torque Tv based on the following equation (9) using dθs/dt which is the time derivative value of the steering angle θs calculated by the steering angle calculation unit 42.
Tv=Dt×dθs/dt...(9)
Dt is a predetermined proportionality constant.
The viscosity reaction torque Tv is an example of a viscosity reaction component that simulates viscosity based on the steering angle θs. Note that the time differential value of the steering angle θs can be replaced with the deviation Δθ.

加算部57は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeと粘性成分算出部56が算出した粘性反力トルクTvとを加算することにより粘弾性反力トルクTev(Tev=Te+Tv)を算出し、粘弾性反力トルクTevを補正部53に出力する。
上述したように、第5の実施形態に係る反力成分算出部552は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeと、粘性成分算出部56が算出した粘性反力トルクTvとに基づいて粘弾性反力成分の一例としての粘弾性反力トルクTevを算出し、補正部53に出力する。
The adder 57 calculates the viscoelastic reaction torque Tev (Tev = Te + Tv) by adding the elastic reaction torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 and the viscous reaction torque Tv calculated by the viscous component calculation unit 56, and outputs the viscoelastic reaction torque Tev to the correction unit 53.
As described above, the reaction force component calculation unit 552 according to the fifth embodiment calculates the viscoelastic reaction force torque Tev as an example of a viscoelastic reaction force component based on the elastic reaction force torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 and the viscous reaction force torque Tv calculated by the viscous component calculation unit 56, and outputs the calculated viscoelastic reaction force torque Tev to the correction unit 53.

補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdから、反力成分算出部552の加算部57が算出した粘弾性反力トルクTevを減算することにより補正後トルクTcを算出する(Tc=Td-Tev)。
上述したようにして、トルク補正部550が、補正後トルクTcを算出する。そして、目標電流設定部20が、補正後トルクTcを用いて目標電流Itを設定する。
The correction unit 53 calculates a corrected torque Tc by subtracting the viscoelastic reaction torque Tev calculated by the adder 57 of the reaction force component calculation unit 552 from the detected torque Td detected by the torque sensor 109 (Tc=Td−Tev).
As described above, the torque correction unit 550 calculates the corrected torque Tc. Then, the target current setting unit 20 sets the target current It using the corrected torque Tc.

以上説明したように、制御装置510の反力成分算出部552は、粘性反力トルクTvを算出する粘性成分算出部56と、粘性反力トルクTvと弾性反力トルクTeとを加算することで、粘弾性を模擬した反力成分の一例としての粘弾性反力トルクTevを算出する粘弾性成分算出部の一例としての加算部57とを有する。そして、反力成分算出部552は、粘弾性反力トルクTevに基づいて反力成分を算出する。制御装置510においては、反力成分算出部552は、加算部57が算出した粘弾性反力トルクTevを反力成分とする。 As described above, the reaction component calculation unit 552 of the control device 510 has a viscosity component calculation unit 56 that calculates the viscosity reaction torque Tv, and an adder unit 57 as an example of a viscoelastic component calculation unit that calculates the viscoelastic reaction torque Tev as an example of a reaction component that simulates viscoelasticity by adding the viscosity reaction torque Tv and the elastic reaction torque Te. The reaction component calculation unit 552 then calculates the reaction component based on the viscoelastic reaction torque Tev. In the control device 510, the reaction component calculation unit 552 uses the viscoelastic reaction torque Tev calculated by the adder unit 57 as the reaction component.

そして、以上のように構成された第5の実施形態に係るステアリング装置500によれば、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同様に、比較例に係るステアリング装置よりもヒステリシス幅が大きくなるので、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。また、第5の実施形態に係るステアリング装置500によれば、伝達機構130の弾性に加えて、粘性をも考慮するので、ヒステリシス幅を所望の大きさに高精度に設定することができる。 The steering device 500 according to the fifth embodiment configured as described above has a larger hysteresis width than the steering device according to the comparative example, as with the steering device 100 according to the first embodiment, and therefore the steering feeling for the driver can be improved. Furthermore, the steering device 500 according to the fifth embodiment takes into account not only the elasticity of the transmission mechanism 130 but also its viscosity, so that the hysteresis width can be set to a desired size with high precision.

なお、粘性成分算出部56は、一部の偏差Δθの領域では機能しないように設定しても良い。つまり、粘性成分算出部56は、予め定められた偏差Δθの範囲では、式(9)に基づいて、偏差Δθに応じた粘性反力トルクTvを出力するとともに、当該範囲以外では、0を出力すると良い。例えば、粘性成分算出部56は、式(9)に基づいて算出した粘性反力トルクTvに、予め定められた偏差Δθの範囲では0より大きな値であり当該範囲以外では0であるゲインにて調整すると良い。これより、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となり、結果として運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。 The viscosity component calculation unit 56 may be set not to function in some regions of the deviation Δθ. In other words, the viscosity component calculation unit 56 may output a viscosity reaction torque Tv corresponding to the deviation Δθ based on equation (9) within a predetermined range of the deviation Δθ, and may output 0 outside this range. For example, the viscosity component calculation unit 56 may adjust the viscosity reaction torque Tv calculated based on equation (9) with a gain that is greater than 0 within the predetermined range of the deviation Δθ and is 0 outside this range. This allows for fine-tuned settings of the steering feeling, which results in an improved steering feeling for the driver.

また、トルク補正部50の補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdと、反力成分算出部552が出力した粘弾性反力トルクTevとを加算することにより補正後トルクTcを算出しても良い(Tc=Td+Tev)。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときには、目標電流Itの絶対値が比較例よりも大きくなるため、電動モータ110によるアシスト力が大きくなり、運転者の操舵力の絶対値が小さくなる。このように、この構成によれば、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの負荷を小さくすることができ、全ての操舵領域において、操舵フィーリングを向上させることができる。 The correction unit 53 of the torque correction unit 50 may calculate the corrected torque Tc by adding the detected torque Td detected by the torque sensor 109 and the viscoelastic reaction torque Tev output by the reaction component calculation unit 552 (Tc = Td + Tev). As a result, when the steering wheel 101 is turned, the absolute value of the target current It becomes larger than in the comparative example, so that the assist force by the electric motor 110 becomes larger and the absolute value of the steering force of the driver becomes smaller. In this way, with this configuration, the load when the steering wheel 101 is turned can be reduced, and the steering feeling can be improved in all steering ranges.

<第6の実施形態>
図9は、第6の実施形態に係るステアリング装置600の一例を示す概略構成図である。
第6の実施形態に係るステアリング装置600は、第2の実施形態に係るステアリング装置200に対して、制御装置210の目標電流設定部220が異なる。以下、第2の実施形態に係るステアリング装置200と異なる点について説明し、第2の実施形態に係るステアリング装置200と同じ点についての説明は省略する。
Sixth Embodiment
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 600 according to the sixth embodiment.
The steering device 600 according to the sixth embodiment is different from the steering device 200 according to the second embodiment in the target current setting unit 220 of the control device 210. Below, the points that differ from the steering device 200 according to the second embodiment will be described, and the description of the points that are the same as those of the steering device 200 according to the second embodiment will be omitted.

第6の実施形態に係る制御装置610の目標電流設定部620の補正設定部622は、偏差算出部51と、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて反力成分を算出する反力成分算出部652とを有している。 The correction setting unit 622 of the target current setting unit 620 of the control device 610 according to the sixth embodiment has a deviation calculation unit 51 and a reaction force component calculation unit 652 that calculates a reaction force component based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51.

反力成分算出部652は、弾性成分算出部255に加えて、伝達機構130の粘性を考慮して、当該粘性に起因する、運転者の操舵に対する粘性補正電流Ivを算出する粘性成分算出部656を有している。また、反力成分算出部652は、弾性成分算出部255が算出した弾性補正電流Ieと、粘性成分算出部656が算出した粘性補正電流Ivとを加算する加算部657を有している。
粘性成分算出部656は、以下の式(10)に基づいて、操舵角算出部42が算出した操舵角θsを用いて粘性補正電流Ivを算出する。
Iv=Di×dθs/dt・・・(10)
Diは、予め定められた比例定数である。
粘性補正電流Ivは、操舵角θsに基づいて粘性を模擬した粘性反力成分の一例である。
In addition to the elastic component calculation unit 255, the reaction force component calculation unit 652 has a viscosity component calculation unit 656 that calculates a viscosity correction current Iv for the driver's steering caused by the viscosity, taking into account the viscosity of the transmission mechanism 130. The reaction force component calculation unit 652 also has an adder 657 that adds the elasticity correction current Ie calculated by the elastic component calculation unit 255 and the viscosity correction current Iv calculated by the viscosity component calculation unit 656.
The viscosity component calculation unit 656 calculates the viscosity correction current Iv based on the following equation (10) using the steering angle θs calculated by the steering angle calculation unit 42.
Iv=Di×dθs/dt...(10)
Di is a predetermined proportionality constant.
The viscosity correction current Iv is an example of a viscosity reaction force component that simulates viscosity based on the steering angle θs.

加算部657は、弾性成分算出部255が算出した弾性補正電流Ieと粘性成分算出部656が算出した粘性補正電流Ivとを加算することにより粘弾性補正電流Ievを算出し(Iev=Ie+Iv)、粘弾性補正電流Ievを最終設定部223に出力する。
上述したように、第6の実施形態に係る反力成分算出部652は、弾性成分算出部255が算出した弾性補正電流Ieと、粘性成分算出部656が算出した粘性補正電流Ivとに基づいて反力成分の一例としての粘弾性補正電流Ievを算出し、最終設定部223に出力する。
The addition unit 657 calculates the viscoelastic correction current Iev (Iev = Ie + Iv) by adding the elastic correction current Ie calculated by the elastic component calculation unit 255 and the viscosity correction current Iv calculated by the viscosity component calculation unit 656, and outputs the viscoelastic correction current Iev to the final setting unit 223.
As described above, the reaction force component calculation unit 652 according to the sixth embodiment calculates the viscoelastic correction current Iev as an example of a reaction force component based on the elastic correction current Ie calculated by the elastic component calculation unit 255 and the viscosity correction current Iv calculated by the viscosity component calculation unit 656, and outputs it to the final setting unit 223.

最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibから、補正設定部622が設定した粘弾性補正電流Ievを減算することにより目標電流Itを算出する(It=Ib-Iev)。 The final setting unit 223 calculates the target current It by subtracting the viscoelastic correction current Iev set by the correction setting unit 622 from the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 (It = Ib - Iev).

以上説明したように、制御装置610の反力成分算出部652は、粘性補正電流Ivを算出する粘性成分算出部656と、粘性補正電流Ivと弾性補正電流Ieとを加算することで、粘弾性を模擬した反力成分の一例としての粘弾性補正電流Ievを算出する粘弾性成分算出部の一例としての加算部657とを有する。そして、反力成分算出部652は、粘弾性補正電流Ievに基づいて反力成分を算出する。制御装置610においては、反力成分算出部652は、加算部657が算出した粘弾性補正電流Ievを反力成分とする。 As described above, the reaction component calculation unit 652 of the control device 610 has a viscosity component calculation unit 656 that calculates the viscosity correction current Iv, and an adder unit 657 as an example of a viscoelastic component calculation unit that calculates the viscoelasticity correction current Iev as an example of a reaction component that simulates viscoelasticity by adding the viscosity correction current Iv and the elasticity correction current Ie. The reaction component calculation unit 652 then calculates the reaction component based on the viscoelasticity correction current Iev. In the control device 610, the reaction component calculation unit 652 uses the viscoelasticity correction current Iev calculated by the adder unit 657 as the reaction component.

以上のように構成された第6の実施形態に係るステアリング装置600によれば、第2の実施形態に係るステアリング装置200が奏する効果に加えて、伝達機構130の弾性に加えて、粘性をも考慮するので、ヒステリシス幅を所望の大きさに高精度に設定することができる。 The steering device 600 according to the sixth embodiment configured as described above has the same effects as the steering device 200 according to the second embodiment, and takes into account not only the elasticity of the transmission mechanism 130 but also its viscosity, making it possible to set the hysteresis width to the desired size with high precision.

なお、粘性成分算出部656は、一部の偏差Δθの領域では機能しないように設定しても良い。つまり、粘性成分算出部656は、予め定められた偏差Δθの範囲では、式(10)に基づいて、偏差Δθに応じた粘性補正電流Ivを出力するとともに、当該範囲以外では、0を出力すると良い。例えば、粘性成分算出部656は、式(10)に基づいて算出した粘性補正電流Ivに、予め定められた偏差Δθの範囲では0より大きな値であり当該範囲以外では0であるゲインにて調整すると良い。これより、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となり、結果として運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。 The viscosity component calculation unit 656 may be set not to function in some deviation Δθ ranges. In other words, the viscosity component calculation unit 656 may output a viscosity correction current Iv corresponding to the deviation Δθ based on equation (10) in a predetermined range of deviation Δθ, and output 0 outside this range. For example, the viscosity component calculation unit 656 may adjust the viscosity correction current Iv calculated based on equation (10) with a gain that is greater than 0 in the predetermined range of deviation Δθ and is 0 outside this range. This allows for fine-tuned steering feeling settings, resulting in an improved steering feeling for the driver.

また、第2の実施形態に係るステアリング装置200と同様に、最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibと、補正設定部622が設定した粘弾性補正電流Ievとを加算することにより目標電流Itを算出しても良い。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができるとともに、操舵負荷の調整をきめ細かく行うことができる。 Furthermore, similar to the steering device 200 according to the second embodiment, the final setting unit 223 may calculate the target current It by adding the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 and the viscoelastic correction current Iev set by the correction setting unit 622. This makes it possible to reduce the steering load when the steering wheel 101 is turned, and to finely adjust the steering load.

<第7の実施形態>
図10は、第7の実施形態に係るステアリング装置700の一例を示す概略構成図である。
第7の実施形態に係るステアリング装置700は、第5の実施形態に係るステアリング装置500に対して、制御装置510のトルク補正部550が異なる。以下、第5の実施形態に係るステアリング装置500と異なる点について説明し、第5の実施形態に係るステアリング装置500と同じ点についての説明は省略する。
Seventh embodiment
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 700 according to the seventh embodiment.
The steering device 700 according to the seventh embodiment is different from the steering device 500 according to the fifth embodiment in the torque correction unit 550 of the control device 510. Below, the points that are different from the steering device 500 according to the fifth embodiment will be described, and the description of the points that are the same as the steering device 500 according to the fifth embodiment will be omitted.

第7の実施形態に係る制御装置710のトルク補正部750は、偏差算出部51と、反力成分算出部752と、補正部53とを有している。反力成分算出部752は、粘性成分算出部56と、第3の実施形態に係る第1弾性成分算出部361、第2弾性成分算出部362及び第3弾性成分算出部363とを有している。また、反力成分算出部752は、第1弾性成分算出部361が出力した第1弾性反力トルクTe1と、第2弾性成分算出部362が出力した第2弾性反力トルクTe2と、第3弾性成分算出部363が出力した第3弾性反力トルクTe3と、粘性成分算出部56が算出した粘性反力トルクTvとを加算する加算部757を有している。加算部757は、第1弾性反力トルクTe1と、第2弾性反力トルクTe2と、第3弾性反力トルクTe3と、粘性反力トルクTvとを加算することにより粘弾性反力トルクTev(Tev=Te1+Te2+Te3+Tv)を算出し、粘弾性反力トルクTevを補正部53に出力する。 The torque correction unit 750 of the control device 710 according to the seventh embodiment has a deviation calculation unit 51, a reaction force component calculation unit 752, and a correction unit 53. The reaction force component calculation unit 752 has a viscosity component calculation unit 56, and the first elastic component calculation unit 361, the second elastic component calculation unit 362, and the third elastic component calculation unit 363 according to the third embodiment. The reaction force component calculation unit 752 also has an addition unit 757 that adds the first elastic reaction force torque Te1 output by the first elastic component calculation unit 361, the second elastic reaction force torque Te2 output by the second elastic component calculation unit 362, the third elastic reaction force torque Te3 output by the third elastic component calculation unit 363, and the viscosity reaction force torque Tv calculated by the viscosity component calculation unit 56. The adder 757 calculates the viscoelastic reaction torque Tev (Tev = Te1 + Te2 + Te3 + Tv) by adding the first elastic reaction torque Te1, the second elastic reaction torque Te2, the third elastic reaction torque Te3, and the viscous reaction torque Tv, and outputs the viscoelastic reaction torque Tev to the correction unit 53.

このように、第7の実施形態に係る反力成分算出部752は、第1弾性反力トルクTe1と、第2弾性反力トルクTe2と、第3弾性反力トルクTe3と、粘性反力トルクTvとに基づいて反力成分の一例としての粘弾性反力トルクTevを算出し、補正部53に出力する。 In this way, the reaction force component calculation unit 752 according to the seventh embodiment calculates the viscoelastic reaction force torque Tev as an example of a reaction force component based on the first elastic reaction force torque Te1, the second elastic reaction force torque Te2, the third elastic reaction force torque Te3, and the viscous reaction force torque Tv, and outputs it to the correction unit 53.

以上のように構成された第7の実施形態に係るステアリング装置700においては、第5の実施形態に係るステアリング装置500が奏する効果に加えて、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となるので、結果として操舵フィーリングを向上させることができる。 The steering device 700 according to the seventh embodiment configured as described above has the same effects as the steering device 500 according to the fifth embodiment, and in addition, it is possible to set a finer steering feeling, thereby improving the steering feeling.

なお、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同様に、トルク補正部750の補正部53は、トルクセンサ109が検出した検出トルクTdと、反力成分算出部752から出力された粘弾性反力トルクTevとを加算することにより補正後トルクTcを算出しても良い(Tc=Td+Tev)。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができるとともに、操舵負荷の調整をきめ細かく行うことができる As with the steering device 100 according to the first embodiment, the correction unit 53 of the torque correction unit 750 may calculate the corrected torque Tc by adding the detected torque Td detected by the torque sensor 109 and the viscoelastic reaction torque Tev output from the reaction component calculation unit 752 (Tc = Td + Tev). This makes it possible to reduce the steering load when the steering wheel 101 is turned, and to finely adjust the steering load.

また、トルク補正部750は、予め定められた偏差Δθの範囲で偏差Δθに応じた弾性反力成分を算出する第1弾性成分算出部361、第2弾性成分算出部362、第3弾性成分算出部363を有している。これと同様に、トルク補正部750は、予め定められた偏差Δθの範囲で偏差Δθに応じた粘性反力トルクTvを算出する複数の粘性成分算出部56(例えば第1粘性成分算出部、第2粘性成分算出部、第3粘性成分算出部)を有していても良い。そして、複数の粘性成分算出部56(例えば第1粘性成分算出部、第2粘性成分算出部、第3粘性成分算出部)のそれぞれは、予め定められた偏差Δθの範囲を超えた偏差Δθでは、予め定められた固定値を出力するようにしても良い。これにより、きめ細かい操舵フィーリングの設定を可能にすることができる。
また、トルク補正部750は、複数の粘弾性反力トルク(例えば第1粘弾性反力トルク、第2粘弾性反力トルク、第3粘弾性反力トルク)を出力する複数の粘弾性成分算出部(例えば第1粘弾性成分算出部、第2粘弾性成分算出部、第3粘弾性成分算出部)を有しても良い。例えば、第1粘弾性成分算出部は、第1弾性成分算出部361が算出した第1弾性反力トルクTe1と第1粘性成分算出部が算出した第1粘性反力トルクとを加算することにより第1粘弾性反力トルクを算出する。そして、加算部757は、複数の粘弾性成分算出部にて算出された複数の粘弾性反力トルクを加算することにより粘弾性反力トルクTevを算出し、粘弾性反力トルクTevを補正部53に出力しても良い。あるいは、トルク補正部750は、複数の粘弾性成分算出部にて算出された複数の粘弾性反力トルクを、加算部757にて加算することなしに、補正部53に出力しても良い。
The torque correction unit 750 also includes a first elastic component calculation unit 361, a second elastic component calculation unit 362, and a third elastic component calculation unit 363 that calculate an elastic reaction force component corresponding to the deviation Δθ within a predetermined range of the deviation Δθ. Similarly, the torque correction unit 750 may include a plurality of viscosity component calculation units 56 (e.g., a first viscosity component calculation unit, a second viscosity component calculation unit, and a third viscosity component calculation unit) that calculate a viscosity reaction force torque Tv corresponding to the deviation Δθ within a predetermined range of the deviation Δθ. Each of the plurality of viscosity component calculation units 56 (e.g., a first viscosity component calculation unit, a second viscosity component calculation unit, and a third viscosity component calculation unit) may output a predetermined fixed value when the deviation Δθ exceeds the predetermined range of the deviation Δθ. This allows for fine-tuned setting of the steering feeling.
Furthermore, the torque correction unit 750 may have a plurality of viscoelastic component calculation units (e.g., a first viscoelastic component calculation unit, a second viscoelastic component calculation unit, and a third viscoelastic component calculation unit) that output a plurality of viscoelastic reaction torques (e.g., a first viscoelastic component calculation unit, a second viscoelastic reaction torque, and a third viscoelastic reaction torque). For example, the first viscoelastic component calculation unit calculates the first viscoelastic reaction torque by adding the first elastic reaction torque Te1 calculated by the first elastic component calculation unit 361 and the first viscoelastic reaction torque calculated by the first viscoelastic component calculation unit. The adder 757 may calculate the viscoelastic reaction torque Tev by adding the plurality of viscoelastic reaction torques calculated by the plurality of viscoelastic component calculation units, and output the viscoelastic reaction torque Tev to the correction unit 53. Alternatively, the torque correcting unit 750 may output the multiple viscoelastic reaction torques calculated by the multiple viscoelastic component calculating units to the correcting unit 53 without adding them up in the adding unit 757 .

<第8の実施形態>
図11は、第8の実施形態に係るステアリング装置800の一例を示す概略構成図である。
第8の実施形態に係るステアリング装置800は、第6の実施形態に係るステアリング装置600に対して、制御装置610の目標電流設定部620が異なる。以下、第6の実施形態に係るステアリング装置600と異なる点について説明し、第6の実施形態に係るステアリング装置600と同じ点についての説明は省略する。
Eighth embodiment
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 800 according to the eighth embodiment.
The steering device 800 according to the eighth embodiment is different from the steering device 600 according to the sixth embodiment in a target current setting unit 620 of a control device 610. Below, the points that differ from the steering device 600 according to the sixth embodiment will be described, and a description of the points that are the same as those of the steering device 600 according to the sixth embodiment will be omitted.

第8の実施形態に係る制御装置810の目標電流設定部820の補正設定部822は、偏差算出部51と、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて反力成分を算出する反力成分算出部852とを有している。
反力成分算出部852は、粘性成分算出部656と、第4の実施形態に係る第1弾性成分算出部461、第2弾性成分算出部462及び第3弾性成分算出部463とを有している。また、反力成分算出部852は、第1弾性成分算出部461が出力した第1弾性補正電流Ie1と、第2弾性成分算出部462が出力した第2弾性補正電流Ie2と、第3弾性成分算出部463が出力した第3弾性補正電流Ie3と、粘性成分算出部656が算出した粘性補正電流Ivとを加算する加算部857を有している。加算部857は、第1弾性補正電流Ie1と、第2弾性補正電流Ie2と、第3弾性補正電流Ie3と、粘性補正電流Ivとを加算することにより粘弾性補正電流Iev(Iev=Ie1+Ie2+Ie3+Iv)を算出し、粘弾性補正電流Ievを最終設定部223に出力する。
The correction setting unit 822 of the target current setting unit 820 of the control device 810 relating to the eighth embodiment has a deviation calculation unit 51 and a reaction force component calculation unit 852 that calculates a reaction force component based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51.
The reaction force component calculation unit 852 has a viscosity component calculation unit 656, and a first elastic component calculation unit 461, a second elastic component calculation unit 462, and a third elastic component calculation unit 463 according to the fourth embodiment. The reaction force component calculation unit 852 also has an adder 857 that adds the first elasticity correction current Ie1 output by the first elasticity component calculation unit 461, the second elasticity correction current Ie2 output by the second elasticity component calculation unit 462, the third elasticity correction current Ie3 output by the third elasticity component calculation unit 463, and the viscosity correction current Iv calculated by the viscosity component calculation unit 656. The addition unit 857 calculates the viscoelastic correction current Iev (Iev = Ie1 + Ie2 + Ie3 + Iv) by adding the first elastic correction current Ie1, the second elastic correction current Ie2, the third elastic correction current Ie3, and the viscosity correction current Iv, and outputs the viscoelastic correction current Iev to the final setting unit 223.

このように、第8の実施形態に係る反力成分算出部852は、第1弾性補正電流Ie1と、第2弾性補正電流Ie2と、第3弾性補正電流Ie3と、粘弾性補正電流Ievとに基づいて反力成分の一例としての粘弾性補正電流Ievを算出し、最終設定部223に出力する。 In this way, the reaction force component calculation unit 852 according to the eighth embodiment calculates the viscoelastic correction current Iev as an example of a reaction force component based on the first elastic correction current Ie1, the second elastic correction current Ie2, the third elastic correction current Ie3, and the viscoelastic correction current Iev, and outputs it to the final setting unit 223.

以上のように構成された第8の実施形態に係るステアリング装置800においては、第6の実施形態に係るステアリング装置600が奏する効果に加えて、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となるので、結果として運転者の操舵フィーリングをさらに向上させることができる。 The steering device 800 according to the eighth embodiment configured as described above has the same effects as the steering device 600 according to the sixth embodiment, and in addition, it is possible to set a finer steering feeling, which results in a further improvement in the steering feeling for the driver.

なお、第2の実施形態に係るステアリング装置200と同様に、最終設定部223は、基本設定部221が設定した基本目標電流Ibと、補正設定部822が設定した粘弾性補正電流Ievとを加算することにより目標電流Itを算出しても良い。これにより、ステアリングホイール101を切り込んでいるときの操舵負荷を小さくすることができるとともに、操舵負荷の調整をきめ細かく行うことができる。 As with the steering device 200 according to the second embodiment, the final setting unit 223 may calculate the target current It by adding the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 and the viscoelastic correction current Iev set by the correction setting unit 822. This makes it possible to reduce the steering load when the steering wheel 101 is turned, and to finely adjust the steering load.

また、補正設定部822は、予め定められた偏差Δθの範囲で偏差Δθに応じた弾性反力成分を算出する第1弾性成分算出部461、第2弾性成分算出部462及び第3弾性成分算出部463を有している。これと同様に、補正設定部822は、予め定められた偏差Δθの範囲で偏差Δθに応じた粘性補正電流Ivを算出する複数の粘性成分算出部656(例えば第1粘性成分算出部、第2粘性成分算出部、第3粘性成分算出部)を有していても良い。そして、複数の粘性成分算出部656(例えば第1粘性成分算出部、第2粘性成分算出部、第3粘性成分算出部)のそれぞれは、予め定められた偏差Δθの範囲を超えた偏差Δθでは、予め定められた固定値を出力するようにしても良い。これにより、きめ細かい操舵フィーリングの設定を可能にすることができる。
また、補正設定部822は、複数の粘弾性補正電流(例えば第1粘弾性補正電流、第2粘弾性補正電流、第3粘弾性補正電流)を出力する複数の粘弾性成分算出部(例えば第1粘弾性成分算出部、第2粘弾性成分算出部、第3粘弾性成分算出部)を有しても良い。例えば、第1粘弾性成分算出部は、第1弾性成分算出部461が算出した第1弾性補正電流Ie1と第1粘性成分算出部が算出した第1粘性補正電流とを加算することにより第1粘弾性補正電流を算出する。そして、加算部857は、複数の粘弾性成分算出部にて算出された複数の粘弾性補正電流を加算することにより粘弾性補正電流Ievを算出し、粘弾性補正電流Ievを最終設定部223に出力しても良い。あるいは、補正設定部822は、複数の粘弾性成分算出部にて算出された複数の粘弾性補正電流を、加算部857にて加算することなしに、最終設定部223に出力しても良い。
The correction setting unit 822 also has a first elastic component calculation unit 461, a second elastic component calculation unit 462, and a third elastic component calculation unit 463 that calculate an elastic reaction force component corresponding to the deviation Δθ within a predetermined range of the deviation Δθ. Similarly, the correction setting unit 822 may have a plurality of viscosity component calculation units 656 (e.g., a first viscosity component calculation unit, a second viscosity component calculation unit, and a third viscosity component calculation unit) that calculate a viscosity correction current Iv corresponding to the deviation Δθ within a predetermined range of the deviation Δθ. Each of the plurality of viscosity component calculation units 656 (e.g., a first viscosity component calculation unit, a second viscosity component calculation unit, and a third viscosity component calculation unit) may output a predetermined fixed value when the deviation Δθ exceeds the predetermined range of the deviation Δθ. This makes it possible to set a fine steering feeling.
The correction setting unit 822 may also have a plurality of viscoelastic component calculation units (e.g., a first viscoelastic component calculation unit, a second viscoelastic component calculation unit, and a third viscoelastic component calculation unit) that output a plurality of viscoelastic correction currents (e.g., a first viscoelastic component calculation unit, a second viscoelastic component calculation unit, and a third viscoelastic correction current). For example, the first viscoelastic component calculation unit calculates the first viscoelastic correction current by adding the first elastic correction current Ie1 calculated by the first elastic component calculation unit 461 and the first viscosity correction current calculated by the first viscosity component calculation unit. The adder 857 may then calculate the viscoelastic correction current Iev by adding the plurality of viscoelastic correction currents calculated by the plurality of viscoelastic component calculation units, and output the viscoelastic correction current Iev to the final setting unit 223. Alternatively, the correction setting unit 822 may output the plurality of viscoelastic correction currents calculated by the plurality of viscoelastic component calculation units to the final setting unit 223 without adding them by the adder 857.

<第9の実施形態>
図12は、第9の実施形態に係るステアリング装置900の一例を示す概略構成図である。
第9の実施形態に係るステアリング装置900は、第1の実施形態に係るステアリング装置100に対して、制御装置10のトルク補正部50が異なる。以下、第1の実施形態に係るステアリング装置100と異なる点について説明し、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同じ点についての説明は省略する。
Ninth embodiment
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an example of a steering device 900 according to the ninth embodiment.
The steering device 900 according to the ninth embodiment is different from the steering device 100 according to the first embodiment in the torque correction unit 50 of the control device 10. Below, the points that differ from the steering device 100 according to the first embodiment will be described, and the description of the points that are the same as the steering device 100 according to the first embodiment will be omitted.

第9の実施形態に係る制御装置910のトルク補正部950は、偏差算出部51と、反力成分算出部952と、補正部53とを有している。
反力成分算出部952は、弾性成分算出部55と、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeを、車両の状態に応じて補正する車両状態補正部80とを有している。
The torque correction unit 950 of the control device 910 according to the ninth embodiment has a deviation calculation unit 51 , a reaction force component calculation unit 952 , and a correction unit 53 .
The reaction force component calculation unit 952 has an elastic component calculation unit 55 and a vehicle state correction unit 80 that corrects the elastic reaction force torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 in accordance with the state of the vehicle.

車両状態補正部80は、車速Vcに応じて弾性反力トルクTeを補正することを例示することができる。車両状態補正部80は、例えば車速Vcが大きいほど弾性反力トルクTeの絶対値が小さくなるように、車速Vcが大きいほど小さな値となる係数を弾性反力トルクTeに乗算するとともに、乗算することにより得た補正値Tecを反力成分算出部952の出力値として補正部53に出力すると良い。 The vehicle state correction unit 80 can, for example, correct the elastic reaction torque Te according to the vehicle speed Vc. For example, the vehicle state correction unit 80 multiplies the elastic reaction torque Te by a coefficient that decreases as the vehicle speed Vc increases so that the absolute value of the elastic reaction torque Te decreases as the vehicle speed Vc increases, and outputs the correction value Tec obtained by the multiplication to the correction unit 53 as the output value of the reaction component calculation unit 952.

また、車両状態補正部80は、車両の周辺温度に応じて弾性反力トルクTeを補正することを例示することができる。車両状態補正部80は、例えば周辺温度が低いほど弾性反力トルクTeの絶対値が小さくなるように、周辺温度が低いほど小さな値となる係数を弾性反力トルクTeに乗算するとともに、乗算することにより得た補正値Tecを反力成分算出部952の出力値として補正部53に出力すると良い。
また、車両状態補正部80は、検出トルクTdに応じて弾性反力トルクTeを補正しても良い。
Further, the vehicle state correcting unit 80 may, for example, correct the elastic reaction torque Te in accordance with the ambient temperature of the vehicle. For example, the vehicle state correcting unit 80 may multiply the elastic reaction torque Te by a coefficient that decreases as the ambient temperature decreases so that the absolute value of the elastic reaction torque Te decreases as the ambient temperature decreases, and may output the correction value Tec obtained by the multiplication to the correcting unit 53 as the output value of the reaction component calculating unit 952.
Furthermore, the vehicle state correcting unit 80 may correct the elastic reaction torque Te in accordance with the detected torque Td.

以上説明したように、制御装置910は、操舵角θsに基づいて弾性を模擬した弾性反力トルクTeを算出する弾性成分算出部55を有し、弾性反力トルクTeに基づいて反力成分の一例としての補正値Tecを算出する反力成分算出部952を備える。制御装置910においては、反力成分算出部952は、弾性成分算出部55が算出した弾性反力トルクTeと予め定められた係数とを乗算することにより得た補正値Tec(Tec=Te×係数)を反力成分とする。
このように、車両の状態に応じて弾性反力トルクTeを補正することで、きめ細かい操舵フィーリングの設定が可能となり、結果として運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
As described above, the control device 910 has the elastic component calculation unit 55 that calculates the elastic reaction torque Te simulating elasticity based on the steering angle θs, and is equipped with a reaction component calculation unit 952 that calculates a correction value Tec as an example of a reaction component based on the elastic reaction torque Te. In the control device 910, the reaction component calculation unit 952 multiplies the elastic reaction torque Te calculated by the elastic component calculation unit 55 by a predetermined coefficient to obtain a correction value Tec (Tec = Te x coefficient), which is set as the reaction component.
In this way, by correcting the elastic reaction torque Te in accordance with the state of the vehicle, it becomes possible to set a finely tuned steering feeling, and as a result, the steering feeling for the driver can be improved.

なお、車両状態補正部80を、第3,第5,第7の実施形態に係る反力成分算出部352,552,752が有し、当該反力成分算出部352,552,752から出力される反力成分(弾性反力トルクTe,粘弾性反力トルクTev)を補正しても良い。
また、車両状態補正部80を、第2,第4,第6,第8の実施形態に係る反力成分算出部252,452,652,852が有し、当該反力成分算出部252,452,652,852から出力される反力成分(弾性補正電流Ie,粘弾性補正電流Iev)を補正しても良い。
In addition, the vehicle state correction unit 80 may be provided in the reaction component calculation unit 352, 552, 752 according to the third, fifth, or seventh embodiment, and may correct the reaction components (elastic reaction torque Te, viscoelastic reaction torque Tev) output from the reaction component calculation unit 352, 552, 752.
In addition, the vehicle state correction unit 80 may be provided in the reaction force component calculation units 252, 452, 652, 852 relating to the second, fourth, sixth and eighth embodiments, and may correct the reaction force components (elastic correction current Ie, viscoelastic correction current Iev) output from the reaction force component calculation units 252, 452, 652, 852.

<第10の実施形態>
図13は、第10の実施形態に係るステアバイワイヤシステム1000の概略構成の一例を示す図である。
第10の実施形態に係るステアバイワイヤシステム1000は、第1の実施形態に係るステアリング装置100に対して、ステアリングホイール101と前輪150とが、ステアリングシャフト102等により接続されず、機械的に分離している点が異なる。以下、第1の実施形態に係るステアリング装置100と異なる点について説明し、第1の実施形態に係るステアリング装置100と同じ点についての説明は省略する。
Tenth embodiment
FIG. 13 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a steer-by-wire system 1000 according to the tenth embodiment.
The steer-by-wire system 1000 according to the tenth embodiment differs from the steering device 100 according to the first embodiment in that the steering wheel 101 and the front wheels 150 are not connected by a steering shaft 102 or the like but are mechanically separated. Below, the points that differ from the steering device 100 according to the first embodiment will be described, and a description of the points that are the same as those of the steering device 100 according to the first embodiment will be omitted.

ステアバイワイヤシステム1000は、ステアリングホイール101の操舵に対して操舵反力を与える電動モータである反力モータ1001と、ステアリングシャフト102に装着されているとともに、反力モータ1001の出力軸に装着されたギヤと噛み合うギヤ1002とを備えている。また、ステアバイワイヤシステム1000は、ステアリングシャフト102を任意の回転角度で固定する固定部1003を有している。また、ステアバイワイヤシステム1000は、操舵角θs及び操舵トルクを検出する操舵検出装置1004を有している。操舵検出装置1004は、ステアリングシャフト102の回転角度に基づいて操舵角θsを検出するとともに、ステアリングシャフト102の捩れ量に基づいて操舵トルクを検出する。操舵検出装置1004が検出した操舵トルクが検出トルクTdである。 The steer-by-wire system 1000 includes a reaction motor 1001, which is an electric motor that applies a steering reaction force to the steering of the steering wheel 101, and a gear 1002 that is attached to the steering shaft 102 and meshes with a gear attached to the output shaft of the reaction motor 1001. The steer-by-wire system 1000 also includes a fixing unit 1003 that fixes the steering shaft 102 at an arbitrary rotation angle. The steer-by-wire system 1000 also includes a steering detection device 1004 that detects the steering angle θs and the steering torque. The steering detection device 1004 detects the steering angle θs based on the rotation angle of the steering shaft 102, and detects the steering torque based on the amount of twist of the steering shaft 102. The steering torque detected by the steering detection device 1004 is the detected torque Td.

ステアバイワイヤシステム1000は、電動モータ110の駆動を制御するとともに、反力モータ1001の駆動を制御する制御装置1010を有している。
図14は、制御装置1010における反力モータ1001の駆動を制御する反力モータ制御部1011の一例を示す概略構成図である。
反力モータ制御部1011は、反力モータ1001に供給するのに必要となる目標電流Itを設定する目標電流設定部20と、目標電流設定部20が算出した目標電流Itに基づいてフィードバック制御などを行う制御部30とを備えている。また、反力モータ制御部1011は、操舵検出装置1004が検出した検出トルクTdを補正して補正後トルクTcを算出するトルク補正部1050を備えている。
The steer-by-wire system 1000 has a control device 1010 that controls the driving of the electric motor 110 and also controls the driving of the reaction motor 1001 .
FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a reaction motor control unit 1011 that controls the driving of the reaction motor 1001 in the control device 1010.
The reaction motor control unit 1011 includes a target current setting unit 20 that sets a target current It required to be supplied to the reaction motor 1001, and a control unit 30 that performs feedback control and the like based on the target current It calculated by the target current setting unit 20. The reaction motor control unit 1011 also includes a torque correction unit 1050 that corrects the detected torque Td detected by the steering detection device 1004 to calculate a corrected torque Tc.

トルク補正部1050は、操舵検出装置1004が検出した操舵角θsの偏差Δθを算出する偏差算出部51と、偏差算出部51が算出した偏差Δθに基づいて、運転者の操舵に対する反力成分を算出する反力成分算出部52とを有している。また、トルク補正部1050は、反力成分算出部52が算出した反力成分を用いて検出トルクTdを補正する補正部53を有している。 The torque correction unit 1050 has a deviation calculation unit 51 that calculates the deviation Δθ of the steering angle θs detected by the steering detection device 1004, and a reaction force component calculation unit 52 that calculates a reaction force component against the steering by the driver based on the deviation Δθ calculated by the deviation calculation unit 51. The torque correction unit 1050 also has a correction unit 53 that corrects the detected torque Td using the reaction force component calculated by the reaction force component calculation unit 52.

以上説明したステアバイワイヤシステム1000によれば、第1の実施形態に係るステアリング装置100が奏する効果と同様の効果を奏するので、操舵フィーリングを向上することができる。
上述したように、反力モータ制御部1011は、第1の実施形態に係る制御装置10の機能を有する。同様に、反力モータ制御部1011は、第2~9の実施形態に係る制御装置(例えば制御装置210)のいずれかの制御装置の機能を有しても良い。
The steer-by-wire system 1000 described above provides the same effects as those provided by the steering device 100 according to the first embodiment, and therefore can improve the steering feeling.
As described above, the reaction motor control unit 1011 has the functions of the control device 10 according to the first embodiment. Similarly, the reaction motor control unit 1011 may have the functions of any of the control devices according to the second to ninth embodiments (e.g., the control device 210).

なお、第2の実施形態に係るステアリング装置200の目標電流設定部220において、補正設定部222は、基本目標電流Ibを補正する補正電流を設定するが、特にかかる態様に限定されない。補正設定部222が補正する補正電流が、目標電流Itであっても良い。例えば、目標電流設定部220は、基本設定部221及び最終設定部223を備えていなくても良い。あるいは、目標電流設定部220において、基本設定部221が設定する基本目標電流Ibを0としても良い。同様に、第4,第6,第8の実施形態に係る目標電流設定部420,620,820において、補正設定部422,622,822が補正する補正電流が、目標電流Itであっても良い。あるいは、目標電流設定部420,620,820において、基本設定部221が設定する基本目標電流Ibを0としても良い。 In the target current setting unit 220 of the steering device 200 according to the second embodiment, the correction setting unit 222 sets a correction current that corrects the basic target current Ib, but is not limited to this mode. The correction current corrected by the correction setting unit 222 may be the target current It. For example, the target current setting unit 220 may not include the basic setting unit 221 and the final setting unit 223. Alternatively, in the target current setting unit 220, the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 may be set to 0. Similarly, in the target current setting units 420, 620, and 820 according to the fourth, sixth, and eighth embodiments, the correction current corrected by the correction setting units 422, 622, and 822 may be the target current It. Alternatively, in the target current setting units 420, 620, and 820, the basic target current Ib set by the basic setting unit 221 may be set to 0.

なお、第1,第3,第5,第7の実施形態に係る制御装置10,310,510,710は、運転者の操舵入力信号の値の一例としての検出トルクTdを反力成分に基づいて補正する態様であり、第2,第4,第6,第8の実施形態に係る制御装置210,410,610,810は、基本目標電流Ibを反力成分に基づいて補正する態様である。これら検出トルクTdを補正する態様と、基本目標電流Ibを補正する態様とを適宜組み合わせても良い。つまり、検出トルクTdを反力成分に基づいて補正した補正後トルクTcを用いて、基本目標電流Ibを設定するとともに、設定した基本目標電流Ibを反力成分に基づいて補正して目標電流Itを算出しても良い。 The control devices 10, 310, 510, and 710 according to the first, third, fifth, and seventh embodiments are configured to correct the detected torque Td, which is an example of the value of the steering input signal of the driver, based on the reaction force component, and the control devices 210, 410, 610, and 810 according to the second, fourth, sixth, and eighth embodiments are configured to correct the basic target current Ib based on the reaction force component. These modes of correcting the detected torque Td and the modes of correcting the basic target current Ib may be appropriately combined. In other words, the basic target current Ib may be set using the corrected torque Tc obtained by correcting the detected torque Td based on the reaction force component, and the set basic target current Ib may be corrected based on the reaction force component to calculate the target current It.

10,210,310,410,510,610,710,810,910,1010…制御装置、20…目標電流設定部、50…トルク補正部、52,252,352,452,552,652,752,852,952…反力成分算出部、53…補正部、55,255…弾性成分算出部、56,656…粘性成分算出部、57,370,470,657,757,857…加算部、80…車両状態補正部、100,200,300,400,500,600,700,800,900…ステアリング装置、130…伝達機構、223…最終設定部、1000…ステアバイワイヤシステム 10,210,310,410,510,610,710,810,910,1010...control device, 20...target current setting unit, 50...torque correction unit, 52,252,352,452,552,652,752,852,952...reaction force component calculation unit, 53...correction unit, 55,255...elastic component calculation unit, 56,656...viscosity component calculation unit, 57,370,470,657,757,857...addition unit, 80...vehicle state correction unit, 100,200,300,400,500,600,700,800,900...steering device, 130...transmission mechanism, 223...final setting unit, 1000...steer-by-wire system

Claims (10)

運転者の操舵入力信号の値に基づいて目標制御量を算出する目標制御量算出部と、
操舵角を算出する操舵角算出部から定期的に取得する前記操舵角の今回取得した値から前回取得した値を減算することで偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差に基づいて弾性を模擬した弾性反力成分を算出する弾性成分算出部を有し、前記弾性反力成分に基づいて反力成分を算出する反力成分算出部と、
前記操舵入力信号の値又は前記目標制御量の少なくともいずれか一方を、前記反力成分に基づいて補正する補正部と、
を備える制御装置。
a target control amount calculation unit that calculates a target control amount based on a value of a steering input signal from a driver;
a deviation calculation unit that calculates a deviation by subtracting a previously acquired value of the steering angle from a currently acquired value of the steering angle, the steering angle being periodically acquired from a steering angle calculation unit that calculates a steering angle ;
a reaction force component calculation unit including an elastic component calculation unit that calculates an elastic reaction force component simulating elasticity based on the deviation, and that calculates a reaction force component based on the elastic reaction force component;
a correction unit that corrects at least one of the value of the steering input signal or the target control amount based on the reaction force component;
A control device comprising:
前記反力成分算出部は、複数の前記弾性成分算出部を有する、
請求項1に記載の制御装置。
The reaction force component calculation unit has a plurality of the elastic component calculation units.
The control device according to claim 1 .
前記反力成分算出部は、複数の前記弾性成分算出部から出力された値を加算する加算部をさらに有し、
複数の前記弾性成分算出部のそれぞれは、個々に設定された所定の前記偏差の範囲で、前記偏差に応じた前記弾性反力成分を算出するとともに、前記範囲を超えた前記偏差では、予め定められた固定値を出力する
請求項2に記載の制御装置。
the reaction force component calculation unit further includes an adder that adds up values output from a plurality of the elastic component calculation units,
3. The control device according to claim 2, wherein each of the elastic component calculation units calculates the elastic reaction force component corresponding to the deviation within a predetermined deviation range that is set individually, and outputs a predetermined fixed value when the deviation exceeds the range.
前記反力成分算出部は、操舵角に基づいて粘性を模擬した粘性反力成分を算出する粘性成分算出部と、前記粘性反力成分と前記弾性反力成分とに基づいて、粘弾性を模擬した反力成分である粘弾性反力成分を算出する粘弾性成分算出部と、をさらに有し、前記粘弾性反力成分に基づいて前記反力成分を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。
The reaction force component calculation unit further includes a viscosity component calculation unit that calculates a viscosity reaction force component that simulates viscosity based on a steering angle, and a viscoelastic component calculation unit that calculates a viscoelastic reaction force component that is a reaction force component that simulates viscoelasticity based on the viscosity reaction force component and the elastic reaction force component, and calculates the reaction force component based on the viscoelastic reaction force component.
The control device according to any one of claims 1 to 3.
前記粘性成分算出部は、設定された所定の前記偏差の範囲で前記偏差に応じた前記粘性反力成分を出力するとともに、前記範囲以外では、0を出力する
請求項4に記載の制御装置。
The control device according to claim 4 , wherein the viscosity component calculation unit outputs the viscosity reaction force component according to the deviation within a predetermined range of the deviation that is set, and outputs 0 outside the range.
前記反力成分を、車速、周辺温度、又は、操舵トルクに応じて補正する車両状態補正部を有する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の制御装置。
A vehicle state correction unit corrects the reaction force component in accordance with a vehicle speed, an ambient temperature, or a steering torque.
A control device according to any one of claims 1 to 5.
前記反力成分算出部は、前記反力成分としてトルク値を算出し、
前記補正部は、操舵トルクとして算出された前記操舵入力信号の値に前記反力成分を加算又は減算する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の制御装置。
the reaction force component calculation unit calculates a torque value as the reaction force component,
The correction unit adds or subtracts the reaction force component to or from a value of the steering input signal calculated as the steering torque.
A control device according to any one of claims 1 to 6.
前記反力成分算出部は、前記反力成分として電流値を算出し、
前記補正部は、電流値として算出された前記目標制御量に前記反力成分を加算又は減算する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の制御装置。
the reaction force component calculation unit calculates a current value as the reaction force component,
The correction unit adds or subtracts the reaction force component to or from the target control amount calculated as a current value.
A control device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置を有する、
電動パワーステアリング装置。
A control device according to any one of claims 1 to 8,
Electric power steering device.
請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置を有する、
ステアバイワイヤシステム。
A control device according to any one of claims 1 to 8,
Steer-by-wire system.
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