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JP7688902B2 - Vehicle steering system control device - Google Patents
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Description

本発明は、車両用操向システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle steering system.

車両用操向システムの1つとして、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構(FFA:Force Feedback Actuator)と、転舵輪を転舵する転舵機構(RWA:Road Wheel Actuator)とが機械的に分離されているステアバイワイヤ(SBW:Steer By Wire)システムがある。SBWシステムでは、操舵機構と転舵機構とが制御装置(ECU:Electronic Control Unit)を介して電気的に接続され、ハンドルの操作を電気信号によって転舵機構に伝えて転舵輪を転舵すると共に、運転者に適切な操舵感を与えるための操舵反力を操舵機構で生成する。操舵機構は、反力用モータを備える反力アクチュエータにより操舵反力を生成し、転舵機構は、転舵用モータを備える転舵アクチュエータにより転舵輪を転舵する。反力アクチュエータとハンドルとは、コラム軸を介して機械的に接続されており、反力アクチュエータが生成した反力(トルク)が、コラム軸とハンドルを介して運転者に伝達される。 One type of vehicle steering system is the Steer By Wire (SBW) system, which mechanically separates a steering mechanism (FFA: Force Feedback Actuator) having a steering wheel operated by the driver from a steering mechanism (RWA: Road Wheel Actuator) that steers the steered wheels. In the SBW system, the steering mechanism and the steering mechanism are electrically connected via a control device (ECU: Electronic Control Unit), and the steering wheel operation is transmitted to the steering mechanism by an electric signal to steer the steered wheels, while the steering mechanism generates a steering reaction force to give the driver an appropriate steering feel. The steering mechanism generates the steering reaction force by a reaction force actuator equipped with a reaction force motor, and the steering mechanism steers the steered wheels by a steering actuator equipped with a steering motor. The reaction force actuator and the steering wheel are mechanically connected via a column shaft, and the reaction force (torque) generated by the reaction force actuator is transmitted to the driver via the column shaft and the steering wheel.

操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているSBWシステムでは、ハンドルに搭載されるエアバッグやホーン等の電装機器用のケーブルに起因する問題(例えば、ケーブルの断線等)の回避を目的として、操舵機構に操舵可能な限界となる操舵終端を設け、ハンドルの操舵角に上限値を設定することがある。下記特許文献1では、操舵角が操舵角閾値以上となる場合に操舵反力を増加させ、運転者によるハンドル操作を制限する技術が開示されている。 In SBW systems where the steering mechanism and the turning mechanism are mechanically separated, in order to avoid problems (such as cable breakage) caused by cables for electrical equipment such as airbags and horns mounted on the steering wheel, a steering end point that is the limit of steering possible is provided in the steering mechanism, and an upper limit is set for the steering angle of the steering wheel. The following Patent Document 1 discloses a technology that increases the steering reaction force when the steering angle is equal to or greater than a steering angle threshold, thereby restricting the steering wheel operation by the driver.

特開2017-024624号公報JP 2017-024624 A

操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ(回転制限機構)が設けられた構成において、舵角速度の増加に伴い増加する操舵反力を加えることで、操舵終端付近において運転者がハンドルを切り増し操舵する際に操舵終端で衝突が生じることを抑制することが考えられる。このような態様では、運転者がハンドルを操舵した際に運転者がハンドルに与えたトルクを上回る操舵反力が加えられた場合、瞬間的に、切り増しから切り戻しに遷移する場合がある。このような切り増しから瞬間的な切り戻しが生じると、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じて操舵終端での衝突が発生し、運転者に不快感や違和感を与える可能性がある。 In a configuration provided with a stopper (rotation limiting mechanism) that physically sets the steering end point, which is the limit of possible steering, it is conceivable that by applying a steering reaction force that increases with an increase in the steering angular speed, it is possible to suppress a collision occurring at the steering end point when the driver turns the steering wheel further near the steering end point. In such a configuration, if a steering reaction force that exceeds the torque applied to the steering wheel by the driver when turning the steering wheel is applied, there may be an instantaneous transition from further turning to turning back. If such an instantaneous return occurs from further turning, the steering reaction force may become zero, or a steering reaction force that tries to turn the wheel further may be generated, causing a collision at the steering end point, which may cause discomfort or strangeness to the driver.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ハンドルの切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる車両用操向システムの制御装置を提供すること、を目的としている。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a control device for a vehicle steering system that can suppress the steering reaction force from being zero or the steering reaction force from being momentarily increased when the steering wheel is turned further and then turned back instantaneously.

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向システムの制御装置は、ハンドルの操舵終端に回転制限機構が設けられ、前記ハンドルに操舵反力を付与する反力用モータを駆動する反力装置と、前記ハンドルの操舵角に応じて転舵用モータを駆動する転舵装置とを具備した車両用操向システムの制御装置であって、前記操舵反力を得るための操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値を生成する操舵トルク目標値生成部を備え、前記操舵トルク目標値生成部は、所定期間ごとに処理を行い、前記ハンドルの舵角速度が速いほど値が大きくなる第1トルク値を生成するトルク演算部と、少なくとも前記ハンドルが切り戻されたか否かに応じて、前記第1トルク値、及び、前回処理において生成された第1トルク値が保持された第2トルク値の何れかを選択する出力値選択部と、を備える。 In order to achieve the above object, a control device for a vehicle steering system according to one aspect of the present invention is a control device for a vehicle steering system having a rotation limiting mechanism provided at the steering end of a steering wheel, a reaction force device that drives a reaction force motor that applies a steering reaction force to the steering wheel, and a steering device that drives a steering motor according to the steering angle of the steering wheel, and is provided with a steering torque target value generation unit that generates a steering torque target value that is a target value of the steering torque for obtaining the steering reaction force, and the steering torque target value generation unit is provided with a torque calculation unit that performs processing at predetermined intervals and generates a first torque value that increases as the steering angular velocity of the steering wheel increases, and an output value selection unit that selects either the first torque value or a second torque value that is the first torque value generated in the previous processing, depending on at least whether the steering wheel has been turned back.

上記構成によれば、ハンドルの切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、前回処理においてトルク演算部によって生成され、出力値選択部に保持された第2トルク値を出力することで、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 According to the above configuration, when the steering wheel is turned further and then instantly turned back, the second torque value generated by the torque calculation unit in the previous process and held in the output value selection unit is output, thereby preventing the steering reaction force from becoming zero or preventing the steering reaction force from momentarily trying to turn further.

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記出力値選択部は、前記操舵角と前記舵角速度との乗算値が正値から負値となり、かつ、前記操舵角の変動量が所定の変動量閾値以下である場合に、前記第2トルク値を選択することが好ましい。 As a preferred embodiment of the control device for a vehicle steering system, the output value selection unit preferably selects the second torque value when the multiplication value of the steering angle and the steering angle velocity changes from a positive value to a negative value and the amount of change in the steering angle is equal to or less than a predetermined amount of change threshold.

上記構成によれば、操舵角及び舵角速度を用いて切り増し/切り戻しを判定することができる。また、ハンドルの瞬間的な切り増しから切り戻しが生じ、操舵角の変動量が変動量閾値以下である場合に第2トルク値を選択することで、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 According to the above configuration, it is possible to determine whether the steering wheel is being turned further or returned to its original position using the steering angle and the steering angle speed. In addition, by selecting the second torque value when the steering wheel is turned from an instantaneous turning further to a return position and the amount of change in the steering angle is equal to or less than the threshold amount of change, it is possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or to prevent the steering reaction force from momentarily trying to turn further.

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記出力値選択部は、前記操舵角と前記舵角速度との乗算値が正値から負値となり、かつ、前記乗算値が負値である時間が所定の時間閾値以下である場合に、前記第2トルク値を選択することが好ましい。 As a desirable aspect of the control device for a vehicle steering system, it is preferable that the output value selection unit selects the second torque value when the multiplication value of the steering angle and the steering angular velocity becomes a negative value from a positive value, and the time during which the multiplication value is a negative value is equal to or less than a predetermined time threshold value.

上記構成によれば、操舵角及び舵角速度を用いて切り増し/切り戻しを判定することができる。また、ハンドルの切り増しから瞬間的な切り戻しが生じ、操舵角と舵角速度との乗算値が負値である時間が時間閾値以下である場合に、第2トルク値を選択することで、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 According to the above configuration, it is possible to determine whether the steering wheel is being turned further or returned to its original position using the steering angle and the steering angle velocity. Also, when the steering wheel is turned further and then instantly returned to its original position, and the time during which the product of the steering angle and the steering angle velocity is a negative value is equal to or less than a time threshold, the second torque value is selected, thereby making it possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or to prevent the steering reaction force from momentarily trying to turn further.

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記第1トルク値は、前記舵角速度の2乗に比例するエネルギーの増加に伴って増加する値であることが好ましい。 As a preferred embodiment of the control device for a vehicle steering system, the first torque value is a value that increases with an increase in energy proportional to the square of the steering angular velocity.

上記構成によれば、第1トルク値は、舵角速度の増加に伴って増加する。 According to the above configuration, the first torque value increases as the steering angular speed increases.

車両用操向システムの制御装置の望ましい態様として、前記トルク演算部は、前記操舵角の増加に伴って値が増加する第3トルク値を生成し、当該第3トルク値と前記出力値選択部により選択されたトルク値とを乗算することが好ましい。 As a preferred embodiment of the control device for a vehicle steering system, the torque calculation unit preferably generates a third torque value whose value increases as the steering angle increases, and multiplies the third torque value by the torque value selected by the output value selection unit.

上記構成によれば、舵角速度の増加に伴って増加する特性と、操舵角の増加に伴って増加する特性とを併せ持ったトルク値が得られる。 The above configuration provides a torque value that has both a characteristic of increasing with an increase in steering angular velocity and a characteristic of increasing with an increase in steering angle.

本発明によれば、ハンドルの切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる車両用操向システムの制御装置を提供することができる。 The present invention provides a control device for a vehicle steering system that can suppress the steering reaction force from being zero or from being generated as a steering reaction force that tries to momentarily increase the steering force when the steering wheel is turned further and then turned back instantaneously.

図1は、実施形態1に係る制御装置を備えるSBWシステムの概要の例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an outline of an SBW system including a control device according to a first embodiment. 図2は、ECUのハードウェア構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a hardware configuration of the ECU. 図3は、実施形態に係る制御装置の制御ブロック構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a control block configuration of the control device according to the embodiment. 図4は、操舵トルク目標値生成部の構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the steering torque target value generating unit. 図5Aは、基本マップの特性例を示す線図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of the characteristics of the base map. 図5Bは、トルク値Tref_basicの特性例を示す線図である。FIG. 5B is a diagram showing an example of the characteristics of the torque value Tref_basic. 図6Aは、ダンパゲインマップの特性例を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing an example of a characteristic of a damper gain map. 図6Bは、トルク値Tref_a+Tref_bの特性例を示す線図である。FIG. 6B is a diagram showing an example of the characteristics of the torque value Tref_a+Tref_b. 図7は、本開示における操舵方向を説明するための領域図である。FIG. 7 is a region diagram for explaining the steering direction in the present disclosure. 図8は、ダンピングトルク演算部の構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the damping torque calculation unit. 図9は、角度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the characteristics of an angle sensitive gain map. 図10は、角速度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the characteristics of the angular velocity sensitive gain map. 図11は、ダンピングトルク演算部において演算されるトルク値の特性例を示す線図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the characteristics of the torque value calculated in the damping torque calculation section. 図12は、実施形態1に係る操舵方向判定部の構成例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the steering direction determination unit according to the first embodiment. 図13は、実施形態1に係る操舵方向判定部における演算処理部の処理態様を説明するための制御ブロック構成の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a control block configuration for explaining a processing mode of a calculation processing unit in the steering direction determination unit according to the first embodiment. 図14は、ダンピングトルク演算部の第1変形例を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a first modified example of the damping torque calculation unit. 図15は、エネルギー感応ゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of the characteristics of an energy sensitive gain map. 図16は、ダンピングトルク演算部の第2変形例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a second modified example of the damping torque calculation unit. 図17は、実施形態2に係る操舵方向判定部の構成例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of the configuration of a steering direction determination unit according to the second embodiment. 図18は、実施形態2に係る操舵方向判定部における演算処理部の処理態様を説明するための制御ブロック構成の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of a control block configuration for explaining a processing mode of a calculation processing unit in the steering direction determination unit according to the second embodiment.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Below, a detailed description of a form for carrying out the invention (hereinafter, referred to as an embodiment) will be given with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment. Furthermore, the components in the following embodiment include those that a person skilled in the art can easily imagine, those that are substantially the same, and those that are within the so-called equivalent range. Furthermore, the components disclosed in the following embodiment can be combined as appropriate.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る制御装置を備えるSBWシステムの概要の例を示す構成図である。運転者が操作するハンドルを有する操舵機構を構成する反力装置30、転舵輪を転舵する転舵機構を構成する転舵装置40、及び両装置の制御を行う制御装置50を備える。
(Embodiment 1)
1 is a configuration diagram showing an example of an outline of an SBW system including a control device according to embodiment 1. The SBW system includes a reaction force device 30 constituting a steering mechanism having a steering wheel operated by a driver, a steering device 40 constituting a steering mechanism for steering steered wheels, and a control device 50 for controlling both devices.

SBWシステムには、一般的な電動パワーステアリング装置が備える、コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)2と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、運転者によるハンドル1の操作を電気信号によって、具体的には、反力装置30から出力される操舵角θhを電気信号として伝える。 The SBW system does not have an intermediate shaft that is mechanically connected to the column shaft (steering shaft, handle shaft) 2, which is found in general electric power steering devices. Instead, the operation of the steering wheel 1 by the driver is transmitted as an electrical signal, specifically, the steering angle θh output from the reaction device 30.

反力装置30は、反力用モータ31及び反力用モータ31の回転速度を減速する減速機構32を備える。反力装置30は、転舵輪5L,5Rから伝わる車両の運動状態を操舵反力として運転者に伝達する。反力用モータ31は、減速機構32を介して、操舵反力をハンドル1に付与する。 The reaction force device 30 includes a reaction force motor 31 and a speed reduction mechanism 32 that reduces the rotational speed of the reaction force motor 31. The reaction force device 30 transmits the vehicle's motion state transmitted from the steered wheels 5L, 5R to the driver as a steering reaction force. The reaction force motor 31 applies the steering reaction force to the steering wheel 1 via the speed reduction mechanism 32.

反力装置30は、舵角センサ33及びトルクセンサ34を更に備えている。舵角センサ33は、ハンドル1の操舵角θhを検出する。トルクセンサ34は、ハンドル1の操舵トルクThを検出する。以下、舵角センサ33によって検出される操舵角θhを、「実操舵角θh_act」とも称し、トルクセンサ34によって検出される操舵トルクThを、「実操舵トルクTh_act」とも称する。 The reaction force device 30 further includes a steering angle sensor 33 and a torque sensor 34. The steering angle sensor 33 detects the steering angle θh of the steering wheel 1. The torque sensor 34 detects the steering torque Th of the steering wheel 1. Hereinafter, the steering angle θh detected by the steering angle sensor 33 is also referred to as the "actual steering angle θh_act," and the steering torque Th detected by the torque sensor 34 is also referred to as the "actual steering torque Th_act."

本開示において、コラム軸2には、操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ(回転制限機構)35が設けられている。すなわち、操舵角θhの大きさ(絶対値)は、ストッパ35によって制限される。 In this disclosure, the column shaft 2 is provided with a stopper (rotation limiting mechanism) 35 that physically sets the steering end point that is the limit of possible steering. In other words, the magnitude (absolute value) of the steering angle θh is limited by the stopper 35.

転舵装置40は、転舵用モータ41、転舵用モータ41の回転速度を減速する減速機構42、及び転舵用モータ41の回転運動を直線運動に変換するピニオンラック機構44を備える。転舵装置40は、操舵角θhに応じて転舵用モータ41を駆動し、その駆動力を、減速機構42を介してピニオンラック機構44に付与し、タイロッド3a,3bを経て、転舵輪5L,5Rを転舵する。ピニオンラック機構44の近傍には角度センサ43が配置されており、転舵輪5L,5Rの転舵角θtを検出する。転舵輪5L,5Rの転舵角θtに代えて、例えば、転舵用モータ41のモータ角、あるいは、ラックの位置等を検出し、当該検出値を用いる態様であっても良い。以下、角度センサ43によって検出される転舵角θtを、「実転舵角θt_act」とも称する。 The steering device 40 includes a steering motor 41, a speed reducing mechanism 42 that reduces the rotational speed of the steering motor 41, and a pinion rack mechanism 44 that converts the rotational motion of the steering motor 41 into linear motion. The steering device 40 drives the steering motor 41 in response to the steering angle θh, and imparts the driving force to the pinion rack mechanism 44 via the speed reducing mechanism 42, and steers the steered wheels 5L and 5R via the tie rods 3a and 3b. An angle sensor 43 is disposed near the pinion rack mechanism 44 and detects the steering angle θt of the steered wheels 5L and 5R. Instead of the steering angle θt of the steered wheels 5L and 5R, for example, the motor angle of the steering motor 41 or the position of the rack may be detected and the detected value may be used. Hereinafter, the steering angle θt detected by the angle sensor 43 is also referred to as the "actual steering angle θt_act".

制御装置50は、反力装置30及び転舵装置40を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θhや転舵角θt等の情報に加え、車速センサ10で検出される車速Vs等を基に、反力用モータ31を駆動制御するための電圧制御指令値Vref1及び転舵用モータ41を駆動制御するための電圧制御指令値Vref2を生成する。 In order to coordinately control the reaction force device 30 and the turning device 40, the control device 50 generates a voltage control command value Vref1 for driving and controlling the reaction force motor 31 and a voltage control command value Vref2 for driving and controlling the turning motor 41 based on information such as the steering angle θh and turning angle θt output from both devices, as well as the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 10.

制御装置50には、バッテリ12から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。また、制御装置50には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)20が接続されており、車速VsはCAN20から受信することも可能である。更に、制御装置50には、CAN20以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN21も接続可能である。 The control device 50 is supplied with power from the battery 12 and receives an ignition key signal via the ignition key 11. The control device 50 is also connected to a CAN (Controller Area Network) 20 that transmits and receives various vehicle information, and the vehicle speed Vs can also be received from the CAN 20. Furthermore, the control device 50 can also be connected to a non-CAN 21 that transmits and receives communications other than the CAN 20, analog/digital signals, radio waves, etc.

具体的に、制御装置50は、例えば、車両に搭載されるECU(Electronic Control Unit)である。ECUは、主としてCPU(MCU、MPU等も含む)で構成される。図2は、ECUのハードウェア構成を示す模式図である。反力装置30及び転舵装置40の協調制御は、主としてECUのCPU内部においてプログラムで実行される。 Specifically, the control device 50 is, for example, an ECU (Electronic Control Unit) mounted on the vehicle. The ECU is mainly composed of a CPU (including an MCU, MPU, etc.). Figure 2 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the ECU. Cooperative control of the reaction device 30 and the steering device 40 is mainly executed by a program inside the CPU of the ECU.

図3は、実施形態に係る制御装置の制御ブロック構成の一例を示す図である。図3において、反力装置30は、反力用モータ31及び上述した構成に加え、PWM(パルス幅変調)制御部37、インバータ38、及びモータ電流検出器39を含む。また、転舵装置40は、転舵用モータ41及び上述した構成に加え、PWM制御部47、インバータ48、及びモータ電流検出器49を含む。制御装置50は、反力装置30の制御を行う反力制御系60、及び、転舵装置40の制御を行う転舵制御系70の各制御ブロックを実現する。反力制御系60と転舵制御系70とが協調して、反力装置30及び転舵装置40を制御する。 Figure 3 is a diagram showing an example of the control block configuration of the control device according to the embodiment. In Figure 3, the reaction force device 30 includes a reaction force motor 31 and the above-mentioned configuration, as well as a PWM (pulse width modulation) control unit 37, an inverter 38, and a motor current detector 39. The steering device 40 includes a PWM control unit 47, an inverter 48, and a motor current detector 49, as well as a steering motor 41 and the above-mentioned configuration. The control device 50 realizes each control block of a reaction force control system 60 that controls the reaction force device 30, and a steering control system 70 that controls the steering device 40. The reaction force control system 60 and the steering control system 70 cooperate to control the reaction force device 30 and the steering device 40.

なお、制御装置50の構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。制御装置50は、データやプログラム等を格納するために、例えば、図2に示すように、RAM(ランダムアクセスメモリ)やROM(リードオンリーメモリ)等を含む態様であっても良い。また、制御装置50がPWM制御部37、インバータ38、モータ電流検出器39、PWM制御部47、インバータ48、及びモータ電流検出器49を具備した態様であっても良い。 Note that some or all of the components of the control device 50 may be realized by hardware. The control device 50 may include, for example, a RAM (random access memory) or a ROM (read only memory) as shown in FIG. 2 in order to store data, programs, etc. The control device 50 may also include a PWM control unit 37, an inverter 38, a motor current detector 39, a PWM control unit 47, an inverter 48, and a motor current detector 49.

図3に示すように、制御装置50は、各制御ブロックとして、操舵トルク目標値生成部200、操舵トルク制御部400、電流制御部500、転舵角目標値生成部600、転舵角制御部700、及び電流制御部800を備えている。操舵トルク目標値生成部200、操舵トルク制御部400、及び電流制御部500は、反力制御系60を構成する制御ブロックである。転舵角目標値生成部600、転舵角制御部700、及び電流制御部800は、転舵制御系70を構成する制御ブロックである。 As shown in FIG. 3, the control device 50 includes, as control blocks, a steering torque target value generating unit 200, a steering torque control unit 400, a current control unit 500, a steering angle target value generating unit 600, a steering angle control unit 700, and a current control unit 800. The steering torque target value generating unit 200, the steering torque control unit 400, and the current control unit 500 are control blocks that make up the reaction force control system 60. The steering angle target value generating unit 600, the steering angle control unit 700, and the current control unit 800 are control blocks that make up the steering control system 70.

反力制御系60は、トルクセンサ34によって検出される実操舵トルクTh_actが反力装置30の操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値Th_refに追従するような制御を行う。 The reaction force control system 60 performs control so that the actual steering torque Th_act detected by the torque sensor 34 follows the steering torque target value Th_ref, which is the target value of the steering torque of the reaction force device 30.

操舵トルク目標値生成部200は、操舵トルク目標値Th_refを生成する。 The steering torque target value generating unit 200 generates the steering torque target value Th_ref.

操舵トルク制御部400は、反力用モータ31に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ih_refを生成する。操舵トルク制御部400では、操舵トルク目標値Th_refと実操舵トルクTh_actとの偏差Th_errがゼロに近づくようなモータ電流指令値Imcを演算する。 The steering torque control unit 400 generates a motor current command value Ih_ref, which is a control target value of the current supplied to the reaction force motor 31. The steering torque control unit 400 calculates a motor current command value Imc such that the deviation Th_err between the steering torque target value Th_ref and the actual steering torque Th_act approaches zero.

電流制御部500は、反力用モータ31の電流制御を行う。電流制御部500は、操舵トルク制御部400から出力されるモータ電流指令値Ih_refとモータ電流検出器39で検出される反力用モータ31の実電流値(モータ電流値)Ih_actとの偏差Ih_errがゼロに近づくような電圧制御指令値Vh_refを演算する。 The current control unit 500 controls the current of the reaction force motor 31. The current control unit 500 calculates a voltage control command value Vh_ref such that the deviation Ih_err between the motor current command value Ih_ref output from the steering torque control unit 400 and the actual current value (motor current value) Ih_act of the reaction force motor 31 detected by the motor current detector 39 approaches zero.

反力装置30では、電圧制御指令値Vh_refに基づいて、PWM制御部37及びインバータ38を介して反力用モータ31が駆動制御される。 In the reaction force device 30, the reaction force motor 31 is driven and controlled via the PWM control unit 37 and the inverter 38 based on the voltage control command value Vh_ref.

転舵制御系70は、角度センサ43によって検出される実転舵角θt_actが転舵角目標値θt_refに追従するような制御を行う。 The steering control system 70 performs control so that the actual steering angle θt_act detected by the angle sensor 43 follows the target steering angle value θt_ref.

転舵角目標値生成部600は、操舵角θhに基づき転舵角目標値θt_refを生成する。 The steering angle target value generating unit 600 generates the steering angle target value θt_ref based on the steering angle θh.

転舵角制御部700は、転舵用モータ41に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値It_refを生成する。転舵角制御部700では、転舵角目標値θt_refと実転舵角θt_actとの偏差θt_errがゼロに近づくようなモータ電流指令値It_refを演算する。 The steering angle control unit 700 generates a motor current command value It_ref, which is a control target value for the current supplied to the steering motor 41. The steering angle control unit 700 calculates the motor current command value It_ref such that the deviation θt_err between the steering angle target value θt_ref and the actual steering angle θt_act approaches zero.

電流制御部800は、転舵用モータ41の電流制御を行う。電流制御部800は、転舵角制御部700から出力されるモータ電流指令値It_refとモータ電流検出器49で検出される転舵用モータ41の実電流値(モータ電流値)It_actとの偏差It_errがゼロに近づくような電圧制御指令値Vt_refを演算する。 The current control unit 800 controls the current of the steering motor 41. The current control unit 800 calculates a voltage control command value Vt_ref such that the deviation It_err between the motor current command value It_ref output from the steering angle control unit 700 and the actual current value (motor current value) It_act of the steering motor 41 detected by the motor current detector 49 approaches zero.

転舵装置40では、電圧制御指令値Vt_refに基づいて、PWM制御部47及びインバータ48を介して転舵用モータ41が駆動制御される。 In the steering device 40, the steering motor 41 is driven and controlled via the PWM control unit 47 and the inverter 48 based on the voltage control command value Vt_ref.

本実施形態において、操舵トルク制御部400、電流制御部500、転舵角目標値生成部600、転舵角制御部700、及び電流制御部800は、それぞれ反力制御系60又は転舵制御系70における各制御を実現可能な構成であれば良く、これら各制御ブロックの構成により限定されない。以下、本実施形態に係る操舵トルク目標値生成部200の構成について、図4を参照して説明する。 In this embodiment, the steering torque control unit 400, the current control unit 500, the steering angle target value generation unit 600, the steering angle control unit 700, and the current control unit 800 may be configured to realize each control in the reaction force control system 60 or the steering control system 70, and are not limited by the configuration of each control block. The configuration of the steering torque target value generation unit 200 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. 4.

図4は、実施形態に係る操舵トルク目標値生成部の一構成例を示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態に係る操舵トルク目標値生成部200は、主要な構成要素として、基本マップ部210、ダンパトルク生成部220、及びダンピングトルク生成部230を備える。 Figure 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a steering torque target value generating unit according to the embodiment. As shown in Figure 4, the steering torque target value generating unit 200 according to the present embodiment includes, as its main components, a basic map unit 210, a damper torque generating unit 220, and a damping torque generating unit 230.

本開示において、図4に示す符号抽出部280は、操舵角θhの符号を抽出する。具体的には、例えば、操舵角θhの値を、操舵角θhの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部280は、操舵角θhの符号が「+」の場合には「1」を出力し、操舵角θhの符号が「-」の場合には「-1」を出力する。具体的に、符号抽出部280は、例えば操舵角θhの符号関数Sgn(θh)を生成する。 In this disclosure, the sign extraction unit 280 shown in FIG. 4 extracts the sign of the steering angle θh. Specifically, for example, the value of the steering angle θh is divided by the absolute value of the steering angle θh. As a result, the sign extraction unit 280 outputs "1" when the sign of the steering angle θh is "+", and outputs "-1" when the sign of the steering angle θh is "-". Specifically, the sign extraction unit 280 generates, for example, a sign function Sgn(θh) of the steering angle θh.

図5Aは、基本マップの特性例を示す線図である。基本マップ部210には、絶対値演算部260において絶対値処理された操舵角|θh|及び車速Vsが入力される。基本マップ部210は、図5Aに示す基本マップを用いて、車速Vsをパラメータとするトルク値Tref_aを生成する。トルク値Tref_aは、操舵角|θh|及び車速Vsに応じた基本的な操舵反力を生成するために使用される。 Figure 5A is a diagram showing an example of the characteristics of the basic map. The steering angle |θh| and the vehicle speed Vs that have been subjected to absolute value processing in the absolute value calculation unit 260 are input to the basic map unit 210. The basic map unit 210 uses the basic map shown in Figure 5A to generate a torque value Tref_a with the vehicle speed Vs as a parameter. The torque value Tref_a is used to generate a basic steering reaction force according to the steering angle |θh| and the vehicle speed Vs.

トルク値Tref_basicは、操舵角|θh|に応じて増減する角度感応型の特性を有している。より具体的に、トルク値Tref_basicは、図5Aに示すように、操舵角|θh|が増加するに従い増加する。また、トルク値Tref_basicは、車速Vsに応じて増減する車速感応型の特性を有している。より具体的に、トルク値Tref_basicは、図5Aに示すように、車速Vsが増加するに従い増加する。つまり、図5Aに示す基本マップによって導出されるトルク値Tref_basicによって得られる反力は、運転者によるハンドル1の操作量(操舵角θh)が大きいほど大きくなり、また車両の速度(車速Vs)が速いほど大きくなる。なお、図5Aに示す基本マップでは車速感応型の特性を有する態様としているが、これに限定されない。 The torque value Tref_basic has an angle-sensitive characteristic that increases or decreases according to the steering angle |θh|. More specifically, the torque value Tref_basic increases as the steering angle |θh| increases, as shown in FIG. 5A. The torque value Tref_basic also has a vehicle-speed-sensitive characteristic that increases or decreases according to the vehicle speed Vs. More specifically, the torque value Tref_basic increases as the vehicle speed Vs increases, as shown in FIG. 5A. In other words, the reaction force obtained by the torque value Tref_basic derived by the basic map shown in FIG. 5A increases as the amount of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angle θh) increases, and increases as the vehicle speed (vehicle speed Vs) increases. Note that the basic map shown in FIG. 5A has a vehicle-speed-sensitive characteristic, but is not limited to this.

図5Bは、トルク値Tref_aの特性例を示す線図である。基本マップ部210から出力されるトルク値Tref_basicに対し、符号抽出部280から出力される符号関数Sgn(θh)を、乗算器293にて乗じることで、図5Bに示すトルク値Tref_aが得られる。なお、符号抽出部280を有さない構成とし、図5Bに示されるように、正負の操舵角θhに応じた基本マップを用いてトルク値Tref_aを得る態様としても良い。 Figure 5B is a diagram showing an example of the characteristics of the torque value Tref_a. The torque value Tref_a shown in Figure 5B is obtained by multiplying the torque value Tref_basic output from the basic map unit 210 by the sign function Sgn(θh) output from the sign extraction unit 280 in the multiplier 293. Note that a configuration without the sign extraction unit 280 may be used in which the torque value Tref_a is obtained using a basic map corresponding to the positive and negative steering angles θh, as shown in Figure 5B.

ダンパトルク生成部220は、ダンパゲインマップ部221及び乗算部222を含む。図6Aは、ダンパゲインマップの特性例を示す図である。ダンパゲインマップ部221には、車速Vsが入力される。ダンパゲインマップ部221は、図6Aに示すダンパゲインマップを用いて、ダンパゲインDGを生成する。 The damper torque generation unit 220 includes a damper gain map unit 221 and a multiplication unit 222. FIG. 6A is a diagram showing an example of the characteristics of the damper gain map. The vehicle speed Vs is input to the damper gain map unit 221. The damper gain map unit 221 generates the damper gain DG using the damper gain map shown in FIG. 6A.

ダンパゲインDGは、図6Aに示すように、車速Vsに応じて増減する車速感応型の特性を有している。ダンパトルク生成部220は、操舵角θhを微分して算出したハンドル1の角速度(以下、「舵角速度ωh」とも称する)に対し(微分部270)、ダンパゲインマップ部221から出力されたダンパゲインDGを乗算し(乗算部222)、トルク値Tref_bとして出力する。 As shown in FIG. 6A, the damper gain DG has a vehicle speed-sensitive characteristic that increases or decreases according to the vehicle speed Vs. The damper torque generation unit 220 multiplies the angular velocity of the steering wheel 1 (hereinafter also referred to as "steering angular velocity ωh") calculated by differentiating the steering angle θh (differentiation unit 270) by the damper gain DG output from the damper gain map unit 221 (multiplication unit 222), and outputs the result as a torque value Tref_b.

ダンパトルク生成部220から出力されたトルク値Tref_bは、トルク値Tref_aに加算される(加算部291)。これにより、舵角速度ωhに比例した操舵反力の補償が可能となる。 The torque value Tref_b output from the damper torque generating unit 220 is added to the torque value Tref_a (addition unit 291). This makes it possible to compensate for the steering reaction force in proportion to the steering angular velocity ωh.

図6Bは、トルク値Tref_a+Tref_bの特性例を示す線図である。トルク値Tref_aに対してダンパトルク生成部220から出力されたトルク値Tref_bを加算し、トルク値Tref_a+Tref_bが得られる。図6Bにおいて、実線は、舵角速度ωhが正値(ωh>0)である場合のトルク値Tref_a+Tref_bを示し、破線は、舵角速度ωhが負値(ωh<0)である場合のトルク値Tref_a+Tref_bを示している。また、図6Bにおいて、一点鎖線はトルク値Tref_aを示している。 Figure 6B is a diagram showing an example characteristic of the torque value Tref_a+Tref_b. The torque value Tref_a+Tref_b is obtained by adding the torque value Tref_a to the torque value Tref_b output from the damper torque generating unit 220. In Figure 6B, the solid line shows the torque value Tref_a+Tref_b when the steering angular velocity ωh is a positive value (ωh>0), and the dashed line shows the torque value Tref_a+Tref_b when the steering angular velocity ωh is a negative value (ωh<0). Also in Figure 6B, the dashed line shows the torque value Tref_a.

図7は、本開示における操舵方向を説明するための領域図である。図7において、横軸は操舵角θhを示し、縦軸は舵角速度ωhを示している。 Figure 7 is a region diagram for explaining the steering direction in this disclosure. In Figure 7, the horizontal axis represents the steering angle θh, and the vertical axis represents the steering angular velocity ωh.

図7に示す領域A((θh,ωh)=(+,+))では、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、さらに右方向に切り増されている(ωh>0)ことを示している。図7に示す領域B((θh,ωh)=(+,-))では、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、左方向に切り戻されている(ωh<0)ことを示している。図7に示す領域C((θh,ωh)=(-,-))では、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、さらに左方向に切り増されている(ωh<0)ことを示している。図7に示す領域D((θh,ωh)=(-,+))では、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、右方向に切り戻されている(ωh>0)ことを示している。また、図7において、操舵角θh軸上(ωh=0)では、ハンドル1が切り増しも切り戻しも行われていない((θh,ωh)=(θh,0))ことを示し、舵角速度ωh軸上(θh=0)では、ハンドル1がセンター位置にある((θh,ωh)=(0,ωh))ことを示している。 Area A ((θh, ωh) = (+, +)) shown in Figure 7 indicates that the steering wheel 1 is turned to the right (θh > 0) and is being turned further to the right (ωh > 0). Area B ((θh, ωh) = (+, -)) shown in Figure 7 indicates that the steering wheel 1 is turned to the right (θh > 0) and is being turned back to the left (ωh < 0). Area C ((θh, ωh) = (-, -)) shown in Figure 7 indicates that the steering wheel 1 is turned to the left (θh < 0) and is being turned further to the left (ωh < 0). Area D ((θh, ωh) = (-, +)) shown in Figure 7 indicates that the steering wheel 1 is turned to the left (θh < 0) and is being turned back to the right (ωh > 0). Also, in FIG. 7, the steering angle θh axis (ωh = 0) indicates that the steering wheel 1 is neither turned further nor turned back ((θh, ωh) = (θh, 0)), and the steering angular velocity ωh axis (θh = 0) indicates that the steering wheel 1 is in the center position ((θh, ωh) = (0, ωh)).

ダンパトルク生成部220から出力されるトルク値Tref_bは、舵角速度ωh>0の領域A,Dでは正値、舵角速度ωh<0の領域B,Cでは負値となる。これにより、舵角速度ωh>0である場合、すなわち、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、さらに右方向に切り増されている領域A、又は、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、右方向に切り戻されている領域Dでは、図6Bに実線で示すように、Tref_aに対して|Tref_b|が加算された値となる。また、舵角速度ωh<0である場合、すなわち、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、左方向に切り戻されている領域B、又は、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、さらに左方向に切り増されている領域Cでは、図6Bに破線で示すように、Tref_aから|Tref_b|が減算された値となる。 The torque value Tref_b output from the damper torque generating unit 220 is a positive value in regions A and D where the steering angular velocity ωh>0, and a negative value in regions B and C where the steering angular velocity ωh<0. As a result, when the steering angular velocity ωh>0, that is, in region A where the steering wheel 1 is turned to the right (θh>0) and further turned to the right, or in region D where the steering wheel 1 is turned to the left (θh<0) and turned back to the right, the torque value Tref_a is added to |Tref_b| as shown by the solid line in FIG. 6B. When the steering angular velocity ωh<0, that is, in region B where the steering wheel 1 is turned to the right (θh>0) and turned back to the left, or in region C where the steering wheel 1 is turned to the left (θh<0) and turned further to the left, the torque value Tref_a is subtracted from |Tref_b| as shown by the dashed line in FIG. 6B.

図6Bに示すように、トルク値Tref_a+Tref_bは、操舵角θhの大きさが大きくなり、操舵角θhがストッパ(回転制限機構)35によって制限される操舵終端に近づくほど、操舵角θの変化に対するトルク上昇の増加分が小さくなる。換言すれば、トルク値Tref_a+Tref_bは、操舵角θhの増加に伴い、徐々に変化率が小さくなる特性を有している。このため、操舵終端付近において運転者がハンドル1を切り増し操舵し易く、急激な切り増し操舵によって操舵終端で衝突(以下、「高速時衝突」とも称する)が生じ、運転者に不快感や違和感を与える場合がある。 As shown in FIG. 6B, the torque value Tref_a+Tref_b increases with the magnitude of the steering angle θh, and the closer the steering angle θh approaches the steering end point where it is limited by the stopper (rotation limiting mechanism) 35, the smaller the increase in torque increase with respect to the change in steering angle θ becomes. In other words, the torque value Tref_a+Tref_b has a characteristic that the rate of change gradually decreases as the steering angle θh increases. For this reason, the driver is likely to turn the steering wheel 1 more near the steering end point, and a sudden more-turn steering may cause a collision (hereinafter also referred to as a "high-speed collision") at the steering end point, causing discomfort or strangeness to the driver.

本開示では、図4に示すように、舵角速度ωhが速いほど操舵反力の立ち上がりを大きくするようなダンピングトルクを生成するダンピングトルク生成部230を具備し、ダンピングトルク生成部230により生成されたトルク値Tref_dを、トルク値Tref_a+Tref_bに加算した後に、符号抽出部280から出力される符号関数Sgn(θh)を乗じる態様としている。これにより、操舵終端付近における急激な切り増し操舵を抑制する。以下、実施形態に係るダンピングトルク生成部230の具体的な構成及び動作について説明する。 As shown in FIG. 4, the present disclosure includes a damping torque generating unit 230 that generates a damping torque that increases the rise of the steering reaction force as the steering angular velocity ωh increases, and the torque value Tref_d generated by the damping torque generating unit 230 is added to the torque value Tref_a+Tref_b, and then multiplied by the sign function Sgn(θh) output from the sign extracting unit 280. This suppresses sudden further steering near the steering end. The specific configuration and operation of the damping torque generating unit 230 according to the embodiment will be described below.

図8は、ダンピングトルク演算部の構成例を示すブロック図である。図8に示す構成例において、ダンピングトルク演算部240は、主要な構成要素として、角度感応ゲインマップ部241、角速度感応ゲインマップ部242、操舵方向判定部250、及び出力値選択部251を備える。 Figure 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the damping torque calculation unit. In the example configuration shown in Figure 8, the damping torque calculation unit 240 includes, as its main components, an angle-sensitive gain map unit 241, an angular velocity-sensitive gain map unit 242, a steering direction determination unit 250, and an output value selection unit 251.

ダンピングトルク演算部240は、所定期間Δtごとに、以下に説明する処理を行う。所定期間Δtは、例えば、制御装置50を構成するECUのCPUにおける処理サンプリング間隔で決まる。所定期間Δtは、例えば、1ms~4ms程度とされる。なお、所定期間Δtは、例えば、ECUの1サンプリング期間であっても良いし、複数サンプリング期間であっても良い。言い換えると、ダンピングトルク演算部240は、ECUの1サンプリング間隔で操舵方向判定処理を行う態様であっても良いし、複数サンプリング間隔で処理を行う態様であっても良い。 The damping torque calculation unit 240 performs the processing described below for each predetermined period Δt. The predetermined period Δt is determined, for example, by the processing sampling interval in the CPU of the ECU that constitutes the control device 50. The predetermined period Δt is, for example, about 1 ms to 4 ms. Note that the predetermined period Δt may be, for example, one sampling period of the ECU, or multiple sampling periods. In other words, the damping torque calculation unit 240 may perform steering direction determination processing at one sampling interval of the ECU, or may perform processing at multiple sampling intervals.

図8に示す符号抽出部243は、舵角速度ωhの符号を抽出する。具体的には、例えば、舵角速度ωhの値を、舵角速度ωhの絶対値で除算する。これにより、符号抽出部243は、舵角速度ωhの符号が「+」の場合には「1」を出力し、舵角速度ωhの符号が「-」の場合には「-1」を出力する。具体的に、符号抽出部243は、例えば舵角速度ωhの符号関数Sgn(ωh)を生成する。 The sign extraction unit 243 shown in FIG. 8 extracts the sign of the steering angular velocity ωh. Specifically, for example, the value of the steering angular velocity ωh is divided by the absolute value of the steering angular velocity ωh. As a result, the sign extraction unit 243 outputs "1" when the sign of the steering angular velocity ωh is "+", and outputs "-1" when the sign of the steering angular velocity ωh is "-". Specifically, the sign extraction unit 243 generates, for example, a sign function Sgn(ωh) of the steering angular velocity ωh.

図9は、角度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。角度感応ゲインマップ部241には、絶対値演算部248において絶対値処理された操舵角|θh|が入力される。角度感応ゲインマップ部241は、図9に示す角度感応ゲインマップに応じたトルク値(第3トルク値)を生成する。 Figure 9 is a diagram showing an example of the characteristics of the angle-sensitive gain map. The steering angle |θh| that has been subjected to absolute value processing in the absolute value calculation unit 248 is input to the angle-sensitive gain map unit 241. The angle-sensitive gain map unit 241 generates a torque value (third torque value) according to the angle-sensitive gain map shown in Figure 9.

図9に示す角度感応ゲインマップは、操舵角|θh|に応じてゲインGaが増減する角度感応型の特性を有している。より具体的に、ゲインGaは、図9に示すように、所定の操舵角閾値|θth|以上の領域において、操舵角|θh|が増加するに従い増加する。換言すれば、図9に示す角度感応ゲインマップは、操舵角|θh|が操舵角閾値|θth|を超えて大きくなるほど、つまり、操舵角|θh|が終端角度に近づくほど、ゲインGaが単調増加する特性を有する。操舵角閾値|θth|は、終端角度|θend|から所定角手前の位置の角度とすれば良い(例えば、|θth|=|θend|-10[deg])。 The angle-sensitive gain map shown in FIG. 9 has an angle-sensitive characteristic in which the gain Ga increases or decreases according to the steering angle |θh|. More specifically, as shown in FIG. 9, the gain Ga increases as the steering angle |θh| increases in the region equal to or greater than a predetermined steering angle threshold |θth|. In other words, the angle-sensitive gain map shown in FIG. 9 has a characteristic in which the gain Ga increases monotonically as the steering angle |θh| becomes larger beyond the steering angle threshold |θth|, that is, as the steering angle |θh| approaches the terminal angle. The steering angle threshold |θth| may be set to an angle a predetermined angle before the terminal angle |θend| (for example, |θth|=|θend|-10 [deg]).

図10は、角速度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。角速度感応ゲインマップ部242には、絶対値演算部249において絶対値処理された舵角速度|ωh|が入力される。角速度感応ゲインマップ部242は、図10に示す角速度感応ゲインマップに応じたトルク値(第1トルク値)を生成する。 Figure 10 is a diagram showing an example of the characteristics of the angular velocity sensitive gain map. The steering angular velocity |ωh| that has been subjected to absolute value processing in the absolute value calculation unit 249 is input to the angular velocity sensitive gain map unit 242. The angular velocity sensitive gain map unit 242 generates a torque value (first torque value) according to the angular velocity sensitive gain map shown in Figure 10.

図10に示す角速度感応ゲインマップは、舵角速度|ωh|に応じてゲインGvが増減する角速度感応型の特性を有している。より具体的に、ゲインGvは、図10に示すように、舵角速度|ωh|が増加するに従い増加する。換言すれば、図10に示す角速度感応ゲインマップは、舵角速度|ωh|が速くなるほどゲインGvが単調増加する特性を有する。 The angular velocity sensitive gain map shown in FIG. 10 has an angular velocity sensitive characteristic in which the gain Gv increases or decreases according to the steering angular velocity |ωh|. More specifically, as shown in FIG. 10, the gain Gv increases as the steering angular velocity |ωh| increases. In other words, the angular velocity sensitive gain map shown in FIG. 10 has a characteristic in which the gain Gv monotonically increases as the steering angular velocity |ωh| increases.

図11は、ダンピングトルク演算部において演算されるトルク値の特性例を示す線図である。ダンピングトルク演算部240は、角度感応ゲインマップ部241により生成されたトルク値(第3トルク値)と、角速度感応ゲインマップ部242により生成されたトルク値(第1トルク値)、又は、後述する出力値選択部251によって保持されたトルク値(第2トルク値)とを乗算する(乗算部244)。これにより、図11に示すように、所定の操舵角閾値|θth|以上の領域において、操舵角|θh|が増加するに従い増加し、舵角速度|ωh|に応じて増減する角速度感応型の特性が得られる。より具体的に、ダンピングトルク演算部240において演算されるトルク値は、操舵角|θh|が操舵角閾値θthを超えて終端角度に近づくほど大きくなり、舵角速度|ωh|が速くなるほど、大きくなる割合(変化率)が増加する特性を有する。 Figure 11 is a diagram showing an example of the characteristics of the torque value calculated in the damping torque calculation unit. The damping torque calculation unit 240 multiplies the torque value (third torque value) generated by the angle-sensitive gain map unit 241 by the torque value (first torque value) generated by the angular velocity-sensitive gain map unit 242, or the torque value (second torque value) held by the output value selection unit 251 described later (multiplication unit 244). As a result, as shown in Figure 11, in a region equal to or greater than a predetermined steering angle threshold |θth|, an angular velocity-sensitive characteristic is obtained in which the torque value increases as the steering angle |θh| increases and increases or decreases according to the steering angular velocity |ωh|. More specifically, the torque value calculated in the damping torque calculation unit 240 has a characteristic that the torque value increases as the steering angle |θh| exceeds the steering angle threshold θth and approaches the terminal angle, and the rate of increase (rate of change) increases as the steering angular velocity |ωh| becomes faster.

ダンピングトルク演算部240は、乗算部244の出力値に対し、さらに、舵角速度ωhの符号関数Sgn(ωh)を乗算した(乗算部245)トルク値Tref_dを出力する。 The damping torque calculation unit 240 further multiplies the output value of the multiplication unit 244 by the sign function Sgn(ωh) of the steering angular velocity ωh (multiplication unit 245) to output the torque value Tref_d.

乗算部244の出力値は、図11に示す特性によって、運転者によるハンドル1の操作量(操舵角θh)が大きいほど大きくなり、また運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。これにより、トルク値Tref_dによって得られる操舵反力は、運転者によるハンドル1の操作量(操舵角θh)が大きいほど大きくなり、また運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。 The output value of the multiplication unit 244 increases as the amount of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angle θh) increases, and increases as the speed of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angular velocity ωh) increases, due to the characteristics shown in FIG. 11. As a result, the steering reaction force obtained by the torque value Tref_d increases as the amount of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angle θh) increases, and increases as the speed of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angular velocity ωh) increases.

上述したように、角速度感応ゲインマップ部242によって生成されるトルク値(第1トルク値)は、舵角速度|ωh|が増加するに従い増加するが、運転者がハンドル1を操舵した際に運転者がハンドル1に与えた操舵力を上回る操舵反力が反力装置30によって加えられた場合、瞬間的に、切り増しから切り戻しに遷移する場合がある。具体的には、図7に示す領域Aから領域Bに遷移、あるいは、領域Cから領域Dに遷移する場合がある。このようなハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じると、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じて、ストッパ(回転制限機構)35による操舵終端での高速時衝突が発生し、運転者に不快感や違和感を与える可能性がある。 As described above, the torque value (first torque value) generated by the angular velocity sensitive gain map unit 242 increases as the steering angular velocity |ωh| increases. However, if the steering reaction force applied by the reaction force device 30 exceeds the steering force applied by the driver to the steering wheel 1 when the driver steers the steering wheel 1, there may be an instantaneous transition from further turning to returning to the original position. Specifically, there may be a transition from area A to area B, or from area C to area D, as shown in FIG. 7. If such a momentary return occurs from further turning of the steering wheel 1, the steering reaction force becomes zero, or a steering reaction force that momentarily tries to further turn the wheel is generated, which may cause a high-speed collision at the steering end due to the stopper (rotation limiting mechanism) 35, causing discomfort or an unpleasant feeling to the driver.

本開示では、上述したような瞬間的な切り増しから切り戻しが生じた場合に、角速度感応ゲインマップ部242から出力されるトルク値(第1トルク値)の前回値(第2トルク値)を出力する態様としている。これにより、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。以下、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制可能な構成及び動作について、詳細に説明する。 In the present disclosure, when the steering wheel 1 is turned back from an instantaneous further turning as described above, the previous value (second torque value) of the torque value (first torque value) output from the angular velocity sensitive gain map unit 242 is output. This makes it possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force that tries to momentarily turn the steering wheel 1 back from an additional turning, when the steering wheel 1 is turned back from an additional turning. Below, a detailed description is given of the configuration and operation that can prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force that tries to momentarily turn the steering wheel 1 back from an additional turning.

図12は、実施形態1に係る操舵方向判定部の構成例を示すブロック図である。図13は、実施形態1に係る操舵方向判定部における演算処理部の処理態様を説明するための制御ブロック構成の一例を示す図である。 Figure 12 is a block diagram showing an example of the configuration of a steering direction determination unit according to embodiment 1. Figure 13 is a diagram showing an example of a control block configuration for explaining the processing mode of the calculation processing unit in the steering direction determination unit according to embodiment 1.

操舵方向判定部250には、操舵角θh及び舵角速度ωhが入力される。乗算部252は、操舵角θhと舵角速度ωhとを乗算する。 The steering angle θh and the steering angular velocity ωh are input to the steering direction determination unit 250. The multiplication unit 252 multiplies the steering angle θh and the steering angular velocity ωh together.

符号判定部253は、操舵角θhと舵角速度ωhとの乗算結果の符号を判定し、符号関数Sgnを生成する。 The sign determination unit 253 determines the sign of the multiplication result of the steering angle θh and the steering angular velocity ωh, and generates the sign function Sgn.

符号関数Sgnが正値(+)である場合、図7に示す領域A又は領域Cであることを示している。すなわち、符号関数Sgnが正値(+)である場合、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、さらに右方向に切り増されている(ωh>0)か、又は、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、さらに左方向に切り増されている(ωh<0)ことを示している。 When the sign function Sgn is a positive value (+), it indicates that the vehicle is in area A or area C shown in FIG. 7. In other words, when the sign function Sgn is a positive value (+), it indicates that the steering wheel 1 is turned to the right (θh>0) and has been turned further to the right (ωh>0), or that the steering wheel 1 is turned to the left (θh<0) and has been turned further to the left (ωh<0).

一方、符号関数Sgnが負値(-)である場合、図7に示す領域B又は領域Dであることを示している。すなわち、符号関数Sgnが負値(-)である場合、ハンドル1が右方向に切られた状態で(θh>0)、左方向に切り戻されている(ωh<0)か、又は、ハンドル1が左方向に切られた状態で(θh<0)、右方向に切り戻されている(ωh>0)ことを示している。 On the other hand, when the sign function Sgn is a negative value (-), it indicates that the vehicle is in area B or area D shown in FIG. 7. In other words, when the sign function Sgn is a negative value (-), it indicates that the steering wheel 1 is turned to the right (θh>0) and then turned back to the left (ωh<0), or that the steering wheel 1 is turned to the left (θh<0) and then turned back to the right (ωh>0).

演算処理部254は、所定期間Δtごとに、以下に説明する操舵方向判定処理を行う。 The calculation processing unit 254 performs the steering direction determination process described below every predetermined period Δt.

図8に示す出力値選択部251は、前回処理(所定期間Δt前の処理)において角速度感応ゲインマップ部242によって生成されたトルク値(第2トルク値)が保持される。具体的に、出力値選択部251によって保持されるトルク値(第2トルク値)は、前回処理(所定期間Δt前の操舵方向判定処理)における出力値選択部251の出力値である。出力値選択部251は、例えば、制御装置50を構成するECUのRAMで構成される。 The output value selection unit 251 shown in FIG. 8 holds the torque value (second torque value) generated by the angular velocity sensitive gain map unit 242 in the previous process (processing a predetermined period of time Δt ago). Specifically, the torque value (second torque value) held by the output value selection unit 251 is the output value of the output value selection unit 251 in the previous process (steering direction determination processing a predetermined period of time Δt ago). The output value selection unit 251 is configured, for example, by the RAM of the ECU that constitutes the control device 50.

図13に示す演算処理部254の構成において、出力値選択部251は、符号関数Sgnが正値(+)から負値(-)に遷移、すなわち、ハンドル1が切り増されている状態から切り戻された場合、かつ、操舵角θhの前回値に対する変動量が所定の変動量閾値Δθth(例えば、3[deg])以下である場合に、出力値選択部251によって保持された前回出力値(第2トルク値)を選択して出力するように制御される。変動量閾値Δθthは、例えば、制御装置50を構成するECUのROMに格納されている。 In the configuration of the calculation processing unit 254 shown in FIG. 13, the output value selection unit 251 is controlled to select and output the previous output value (second torque value) held by the output value selection unit 251 when the sign function Sgn transitions from a positive value (+) to a negative value (-), i.e., when the steering wheel 1 is turned back from a state in which it has been turned further, and when the amount of change in the steering angle θh from the previous value is equal to or less than a predetermined change amount threshold Δθth (e.g., 3 [deg]). The change amount threshold Δθth is stored, for example, in the ROM of the ECU constituting the control device 50.

上述した操舵方向判定処理を所定期間Δtごとに繰り返し実行することにより、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。これにより、ストッパ(回転制限機構)35による操舵終端での高速時衝突を抑制することができ、運転者に不快感や違和感を与えることを防ぐことができる。 By repeatedly executing the above-mentioned steering direction determination process at predetermined intervals Δt, when the steering wheel 1 is turned further and then turned back instantaneously, it is possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force from being generated that tries to turn the wheel more instantaneously. This makes it possible to prevent a high-speed collision at the steering end caused by the stopper (rotation limiting mechanism) 35, and to prevent the driver from feeling uncomfortable or unnatural.

なお、ダンピングトルク演算部の構成は、図8に示す構成に代えて、以下の態様とすることもできる。 In addition, the configuration of the damping torque calculation unit can be changed to the following configuration instead of the configuration shown in FIG. 8.

図14は、ダンピングトルク演算部の第1変形例を示すブロック図である。図14に示す第1変形例において、ダンピングトルク演算部240aは、主要な構成要素として、エネルギー演算部246及びエネルギー感応ゲインマップ部247を備える。 Figure 14 is a block diagram showing a first modified example of the damping torque calculation unit. In the first modified example shown in Figure 14, the damping torque calculation unit 240a includes, as its main components, an energy calculation unit 246 and an energy-sensitive gain map unit 247.

エネルギー演算部246には、舵角速度ωhが入力される。エネルギー演算部246は、下記演算式を用いて、ハンドル操作(操舵)によって生じるエネルギーEgを算出する。 The steering angular velocity ωh is input to the energy calculation unit 246. The energy calculation unit 246 calculates the energy Eg generated by the handle operation (steering) using the following formula.

Eg=J×ωh/2 Eg=J×ωh 2/2

上記演算式において、Jは慣性モーメントを示している。慣性モーメントJは、例えば、制御装置50を構成するECUのROMに格納されている。 In the above formula, J represents the moment of inertia. The moment of inertia J is stored, for example, in the ROM of the ECU that constitutes the control device 50.

図15は、エネルギー感応ゲインマップの特性例を示す線図である。エネルギー演算部246によって算出されたエネルギーEgは、エネルギー感応ゲインマップ部247に入力される。エネルギー感応ゲインマップ部247は、図15に示すエネルギー感応ゲインマップに応じたトルク値(第1トルク値)を生成する。 Figure 15 is a diagram showing an example of the characteristics of the energy-sensing gain map. The energy Eg calculated by the energy calculation unit 246 is input to the energy-sensing gain map unit 247. The energy-sensing gain map unit 247 generates a torque value (first torque value) according to the energy-sensing gain map shown in Figure 15.

図15に示すエネルギー感応ゲインマップは、ハンドル1の操舵によって生じるエネルギーEgに応じてゲインGe(Gd2)が増減するエネルギー感応型の特性を有している。より具体的に、ゲインGe(Gd2)は、図15に示すように、エネルギーEgが増加するに従い増加する。エネルギーEgは、上記演算式で示されるように、舵角速度ωhの2乗に比例する。換言すれば、図15に示すエネルギー感応ゲインマップは、図11に示す特性と同様に、舵角速度ωhが速くなるほど、ゲインGe(Gd2)が大きくなる割合(変化率)が増加する特性を有する。 The energy-sensitive gain map shown in FIG. 15 has an energy-sensitive characteristic in which the gain Ge (Gd2) increases or decreases according to the energy Eg generated by steering the steering wheel 1. More specifically, as shown in FIG. 15, the gain Ge (Gd2) increases as the energy Eg increases. As shown in the above formula, the energy Eg is proportional to the square of the steering angular velocity ωh. In other words, the energy-sensitive gain map shown in FIG. 15 has a characteristic in which the rate at which the gain Ge (Gd2) increases (rate of change) increases as the steering angular velocity ωh increases, similar to the characteristic shown in FIG. 11.

ダンピングトルク演算部240aは、エネルギー感応ゲインマップ部247により生成されたトルク値(第1トルク値)、又は、出力値選択部251によって保持されたトルク値(第2トルク値)に対し、さらに、舵角速度ωhの符号関数Sgn(ωh)を乗算(乗算部245)したトルク値Tref_dを出力する。 The damping torque calculation unit 240a outputs a torque value Tref_d obtained by further multiplying (multiplication unit 245) the torque value (first torque value) generated by the energy sensitive gain map unit 247 or the torque value (second torque value) held by the output value selection unit 251 by the sign function Sgn(ωh) of the steering angular velocity ωh.

エネルギー感応ゲインマップ部247の出力値は、図15に示すエネルギー感応ゲインマップの特性によって、運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。これにより、トルク値Tref_dによって得られる操舵反力は、運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。 The output value of the energy-sensing gain map unit 247 becomes larger as the driver's operation speed of the steering wheel 1 (steering angle speed ωh) becomes faster, due to the characteristics of the energy-sensing gain map shown in FIG. 15. As a result, the steering reaction force obtained by the torque value Tref_d becomes larger as the driver's operation speed of the steering wheel 1 (steering angle speed ωh) becomes faster.

上述したように、第1トルク値(エネルギー感応ゲインGe)は、舵角速度ωhが増加するに従い増加するため、運転者がハンドル1を操舵した際に運転者がハンドル1に与えた操舵力を上回る操舵反力が反力装置30によって加えられた場合、瞬間的に、切り増しから切り戻しに遷移する場合がある。このようなハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じて、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることによって、ストッパ(回転制限機構)35による操舵終端での高速時衝突が発生し、運転者に不快感や違和感を与える可能性がある。 As described above, the first torque value (energy-sensitive gain Ge) increases as the steering angular velocity ωh increases, so if the reaction force device 30 applies a steering reaction force that exceeds the steering force applied to the steering wheel 1 by the driver when the driver turns the steering wheel 1, there may be an instantaneous transition from further turning to returning to the original position. If such a momentary return occurs from further turning of the steering wheel 1, causing the steering reaction force to become zero or a momentary steering reaction force that tries to turn the wheel further, a high-speed collision may occur at the end of the steering due to the stopper (rotation limiting mechanism) 35, causing discomfort or an odd feeling to the driver.

図14に示すダンピングトルク演算部240aを備えた構成においても、図8に示す構成と同様に、上述した操舵方向判定部250及び出力値選択部251を備える構成とすることで、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 In the configuration with the damping torque calculation unit 240a shown in FIG. 14, similar to the configuration shown in FIG. 8, by configuring it with the steering direction determination unit 250 and output value selection unit 251 described above, it is possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force from momentarily trying to turn the steering wheel 1 back when the steering wheel 1 is turned further and then turned back instantaneously.

図16は、ダンピングトルク演算部の第2変形例を示すブロック図である。図16に示す第2変形例において、ダンピングトルク演算部240bは、図8に示す態様における角速度感応ゲインマップ部242に代えて、図14に示す態様におけるエネルギー演算部246及びエネルギー感応ゲインマップ部247を備えた態様としている。 Figure 16 is a block diagram showing a second modified example of the damping torque calculation unit. In the second modified example shown in Figure 16, the damping torque calculation unit 240b includes an energy calculation unit 246 and an energy sensitive gain map unit 247 in the embodiment shown in Figure 14, instead of the angular velocity sensitive gain map unit 242 in the embodiment shown in Figure 8.

ダンピングトルク演算部240bは、角度感応ゲインマップ部241により生成されたトルク値(第3トルク値)と、エネルギー感応ゲインマップ部247により生成されたトルク値(第1トルク値)、又は、出力値選択部251によって保持されたトルク値(第2トルク値)とを乗算する(乗算部244)。これにより、図11に示す特性と同様に、所定の操舵角閾値|θth|以上の領域において、操舵角|θh|が増加するに従い増加し、かつ、舵角速度|ωh|に応じて増減する角速度感応型の特性が得られる。 The damping torque calculation unit 240b multiplies the torque value (third torque value) generated by the angle sensitive gain map unit 241 by the torque value (first torque value) generated by the energy sensitive gain map unit 247 or the torque value (second torque value) held by the output value selection unit 251 (multiplication unit 244). As a result, similar to the characteristics shown in FIG. 11, in the region equal to or greater than a predetermined steering angle threshold |θth|, an angular velocity sensitive characteristic is obtained that increases as the steering angle |θh| increases and increases or decreases according to the steering angular velocity |ωh|.

ダンピングトルク演算部240bは、乗算部244の出力値に対し、さらに、舵角速度ωhの符号関数Sgn(ωh)を乗算した(乗算部245)トルク値Tref_dを出力する。 The damping torque calculation unit 240b further multiplies the output value of the multiplication unit 244 by the sign function Sgn(ωh) of the steering angular velocity ωh (multiplication unit 245) to output the torque value Tref_d.

乗算部244の出力値は、図11に示す特性と同様の特性によって、運転者によるハンドル1の操作量(操舵角θh)が大きいほど大きくなり、また運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。これにより、トルク値Tref_dによって得られる操舵反力は、運転者によるハンドル1の操作量(操舵角θh)が大きいほど大きくなり、また運転者によるハンドル1の操作速度(舵角速度ωh)が速いほど大きくなる。 The output value of the multiplication unit 244, due to characteristics similar to those shown in FIG. 11, becomes larger as the amount of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angle θh) becomes larger, and also becomes larger as the operation speed of the steering wheel 1 by the driver (steering angular velocity ωh) becomes faster. As a result, the steering reaction force obtained by the torque value Tref_d becomes larger as the amount of operation of the steering wheel 1 by the driver (steering angle θh) becomes larger, and also becomes larger as the operation speed of the steering wheel 1 by the driver (steering angular velocity ωh) becomes faster.

上述したように、第1トルク値(エネルギー感応ゲインGe)は、舵角速度ωhが増加するに従い増加するため、運転者がハンドル1を操舵した際に運転者がハンドル1に与えた操舵力を上回る操舵反力が反力装置30によって加えられた場合、瞬間的に、切り増しから切り戻しに遷移する場合がある。このようなハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じて、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることによって、ストッパ(回転制限機構)35による操舵終端での高速時衝突が発生し、運転者に不快感や違和感を与える可能性がある。 As described above, the first torque value (energy-sensitive gain Ge) increases as the steering angular velocity ωh increases, so if the reaction force device 30 applies a steering reaction force that exceeds the steering force applied to the steering wheel 1 by the driver when the driver turns the steering wheel 1, there may be an instantaneous transition from further turning to returning to the original position. If such a momentary return occurs from further turning of the steering wheel 1, causing the steering reaction force to become zero or a momentary steering reaction force that tries to turn the wheel further, a high-speed collision may occur at the end of the steering due to the stopper (rotation limiting mechanism) 35, causing discomfort or an odd feeling to the driver.

図16に示すダンピングトルク演算部240bを備えた構成においても、図8に示す構成と同様に、上述した操舵方向判定部250及び出力値選択部251を備える構成とすることで、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 In the configuration with the damping torque calculation unit 240b shown in FIG. 16, as in the configuration shown in FIG. 8, by configuring the steering direction determination unit 250 and output value selection unit 251 described above, it is possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force from momentarily trying to turn the steering wheel 1 back when the steering wheel 1 is turned further and then turned back instantaneously.

ダンピングトルク生成部230から出力されたトルク値Tref_dは、図4に示す加算部291,292にてトルク値Tref_a及びトルク値Tref_bと加算される。これにより、操舵トルク目標値生成部200から操舵トルク目標値Th_refが出力される。 The torque value Tref_d output from the damping torque generating unit 230 is added to the torque value Tref_a and the torque value Tref_b in the adding units 291 and 292 shown in FIG. 4. As a result, the steering torque target value Th_ref is output from the steering torque target value generating unit 200.

本開示におけるダンピングトルク生成部230では、上述したように、操舵方向判定部250及び出力値選択部251において、前回処理における出力値選択部251の出力値(第2トルク値)を保持し、ハンドル1が切り増されている状態から切り戻された場合、かつ、操舵角θhの前回値に対する変動量が所定の変動量閾値Δθth以下である場合に、出力値選択部251によって保持された前回出力値(第2トルク値)を選択して出力するように制御される。これにより、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。 As described above, in the damping torque generating unit 230 of the present disclosure, the steering direction determining unit 250 and the output value selecting unit 251 are controlled to hold the output value (second torque value) of the output value selecting unit 251 in the previous process, and to select and output the previous output value (second torque value) held by the output value selecting unit 251 when the steering wheel 1 is turned back from a state in which it has been turned further, and when the amount of change in the steering angle θh from the previous value is equal to or less than a predetermined change amount threshold Δθth. This makes it possible to suppress the occurrence of zero steering reaction force or a steering reaction force that tries to turn the steering wheel more instantaneously when the steering wheel 1 is turned back instantaneously from a state in which it has been turned further.

(実施形態2)
図17は、実施形態2に係る操舵方向判定部の構成例を示すブロック図である。図18は、実施形態2に係る操舵方向判定部における演算処理部の処理態様を説明するための制御ブロック構成の一例を示す図である。
(Embodiment 2)
Fig. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of a steering direction determination unit according to embodiment 2. Fig. 18 is a diagram showing an example of a control block configuration for explaining the processing mode of a calculation processing unit in the steering direction determination unit according to embodiment 2.

操舵方向判定部250aにおいて、演算処理部254aは、所定期間Δtごとに、以下に説明する操舵方向判定処理を行う。 In the steering direction determination unit 250a, the calculation processing unit 254a performs the steering direction determination process described below every predetermined period Δt.

図17に示す演算処理部254aの構成において、出力値選択部251は、符号関数Sgnが正値(+)から負値(-)に遷移、すなわち、ハンドル1が切り増されている状態から切り戻された場合、かつ、符号関数Sgnが負値(-)である時間tcが所定の時間閾値Δtth(例えば、0.5[sec])以下である場合に、出力値選択部251によって保持された前回出力値(第2トルク値)を選択して出力するように制御される。時間閾値Δtthは、例えば、制御装置50を構成するECUのROMに格納されている。 In the configuration of the calculation processing unit 254a shown in FIG. 17, the output value selection unit 251 is controlled to select and output the previous output value (second torque value) held by the output value selection unit 251 when the sign function Sgn transitions from a positive value (+) to a negative value (-), i.e., when the steering wheel 1 is turned back from a state in which it has been turned further, and when the time tc during which the sign function Sgn is a negative value (-) is equal to or less than a predetermined time threshold Δtth (e.g., 0.5 [sec]). The time threshold Δtth is stored, for example, in the ROM of the ECU constituting the control device 50.

上述した操舵方向判定処理を所定期間Δtごとに繰り返し実行することにより、実施形態1と同様に、ハンドル1の切り増しから瞬間的な切り戻しが生じた場合に、操舵反力がゼロ、あるいは瞬間的に切り増そうとする操舵反力が生じることを抑制することができる。これにより、ストッパ(回転制限機構)35による操舵終端での高速時衝突を抑制することができ、運転者に不快感や違和感を与えることを防ぐことができる。 By repeatedly executing the above-mentioned steering direction determination process at predetermined intervals Δt, it is possible to prevent the steering reaction force from becoming zero or the steering reaction force from momentarily trying to turn the steering wheel 1 more when the steering wheel 1 is turned back instantaneously, as in the first embodiment. This makes it possible to prevent a high-speed collision at the steering end caused by the stopper (rotation limiting mechanism) 35, and to prevent the driver from feeling uncomfortable or unnatural.

なお、上述した実施形態で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The figures used in the above-described embodiment are conceptual diagrams for providing a qualitative explanation of the present disclosure, and are not intended to be limiting. Furthermore, the above-described embodiment is an example of a suitable implementation of the present disclosure, but is not intended to be limiting, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present disclosure.

1 ハンドル
2 コラム軸
3a,3b タイロッド
5L,5R 転舵輪
10 車速センサ
11 イグニションキー
12 バッテリ
30 反力装置
31 反力用モータ
32 減速機構
33 舵角センサ
34 トルクセンサ
35 ストッパ(回転制限機構)
40 転舵装置
41 転舵用モータ
42 減速機構
43 角度センサ
44 ピニオンラック機構
50 制御装置
60 反力制御系
70 転舵制御系
200 操舵トルク目標値生成部
210 基本マップ部
220 ダンパトルク生成部
221 ダンパゲインマップ部
222 乗算部
230 ダンピングトルク生成部
240,240a,240b ダンピングトルク演算部
241 角度感応ゲインマップ部
242 角速度感応ゲインマップ部
243 符号抽出部
244,245 乗算部
246 エネルギー演算部
247 エネルギー感応ゲインマップ部
248 絶対値演算部
250,250a 操舵方向判定部
251 出力値選択部
252 乗算部
253 符号判定部
254,254a 演算処理部
260 絶対値演算部
270 微分部
280 符号抽出部
291,292 加算部
293 乗算部
400 操舵トルク制御部
500 電流制御部
600 転舵角目標値生成部
700 転舵角制御部
800 電流制御部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Steering wheel 2 Column shaft 3a, 3b Tie rod 5L, 5R Steering wheel 10 Vehicle speed sensor 11 Ignition key 12 Battery 30 Reaction device 31 Reaction motor 32 Speed reduction mechanism 33 Steering angle sensor 34 Torque sensor 35 Stopper (rotation limiting mechanism)
40 Steering device 41 Steering motor 42 Speed reduction mechanism 43 Angle sensor 44 Pinion rack mechanism 50 Control device 60 Reaction force control system 70 Steering control system 200 Steering torque target value generation section 210 Basic map section 220 Damper torque generation section 221 Damper gain map section 222 Multiplication section 230 Damping torque generation section 240, 240a, 240b Damping torque calculation section 241 Angle sensitive gain map section 242 Angular velocity sensitive gain map section 243 Sign extraction section 244, 245 Multiplication section 246 Energy calculation section 247 Energy sensitive gain map section 248 Absolute value calculation section 250, 250a Steering direction determination section 251 Output value selection section 252 Multiplication section 253 Sign determination section 254, 254a Calculation processing section 260 Absolute value calculation section 270 Differentiation section 280 Sign extraction section 291, 292 Addition section 293 Multiplication section 400 Steering torque control section 500 Current control section 600 Turning angle target value generation section 700 Turning angle control section 800 Current control section

Claims (5)

ハンドルの操舵終端に回転制限機構が設けられ、前記ハンドルに操舵反力を付与する反力用モータを駆動する反力装置と、前記ハンドルの操舵角に応じて転舵用モータを駆動する転舵装置とを具備した車両用操向システムの制御装置であって、
前記操舵反力を得るための操舵トルクの目標値である操舵トルク目標値を生成する操舵トルク目標値生成部を備え、
前記操舵トルク目標値生成部は、
所定期間ごとに処理を行い、前記ハンドルの舵角速度が速いほど値が大きくなる第1トルク値を生成するトルク演算部と、
少なくとも前記ハンドルが切り戻されたか否かに応じて、前記第1トルク値、及び、前回処理において生成された第1トルク値が保持された第2トルク値の何れかを選択する出力値選択部と、
を備える、
車両用操向システムの制御装置。
A control device for a vehicle steering system, comprising: a rotation limiting mechanism provided at a steering end of a steering wheel; a reaction device that drives a reaction motor that applies a steering reaction force to the steering wheel; and a steering device that drives a steering motor in accordance with a steering angle of the steering wheel,
a steering torque target value generating unit that generates a steering torque target value that is a target value of the steering torque for obtaining the steering reaction force,
The steering torque target value generating unit
a torque calculation unit that performs processing at predetermined intervals and generates a first torque value that increases as the steering angular velocity of the steering wheel increases;
an output value selection unit that selects either the first torque value or a second torque value that is a held first torque value generated in a previous process, depending on at least whether the steering wheel has been turned back;
Equipped with
A control device for a vehicle steering system.
前記出力値選択部は、前記操舵角と前記舵角速度との乗算値が正値から負値となり、かつ、前記操舵角の変動量が所定の変動量閾値以下である場合に、前記第2トルク値を選択する、
請求項1に記載の車両用操向システムの制御装置。
the output value selection unit selects the second torque value when a multiplication value of the steering angle and the steering angular velocity becomes a negative value from a positive value and an amount of fluctuation of the steering angle is equal to or less than a predetermined amount of fluctuation threshold.
The control device for a vehicle steering system according to claim 1.
前記出力値選択部は、前記操舵角と前記舵角速度との乗算値が正値から負値となり、かつ、前記乗算値が負値である時間が所定の時間閾値以下である場合に、前記第2トルク値を選択する、
請求項1に記載の車両用操向システムの制御装置。
the output value selection unit selects the second torque value when a multiplication value of the steering angle and the steering angular velocity becomes a negative value from a positive value and a time during which the multiplication value is a negative value is equal to or shorter than a predetermined time threshold value.
The control device for a vehicle steering system according to claim 1.
前記第1トルク値は、前記舵角速度の2乗に比例するエネルギーの増加に伴って増加する値である、
請求項1から3の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
The first torque value is a value that increases with an increase in energy proportional to the square of the steering angular velocity.
A control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 3.
前記トルク演算部は、
前記操舵角の増加に伴って値が増加する第3トルク値を生成し、当該第3トルク値と前記出力値選択部により選択されたトルク値とを乗算する、
請求項1から4の何れか一項に記載の車両用操向システムの制御装置。
The torque calculation unit is
generating a third torque value whose value increases as the steering angle increases, and multiplying the third torque value by the torque value selected by the output value selection unit;
A control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 4.
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