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JP7624148B2 - Steering gear - Google Patents
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JP7624148B2 - Steering gear - Google Patents

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Description

この発明は、操舵装置に関する。 This invention relates to a steering device.

特許文献1には、次のような技術が開示されている。すなわち、車輪に発生するタイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角が目標スリップ角として記憶される。車両が前方障害物と接触する可能性があると判断されたときに、タイヤスリップ角が目標スリップ角と等しくなるような転舵角を目標転舵角として算出する。そして、実転舵角が目標転舵角となるように、転舵アクチュエータを駆動制御する。これにより、車輪の転舵角が、タイヤコーナリング力が最大となる転舵角と等しくなるように、当該車輪の転舵角が制御されるので、前方障害物との接触回避能力が向上する。 Patent Document 1 discloses the following technology. That is, the tire slip angle at which the tire cornering force generated in the wheel is at its maximum is stored as the target slip angle. When it is determined that the vehicle may come into contact with an obstacle ahead, a steering angle at which the tire slip angle is equal to the target slip angle is calculated as the target steering angle. Then, the steering actuator is driven and controlled so that the actual steering angle becomes the target steering angle. As a result, the steering angle of the wheel is controlled so that the steering angle of the wheel is equal to the steering angle at which the tire cornering force is at its maximum, improving the ability to avoid contact with the obstacle ahead.

特開2007-168698号公報JP 2007-168698 A

この発明の一実施形態の目的は、転舵輪のタイヤスリップ角が、タイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角を超えるのを抑制でき、かつ路面摩擦係数が小さい領域から路面摩擦係数が大きい領域に車両が進入した場合に、車両が不安定になるのを抑制できる、操舵装置を提供することである。 The objective of one embodiment of the present invention is to provide a steering device that can prevent the tire slip angle of the steered wheels from exceeding the tire slip angle at which the tire cornering force is maximized, and can prevent the vehicle from becoming unstable when the vehicle moves from an area with a low road friction coefficient to an area with a high road friction coefficient.

本発明の一実施形態は、車両が走行している路面の摩擦係数である路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定部と、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部と、前記フィルタ部によるフィルタ処理後の路面摩擦係数を用いて、転舵輪のタイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角である限界タイヤスリップ角を推定する限界タイヤスリップ角推定部と、前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えるのを抑制するように前記転舵輪のタイヤスリップ角を制限するタイヤスリップ角制限部とを含む、操舵装置を提供する。 One embodiment of the present invention provides a steering device including a road surface friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient, which is the friction coefficient of the road surface on which the vehicle is traveling; a filter unit that smooths the change over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit; a limit tire slip angle estimation unit that uses the road surface friction coefficient after filtering by the filter unit to estimate a limit tire slip angle, which is the tire slip angle at which the tire cornering force of the steered wheel is maximized; and a tire slip angle limiting unit that limits the tire slip angle of the steered wheel so as to prevent the tire slip angle of the steered wheel from exceeding the limit tire slip angle.

この構成では、転舵輪のタイヤスリップ角が、タイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角を超えるのを抑制できる。また、この構成では、路面摩擦係数が小さい領域から路面摩擦係数が大きい領域に車両が進入した場合に、車両が不安定になるのを抑制できる。 This configuration can prevent the tire slip angle of the steered wheels from exceeding the tire slip angle at which the tire cornering force is maximized. This configuration can also prevent the vehicle from becoming unstable when the vehicle enters an area with a high road friction coefficient from an area with a low road friction coefficient.

図1は、本発明の一実施形態に係る操舵装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering system to which a steering device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、モータ制御用ECUの電気的構成であって、自動操舵モード時の動作に関係する電気的構成を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the motor control ECU, and is used to explain the electrical configuration related to the operation in the automatic steering mode. 図3は、第1ステアリングエンベロープ制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the first steering envelope control unit. 図4は、路面摩擦推定部の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the road friction estimating unit. 図5は、角度制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the angle control unit. 図6は、トルク制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the torque control unit. 図7Aは、高μ領域から低μ領域に車両が進入するときの比較例の動作を説明するためのグラフである。FIG. 7A is a graph for explaining the operation of the comparative example when the vehicle enters from the high μ region to the low μ region. 図7Bは、低μ領域から高μ領域に車両が進入するときの比較例の動作を説明するためのグラフである。FIG. 7B is a graph for explaining the operation of the comparative example when the vehicle enters from the low μ region to the high μ region. 図8Aは、比較例において、低μ領域から高μ領域に車両が進入したときに、車両状態が不安定になりやすいことを示す模式図である。FIG. 8A is a schematic diagram showing that in the comparative example, when the vehicle enters from the low μ region to the high μ region, the vehicle state tends to become unstable. 図8Bは、本実施形態では、低μ領域から高μ領域に車両が進入したときに、車両状態が不安定になりにくいことを示す模式図である。FIG. 8B is a schematic diagram showing that in this embodiment, the vehicle state is less likely to become unstable when the vehicle enters from the low μ region into the high μ region. 図9Aは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、限界タイヤスリップ角推定部に入力される路面摩擦係数μの変化を示すタイムチャートである。FIG. 9A is a time chart showing the change in the road surface friction coefficient μ input to the limit tire slip angle estimating section when the vehicle enters from a low μ region to a high μ region. 図9Bは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、操舵角制限値演算部によって演算される操舵角制限値θslの時間的変化を示すタイムチャートである。FIG. 9B is a time chart showing the change over time in the steering angle limit value θ sl calculated by the steering angle limit value calculation unit when the vehicle enters from the low μ region into the high μ region. 図9Cは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、制限部によって演算される制限処理後の目標操舵角θSECの時間的変化を示すタイムチャートである。FIG. 9C is a time chart showing the change over time in the target steering angle θ SEC after the limiting process calculated by the limiting section when the vehicle enters from the low μ region into the high μ region. 図10は、モータ制御用ECUの電気的構成であって、手動操舵モード時の動作に関係する電気的構成を説明するためのブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the electrical configuration of the motor control ECU, and is used to explain the electrical configuration related to the operation in the manual steering mode. 図11は、第2ステアリングエンベロープ制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the second steering envelope control unit. 図12は、操舵トルクTに対する目標アシストトルクTatの設定例を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing an example of setting the target assist torque T at relative to the steering torque T d . 図13は、フィルタ部の変形例を説明するためのフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart for explaining a modified example of the filter section.

[本発明の実施形態の説明]
本発明の一実施形態は、車両が走行している路面の摩擦係数である路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定部と、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部と、前記フィルタ部によるフィルタ処理後の路面摩擦係数を用いて、転舵輪のタイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角である限界タイヤスリップ角を推定する限界タイヤスリップ角推定部と、前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えるのを抑制するように前記転舵輪のタイヤスリップ角を制限するタイヤスリップ角制限部とを含む、操舵装置を提供する。
[Description of the embodiments of the present invention]
One embodiment of the present invention provides a steering device including a road surface friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient, which is the friction coefficient of the road surface on which a vehicle is traveling; a filter unit that smooths out changes over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit; a limit tire slip angle estimation unit that uses the road surface friction coefficient after filtering by the filter unit to estimate a limit tire slip angle, which is the tire slip angle at which the tire cornering force of the steered wheel is maximized; and a tire slip angle limiting unit that limits the tire slip angle of the steered wheel so as to prevent the tire slip angle of the steered wheel from exceeding the limit tire slip angle.

この構成では、転舵輪のタイヤスリップ角が、タイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角を超えるのを抑制できる。また、この構成では、路面摩擦係数が小さい領域から路面摩擦係数が大きい領域に車両が進入した場合に、車両が不安定になるのを抑制できる。
本発明の一実施形態では、前記フィルタ部は、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数が、小さい路面摩擦係数から大きい路面摩擦係数に変化する場合にのみ、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするように構成されている。
This configuration can prevent the tire slip angle of the steered wheels from exceeding the tire slip angle at which the tire cornering force is maximized, and also prevents the vehicle from becoming unstable when the vehicle enters an area with a high road friction coefficient from an area with a low road friction coefficient.
In one embodiment of the present invention, the filter unit is configured to smooth out the change over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit only when the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit changes from a small road surface friction coefficient to a large road surface friction coefficient.

本発明の一実施形態では、前記タイヤスリップ角制限部は、前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えないように、前記転舵輪の転舵角を制限するように構成されている。
本発明の一実施形態では、前記タイヤスリップ角制限部は、前記転舵輪のタイヤスリップ角を演算するタイヤスリップ角演算部と、前記タイヤスリップ角および前記限界タイヤスリップ角を用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、前記舵角制限値を用いて、自動操舵のための目標舵角を制限する制限部とを含む。
In one embodiment of the present invention, the tire slip angle limiting section is configured to limit the turning angle of the steered wheels so that the tire slip angle of the steered wheels does not exceed the limit tire slip angle.
In one embodiment of the present invention, the tire slip angle limiting unit includes a tire slip angle calculation unit that calculates a tire slip angle of the steered wheel, a steering angle limit value calculation unit that calculates a steering angle limit value for limiting the steering angle using the tire slip angle and the limit tire slip angle, and a limiting unit that limits a target steering angle for automatic steering using the steering angle limit value.

本発明の一実施形態では、アシストトルクを発生するための電動モータと、目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定部と、前記電動モータを制御するモータ制御部とを含み、前記タイヤスリップ角制限部は、前記転舵輪のタイヤスリップ角を演算するタイヤスリップ角演算部と、前記タイヤスリップ角および前記限界タイヤスリップ角を用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、前記舵角制限値と前記転舵角とを用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限用トルクを演算する舵角制限用トルク演算部とを含み、前記モータ制御部は、前記目標アシストトルクおよび前記舵角制限用トルクを用いて、前記電動モータをトルク制御するように構成されている。
[本発明の実施形態の詳細な説明]
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
[1]電動パワーステアリングシステムの概略構成
図1は、本発明の一実施形態に係る操舵装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。
In one embodiment of the present invention, the tire slip angle limiting unit includes an electric motor for generating assist torque, a target assist torque setting unit for setting a target assist torque, and a motor control unit for controlling the electric motor, and the tire slip angle limiting unit includes a tire slip angle calculation unit for calculating a tire slip angle of the steered wheel, a steering angle limit value calculation unit for calculating a steering angle limit value for limiting the steering angle using the tire slip angle and the limit tire slip angle, and a steering angle limiting torque calculation unit for calculating a steering angle limiting torque for limiting the steering angle using the steering angle limit value and the steering angle, and the motor control unit is configured to control the torque of the electric motor using the target assist torque and the steering angle limiting torque.
Detailed Description of the Embodiments of the Invention
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[1] Schematic Configuration of Electric Power Steering System FIG. 1 is a schematic diagram showing the schematic configuration of an electric power steering system to which a steering device according to one embodiment of the present invention is applied.

電動パワーステアリングシステム1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール(ハンドル)2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。 The electric power steering system 1 includes a steering wheel (handle) 2 as a steering member for steering the vehicle, a steering mechanism 4 that steers the steered wheels 3 in conjunction with the rotation of the steering wheel 2, and a steering assist mechanism 5 that assists the driver in steering. The steering wheel 2 and the steering mechanism 4 are mechanically connected via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して相対回転可能に連結されている。
トーションバー10の近傍には、トルクセンサ12が配置されている。トルクセンサ12は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルク(トーションバートルク)Tを検出する。この実施形態では、トルクセンサ12によって検出される操舵トルクTは、例えば、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクTの大きさが大きくなるものとする。
The steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the steering wheel 2, and an output shaft 9 connected to the intermediate shaft 7. The input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 10 so as to be capable of relative rotation.
A torque sensor 12 is disposed near the torsion bar 10. The torque sensor 12 detects a steering torque (torsion bar torque) Td applied to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amount between the input shaft 8 and the output shaft 9. In this embodiment, the steering torque Td detected by the torque sensor 12 is detected, for example, as a positive value for torque for steering leftward and a negative value for torque for steering rightward, and the magnitude of the steering torque Td increases as the absolute value increases.

転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端には、ピニオン16が連結されている。 The steering mechanism 4 is a rack-and-pinion mechanism including a pinion shaft 13 and a rack shaft 14 as a steering shaft. The steered wheels 3 are connected to each end of the rack shaft 14 via tie rods 15 and knuckle arms (not shown). The pinion shaft 13 is connected to the intermediate shaft 7. The pinion shaft 13 rotates in conjunction with the steering of the steering wheel 2. A pinion 16 is connected to the tip of the pinion shaft 13.

ラック軸14は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の中間部には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。 The rack shaft 14 extends linearly in the left-right direction of the vehicle. A rack 17 that meshes with the pinion 16 is formed in the middle of the rack shaft 14 in the axial direction. The pinion 16 and rack 17 convert the rotation of the pinion shaft 13 into axial movement of the rack shaft 14. The steered wheels 3 can be steered by moving the rack shaft 14 in the axial direction.

ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助力(アシストトルク)を発生するための電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを増幅して転舵機構4に伝達するための減速機19とを含む。減速機19は、ウォームギヤ20と、このウォームギヤ20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機19は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング22内に収容されている。以下において、減速機19の減速比(ギヤ比)をidecで表す場合がある。減速比idecは、ウォームホイール21の回転角θwwに対するウォームギヤ20の回転角θwgの比θwg/θwwとして定義される。
When the steering wheel 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 13 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is then converted into axial movement of the rack shaft 14 by the pinion 16 and the rack 17. As a result, the steered wheels 3 are steered.
The steering assist mechanism 5 includes an electric motor 18 for generating a steering assist force (assist torque), and a reducer 19 for amplifying the output torque of the electric motor 18 and transmitting it to the steering mechanism 4. The reducer 19 is made up of a worm gear mechanism including a worm gear 20 and a worm wheel 21 meshing with the worm gear 20. The reducer 19 is housed in a gear housing 22 serving as a transmission mechanism housing. Hereinafter, the reduction ratio (gear ratio) of the reducer 19 may be represented as i dec . The reduction ratio i dec is defined as the ratio θ wgwo of the rotation angle θ wg of the worm gear 20 to the rotation angle θ ww of the worm wheel 21.

ウォームギヤ20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、出力軸9に一体回転可能に連結されている。
電動モータ18によってウォームギヤ20が回転駆動されると、ウォームホイール21が回転駆動され、ステアリングシャフト6にモータトルクが付与されるとともにステアリングシャフト6(出力軸9)が回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォームギヤ20を回転駆動することによって、電動モータ18による操舵補助や転舵輪3の転舵が可能となる。電動モータ18には、電動モータ18のロータの回転角を検出するための回転角センサ23が設けられている。
The worm gear 20 is rotationally driven by the electric motor 18. In addition, the worm wheel 21 is connected to the output shaft 9 so as to be integrally rotatable therewith.
When the worm gear 20 is rotationally driven by the electric motor 18, the worm wheel 21 is rotationally driven, and motor torque is applied to the steering shaft 6, causing the steering shaft 6 (output shaft 9) to rotate. The rotation of the steering shaft 6 is then transmitted to the pinion shaft 13 via the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into axial movement of the rack shaft 14. This causes the steered wheels 3 to be turned. In other words, by rotating the worm gear 20 with the electric motor 18, steering assistance by the electric motor 18 and steering of the steered wheels 3 become possible. The electric motor 18 is provided with a rotation angle sensor 23 for detecting the rotation angle of the rotor of the electric motor 18.

車両には、車両の進行方向前方の道路を撮影するCCD(Charge Coupled Device)カメラ25、自車位置を検出するためのGPS(Global Positioning System)26、道路形状や障害物を検出するためのレーダー27および地図情報を記憶した地図情報メモリ28が搭載されている。
車両には、さらに、車速センサ29、ヨーレートセンサ30、横加速度センサ31、第1モードスイッチ33および第2モードスイッチ34等が搭載されている。車速センサ29は、車速Vを検出するためのセンサである。ヨーレートセンサ30は、ヨーレートγを検出するためのセンサである。ヨーレートγは、車両の重心点を通る鉛直軸周りの回転角速度である。
The vehicle is equipped with a CCD (Charge Coupled Device) camera 25 that photographs the road ahead in the direction of travel of the vehicle, a GPS (Global Positioning System) 26 for detecting the vehicle's position, a radar 27 for detecting road shapes and obstacles, and a map information memory 28 that stores map information.
The vehicle is further equipped with a vehicle speed sensor 29, a yaw rate sensor 30, a lateral acceleration sensor 31, a first mode switch 33, and a second mode switch 34. The vehicle speed sensor 29 is a sensor for detecting a vehicle speed V. The yaw rate sensor 30 is a sensor for detecting a yaw rate γ. The yaw rate γ is a rotational angular velocity around a vertical axis passing through the center of gravity of the vehicle.

横加速度センサ31は、横加速度Aを検出するためのセンサである。横加速度Aは、車両の幅方向であるy軸方向に作用する加速度である。第1モードスイッチ33は、操舵モードを手動操舵モードに設定するためのスイッチである。第2モードスイッチ34は、操舵モードを自動操舵モードに設定するためのスイッチである。
CCDカメラ25、GPS26、レーダー27、地図情報メモリ28、車速センサ29、ヨーレートセンサ30、横加速度センサ31、第1モードスイッチ33および第2モードスイッチ34は、運転支援制御や自動運転制御を行うための上位ECU(ECU:Electronic Control Unit)201に接続されている。上位ECU201は、CCDカメラ25、GPS26およびレーダー27によって得られる情報および地図情報を元に、周辺環境認識、自車位置推定、経路計画等を行い、操舵や駆動アクチュエータの制御目標値の決定を行う。
The lateral acceleration sensor 31 is a sensor for detecting the lateral acceleration Ay . The lateral acceleration Ay is an acceleration acting in the y-axis direction, which is the width direction of the vehicle. The first mode switch 33 is a switch for setting the steering mode to the manual steering mode. The second mode switch 34 is a switch for setting the steering mode to the automatic steering mode.
The CCD camera 25, GPS 26, radar 27, map information memory 28, vehicle speed sensor 29, yaw rate sensor 30, lateral acceleration sensor 31, first mode switch 33 and second mode switch 34 are connected to a host ECU (Electronic Control Unit) 201 for performing driving assistance control and automatic driving control. The host ECU 201 recognizes the surrounding environment, estimates the vehicle's position, plans a route, etc., based on the information obtained by the CCD camera 25, GPS 26 and radar 27 and the map information, and determines control target values for steering and drive actuators.

この実施形態では、上位ECU201は、自動操舵のための目標操舵角θautoを設定する。この実施形態では、自動操舵制御は、例えば、目標軌道に沿って車両を走行させるための制御である。目標操舵角θautoは、車両を目標軌道に沿って自動走行させるための操舵角の目標値である。このような目標操舵角θautoを設定する処理は、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。 In this embodiment, the host ECU 201 sets a target steering angle θ auto for automatic steering. In this embodiment, the automatic steering control is, for example, control for driving a vehicle along a target trajectory. The target steering angle θ auto is a target value of the steering angle for automatically driving the vehicle along the target trajectory. The process for setting such a target steering angle θ auto is well known, and therefore a detailed description thereof will be omitted here.

また、上位ECU201は、第1モードスイッチ33および第2モードスイッチ34の出力信号に基づいて、手動操舵モードまたは自動操舵モードを表すモード信号Smodeを生成する。
上位ECU201によって設定される目標操舵角θauto、モード信号Smode、車速センサ29によって検出される車速V、ヨーレートセンサ30によって検出されるヨーレートγおよび横加速度センサ31によって検出される横加速度Aは、車載ネットワークを介して、モータ制御用ECU202に与えられる。トルクセンサ12によって検出される操舵トルクT、回転角センサ23の出力信号は、モータ制御用ECU202に入力される。モータ制御用ECU202は、これらの入力信号および上位ECU201から与えられる情報に基づいて、電動モータ18を制御する。
In addition, the host ECU 201 generates a mode signal S mode indicating the manual steering mode or the automatic steering mode based on the output signals of the first mode switch 33 and the second mode switch 34 .
The target steering angle θ auto set by the host ECU 201, the mode signal S mode , the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 29, the yaw rate γ detected by the yaw rate sensor 30, and the lateral acceleration Ay detected by the lateral acceleration sensor 31 are provided to the motor control ECU 202 via the in-vehicle network. The steering torque T d detected by the torque sensor 12 and the output signal of the rotation angle sensor 23 are input to the motor control ECU 202. The motor control ECU 202 controls the electric motor 18 based on these input signals and information provided by the host ECU 201.

モータ制御用ECU202は、モード信号Smodeが自動操舵モードを表す信号である場合には自動操舵モード時の動作を行うことによって電動モータ18を制御し、モード信号Smodeが手動操舵モードを表す信号である場合には手動操舵モード時の動作を行うことによって電動モータ18を制御する。
[2]自動操舵モードにおけるモータ制御用ECU202の電気的構成
[2.1]全体構成
図2は、モータ制御用ECU202の電気的構成であって、自動操舵モード時の動作に関係する電気的構成を説明するためのブロック図である。
The motor control ECU 202 controls the electric motor 18 by performing an operation in the automatic steering mode when the mode signal S mode is a signal representing the automatic steering mode, and controls the electric motor 18 by performing an operation in the manual steering mode when the mode signal S mode is a signal representing the manual steering mode.
[2] Electrical configuration of motor control ECU 202 in automatic steering mode [2.1] Overall configuration FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of motor control ECU 202, and is used to explain the electrical configuration related to operation in automatic steering mode.

モータ制御用ECU202は、マイクロコンピュータ50と、マイクロコンピュータ50によって制御され、電動モータ18に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)41と、電動モータ18に流れる電流(以下、「モータ電流I」という。)を検出するための電流検出回路42とを備えている。
マイクロコンピュータ50は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM、不揮発性メモリなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、自動操舵モード時に関連するものとして、回転角演算部51と、ラック軸力推定部52と、第1ステアリングエンベロープ制御部53と、角度制御部54と、トルク制御部(電流制御部)55と、タイヤ角演算部59とが含まれる。
[2.2]回転角演算部51およびタイヤ角演算部59
回転角演算部51は、回転角センサ23の出力信号に基づいて、電動モータ18のロータ回転角θを演算する。
The motor control ECU 202 includes a microcomputer 50, a drive circuit (inverter circuit) 41 controlled by the microcomputer 50 and supplying power to the electric motor 18, and a current detection circuit 42 for detecting the current flowing through the electric motor 18 (hereinafter referred to as "motor current I m ").
The microcomputer 50 includes a CPU and memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), and functions as a plurality of functional processing sections by executing a predetermined program. The plurality of functional processing sections include a rotation angle calculation section 51, a rack axial force estimation section 52, a first steering envelope control section 53, an angle control section 54, a torque control section (current control section) 55, and a tire angle calculation section 59, which are related to the automatic steering mode.
[2.2] Rotation angle calculation unit 51 and tire angle calculation unit 59
The rotation angle calculation unit 51 calculates the rotor rotation angle θm of the electric motor 18 based on the output signal of the rotation angle sensor 23 .

タイヤ角演算部59は、回転角演算部51によって演算されたロータ回転角θを減速比idecで除算した値を、オーバーオールギヤ比ioagrで除算することによって、転舵輪3の転舵角(以下、「タイヤ角θ」という。)を演算する。オーバーオールギヤ比ioagrは、転舵輪3のタイヤ角θに対するステアリングホイール2の舵角(出力軸9の回転角θ)の比であり、予め設定されている。
[2.3]ラック軸力推定部52
ラック軸力推定部52は、電流検出回路42によって検出されるモータ電流Iと、回転角演算部51によって演算されるロータ回転角θと、操舵トルクTとに基づいて、ラック17に作用する軸力であるラック軸力Frackを推定する。ラック軸力Frackの推定値を、^Frackで表す。ラック軸力推定部52としては、例えば、特開2021-949号公報に開示されたラック軸力推定部を用いてもよい。
[2.4]第1ステアリングエンベロープ制御部53
第1ステアリングエンベロープ制御部53は、転舵輪3のタイヤスリップ角がタイヤグリップ限界のタイヤスリップ角αslを超えるのを抑制するための制限処理後の目標操舵角θSECを演算する。タイヤグリップ限界のタイヤスリップ角αslは、転舵輪3のコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角である。
The tire angle calculation unit 59 calculates the turning angle of the steered wheels 3 (hereinafter referred to as "tire angle θt ") by dividing the rotor rotation angle θm calculated by the rotation angle calculation unit 51 by the reduction gear ratio idec and dividing the result by the overall gear ratio ioagr . The overall gear ratio ioagr is the ratio of the steering angle of the steering wheel 2 (rotation angle θs of the output shaft 9) to the tire angle θt of the steered wheels 3, and is set in advance.
[2.3] Rack axial force estimation unit 52
The rack axial force estimating unit 52 estimates the rack axial force F rack, which is the axial force acting on the rack 17, based on the motor current I m detected by the current detection circuit 42, the rotor rotation angle θ m calculated by the rotation angle calculating unit 51, and the steering torque T d . The estimated value of the rack axial force F rack is represented as ^F rack . As the rack axial force estimating unit 52, for example, the rack axial force estimating unit disclosed in JP 2021-949 A may be used.
[2.4] First steering envelope control unit 53
The first steering envelope control unit 53 calculates a target steering angle θ SEC after a limiting process for preventing the tire slip angle of the steered wheels 3 from exceeding a tire slip angle α sl of a tire grip limit. The tire slip angle α sl of a tire grip limit is a tire slip angle at which the cornering force of the steered wheels 3 is maximized.

図3は、第1ステアリングエンベロープ制御部53の構成を示すブロック図である。
第1ステアリングエンベロープ制御部53は、路面摩擦推定部61と、フィルタ部62と、限界タイヤスリップ角推定部63と、タイヤスリップ角推定部64と、操舵角制限値演算部65と、制限部66とを含む。操舵角制限値演算部65は、本発明における「舵角制限値演算部」の一例である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the first steering envelope control unit 53.
The first steering envelope control unit 53 includes a road surface friction estimating unit 61, a filter unit 62, a limit tire slip angle estimating unit 63, a tire slip angle estimating unit 64, a steering angle limit value calculating unit 65, and a limiting unit 66. The steering angle limit value calculating unit 65 is an example of the "steering angle limit value calculating unit" in the present invention.

図4は、路面摩擦推定部61の構成を示すブロック図である。
路面摩擦推定部61は、ラック軸力推定部52によって演算されたラック軸力推定値^Frackと、ヨーレートγと、横加速度Aと、タイヤ角θと、車速Vとに基づいて、路面摩擦係数μ、車体スリップ角βおよびヨーレートγを推定する。路面摩擦係数μ、車体スリップ角βおよびヨーレートγの推定値を、それぞれ、^μ、^βおよび^γで表す。なお、タイヤ角θの代わりに、回転角演算部51によって演算されるロータ回転角θを用いてもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the road surface friction estimating unit 61. As shown in FIG.
The road surface friction estimating unit 61 estimates the road surface friction coefficient μ, the vehicle body slip angle β, and the yaw rate γ based on the rack axial force estimated value ^ Frack , yaw rate γ, lateral acceleration Ay , tire angle θt , and vehicle speed V calculated by the rack axial force estimating unit 52. The estimated values of the road surface friction coefficient μ, the vehicle body slip angle β, and the yaw rate γ are represented by ^μ, ^β, and ^γ, respectively. Note that the rotor rotation angle θm calculated by the rotation angle calculating unit 51 may be used instead of the tire angle θt .

路面摩擦推定部61は、観測値演算部71と、推定値演算部72と、減算部73と、ゲイン演算部74とを含む。
観測値演算部71は、路面摩擦係数推定値^μを状態変数として含む状態量推定値^xを演算するために必要な観測量yを演算する。推定値演算部72は、状態量推定値^xを演算するとともに、観測量yの推定値^yである観測量推定値^yを演算する。減算部73は、観測量yと観測量推定値^yとの偏差である観測偏差Δyを演算する。ゲイン演算部74は、観測偏差Δyに基づいて、状態量推定値^xを修正するためのカルマンゲインKを演算する。
The road surface friction estimating unit 61 includes an observed value calculating unit 71 , an estimated value calculating unit 72 , a subtraction unit 73 , and a gain calculating unit 74 .
The observation value calculation unit 71 calculates an observation quantity y necessary for calculating a state quantity estimated value ^x including the road surface friction coefficient estimated value ^μ as a state variable. The estimate value calculation unit 72 calculates the state quantity estimated value ^x and also calculates an observation quantity estimated value ^y which is the estimate value ^y of the observation quantity y. The subtraction unit 73 calculates an observation deviation Δy which is the deviation between the observation quantity y and the observation quantity estimated value ^y. The gain calculation unit 74 calculates a Kalman gain K for correcting the state quantity estimated value ^x based on the observation deviation Δy.

具体的には、観測値演算部71には、横加速度Ayと、ヨーレートγと、ラック軸推定値^Frackとが入力される。観測値演算部71は、ラック軸推定値^Frackに基づいて、転舵輪3に作用するタイヤ力として、転舵輪3のキングピン軸周りの力であるキングピントルクTkpaを演算する。具体的には、観測値演算部71は、タイロッド15の軸方向に作用するタイロツドフォースに近似されるラック軸推定値^Frackと、車両の仕様により定まるナックルアーム長との積により、観測値としてのキングピントルクTkpaを演算する。 Specifically, the lateral acceleration Ay, the yaw rate γ, and the rack axis estimated value ^ Frack are input to the observed value calculation unit 71. Based on the rack axis estimated value ^ Frack , the observed value calculation unit 71 calculates the kingpin torque Tkpa, which is a force about the kingpin axis of the steered wheels 3, as a tire force acting on the steered wheels 3. Specifically, the observed value calculation unit 71 calculates the kingpin torque Tkpa as the observed value by multiplying the rack axis estimated value ^ Frack , which is approximated to a tie rod force acting in the axial direction of the tie rod 15 , and the knuckle arm length determined by the vehicle specifications.

観測値としてのキングピントルクTkpaは、タイヤコーナリング力と、キャスタートレイルとの積に対して、タイヤアライメントトルクを加算したもので近似できることが知られている。そして、観測値演算部71は、横加速度A、ヨーレートγおよびキングピントルクTkpaを観測値とする3次の観測量y[A,γ,Tkpa](3×1行列)を演算する。このようにして得られた観測量yは、減算部73に与えられる。 It is known that the kingpin torque Tkpa as an observation value can be approximated by adding the tire alignment torque to the product of the tire cornering force and the caster trail. The observation value calculation unit 71 then calculates a third-order observation value y[ Ay , γ, Tkpa ] (3 x 1 matrix) having the lateral acceleration Ay , the yaw rate γ, and the kingpin torque Tkpa as observation values. The observation value y obtained in this manner is provided to the subtraction unit 73.

推定値演算部72には、タイヤ角θと、車速Vと、カルマンゲインKとが入力される。推定値演算部72は、タイヤ角θと車速Vとを入力量uとして、路面摩擦係数のダイナミクスモデルとして、例えば、2輪2自由度平面車両モデルに基づいて、状態量推定値^xと観測量推定値^yとを演算する。
具体的には、推定値演算部72は、車体スリップ角βの推定値^β、ヨーレートγの推定値^γおよび路面摩擦係数μの推定値^μを含む3次の状態量推定値^x[^β,^γ,^μ](3×1行列)を演算する。車体スリップ角βは、車体の前後方向と車両進行方向との間の当該車両の重心点を通る鉛直軸周りの角度である。
The tire angle θt , the vehicle speed V, and the Kalman gain K are input to the estimate value calculation unit 72. The estimate value calculation unit 72 uses the tire angle θt and the vehicle speed V as input quantities u, and calculates a state quantity estimate value ^x and an observation quantity estimate value ^y based on, for example, a two-wheel, two-degree-of-freedom planar vehicle model as a dynamics model of the road surface friction coefficient.
Specifically, the estimate calculation unit 72 calculates a third-order state quantity estimate ^x[^β, ^γ, ^μ] (3×1 matrix) including an estimate ^β of the vehicle body slip angle β, an estimate ^γ of the yaw rate γ, and an estimate ^μ of the road surface friction coefficient μ. The vehicle body slip angle β is an angle about a vertical axis passing through the center of gravity of the vehicle between the front-rear direction of the vehicle body and the vehicle traveling direction.

また、推定値演算部72は、横加速度Aの推定値^A、ヨーレートγの推定値^γおよびキングピントルクTkpaの推定値^Tkpaを含む3次の観測量推定値^y[^A,^γ,^Tkpa](3×1行列)を演算する。このようにして得られた観測量推定値^yは、減算部73に与えられる。
減算部73は、観測量yから観測量推定値^yを減算して、観測偏差Δyを演算する。この観測偏差Δyは、ゲイン演算部74に与えられる。ゲイン演算部74は、観測偏差Δyに基づいて、観測偏差Δyを減少させるように状態量推定値^xを修正するためのカルマンゲインKを演算する。推定値演算部72は、カルマンゲインKに基づいて、状態量推定値^xを修正する。
The estimate calculation unit 72 calculates a third-order observation quantity estimate ^y[^Ay, ^γ, ^ Tkpa ] (3×1 matrix) including an estimate ^ Ay of the lateral acceleration Ay , an estimate ^ γ of the yaw rate γ, and an estimate ^Tkpa of the kingpin torque Tkpa . The observation quantity estimate ^ y obtained in this manner is provided to the subtraction unit 73.
The subtractor 73 subtracts the observation quantity estimate ^y from the observation quantity y to calculate an observation deviation Δy. This observation deviation Δy is provided to a gain calculator 74. The gain calculator 74 calculates a Kalman gain K for correcting the state quantity estimate ^x based on the observation deviation Δy so as to reduce the observation deviation Δy. The estimate calculator 72 corrects the state quantity estimate ^x based on the Kalman gain K.

本実施形態では、観測値演算部71、推定値演算部72およびゲイン演算部74は、非線形カルマンフィルタの一種である拡張カルマンフィルタEKFを構成している。路面摩擦推定部61は、当該拡張カルマンフィルタEKFを用いた推定オブザーバを構成している。
以下においては、説明の便宜上、路面摩擦推定部61によって演算された路面摩擦係数μの推定値^μを「路面摩擦係数μ」といい、路面摩擦推定部61によって演算された車体スリップ角βの推定値^βを、「車体スリップ角β」ということにする。路面摩擦推定部61によって推定された「路面摩擦係数μ」は、フィルタ部62に与えられる。路面摩擦推定部61によって推定された「車体スリップ角β」は、タイヤスリップ角推定部64に与えられる。
In this embodiment, the observed value calculator 71, the estimated value calculator 72, and the gain calculator 74 configure an extended Kalman filter EKF, which is a type of nonlinear Kalman filter. The road surface friction estimator 61 configures an estimation observer using the extended Kalman filter EKF.
For ease of explanation, hereinafter, the estimated value ^μ of the road surface friction coefficient μ calculated by the road surface friction estimating unit 61 will be referred to as the "road surface friction coefficient μ," and the estimated value ^β of the vehicle body slip angle β calculated by the road surface friction estimating unit 61 will be referred to as the "vehicle body slip angle β." The "road surface friction coefficient μ" estimated by the road surface friction estimating unit 61 is provided to a filter unit 62. The "vehicle body slip angle β" estimated by the road surface friction estimating unit 61 is provided to a tire slip angle estimating unit 64.

図3に戻り、フィルタ部62は、路面摩擦推定部61によって推定された路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにするためのフィルタ62Aを含んでいる。フィルタ62Aは、ローパスフィルタであってもよい。この実施形態では、フィルタ部62は、路面摩擦推定部61から与えられる路面摩擦係数μに対してフィルタ62Aによるフィルタ処理を行う。フィルタ部62から出力されるフィルタ処理後の路面摩擦係数μは、限界タイヤスリップ角推定部63に与えられる。 Returning to FIG. 3, the filter unit 62 includes a filter 62A for smoothing the change over time in the road surface friction coefficient μ estimated by the road surface friction estimation unit 61. The filter 62A may be a low-pass filter. In this embodiment, the filter unit 62 performs filtering processing on the road surface friction coefficient μ provided by the road surface friction estimation unit 61 using the filter 62A. The filtered road surface friction coefficient μ output from the filter unit 62 is provided to the limit tire slip angle estimation unit 63.

タイヤスリップ角推定部64は、路面摩擦推定部61から与えられる車体スリップ角βと、車速Vと、ヨーレートγと、車体重心から前輪の車軸までの車両の前後方向距離である前輪ホイールベースlと、タイヤ角θとに基づいて、転舵輪3のタイヤスリップ角α(以下、単に「タイヤスリップ角α」という。)を推定する。具体的には、タイヤスリップ角推定部64は、次式(1)に基づいて、タイヤスリップ角αを演算する。 The tire slip angle estimating section 64 estimates a tire slip angle αf of the steered wheels 3 (hereinafter simply referred to as "tire slip angle α") based on the vehicle body slip angle β provided by the road surface friction estimating section 61, the vehicle speed V, the yaw rate γ, the front wheel base lf which is the distance in the front-to-rear direction of the vehicle from the center of gravity of the vehicle to the axle of the front wheels, and the tire angle θt . Specifically, the tire slip angle estimating section 64 calculates the tire slip angle α based on the following equation (1).

Figure 0007624148000001
Figure 0007624148000001

限界タイヤスリップ角推定部63は、タイヤスリップ角推定部64によって推定されるタイヤスリップ角αの符号と、フィルタ部62から出力される路面摩擦係数μと、転舵輪3の輪荷重Fと、コーナリングスティフネスCαとに基づいて、タイヤグリップ限界でのタイヤスリップ角(以下、「限界タイヤスリップ角αsl」という。)を演算する。コーナリングスティフネスCαは、タイヤスリップ角αが非常に小さい範囲での、転舵輪3のタイヤコーナリング力Fのタイヤスリップ角αに対する立ち上がり勾配であり、予め設定されている。転舵輪3のタイヤコーナリング力Fは、路面から転舵輪3のタイヤに作用するタイヤ進行方向に直角の方向の力である。 The limit tire slip angle estimating section 63 calculates the tire slip angle at the tire grip limit (hereinafter referred to as the "limit tire slip angle αsl") based on the sign of the tire slip angle α estimated by the tire slip angle estimating section 64, the road surface friction coefficient μ output from the filter section 62, the wheel load Fz of the steered wheels 3, and the cornering stiffness Cα. The cornering stiffness is a rise gradient of the tire cornering force Fy of the steered wheels 3 with respect to the tire slip angle α in a range where the tire slip angle α is very small, and is set in advance. The tire cornering force Fy of the steered wheels 3 is a force acting from the road surface on the tires of the steered wheels 3 in a direction perpendicular to the tire traveling direction.

具体的には、限界タイヤスリップ角推定部63は、次式(2)に基づいて、限界タイヤスリップ角αslを演算する。 Specifically, the limit tire slip angle estimating section 63 calculates the limit tire slip angle α sl based on the following equation (2).

Figure 0007624148000002
Figure 0007624148000002

操舵角制限値演算部65は、オーバーオールギヤ比ioagrと、タイヤスリップ角推定部64によって推定されるタイヤスリップ角αと、車速Vと、ヨーレートγと、前輪ホイールベースlと、フィルタ部62から出力される路面摩擦係数μと、転舵輪3の輪荷重Fと、コーナリングスティフネスCαとに基づいて、タイヤグリップ限界時の操舵角を操舵角制限値θslとして演算する。操舵角制限値演算部65は、本発明における「舵角制限値演算部」の一例である。 The steering angle limit value calculation unit 65 calculates the steering angle at the tire grip limit as the steering angle limit value θsl based on the overall gear ratio i oagr , the tire slip angle α estimated by the tire slip angle estimation unit 64, the vehicle speed V , the yaw rate γ, the front wheel base l f , the road surface friction coefficient μ output from the filter unit 62, the wheel load Fz of the steered wheels 3, and the cornering stiffness C α . The steering angle limit value calculation unit 65 is an example of the "steering angle limit value calculation unit" in the present invention.

具体的には、操舵角制限値演算部65は、次式(3)に基づいて、操舵角制限値θslを演算する。 Specifically, the steering angle limit value calculation unit 65 calculates the steering angle limit value θ sl based on the following equation (3).

Figure 0007624148000003
Figure 0007624148000003

制限部66は、目標操舵角θautoと、操舵角制限値演算部65によって演算される操舵角制限値θslに基づいて、制限処理後の目標操舵角θSECを演算する。
具体的には、制限部66は、次式(4a),(4b)に基づいて、制限処理後の目標操舵角θSECを演算する。
The limiting section 66 calculates a target steering angle θ SEC after the limiting process based on the target steering angle θ auto and the steering angle limit value θ sl calculated by the steering angle limit value calculation section 65 .
Specifically, the limiting section 66 calculates the target steering angle θ SEC after the limiting process based on the following expressions (4a) and (4b).

Figure 0007624148000004
Figure 0007624148000004

式(4a),(4b)において、Gαは、調整ゲインであり、0<Gα≦1の範囲内の値に設定される。この実施形態では、Gαは、Gα=1に設定されている。
α=1であるとすると、タイヤスリップ角αの絶対値|α|が、限界タイヤスリップ角αslの絶対値|αsl|よりも小さい場合には、式(4a)に従って、目標操舵角θautoがそのまま制限処理後の目標操舵角θSECとして演算される。したがって、この場合には、目標操舵角θautoは制限されない。
In the formulas (4a) and (4b), G α is an adjustment gain, and is set to a value within the range of 0<G α ≦1. In this embodiment, G α is set to G α =1.
If G α =1, when the absolute value |α| of the tire slip angle α is smaller than the absolute value |α sl | of the limit tire slip angle α sl , the target steering angle θ auto is calculated as the target steering angle θ SEC after the limiting process according to the formula (4a). Therefore, in this case, the target steering angle θ auto is not limited.

一方、タイヤスリップ角αの絶対値|α|が、限界タイヤスリップ角αslの絶対値|αsl|以上の場合には、式(4b)に従って、操舵角制限値θslが制限処理後の目標操舵角θSECとして演算される。したがって、この場合には、目標操舵角θautoは、操舵角制限値θslに置き換えられる。
図3のタイヤスリップ角推定部64、操舵角制限値演算部65および制限部66は、本発明における「タイヤスリップ角制限部」の一例である。
[2.5]角度制御部54の構成
角度制御部54は、制限処理後の目標操舵角θSECに基づいて、電動モータ18のモータトルクの目標値である目標モータトルクTmtを演算する。
On the other hand, when the absolute value |α| of the tire slip angle α is equal to or greater than the absolute value | α | of the limit tire slip angle αsl , the steering angle limit value θsl is calculated as the target steering angle θsec after the limiting process according to the formula (4b). Therefore, in this case, the target steering angle θauto is replaced with the steering angle limit value θsl .
The tire slip angle estimating section 64, the steering angle limit value calculating section 65, and the limiting section 66 in FIG. 3 are an example of the "tire slip angle limiting section" of the present invention.
[2.5] Configuration of Angle Control Unit 54 The angle control unit 54 calculates a target motor torque Tmt, which is a target value of the motor torque of the electric motor 18, based on the target steering angle θSEC after the limiting process.

図5は、角度制御部54の構成を示すブロック図である。
角度制御部54は、フィードバック制御部101と、フィードフォワード制御部102と、トルク加算部103と、第1減速比除算部104と、第2減速比除算部105とを含む。
第1減速比除算部104は、回転角演算部51(図2参照)によって演算されるロータ回転角θを減速比idecで除算することにより、ロータ回転角θを出力軸9(ステアリングシャフト6)の回転角(実操舵角)θに換算する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the angle control unit 54.
The angle control unit 54 includes a feedback control unit 101 , a feedforward control unit 102 , a torque addition unit 103 , a first reduction ratio division unit 104 , and a second reduction ratio division unit 105 .
The first reduction ratio division unit 104 converts the rotor rotation angle θm into a rotation angle (actual steering angle) θs of the output shaft 9 (steering shaft 6) by dividing the rotor rotation angle θm calculated by the rotation angle calculation unit 51 (see Figure 2) by the reduction ratio i dec .

フィードバック制御部101は、実操舵角θを制限処理後の目標操舵角θSECに近づけるために設けられている。フィードバック制御部101は、角度偏差演算部101AとPD制御部101Bとを含む。角度偏差演算部101Aは、目標操舵角θSECと実操舵角θとの偏差Δθ(=θSEC-θ)を演算する。
PD制御部101Bは、角度偏差演算部101Aによって演算される角度偏差Δθに対してPD演算(比例微分演算)を行うことにより、フィードバック制御トルクTfbを演算する。フィードバック制御トルクTfbは、トルク加算部103に与えられる。
The feedback control unit 101 is provided to bring the actual steering angle θ s closer to the target steering angle θ SEC after the limiting process. The feedback control unit 101 includes an angle deviation calculation unit 101A and a PD control unit 101B. The angle deviation calculation unit 101A calculates the deviation Δθ (=θ SECs ) between the target steering angle θ SEC and the actual steering angle θ s .
The PD control unit 101B performs a PD calculation (proportional differential calculation) on the angle deviation Δθ calculated by the angle deviation calculation unit 101A to calculate a feedback control torque Tfb . The feedback control torque Tfb is provided to a torque addition unit 103.

フィードフォワード制御部102は、電動パワーステアリングシステム1の慣性による応答性の遅れを補償して、制御の応答性を向上させるために設けられている。フィードフォワード制御部102は、角加速度演算部102Aと慣性乗算部102Bとを含む。角加速度演算部102Aは、制限処理後の目標操舵角θSECを2階微分することにより、目標角加速度dθSEC/dtを演算する。 The feedforward control unit 102 is provided to improve the control response by compensating for a delay in response due to the inertia of the electric power steering system 1. The feedforward control unit 102 includes an angular acceleration calculation unit 102A and an inertia multiplication unit 102B. The angular acceleration calculation unit 102A calculates a target angular acceleration d 2 θ SEC /dt 2 by second-order differentiation of the target steering angle θ SEC after the limiting process.

慣性乗算部102Bは、角加速度演算部102Aによって演算された目標角加速度dθSEC/dtに、電動パワーステアリングシステム1の慣性Jを乗算することにより、フィードフォワード制御トルクTff(=J・dθSEC/dt)を演算する。慣性Jは、例えば、電動パワーステアリングシステム1の物理モデル(図示略)から求められる。フィードフォワード制御トルクTffは、慣性補償値として、トルク加算部103に与えられる。 The inertia multiplication unit 102B calculates a feedforward control torque T ff (=J·d 2 θ SEC /dt 2 ) by multiplying the target angular acceleration d 2 θ SEC /dt 2 calculated by the angular acceleration calculation unit 102A by the inertia J of the electric power steering system 1. The inertia J is obtained, for example, from a physical model (not shown) of the electric power steering system 1. The feedforward control torque T ff is provided to the torque addition unit 103 as an inertia compensation value.

トルク加算部103は、フィードバック制御トルクTfbにフィードフォワード制御トルクTffを加算することにより、出力軸9に対する目標トルクである目標操舵トルクTst(=Tfb+Tff)を演算する。
目標操舵トルクTstは、第2減速比除算部105に与えられる。第2減速比除算部105は、目標操舵トルクTstを減速比idecで除算することにより、目標モータトルクTmtを演算する。この目標モータトルクTmtが、トルク制御部55(図2参照)に与えられる。
[2.6]トルク制御部55の構成
トルク制御部55は、電動モータ18のモータトルクが、目標モータトルクTmtに近づくように駆動回路41を制御する。つまり、トルク制御部55は、電動モータ18をトルク制御(トルクフィードバック制御)する。
The torque addition unit 103 calculates a target steering torque Tst (= Tfb + Tff ), which is a target torque for the output shaft 9, by adding the feedforward control torque Tff to the feedback control torque Tfb .
The target steering torque Tst is provided to a second reduction ratio division section 105. The second reduction ratio division section 105 calculates a target motor torque Tmt by dividing the target steering torque Tst by the reduction ratio idec . This target motor torque Tmt is provided to the torque control section 55 (see FIG. 2).
[2.6] Configuration of Torque Control Unit 55 The torque control unit 55 controls the drive circuit 41 so that the motor torque of the electric motor 18 approaches the target motor torque Tmt . That is, the torque control unit 55 performs torque control (torque feedback control) of the electric motor 18.

図6は、トルク制御部55の構成を示すブロック図である。
トルク制御部55は、目標モータ電流演算部111と、電流偏差演算部112と、PI制御部113と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部114とを含む。
目標モータ電流演算部111は、角度制御部54(図2、図5参照)によって演算された目標モータトルクTmtを電動モータ18のトルク定数Kで除算することにより、目標モータ電流Imtを演算する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the torque control unit 55.
The torque control unit 55 includes a target motor current calculation unit 111 , a current deviation calculation unit 112 , a PI control unit 113 , and a PWM (Pulse Width Modulation) control unit 114 .
The target motor current calculation unit 111 calculates the target motor current I mt by dividing the target motor torque T mt calculated by the angle control unit 54 (see FIGS. 2 and 5) by the torque constant K t of the electric motor 18 .

電流偏差演算部112は、目標モータ電流演算部111によって得られた目標モータ電流Imtと電流検出回路42によって検出されたモータ電流Iとの偏差ΔI(=Imt-I)を演算する。
PI制御部113は、電流偏差演算部112によって演算された電流偏差ΔIに対するPI演算(比例積分演算)を行うことにより、電動モータ18に流れるモータ電流Iを目標モータ電流Imtに導くための駆動指令値を生成する。PWM制御部114は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のPWM制御信号を生成して、駆動回路41に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ18に供給されることになる。
[2.7]自動操舵モード時における実施形態の効果
前述の実施形態では、例えば、Gα=1であるとすると、タイヤスリップ角αの絶対値|α|が、限界タイヤスリップ角αslの絶対値|αsl|以上の場合には、操舵角制限値θslが制限処理後の目標操舵角θSECとして演算される(式(4b)参照)。これにより、操舵角θが、操舵角制限値θsl(タイヤグリップ限界時の操舵角)よりも大きくなるのが抑制される。これにより、転舵輪3のタイヤスリップ角αが、限界スリップ角αsl(タイヤコーナリング力Fが最大となるタイヤスリップ角)を超えるのを抑制できるので、車両状態が不安定になるのを抑制できる。
The current deviation calculation section 112 calculates the deviation ΔI (=I mt −I m ) between the target motor current I mt obtained by the target motor current calculation section 111 and the motor current I m detected by the current detection circuit 42 .
The PI control unit 113 performs a PI calculation (proportional integral calculation) on the current deviation ΔI calculated by the current deviation calculation unit 112 to generate a drive command value for guiding the motor current I m flowing through the electric motor 18 to a target motor current I mt . The PWM control unit 114 generates a PWM control signal with a duty ratio corresponding to the drive command value, and supplies the PWM control signal to the drive circuit 41. As a result, power corresponding to the drive command value is supplied to the electric motor 18.
[2.7] Effects of the embodiment in automatic steering mode In the above-described embodiment, for example, if G α =1, when the absolute value |α| of the tire slip angle α is equal to or greater than the absolute value |α sl | of the limit tire slip angle α sl , the steering angle limit value θ sl is calculated as the target steering angle θ SEC after the limit process (see formula (4b)). This prevents the steering angle θ from becoming larger than the steering angle limit value θ sl (the steering angle at the tire grip limit). This prevents the tire slip angle α of the steered wheels 3 from exceeding the limit slip angle α sl (the tire slip angle at which the tire cornering force Fy is at its maximum), and therefore prevents the vehicle state from becoming unstable.

なお、Gαが1未満の値に設定された場合には、|α|が|αsl|に達する前から操舵角制限値θslが制限処理後の目標操舵角θSECとして演算されるので、|α|が|αsl|に達する前から徐々に操舵角θを制限できるようになる。
また、前述の実施形態では、第1ステアリングエンベロープ制御部53は、路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部62を含んでいるので、路面摩擦係数が小さい領域(以下、「低μ領域」という。)から路面摩擦係数が大きい領域(以下、「高μ領域」という。)に車両が進入した場合に、車両が不安定になるのを抑制できる。
In addition, when G α is set to a value less than 1, the steering angle limit value θ sl is calculated as the target steering angle θ SEC after the limiting process before |α| reaches |α sl |, so that the steering angle θ s can be gradually limited before |α| reaches |α sl |.
In addition, in the above-described embodiment, the first steering envelope control unit 53 includes a filter unit 62 for smoothing the change over time in the road surface friction coefficient μ, thereby preventing the vehicle from becoming unstable when the vehicle enters a region where the road surface friction coefficient is high (hereinafter referred to as the "high μ region") from a region where the road surface friction coefficient is low (hereinafter referred to as the "low μ region").

以下において、前述の実施形態とほぼ同じ構成で、第1ステアリングエンベロープ制御部53がフィルタ部62を含んでいない構成を比較例ということにする。
図7Aおよび図7Bを用いて、低μ領域から高μ領域に車両が進入するときには、高μ領域から低μ領域に車両が進入するときに比べて、車両状態が不安定になりやすいこと説明する。
In the following, a configuration that is substantially the same as the above-described embodiment, but in which the first steering envelope control unit 53 does not include the filter unit 62, will be referred to as a comparative example.
Using Figures 7A and 7B, it will be explained that when a vehicle enters from a low μ region to a high μ region, the vehicle state is more likely to become unstable than when the vehicle enters from a high μ region to a low μ region.

図7Aおよび図7Bにおいて、曲線S1は、車両が低μ領域を走行する場合のタイヤスリップ角αに対するタイヤコーナリング力(タイヤグリップ力)Fの関係を示すグラフである。曲線S2は、車両が高μ領域を走行する場合のタイヤスリップ角αに対するタイヤコーナリング力Fの関係を示すグラフである。曲線S3は、目標操舵角θautoに応じた目標タイヤスリップ角αtarをそれぞれ示している。 7A and 7B, curve S1 is a graph showing the relationship of tire cornering force (tire grip force) Fy to tire slip angle α when the vehicle is traveling in a low μ region. Curve S2 is a graph showing the relationship of tire cornering force Fy to tire slip angle α when the vehicle is traveling in a high μ region. Curve S3 shows the target tire slip angle α tar according to the target steering angle θ auto .

図7Aは、高μ領域から低μ領域に車両が進入するときの比較例の動作を説明するためのグラフである。
車両が高μ領域を走行している場合に目標タイヤスリップ角αtarが増加すると、矢印a1で示すようにタイヤスリップ角αが増加する。この場合、比較的大きな路面摩擦係数μ(曲線S2)を用いて演算される比較的大きな限界タイヤスリップ角αslHによって、タイヤスリップ角αが制限される。
FIG. 7A is a graph for explaining the operation of the comparative example when the vehicle enters from the high μ region to the low μ region.
When the vehicle is traveling in a high μ region, if the target tire slip angle α tar increases, the tire slip angle α increases as shown by the arrow a1. In this case, the tire slip angle α is limited by a relatively large limit tire slip angle α slH calculated using a relatively large road surface friction coefficient μ (curve S2).

目標タイヤスリップ角αtarが維持されたまま、車両が高μ領域から低μ領域に進入すると、矢印a2に示すように、タイヤコーナリング力Fが減少する。また、比較的大きな限界タイヤスリップ角αslHは、矢印b1で示すように、比較的小さな路面摩擦係数μ(曲線S1)を用いて演算される比較的小さな限界タイヤスリップ角αslLに変化する。これにより、タイヤスリップ角αが比較的小さな限界タイヤスリップ角αslLによって制限される。これにより、操舵角制限値θslが比較的小さな値に設定されるとともに、矢印a3に示すように、タイヤスリップ角αが減少してタイヤコーナリング力Fがほとんど変わらないので、車両状態が不安定になりにくい。 When the vehicle enters from the high μ region to the low μ region while the target tire slip angle α tar is maintained, the tire cornering force F y decreases, as indicated by the arrow a2. Also, the relatively large limit tire slip angle α slH changes to a relatively small limit tire slip angle α slL calculated using a relatively small road surface friction coefficient μ (curve S1), as indicated by the arrow b1. As a result, the tire slip angle α is limited by the relatively small limit tire slip angle α slL . As a result, the steering angle limit value θ sl is set to a relatively small value, and as indicated by the arrow a3, the tire slip angle α decreases and the tire cornering force F y remains almost unchanged, so that the vehicle state is less likely to become unstable.

図7Bは、低μ領域から高μ領域に車両が進入するときの比較例の動作を説明するためのグラフである。
車両が低μ領域を走行している場合に目標タイヤスリップ角αtarが増加すると、矢印a1で示すようにタイヤスリップ角αが増加する。ただし、この場合、比較的小さな路面摩擦係数μ(曲線S1)を用いて演算される比較的小さな限界タイヤスリップ角αslLによって、タイヤスリップ角αが制限される。
FIG. 7B is a graph for explaining the operation of the comparative example when the vehicle enters from the low μ region to the high μ region.
When the vehicle is traveling in a low μ region, if the target tire slip angle α tar increases, the tire slip angle α increases as shown by the arrow a1. However, in this case, the tire slip angle α is limited by a relatively small limit tire slip angle α slL calculated using a relatively small road surface friction coefficient μ (curve S1).

目標タイヤスリップ角αtarが維持されたまま、車両が低μ領域から高μ領域に進入すると、矢印a2に示すように、タイヤコーナリング力Fが増加する。また、限界タイヤスリップ角αslは、矢印b1で示すように、比較的大きな路面摩擦係数μ(曲線S2)を用いて演算される比較的大きな限界タイヤスリップ角αslHに急激に変化する。
これにより、操舵角制限値θslが比較的大きな値に設定されるとともに、矢印a3に示すように、タイヤスリップ角αが増加してタイヤコーナリング力Fが急激に増加するので、図8Aに示すように、車両状態が不安定になりやすい。図8Aにおいて、右方向に向かって斜め上方に延びるハッチングで示される領域Eが低μ領域であり、右方向に向かって斜め下方に延びるハッチングで示される領域Eが高μ領域である(後述する図8Bにおいても同様である)。
When the vehicle enters the high μ region from the low μ region while maintaining the target tire slip angle α tar , the tire cornering force Fy increases as shown by the arrow a2, and the limit tire slip angle α sl changes suddenly to a relatively large limit tire slip angle α slH calculated using the relatively large road surface friction coefficient μ (curve S2) as shown by the arrow b1.
As a result, the steering angle limit value θsl is set to a relatively large value, and the tire slip angle α increases as shown by the arrow a3, causing the tire cornering force Fy to increase rapidly, so that the vehicle state is likely to become unstable as shown in Fig. 8A. In Fig. 8A, the region E L indicated by hatching extending diagonally upward toward the right is the low μ region, and the region E H indicated by hatching extending diagonally downward toward the right is the high μ region (the same applies to Fig. 8B described later).

本実施形態では、第1ステアリングエンベロープ制御部53は、路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部62を含んでいる。これにより、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合においても、限界タイヤスリップ角αslが急激に大きくなるのを抑制できる。これにより、タイヤコーナリング力Fおよび操舵角制限値θslが急激に大きくなるのを抑制できる。これにより、図8Bに示されるように、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合においても、車両状態が不安定になるのを抑制できる。 In this embodiment, the first steering envelope control unit 53 includes a filter unit 62 for smoothing the change over time in the road surface friction coefficient μ. This makes it possible to suppress a sudden increase in the limit tire slip angle α sl even when the vehicle enters a high μ region from a low μ region. This makes it possible to suppress a sudden increase in the tire cornering force F y and the steering angle limit value θ sl . This makes it possible to suppress the vehicle state from becoming unstable even when the vehicle enters a high μ region from a low μ region, as shown in FIG. 8B.

図9Aは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、限界タイヤスリップ角推定部63に入力される路面摩擦係数μの変化を示すタイムチャートである。図9Aにおいて、破線は、比較例における路面摩擦係数μの変化を示し、実線は本実施形態における路面摩擦係数μの変化を示している。
図9Bは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、操舵角制限値演算部65によって演算される操舵角制限値θslの時間的変化を示すタイムチャートである。図9Bにおいて、破線は、比較例における操舵角制限値θslの変化を示し、実線は本実施形態における操舵角制限値θslの変化を示している。
9A is a time chart showing the change in road surface friction coefficient μ input to limit tire slip angle estimator 63 when the vehicle enters from a low μ region to a high μ region. In Fig. 9A, the dashed line shows the change in road surface friction coefficient μ in the comparative example, and the solid line shows the change in road surface friction coefficient μ in this embodiment.
9B is a time chart showing the change over time of the steering angle limit value θsl calculated by the steering angle limit value calculation unit 65 when the vehicle enters from the low μ region to the high μ region. In FIG. 9B, the dashed line shows the change in the steering angle limit value θsl in the comparative example, and the solid line shows the change in the steering angle limit value θsl in this embodiment.

図9Cは、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、制限部66によって演算される制限処理後の目標操舵角θSECの時間的変化を示すタイムチャートである。図9Cにおいて、二点鎖線は、目標操舵角θautoを示し、破線は、比較例における制限処理後の目標操舵角θSECの変化を示し、実線は本実施形態における制限処理後の目標操舵角θSECの変化を示している。 9C is a time chart showing the change over time in the target steering angle θ SEC after the limiting process calculated by the limiting unit 66 when the vehicle enters the high μ region from the low μ region. In FIG. 9C, the two-dot chain line shows the target steering angle θ AUTO , the dashed line shows the change in the target steering angle θ SEC after the limiting process in the comparative example, and the solid line shows the change in the target steering angle θ SEC after the limiting process in the present embodiment.

比較例では、低μ領域から高μ領域に車両が進入した時点t1において、路面摩擦係数μが急激に増加し(図9A参照)、操舵角制限値θslが急激に増加し(図9B参照)、目標操舵角θSECが急激に増加する(図9C参照)。
これに対して、本実施形態では、低μ領域から高μ領域に車両が進入した時点t1において、路面摩擦係数μが緩やかに増加し(図9A参照)、操舵角制限値θslが緩やかに増加し(図9B参照)、目標操舵角θSECが緩やかに増加する(図9C参照)。これにより、低μ領域から高μ領域に車両が進入した場合に、車両状態が不安定になるのを抑制できる。
[3]手動操舵モードにおけるモータ制御用ECU202の電気的構成
[3.1]全体構成
図10は、モータ制御用ECU202の電気的構成であって、手動操舵モード時の動作に関係する電気的構成を説明するためのブロック図である。
In the comparative example, at time t1 when the vehicle enters the high μ region from the low μ region, the road friction coefficient μ increases abruptly (see FIG. 9A), the steering angle limit value θ sl increases abruptly (see FIG. 9B), and the target steering angle θ SEC increases abruptly (see FIG. 9C).
In contrast, in this embodiment, at time t1 when the vehicle enters the high μ region from the low μ region, the road friction coefficient μ increases gradually (see FIG. 9A), the steering angle limit value θ sl increases gradually (see FIG. 9B), and the target steering angle θ SEC increases gradually (see FIG. 9C). This makes it possible to prevent the vehicle state from becoming unstable when the vehicle enters the high μ region from the low μ region.
[3] Electrical configuration of motor control ECU 202 in manual steering mode [3.1] Overall configuration FIG. 10 is a block diagram showing the electrical configuration of motor control ECU 202, and is used to explain the electrical configuration related to operation in manual steering mode.

モータ制御用ECU202は、マイクロコンピュータ50と、マイクロコンピュータ50によって制御され、電動モータ18に電力を供給する駆動回路41と、電動モータ18に流れる電流(モータ電流I)を検出するための電流検出回路42とを備えている。
マイクロコンピュータ50は、CPUおよびメモリを備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、手動モード時に関連するものとして、回転角演算部51と、ラック軸力推定部52と、第2ステアリングエンベロープ制御部56と、目標アシストトルク設定部57と、トルク加算部58と、トルク制御部55と、タイヤ角演算部59とが含まれる。トルク制御部55は、本発明における「モータ制御部」の一例である。
The motor control ECU 202 includes a microcomputer 50, a drive circuit 41 that is controlled by the microcomputer 50 and supplies power to the electric motor 18, and a current detection circuit 42 that detects the current (motor current I m ) flowing through the electric motor 18.
The microcomputer 50 includes a CPU and a memory, and functions as a plurality of functional processing units by executing a predetermined program. The plurality of functional processing units include a rotation angle calculation unit 51, a rack axial force estimation unit 52, a second steering envelope control unit 56, a target assist torque setting unit 57, a torque addition unit 58, a torque control unit 55, and a tire angle calculation unit 59, which are related to the manual mode. The torque control unit 55 is an example of the "motor control unit" in the present invention.

回転角演算部51、タイヤ角演算部59、ラック軸力推定部52およびトルク制御部55は、それぞれ図2の回転角演算部51、タイヤ角演算部59、ラック軸力推定部52およびトルク制御部55と同じものなので、その説明を省略する。
[3.2]第2ステアリングエンベロープ制御部56
第2ステアリングエンベロープ制御部56は、タイヤスリップ角αが限界タイヤスリップ角αslを超えるのを抑制するためのエンベロープ制御トルク(舵角制限用トルク)TSECを演算する。
The rotation angle calculation unit 51, the tire angle calculation unit 59, the rack axial force estimating unit 52, and the torque control unit 55 are the same as the rotation angle calculation unit 51, the tire angle calculation unit 59, the rack axial force estimating unit 52, and the torque control unit 55 in FIG. 2, respectively, and therefore their description will be omitted.
[3.2] Second steering envelope control section 56
The second steering envelope control unit 56 calculates an envelope control torque (steering angle limiting torque) TSEC for preventing the tire slip angle α from exceeding the limit tire slip angle αsl .

図11は、第2ステアリングエンベロープ制御部56の構成を示すブロック図である。
第2ステアリングエンベロープ制御部56は、路面摩擦推定部61と、フィルタ部62と、限界タイヤスリップ角推定部63と、タイヤスリップ角推定部64と、操舵角制限値演算部65と、操舵角演算部67と、エンベロープ制御トルク演算部68とを含む。操舵角制限値演算部65は、本発明における「舵角制限値演算部」の一例である。エンベロープ制御トルク演算部68は、本発明における「舵角制限用トルク演算部」の一例である。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the second steering envelope control unit 56.
The second steering envelope control unit 56 includes a road surface friction estimator 61, a filter unit 62, a limit tire slip angle estimator 63, a tire slip angle estimator 64, a steering angle limit value calculator 65, a steering angle calculator 67, and an envelope control torque calculator 68. The steering angle limit value calculator 65 is an example of the "steering angle limit value calculator" in the present invention. The envelope control torque calculator 68 is an example of the "steering angle limiting torque calculator" in the present invention.

路面摩擦推定部61、フィルタ部62、限界タイヤスリップ角推定部63、タイヤスリップ角推定部64および操舵角制限値演算部65は、それぞれ、図3の路面摩擦推定部61、フィルタ部62、限界タイヤスリップ角推定部63、タイヤスリップ角推定部64および操舵角制限値演算部65と同じなので、その説明を省略する。
操舵角演算部67は、タイヤ角θにオーバーオールギヤ比ioagrを乗算することによって、実操舵角(出力軸9の回転角)θを演算する。なお、操舵角演算部67は、回転角演算部51によって演算されるロータ回転角θを減速比idecで除算することによって、実操舵角θを演算してもよい。
Road surface friction estimating unit 61, filter unit 62, limit tire slip angle estimating unit 63, tire slip angle estimating unit 64 and steering angle limit value calculating unit 65 are the same as road surface friction estimating unit 61, filter unit 62, limit tire slip angle estimating unit 63, tire slip angle estimating unit 64 and steering angle limit value calculating unit 65 in FIG. 3, respectively, and therefore their description will be omitted.
The steering angle calculation unit 67 calculates an actual steering angle (rotation angle of the output shaft 9) θs by multiplying the tire angle θt by the overall gear ratio i oagr . The steering angle calculation unit 67 may calculate the actual steering angle θs by dividing the rotor rotation angle θm calculated by the rotation angle calculation unit 51 by the reduction ratio i dec .

エンベロープ制御トルク演算部68は、操舵角演算部67によって演算される実操舵角θと、限界タイヤスリップ角推定部63によって推定される限界タイヤスリップ角αslとに基づいて、エンベロープ制御トルク(舵角制限用トルク)TSECを演算する。具体的には、エンベロープ制御トルク演算部68は、次式(5a),(5b)に基づいて、エンベロープ制御トルクTSECを演算する。 The envelope control torque calculation unit 68 calculates the envelope control torque (torque for limiting steering angle) T SEC based on the actual steering angle θ s calculated by the steering angle calculation unit 67 and the limit tire slip angle α sl estimated by the limit tire slip angle estimation unit 63. Specifically, the envelope control torque calculation unit 68 calculates the envelope control torque T SEC based on the following equations (5a) and (5b).

Figure 0007624148000005
Figure 0007624148000005

(5a),(5b)において、Gαは、調整ゲインであり、0<Gα≦1の範囲内の値に設定される。この実施形態では、Gαは、Gα=1に設定される。式(5b)において、kは、仮想的なばね定数であり、予め設定されている。また、cは、仮想的な粘性減衰係数であり、予め設定されている。
図11のタイヤスリップ角推定部64、操舵角制限値演算部65およびエンベロープ制御トルク演算部68は、本発明における「タイヤスリップ角制限部」の一例である。
[3.3]目標アシストトルク設定部57
図10に戻り、目標アシストトルク設定部57は、アシストトルクの目標値である目標アシストトルクTatを設定する。目標アシストトルク設定部57は、トルクセンサ12によって検出される操舵トルクTに基づいて、目標アシストトルクTatを設定する。操舵トルクTに対する目標アシストトルクTatの設定例は、図12に示されている。
In (5a) and (5b), is an adjustment gain and is set to a value within the range of 0< ≦1. In this embodiment, is set to =1. In formula (5b), k is a virtual spring constant and is preset. Also, c is a virtual viscous damping coefficient and is preset.
The tire slip angle estimating section 64, the steering angle limit value calculating section 65 and the envelope control torque calculating section 68 in FIG. 11 are an example of the "tire slip angle limiting section" of the present invention.
[3.3] Target assist torque setting unit 57
Returning to Fig. 10, the target assist torque setting unit 57 sets a target assist torque T at which is a target value of the assist torque. The target assist torque setting unit 57 sets the target assist torque T at based on the steering torque T d detected by the torque sensor 12. An example of setting the target assist torque T at with respect to the steering torque T d is shown in Fig. 12.

目標アシストトルクTatは、電動モータ18から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ18から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。目標アシストトルクTatは、操舵トルクTの正の値に対しては正をとり、操舵トルクTの負の値に対しては負をとる。そして、目標アシストトルクTatは、操舵トルクTの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。 The target assist torque T at is set to a positive value when a steering assist force for steering leftward is to be generated from the electric motor 18, and is set to a negative value when a steering assist force for steering rightward is to be generated from the electric motor 18. The target assist torque T at is positive for a positive value of the steering torque T d , and is negative for a negative value of the steering torque T d . The target assist torque T at is set so that its absolute value increases as the absolute value of the steering torque T d increases.

なお、目標アシストトルク設定部57は、操舵トルクTに予め設定された定数を乗算することによって、目標アシストトルクTatを演算してもよい。
[3.4]トルク加算部58
トルク加算部58は、目標アシストトルク設定部57によって演算される目標アシストトルクTatに、エンベロープ制御トルク演算部68によって演算されるエンベロープ制御トルクTSECを加算することにより、目標モータトルクTmtを演算する。
The target assist torque setting unit 57 may calculate the target assist torque T at by multiplying the steering torque T d by a preset constant.
[3.4] Torque addition unit 58
The torque addition section 58 calculates the target motor torque Tmt by adding the envelope control torque TSEC calculated by the envelope control torque calculation section 68 to the target assist torque Tat calculated by the target assist torque setting section 57.

目標モータトルクTmtは、トルク制御部55に与えられる。トルク制御部55は、電動モータ18のモータトルクTが、目標モータトルクTmtに近づくように駆動回路41を制御する。
[3.5]手動操舵モード時における実施形態の効果
前述の実施形態では、例えばGα=1であるとすると、タイヤスリップ角αの絶対値|α|が、限界タイヤスリップ角αslの絶対値|αsl|未満の場合には、エンベロープ制御トルクTSECは零となるため、目標アシストトルクTatが目標モータトルクTmtとして演算される(式(5a)参照)。したがって、この場合には、通常の手動操舵が行われる。
The target motor torque Tmt is given to the torque control section 55. The torque control section 55 controls the drive circuit 41 so that the motor torque Tm of the electric motor 18 approaches the target motor torque Tmt .
[3.5] Effects of the embodiment in manual steering mode In the above-described embodiment, if G α =1, for example, and the absolute value |α| of the tire slip angle α is less than the absolute value |α sl | of the limit tire slip angle α sl , the envelope control torque T SEC becomes zero, and the target assist torque T at is calculated as the target motor torque T mt (see equation (5a)). Therefore, in this case, normal manual steering is performed.

|α|が|αsl|以上になると、式(5b)によって演算されるエンベロープ制御トルクTSECが、目標アシストトルクTatに加算されることによって、目標モータトルクTmtが演算される。この場合、操舵角θの絶対値|θ|が操舵角制限値θslの絶対値|θsl|よりも大きいので、エンベロープ制御トルクTSECは負の値となるから、目標モータトルクTmtは目標アシストトルクTatよりも小さくなる。 When |α| is equal to or greater than | αsl |, the envelope control torque TSEC calculated by equation (5b) is added to the target assist torque Tat to calculate the target motor torque Tmt . In this case, since the absolute value | θs | of the steering angle θs is greater than the absolute value | θsl | of the steering angle limit value θsl , the envelope control torque TSEC becomes a negative value, and the target motor torque Tmt becomes smaller than the target assist torque Tat .

そして、操舵角θの絶対値|θ|が操舵角制限値θslの絶対値|θsl|よりも大きくなるほど、目標モータトルクTmtは小さくなる。これにより、通常の手動操舵時に比べて、ドライバはハンドルが重いと感じるようになる。これにより、ドライバは、操舵を行いにくくなるので、操舵角θが、操舵角制限値θsl(タイヤグリップ限界時の操舵角)よりも大きくなるのが抑制される。これにより、転舵輪3のタイヤスリップ角αが、限界スリップ角αsl(タイヤコーナリング力Fが最大となるタイヤスリップ角)を超えるのを抑制できるので、車両状態が不安定になるのを抑制できる。 The target motor torque Tmt becomes smaller as the absolute value | θs | of the steering angle θs becomes larger than the absolute value | θsl | of the steering angle limit value θsl . This makes the driver feel that the steering wheel is heavy compared to normal manual steering. This makes it difficult for the driver to steer, so the steering angle θ is prevented from becoming larger than the steering angle limit value θsl (the steering angle at the tire grip limit). This makes it possible to prevent the tire slip angle α of the steered wheels 3 from exceeding the limit slip angle αsl (the tire slip angle at which the tire cornering force Fy is maximum), and therefore makes it possible to prevent the vehicle state from becoming unstable.

αが1未満の値に設定された場合には、|α|が|αsl|に達する前からエンベロープ制御トルクTSECが式(5b)に基づいて演算されるので、|α|が|αsl|に達する前から徐々に操舵角θを制限できるようになる。
また、前述の実施形態では、第1ステアリングエンベロープ制御部53は、路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部62を含んでいるので、低μ領域から高μ領域に車両が進入したときに、車両状態が不安定になるのを抑制できる。
[3.6]エンベロープ制御トルク演算部68の変形例
エンベロープ制御トルク演算部68は、次式(6a),(6b)に基づいて、エンベロープ制御トルクTSECを演算するようにしてもよい。
When is set to a value less than 1, the envelope control torque TSEC is calculated based on equation (5b) before |α| reaches | αsl |, so that the steering angle θs can be gradually limited before |α| reaches | αsl |.
In addition, in the above-described embodiment, the first steering envelope control unit 53 includes a filter unit 62 for smoothing the change over time in the road surface friction coefficient μ, thereby preventing the vehicle state from becoming unstable when the vehicle enters a high μ region from a low μ region.
[3.6] Modifications of Envelope Control Torque Calculation Unit 68 The envelope control torque calculation unit 68 may calculate the envelope control torque T SEC based on the following equations (6a) and (6b).

Figure 0007624148000006
Figure 0007624148000006

αは、調整ゲインであり、0<Gα≦1の範囲内の値に設定される。
例えばGα=1であるとすると、タイヤスリップ角αの絶対値|α|が、限界タイヤスリップ角αslの絶対値|αsl|未満の場合には、エンベロープ制御トルクTSECは零となるため、目標アシストトルクTatが目標モータトルクTmtとして演算される(式(6a)参照)。したがって、この場合には、通常の手動操舵が行われる。
G α is an adjustment gain and is set to a value within the range of 0<G α ≦1.
For example, if G α =1, when the absolute value |α| of the tire slip angle α is less than the absolute value |α sl | of the limit tire slip angle α sl , the envelope control torque T SEC becomes zero, and the target assist torque T at is calculated as the target motor torque T mt (see equation (6a)). Therefore, in this case, normal manual steering is performed.

|α|が|αsl|以上になると、式(6b)によって演算されるエンベロープ制御トルクTSECが、目標アシストトルクTatに加算されることによって、目標モータトルクTmtが演算される。この場合、操舵角θの絶対値|θ|が操舵角制限値θslの絶対値|θsl|よりも大きいので、エンベロープ制御トルクTSECは正の値となるから、目標モータトルクTmtは目標アシストトルクTatよりも大きくなる。 When |α| is equal to or greater than | αsl |, the envelope control torque TSEC calculated by equation (6b) is added to the target assist torque Tat to calculate the target motor torque Tmt . In this case, since the absolute value | θs | of the steering angle θs is greater than the absolute value | θsl | of the steering angle limit value θsl , the envelope control torque TSEC is a positive value, and the target motor torque Tmt is greater than the target assist torque Tat .

そして、操舵角θの絶対値|θ|が操舵角制限値θslの絶対値|θsl|よりも大きくなるほど、目標モータトルクTmtは大きくなる。これにより、通常の手動操舵時に比べて、ドライバはハンドルが軽いと感じるようになる。これにより、ドライバは、スリップしたような感覚を得るので、操舵を戻そうとする。これにより、操舵角θが、操舵角制限値θsl(タイヤグリップ限界時の操舵角)よりも大きくなるのが抑制される。これにより、転舵輪3のタイヤスリップ角αが、限界スリップ角αsl(タイヤコーナリング力Fが最大となるタイヤスリップ角)を超えるのを抑制できるので、車両状態が不安定になるのを抑制できる。 The target motor torque Tmt increases as the absolute value | θs | of the steering angle θs increases compared to the absolute value | θsl | of the steering angle limit value θsl . This makes the driver feel that the steering wheel is lighter than during normal manual steering. This gives the driver a feeling of slipping, and he or she tries to return the steering wheel. This prevents the steering angle θ from becoming larger than the steering angle limit value θsl (the steering angle at the tire grip limit). This prevents the tire slip angle α of the steered wheels 3 from exceeding the limit slip angle αsl (the tire slip angle at which the tire cornering force Fy is at its maximum), and thus prevents the vehicle state from becoming unstable.

αが1未満の値に設定された場合には、|α|が|αsl|に達する前からエンベロープ制御トルクTSECが式(6b)に基づいて演算されるので、|α|が|αsl|に達する前から徐々に操舵角θを制限できるようになる。
[4]その他の変形例
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前述の実施形態では、フィルタ部62は、路面摩擦推定部61から与えられる路面摩擦係数μの変化態様に関係なく、路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにしている。しかしながら、路面摩擦推定部61から与えられる路面摩擦係数μが、小さい値から大きい値に変化するときのみ、路面摩擦係数μの時間的変化を緩やかにするようにしてもよい。例えば、フィルタ部62は、図13に示すような動作を行うものであってもよい。
When is set to a value less than 1, the envelope control torque TSEC is calculated based on equation (6b) before |α| reaches | αsl |, so that the steering angle θs can be gradually limited before |α| reaches | αsl |.
[4] Other Modifications Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in other forms. For example, in the above-described embodiment, the filter unit 62 makes the time change of the road surface friction coefficient μ gentle regardless of the change in the road surface friction coefficient μ provided by the road surface friction estimation unit 61. However, the time change of the road surface friction coefficient μ may be made gentle only when the road surface friction coefficient μ provided by the road surface friction estimation unit 61 changes from a small value to a large value. For example, the filter unit 62 may perform an operation as shown in FIG. 13.

すなわち、フィルタ部62は、まず、路面摩擦推定部61から与えられる路面摩擦係数μの今回値μと、前回値μk-1との差(μ-μk-1)を演算する(ステップS1)。次に、フィルタ部62は、差(μ-μk-1)が所定の閾値Ath(ただし、Ath>0)以上であるか否かを判別する(ステップS2)。
(μ-μk-1)<Athであれば(ステップS2:NO)、フィルタ部62は、ステップS1に戻る。
That is, the filter unit 62 first calculates the difference (μ k - μ k-1 ) between the current value μ k of the road surface friction coefficient μ provided by the road surface friction estimation unit 61 and the previous value μ k-1 (step S1). Next, the filter unit 62 determines whether the difference (μ k - μ k-1 ) is equal to or greater than a predetermined threshold value A th (where A th > 0) (step S2).
If (μ k −μ k−1 )<A th (step S2: NO), the filter unit 62 returns to step S1.

ステップS2において、(μ-μk-1)≧Athであると判別された場合には(ステップS2:YES)、フィルタ部62は、フィルタ62Aを用いて、路面摩擦係数μに対してフィルタ処理を行う(ステップS3)。そして、ステップS1に戻る。
また、前述の実施形態では、角度制御部54(図2参照)は、フィードフォワード制御部102を備えているが、フィードフォワード制御部102を省略してもよい。この場合には、フィードバック制御部101によって演算されるフィードバック制御トルクTfbが目標操舵トルクTstとなる。
In step S2, when it is determined that (μ kk-1 ) ≥ A th (step S2: YES), the filter unit 62 performs a filter process on the road surface friction coefficient μ using the filter 62A (step S3), and then the process returns to step S1.
In addition, in the above embodiment, the angle control unit 54 (see FIG. 2) includes the feedforward control unit 102, but the feedforward control unit 102 may be omitted. In this case, the feedback control torque Tfb calculated by the feedback control unit 101 becomes the target steering torque Tst .

また、前述の実施形態では、転舵輪3のタイヤスリップ角αが限界タイヤスリップ角αslを超えないように、操舵角θ(転舵輪3のタイヤ角θ)を制限している。しかしながら、タイヤスリップ角αは、式(1)で示されるように、タイヤ角θの関数であるとともに、車速Vの関数でもあるので、転舵輪3のタイヤスリップ角αが限界タイヤスリップ角αslを超えないように、車速Vを制限するようにしてもよい。 In the above embodiment, the steering angle θs (tire angle θt of the steered wheels 3) is limited so that the tire slip angle α of the steered wheels 3 does not exceed the limit tire slip angle αsl . However, since the tire slip angle α is a function of the tire angle θt as shown in equation (1) and also a function of the vehicle speed V, the vehicle speed V may be limited so that the tire slip angle α of the steered wheels 3 does not exceed the limit tire slip angle αsl .

この場合、車速Vの制限は、例えばブレーキ制御によって行われる。ただし、ブレーキ制御では、車両の慣性モーメントがあるため、減速に時間がかかる。したがって、操舵角θ(タイヤ角θ)を制限する手法の方が、車速Vを制限する手法に比べて応答性が高いという利点がある。
また、前述の実施形態では、第1ステアリングエンベロープ制御部53および第2ステアリングエンベロープ制御部56は、モータ制御用ECU202に設けられているが、上位ECU201に設けられていてもよい。
In this case, the vehicle speed V is limited by, for example, brake control. However, in the brake control, it takes time to decelerate the vehicle due to the moment of inertia of the vehicle. Therefore, the method of limiting the steering angle θs (tire angle θt ) has the advantage of being more responsive than the method of limiting the vehicle speed V.
In addition, in the above embodiment, the first steering envelope control unit 53 and the second steering envelope control unit 56 are provided in the motor control ECU 202, but they may be provided in the host ECU 201.

また、前述の実施形態では、この発明をコラムタイプEPSに適用した場合の例を示したが、この発明は、コラムタイプ以外のEPSにも適用することができる。また、この発明は、ステアバイワイヤシステムにも適用することができる。
本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
In the above embodiment, the present invention is applied to a column-type EPS, but the present invention can be applied to an EPS other than the column type. The present invention can also be applied to a steer-by-wire system.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, these are merely examples used to clarify the technical content of the present invention, and the present invention should not be interpreted as being limited to these examples, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims.

1…電動パワーステアリングシステム、3…転舵輪、4…転舵機構、18…電動モータ、51…回転角演算部、52…ラック軸力推定部、53…第1ステアリングエンベロープ制御部、54…角度制御部、55…トルク制御部、56…第2ステアリングエンベロープ制御部、57…目標アシストトルク設定部、58…トルク加算部、61…路面摩擦推定部、62…フィルタ部、63…限界タイヤスリップ角推定部、64…タイヤスリップ角推定部、65…操舵角制限値演算部、66…制限部、67…操舵角演算部、68…エンベロープ制御トルク演算部 1... Electric power steering system, 3... Steering wheel, 4... Steering mechanism, 18... Electric motor, 51... Rotation angle calculation unit, 52... Rack axial force estimation unit, 53... First steering envelope control unit, 54... Angle control unit, 55... Torque control unit, 56... Second steering envelope control unit, 57... Target assist torque setting unit, 58... Torque addition unit, 61... Road surface friction estimation unit, 62... Filter unit, 63... Limit tire slip angle estimation unit, 64... Tire slip angle estimation unit, 65... Steering angle limit value calculation unit, 66... Limit unit, 67... Steering angle calculation unit, 68... Envelope control torque calculation unit

Claims (5)

車両が走行している路面の摩擦係数である路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定部と、
前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部と、
前記フィルタ部によるフィルタ処理後の路面摩擦係数を用いて、転舵輪のタイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角である限界タイヤスリップ角を推定する限界タイヤスリップ角推定部と、
前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えるのを抑制するように前記転舵輪のタイヤスリップ角を制限するタイヤスリップ角制限部とを含み、
前記フィルタ部は、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数が、小さい路面摩擦係数から大きい路面摩擦係数に変化する場合にのみ、前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするように構成されている、操舵装置。
a road surface friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient, which is a friction coefficient of a road surface on which a vehicle is traveling;
a filter unit for smoothing a change over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit;
a limit tire slip angle estimating unit that estimates a limit tire slip angle, which is a tire slip angle at which a tire cornering force of a steered wheel becomes maximum, using the road surface friction coefficient after filtering by the filter unit;
a tire slip angle limiting unit that limits the tire slip angle of the steered wheels so as to prevent the tire slip angle of the steered wheels from exceeding the limit tire slip angle ,
The filter unit is configured to smooth out the change over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit only when the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit changes from a small road surface friction coefficient to a large road surface friction coefficient .
前記タイヤスリップ角制限部は、前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えないように、前記転舵輪の転舵角を制限するように構成されている、請求項1に記載の操舵装置。 2. The steering device according to claim 1 , wherein the tire slip angle limiting unit is configured to limit the turning angle of the steered wheels so that the tire slip angle of the steered wheels does not exceed the limit tire slip angle. 前記タイヤスリップ角制限部は、
前記転舵輪のタイヤスリップ角を演算するタイヤスリップ角演算部と、
前記タイヤスリップ角および前記限界タイヤスリップ角を用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、
前記舵角制限値を用いて、自動操舵のための目標舵角を制限する制限部とを含む、請求項2に記載の操舵装置。
The tire slip angle limiting portion is
a tire slip angle calculation unit that calculates a tire slip angle of the steered wheels;
a steering angle limit value calculation unit that calculates a steering angle limit value for limiting the steering angle by using the tire slip angle and the limit tire slip angle;
The steering device according to claim 2 , further comprising: a limiting unit that limits a target steering angle for automatic steering by using the steering angle limit value.
アシストトルクを発生するための電動モータと、
目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定部と、
前記電動モータを制御するモータ制御部とを含み、
前記タイヤスリップ角制限部は、
前記転舵輪のタイヤスリップ角を演算するタイヤスリップ角演算部と、
前記タイヤスリップ角および前記限界タイヤスリップ角を用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、
前記舵角制限値と前記転舵角とを用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限用トルクを演算する舵角制限用トルク演算部とを含み、
前記モータ制御部は、前記目標アシストトルクおよび前記舵角制限用トルクを用いて、
前記電動モータをトルク制御するように構成されている、請求項2に記載の操舵装置。
an electric motor for generating an assist torque;
A target assist torque setting unit that sets a target assist torque;
a motor control unit that controls the electric motor,
The tire slip angle limiting portion is
a tire slip angle calculation unit that calculates a tire slip angle of the steered wheels;
a steering angle limit value calculation unit that calculates a steering angle limit value for limiting the steering angle by using the tire slip angle and the limit tire slip angle;
a steering angle limiting torque calculation unit that calculates a steering angle limiting torque for limiting the steering angle by using the steering angle limit value and the steering angle,
The motor control unit uses the target assist torque and the steering angle limiting torque.
The steering apparatus according to claim 2 , wherein the electric motor is configured to be torque controlled.
車両が走行している路面の摩擦係数である路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定部と、
前記路面摩擦係数推定部によって推定される路面摩擦係数の時間的変化を緩やかにするためのフィルタ部と、
前記フィルタ部によるフィルタ処理後の路面摩擦係数を用いて、転舵輪のタイヤコーナリング力が最大となるタイヤスリップ角である限界タイヤスリップ角を推定する限界タイヤスリップ角推定部と、
前記転舵輪のタイヤスリップ角が前記限界タイヤスリップ角を超えないように、前記転舵輪の転舵角を制限するタイヤスリップ角制限部と、
アシストトルクを発生するための電動モータと、
目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定部と、
前記電動モータを制御するモータ制御部とを含み、
前記タイヤスリップ角制限部は、
前記転舵輪のタイヤスリップ角を演算するタイヤスリップ角演算部と、
前記タイヤスリップ角および前記限界タイヤスリップ角を用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、
前記舵角制限値と前記転舵角とを用いて、前記転舵角を制限するための舵角制限用トルクを演算する舵角制限用トルク演算部とを含み、
前記モータ制御部は、前記目標アシストトルクおよび前記舵角制限用トルクを用いて、
前記電動モータをトルク制御するように構成されている、操舵装置。
a road surface friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient, which is a friction coefficient of a road surface on which a vehicle is traveling;
a filter unit for smoothing a change over time in the road surface friction coefficient estimated by the road surface friction coefficient estimation unit;
a limit tire slip angle estimating unit that estimates a limit tire slip angle, which is a tire slip angle at which a tire cornering force of a steered wheel becomes maximum, using the road surface friction coefficient after filtering by the filter unit;
a tire slip angle limiting unit that limits a turning angle of the steered wheels so that the tire slip angle of the steered wheels does not exceed the limit tire slip angle;
an electric motor for generating an assist torque;
A target assist torque setting unit that sets a target assist torque;
a motor control unit that controls the electric motor,
The tire slip angle limiting portion is
a tire slip angle calculation unit that calculates a tire slip angle of the steered wheels;
a steering angle limit value calculation unit that calculates a steering angle limit value for limiting the steering angle by using the tire slip angle and the limit tire slip angle;
a steering angle limiting torque calculation unit that calculates a steering angle limiting torque for limiting the steering angle by using the steering angle limit value and the steering angle,
The motor control unit uses the target assist torque and the steering angle limiting torque.
A steering device configured to torque control the electric motor.
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