JP2024030402A - Steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device.
従来、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が存在する。操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両の走行時、操舵装置の制御装置は、反力モータに対する給電制御を通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータに対する給電制御を通じて転舵輪を転舵させる。 Conventionally, there is a so-called steer-by-wire type steering device in which power transmission between a steering wheel and steered wheels is separated. The steering device includes a reaction force motor that is a source of a steering reaction force applied to a steering shaft, and a steering motor that is a source of a steering force that turns steered wheels. When the vehicle is running, the control device of the steering device generates a steering reaction force by controlling the power supply to the reaction force motor, and steers the steered wheels by controlling the power supply to the steering motor.
ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、路面の摩擦が大きいことなどに起因して、転舵シャフトに過大な軸力が発生することがある。転舵シャフトに発生する軸力の大きさによっては、転舵モータの出力である転舵力が不足するおそれがある。この場合、ステアリングホイールの操舵に対して、転舵輪を十分に転舵させることが困難となるため、運転者が違和感を覚えるおそれがある。 In steer-by-wire type steering devices, excessive axial force may be generated in the steered shaft due to high friction on the road surface. Depending on the magnitude of the axial force generated on the steering shaft, there is a possibility that the steering force, which is the output of the steering motor, may be insufficient. In this case, since it becomes difficult to sufficiently turn the steered wheels in response to the steering wheel, the driver may feel uncomfortable.
そこで、たとえば特許文献1の制御装置は、転舵シャフトに過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、転舵モータの出力を増加させる。具体的には、制御装置は、転舵モータに対する指令値を、ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の指令値よりも大きい値に増加させる。このため、転舵モータは、ステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される指令値に応じた通常の転舵力よりも大きい転舵力を発生する。 Therefore, for example, the control device disclosed in Patent Document 1 increases the output of the steering motor when an excessive axial force is likely to be generated on the steering shaft. Specifically, the control device increases the command value for the steering motor to a value larger than the original command value according to the steering state of the steering wheel. Therefore, the steering motor generates a steering force larger than a normal steering force according to a command value calculated according to the steering state of the steering wheel.
特許文献1の制御装置によれば、たしかに転舵力が不足することなく転舵輪を円滑に転舵させることができる。しかし、たとえば、転舵モータの出力を増加させる状態が継続することにより、転舵モータ、あるいは転舵モータに電力を供給するインバータが過熱状態に至るおそれがある。 According to the control device of Patent Document 1, the steered wheels can be smoothly steered without running out of steering force. However, for example, if the output of the steering motor continues to increase, there is a risk that the steering motor or the inverter that supplies electric power to the steering motor may become overheated.
上記課題を解決し得る操舵制御装置は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトであって、ステアリングホイールとの間の動力伝達が分離されるように構成される転舵シャフトと、前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力モータと、前記転舵シャフトに付与されるトルクであって、前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を備える操舵装置を制御対象とする。操舵制御装置は、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて、前記転舵モータに対する第1の指令値と、前記反力モータに対する第2の指令値とを演算するように構成される制御部を備えている。前記制御部は、前記転舵力が不足しやすい状況であるとき、前記第1の指令値を前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第1の処理と、前記第1の処理が実行される期間、前記第2の指令値を前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第2の処理と、を実行するように構成される。 A steering control device that can solve the above problem is a steering shaft that steers steered wheels of a vehicle, and includes a steering shaft configured to separate power transmission from the steering wheel, and a steering shaft that steers steered wheels of a vehicle. a reaction force motor that generates a steering reaction force applied to a wheel, and a steering motor that generates a steering force that is a torque applied to the steering shaft to steer the steered wheels. The steering device provided is the control target. The steering control device includes a control unit configured to calculate a first command value for the steering motor and a second command value for the reaction force motor according to a steering state of the steering wheel. ing. The control unit performs a first process for increasing the first command value to a value larger than an original value according to a steering state of the steering wheel when the steering force is likely to be insufficient. and a second process for increasing the second command value to a value larger than the original value according to the steering state of the steering wheel during the period when the first process is executed. It is configured as follows.
この構成によれば、転舵力が不足する状況に備えて、転舵力が不足しやすい状況下においては、転舵モータに対する第1の指令値をステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第1の処理が実行される。このため、第1の処理の実行を通じて、転舵モータは、ステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される第1の指令値に応じた通常の転舵力よりも大きい転舵力を発生する。転舵力が不足する状況に備えて転舵モータが発生する転舵力を予め増大させておくことにより、たとえ転舵シャフトに大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪を円滑に転舵させることができる。 According to this configuration, in preparation for a situation where the steering force is insufficient, in a situation where the steering force is likely to be insufficient, the first command value for the steering motor is set to the original value according to the steering state of the steering wheel. A first process is performed to increase the value to a value greater than . Therefore, through execution of the first process, the steering motor generates a steering force larger than the normal steering force according to the first command value calculated according to the steering state of the steering wheel. By increasing the steering force generated by the steering motor in advance in preparation for a situation where the steering force is insufficient, even if a large axial force is generated on the steering shaft, the steering force will not be insufficient. The steered wheels can be turned smoothly without any problems.
また、第1の処理が実行される期間、反力モータに対する第3の指令値をステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第2の処理が実行される。このため、第2の処理の実行を通じて、反力モータはステアリングホイールの操舵状態に応じて演算される第2の指令値に応じた通常の操舵反力よりも大きい操舵反力を発生する。車両の運転者は、ステアリングホイールを介した手応えを感じることにより、第1の処理が実行される状況であること、すなわち転舵力が通常時よりも増加していることを認識することが可能となる。また、通常の操舵反力よりも大きい操舵反力がステアリングホイールに付与されるため、運転者によるステアリングホイールの積極的な操舵が抑制される。このため、転舵モータなどの過熱を抑制することができる。 Furthermore, during the period in which the first process is executed, a second process is executed to increase the third command value for the reaction force motor to a value larger than the original value according to the steering state of the steering wheel. . Therefore, through execution of the second process, the reaction force motor generates a steering reaction force that is larger than the normal steering reaction force according to the second command value calculated according to the steering state of the steering wheel. By feeling a response through the steering wheel, the driver of the vehicle can recognize that the first process is being executed, that is, that the steering force has increased compared to normal. becomes. Further, since a steering reaction force larger than a normal steering reaction force is applied to the steering wheel, active steering of the steering wheel by the driver is suppressed. Therefore, overheating of the steering motor and the like can be suppressed.
上記の操舵制御装置において、前記制御部は、車速が極低速域であって、前記ステアリングホイールが操舵されているとき、前記転舵力が不足しやすい状況であると判定するように構成されてもよい。 In the above steering control device, the control unit is configured to determine that the steering force is likely to be insufficient when the vehicle speed is in an extremely low speed range and the steering wheel is being steered. Good too.
車両が極低速域の速度で走行している状態で、ステアリングホイールが操舵されるとき、転舵シャフトに過大な軸力が発生しやすい。このため、制御部を、車速が極低速域の速度であって、ステアリングホイール11が操舵されているとき、転舵力が不足しやすい状況であると判定するように構成することにより、制御部は、適切なタイミングで第1の処理を実行することができる。
When the steering wheel is steered while the vehicle is running at an extremely low speed range, excessive axial force is likely to be generated on the steering shaft. Therefore, by configuring the control unit to determine that when the vehicle speed is in an extremely low speed range and the
上記の操舵制御装置において、前記制御部は、前記第2の処理として、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の前記第2の指令値に対して、ゲインを乗算する、または加算値を加算するように構成されてもよい。 In the above steering control device, as the second process, the control unit multiplies the original second command value according to the steering state of the steering wheel by a gain or adds an additional value. It may be configured to do so.
この構成によれば、ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の第2の指令値に対して、ゲインを乗算する、または加算値を加算することにより、第2の指令値をステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させることができる。 According to this configuration, the second command value is adjusted to the steering state of the steering wheel by multiplying the original second command value corresponding to the steering state of the steering wheel by a gain or adding an additional value. It can be increased to a value larger than the original value depending on the value.
上記の操舵制御装置において、前記制御部は、前記第1の処理の実行時、前記ステアリングホイールの切り込み操舵が行われるときの前記第1の指令値の増加の度合いを、前記ステアリングホイールの切り戻し操舵が行われるときの前記第1の指令値の増加の度合いよりも大きくするように構成されてもよい。 In the above steering control device, when executing the first process, the control unit determines the degree of increase in the first command value when the steering wheel is turned back. It may be configured to increase the degree of increase in the first command value when steering is performed.
切り込み操舵が行われる場合に必要とされる転舵力は、切り戻し操舵か行われる場合に必要とされる転舵力よりも大きい。これは、たとえば、切り戻し操舵が行われる場合、セルフアライニングトルクが働くからである。このため、切り込み操舵が行われる場合は、切り戻し操舵が行われる場合よりも、転舵力が不足しやすいといえる。したがって、第1の処理の実行時、ステアリングホイールの切り込み操舵が行われるときの第1の指令値の増加の度合いを、ステアリングホイールの切り戻し操舵が行われるときの第1の指令値の増加の度合いよりも大きくすることが好ましい。 The steering force required when the cut-in steering is performed is larger than the steering force required when the cut-back steering is performed. This is because, for example, when reverse steering is performed, self-aligning torque is applied. For this reason, it can be said that when turning steering is performed, the steering force is more likely to be insufficient than when turning back steering is performed. Therefore, when executing the first process, the degree of increase in the first command value when the steering wheel is turned in is compared to the degree of increase in the first command value when the steering wheel is turned back. It is preferable to make it larger than the degree.
上記の操舵制御装置において、前記制御部は、前記第1の処理として、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の前記第1の指令値に対して、ゲインを乗算する、または加算値を加算するように構成されてもよい。 In the above steering control device, as the first process, the control unit multiplies the original first command value according to the steering state of the steering wheel by a gain or adds an additional value. It may be configured to do so.
この構成によれば、ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の第1の指令値に対して、ゲインを乗算する、または加算値を加算することにより、第1の指令値をステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させることができる。 According to this configuration, the first command value is adjusted to the steering state of the steering wheel by multiplying the gain or adding an additional value to the original first command value corresponding to the steering state of the steering wheel. It can be increased to a value larger than the original value depending on the value.
上記の操舵制御装置において、前記制御部は、前記第1の処理として、前記第1の指令値の変化範囲を制限する制限値に対して、ゲインを乗算する、または加算値を加算することにより、前記第1の指令値の変化範囲を拡大するように構成されてもよい。 In the above steering control device, the control unit, as the first process, multiplies a limit value that limits a range of change of the first command value by a gain or adds an additional value. , the change range of the first command value may be expanded.
この構成によれば、転舵力が不足しやすい状況であるとき、第1の処理の実行を通じて、転舵モータに対する第1の指令値の変化範囲がその限界値である制限値を超えて拡大される。このため、たとえば過大な軸力の発生に起因して、本来の制限値を超える第1の指令値が演算される場合であれ、この第1の指令値は許容される。転舵モータは、本来の制限値を超える第1の指令値に応じた、より大きい転舵力を発生する。転舵力が不足する状況に備えて第1の指令値の変化範囲を予め拡大させておくことにより、たとえ転舵シャフトに大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪を円滑に転舵させることができる。 According to this configuration, when the steering force is likely to be insufficient, the range of change of the first command value for the steering motor is expanded beyond the limit value through execution of the first process. be done. Therefore, even if a first command value exceeding the original limit value is calculated due to generation of excessive axial force, for example, this first command value is allowed. The steering motor generates a larger steering force in response to the first command value that exceeds the original limit value. By expanding the range of change of the first command value in advance in preparation for a situation where the steering force is insufficient, even if a large axial force is generated on the steering shaft, the steering force will not be insufficient. The steered wheels can be smoothly steered.
本発明の操舵制御装置によれば、転舵モータの出力を増加させるための処理が実行されていることを報知しつつ、運転者によるステアリングホイールの操舵を抑制することができる。 According to the steering control device of the present invention, it is possible to suppress steering of the steering wheel by the driver while notifying that the process for increasing the output of the steering motor is being executed.
<第1の実施の形態>
以下、操舵制御装置を具体化した第1の実施の形態を説明する。操舵制御装置は、ステアバイワイヤ式の操舵装置に搭載される。
<First embodiment>
A first embodiment of a steering control device will be described below. The steering control device is mounted on a steer-by-wire type steering device.
<操舵装置10の構成>
まず、操舵装置10の構成について説明する。
図1に示すように、車両の操舵装置10は、車両のステアリングホイール11に操舵反力を付与する反力ユニット20、および車両の転舵輪12を転舵させる転舵ユニット30を有している。操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用するトルクをいう。操舵反力をステアリングホイール11に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
<Configuration of
First, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
反力ユニット20は、ステアリングホイール11が連結されたステアリングシャフト21、反力モータ22、減速機構23、回転角センサ24、トルクセンサ25、および反力制御部27を有している。
The
反力モータ22は、操舵反力の発生源である。反力モータ22としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。反力モータ22は、減速機構23を介して、ステアリングシャフト21に連結されている。反力モータ22が発生するトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト21に付与される。
The
回転角センサ24は反力モータ22に設けられている。回転角センサ24は反力モータ22の回転角θaを検出する。
トルクセンサ25は、ステアリングシャフト21における減速機構23とステアリングホイール11との間の部分に設けられている。トルクセンサ25は、ステアリングホイール11の回転操作を通じてステアリングシャフト21に加わる操舵トルクThを検出する。
The
反力制御部27は、つぎの3つの構成C1,C2,C3のうちいずれか一を含む処理回路を有している。
C1.ソフトウェアであるコンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ。プロセッサは、CPU(central processing unit)およびメモリを含む。
The reaction
C1. One or more processors that operate according to a computer program that is software. The processor includes a CPU (central processing unit) and memory.
C2.各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路(ASIC)などの1つ以上の専用のハードウェア回路。ASICは、CPUおよびメモリを含む。 C2. One or more specialized hardware circuits, such as an application specific integrated circuit (ASIC), that perform at least some of the various processes. ASIC includes a CPU and memory.
C3.構成C1,C2を組み合わせたハードウェア回路。
メモリは、コンピュータ(ここではCPU)で読み取り可能とされた媒体であって、コンピュータに対する処理あるいは命令を記述したプログラムを記憶している。メモリは、RAM(random access memory)およびROM(read only memory)を含む。CPUは、メモリに記憶されたプログラムを定められた演算周期で実行することによって各種の制御を実行する。
C3. A hardware circuit that combines configurations C1 and C2.
Memory is a medium readable by a computer (in this case, a CPU), and stores a program that describes processing or instructions for the computer. Memory includes RAM (random access memory) and ROM (read only memory). The CPU executes various types of control by executing programs stored in the memory at predetermined calculation cycles.
反力制御部27は、回転角センサ24を通じて検出される反力モータ22の回転角θaに基づきステアリングシャフト21の回転角である操舵角θsを演算する。反力制御部27は、モータ中点を基準とする回転数をカウントしている。モータ中点は、ステアリングホイール11の操舵中立位置に対応する反力モータ22の回転角θaであって、舵角中点情報として反力制御部27に記憶されている。反力制御部27は、モータ中点を原点として回転角θaを積算した角度である積算角を演算し、この演算される積算角に減速機構23の減速比に基づく換算係数を乗算することにより、ステアリングホイール11の操舵角θsを演算する。
The reaction
反力制御部27は、反力モータ22の駆動制御を通じて操舵トルクThに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。反力制御部27は、トルクセンサ25を通じて検出される操舵トルクThに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力および操舵トルクThに基づきステアリングホイール11の目標操舵角を演算する。反力制御部27は、反力モータ22の回転角θaに基づき演算される操舵角θsと目標操舵角との差を求め、当該差を無くすように反力モータ22に対する給電を制御する。反力制御部27は、回転角センサ24を通じて検出される反力モータ22の回転角θaを使用して反力モータ22をベクトル制御する。
The reaction
転舵ユニット30は、転舵シャフト31、転舵モータ32、減速機構33、ピニオンシャフト34、回転角センサ35、および転舵制御部36を有している。
転舵シャフト31は、車幅方向(図1中の左右方向)に沿って延びている。転舵シャフト31の両端には、それぞれタイロッド13,13を介して左右の転舵輪12が連結されている。
The
The steering
転舵モータ32は転舵力の発生源である。転舵モータ32としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ32は、減速機構33を介してピニオンシャフト34に連結されている。ピニオンシャフト34のピニオン歯34aは、転舵シャフト31のラック歯31aに噛み合わされている。転舵モータ32が発生するトルクは、転舵力としてピニオンシャフト34を介して転舵シャフト31に付与される。転舵モータ32の回転に応じて、転舵シャフト31は車幅方向(図1中の左右方向)に沿って移動する。転舵シャフト31が移動することにより転舵輪12の転舵角θwが変更される。
The
回転角センサ35は転舵モータ32に設けられている。回転角センサ35は転舵モータ32の回転角θbを検出する。
転舵制御部36は、反力制御部27と同様に、先の3つの構成C1,C2,C3のうちいずれか一を含む処理回路を有している。
The
The
転舵制御部36は、転舵モータ32の駆動制御を通じて転舵輪12を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。転舵制御部36は、回転角センサ35を通じて検出される転舵モータ32の回転角θbに基づきピニオンシャフト34の回転角であるピニオン角θpを演算する。また、転舵制御部36は、反力制御部27により演算される目標操舵角を使用してピニオンシャフト34の目標回転角である目標ピニオン角を演算する。ただし、ピニオンシャフト34の目標回転角は、所定の舵角比を実現する観点に基づき演算される。転舵制御部36は、ピニオンシャフト34の目標ピニオン角と実際のピニオン角θpとの差を求め、当該差を無くすように転舵モータ32に対する給電を制御する。転舵制御部36は、回転角センサ35を通じて検出される転舵モータ32の回転角θbを使用して転舵モータ32をベクトル制御する。
The
なお、反力制御部27および転舵制御部36は、操舵装置10を制御対象とする操舵制御装置を構成する。
<反力制御部27の構成>
つぎに、反力制御部27の構成について詳細に説明する。
Note that the reaction
<Configuration of reaction
Next, the configuration of the reaction
図2に示すように、反力制御部27は、操舵角演算部51、操舵反力指令値演算部52、および通電制御部53を有している。
操舵角演算部51は、回転角センサ24を通じて検出される反力モータ22の回転角θaに基づきステアリングホイール11の操舵角θsを演算する。
As shown in FIG. 2, the reaction
The steering
操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクThおよび車速Vに基づき操舵反力指令値T*を演算する。操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクThの絶対値が大きいほど、また車速Vが遅いほど、より大きな絶対値の操舵反力指令値T*を演算する。操舵反力指令値T*は、反力モータ22に対する第2の指令値に相当する。
The steering reaction force command
通電制御部53は、操舵反力指令値T*に応じた電力を反力モータ22へ供給する。具体的には、通電制御部53は、操舵反力指令値T*に基づき反力モータ22に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部53は、反力モータ22に対する給電経路に設けられた電流センサ54を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Iaの値を検出する。この電流Iaの値は、反力モータ22に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部53は、電流指令値と実際の電流Iaの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ22に対する給電を制御する。これにより、反力モータ22は操舵反力指令値T*に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。
The
<転舵制御部36の構成>
つぎに、転舵制御部36の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、転舵制御部36は、ピニオン角演算部61、目標ピニオン角演算部62、ピニオン角フィードバック制御部63、および通電制御部64を有している。
<Configuration of
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
ピニオン角演算部61は、回転角センサ35を通じて検出される転舵モータ32の回転角θbに基づきピニオンシャフト34の実際の回転角であるピニオン角θpを演算する。転舵モータ32とピニオンシャフト34とは減速機構33を介して連動する。このため、転舵モータ32の回転角θbとピニオン角θpとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ32の回転角θbからピニオン角θpを求めることができる。また、ピニオンシャフト34は、転舵シャフト31に噛合されている。このため、ピニオン角θpと転舵シャフト31の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θpは、転舵輪12の転舵角θwを反映する値である。
The pinion
目標ピニオン角演算部62は、操舵角演算部51により演算される操舵角θsに基づき目標ピニオン角θp
*を演算する。本実施の形態において、目標ピニオン角演算部62は、目標ピニオン角θp
*を操舵角θsと同じ値に設定する。すなわち、操舵角θsと転舵角θwとの比である舵角比は「1:1」である。
The target pinion
ちなみに、目標ピニオン角演算部62は、目標ピニオン角θp
*を操舵角θsと異なる値に設定するようにしてもよい。すなわち、目標ピニオン角演算部62は、たとえば車速Vなど、車両の走行状態に応じて操舵角θsに対する転舵角θwの比である舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じて目標ピニオン角θp
*を演算する。目標ピニオン角演算部62は、車速Vが遅くなるほど操舵角θsに対する転舵角θwがより大きくなるように、また車速Vが速くなるほど操舵角θsに対する転舵角θwがより小さくなるように、目標ピニオン角θp
*を演算する。目標ピニオン角演算部62は、車両の走行状態に応じて設定される舵角比を実現するために、操舵角θsに対する補正角度を演算し、この演算される補正角度を操舵角θsに加算することにより舵角比に応じた目標ピニオン角θp
*を演算する。
Incidentally, the target pinion
ピニオン角フィードバック制御部63は、目標ピニオン角演算部62により演算される目標ピニオン角θp
*、およびピニオン角演算部61により演算される実際のピニオン角θpを取り込む。ピニオン角フィードバック制御部63は、実際のピニオン角θpを目標ピニオン角θp
*に追従させるべくピニオン角θpのフィードバック制御を通じて、転舵モータ32が発生するトルクに対するトルク指令値Tp
*を演算する。トルク指令値Tp
*は、転舵モータ32に対する第1の指令値に相当する。
The pinion angle
通電制御部64は、トルク指令値Tp
*に応じた電力を転舵モータ32へ供給する。具体的には、通電制御部64は、トルク指令値Tp
*に基づき転舵モータ32に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部64は、転舵モータ32に対する給電経路に設けられた電流センサ65を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ibの値を検出する。この電流Ibの値は、転舵モータ32に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部64は、電流指令値と実際の電流Ibの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ32に対する給電を制御する。これにより、転舵モータ32はトルク指令値Tp
*に応じた角度だけ回転する。
The
ステアバイワイヤ方式の操舵装置10においては、運転者によってステアリングホイール11が操作された場合、転舵モータ32が発生する転舵力と転舵シャフト31に作用する軸力とが力の釣り合いを保ちながら転舵輪12が転舵する。ただし、たとえば路面の摩擦が大きい場合、転舵シャフト31に過大な軸力が発生することにより、転舵モータの出力である転舵力が不足するおそれがある。この場合、転舵輪12を円滑に転舵させることが困難となるおそれがある。
In the steer-by-
そこで、本実施の形態では、転舵シャフト31に過大な軸力が発生した場合であれ、転舵輪12をより円滑に転舵させるために、転舵制御部36としてつぎの構成を採用している。
Therefore, in this embodiment, in order to more smoothly steer the steered
<転舵制御部36の補足説明>
図3(a)に示すように、転舵制御部36は、先のピニオン角演算部61(図示略)、目標ピニオン角演算部62(図示略)、ピニオン角フィードバック制御部63および通電制御部64に加えて、判定部71および調停処理部72を有している。
<Supplementary explanation of the
As shown in FIG. 3A, the
判定部71は、転舵輪12の転舵状態、および車両の走行状態に応じて、区分Fの値をセットする。区分Fは、車両の状態が、転舵シャフト31に過大な軸力が発生しやすい状態であるかどうか、すなわち転舵力が不足しやすい状態であるかどうかを示す情報である。判定部71は、第1の判定処理、第2の判定処理、第3の判定処理、および第4の判定処理を実行する。
The
<DP1.第1の判定処理>
判定部71は、第1の判定処理として、つぎの2つの関係式(A1),(A2)の両方が成立するかどうかを判定する。
<DP1. First determination process>
As a first determination process, the
A1.「θw>0」かつ「ωw>ωwth」
A2.0≦V≦Vth
ただし、「θw」は、転舵輪12の転舵角である。転舵角θwは、たとえば、ピニオン角演算部61により演算されるピニオン角θpに基づき演算される。転舵角θwの符号は、たとえば、転舵中立位置を基準として、転舵輪12が左に転舵している場合は正、転舵輪12が右に転舵している場合は負である。転舵中立位置は、車両の直進状態に対応する転舵輪12の位置である。「ωw」は、転舵角速度である。転舵角速度ωwは、たとえば、転舵角θwを微分することにより得られる。「ωwth」は、転舵角速度しきい値である。転舵角速度しきい値ωwthは、たとえば、「0」の近傍値に設定される。「V」は、車速センサを通じて検出される車速である。「Vth」は、車速しきい値である。車速しきい値Vthは、極低速(たとえば5km/h)を基準として設定される。これは、車両が停止している状況、あるいは車両が極低速で走行している状況は、ステアリングホイール11の操作に伴い、より大きな軸力が発生しやすい状況といえるからである。
A1. "θ w >0" and "ω w > ω wth "
A2.0≦V≦V th
However, “θ w ” is the steering angle of the steered
判定部71は、関係式(A1)が成立するとき、操舵中立位置を基準として、ステアリングホイール11が左に切り込み操舵されていると判定する。切り込み操舵は、操舵中立位置を基準として、転舵輪12を転舵角θwの絶対値が増加する方向へ転舵させようとするステアリングホイール11の操作である。操舵中立位置は、車両の直進状態に対応するステアリングホイール11の位置である。また、判定部71は、関係式(A2)が成立するとき、車両が停止した状態、あるいは車両が極低速で走行している状態であると判定する。判定部71は、2つの関係式(A1),(A2)の両方が成立するとき、区分Fの値を第2のブーストアップ状態Sb2にセットする。
The
<DP2.第2の判定処理>
判定部71は、第2の判定処理として、つぎの2つの関係式(A3),(A4)の両方が成立するかどうかを判定する。
<DP2. Second determination process>
As a second determination process, the
A3.「θw<0」かつ「ωw<-ωwth」
A4.0≦V≦Vth
判定部71は、関係式(A3)が成立するとき、操舵中立位置を基準として、ステアリングホイール11が右に切り込み操舵されていると判定する。また、判定部71は、関係式(A4)が成立するとき、車両が停止した状態、あるいは車両が極低速で走行している状態であると判定する。判定部71は、2つの関係式(A3),(A4)の両方が成立するとき、区分Fの値を第2のブーストアップ状態Sb2にセットする。
A3. “θ w <0” and “ω w <-ω wth ”
A4.0≦V≦V th
The
<DP3.第3の判定処理>
判定部71は、第3の判定処理として、つぎの2つの関係式(A5),(A6)の両方が成立するかどうかを判定する。
<DP3. Third determination process>
As a third determination process, the
A5.「θw>0」かつ「ωw<ωwth」
A6.0≦V≦Vth
判定部71は、関係式(A5)が成立するとき、ステアリングホイール11が左から右に切り戻し操舵されていると判定する。切り戻し操舵は、転舵輪12を操舵中立位置へ戻す方向へ転舵させようとするステアリングホイール11の操作である。また、判定部71は、関係式(A6)が成立するとき、車両が停止した状態、あるいは車両が極低速で走行している状態であると判定する。判定部71は、2つの関係式(A5),(A6)の両方が成立するとき、区分Fの値を第1のブーストアップ状態Sb1にセットする。
A5. "θ w >0" and "ω w < ω wth "
A6.0≦V≦V th
The
<DP4.第4の判定処理>
判定部71は、第4の判定処理として、つぎの2つの関係式(A7),(A8)の両方が成立するかどうかを判定する。
<DP4. Fourth determination process>
As a fourth determination process, the
A7.「θw<0」かつ「ωw>-ωwth」
A8.0≦V≦Vth
判定部71は、関係式(A7)が成立するとき、ステアリングホイール11が右から左に切り戻し操舵されていると判定する。また、判定部71は、関係式(A8)が成立するとき、車両が停止した状態、あるいは車両が極低速で走行している状態であると判定する。判定部71は、2つの関係式(A7),(A8)の両方が成立するとき、区分Fの値を第1のブーストアップ状態Sb1にセットする。
A7. “θ w <0” and “ω w >−ω wth ”
A8.0≦V≦V th
The determining
判定部71は、関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しないとき、区分Fの値を非ブーストアップ状態Sb0にセットする。
The
調停処理部72は、判定部71によりセットされる区分Fの値に応じて、ブーストアップ処理を実行する。ブーストアップ処理は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*を増加させるための処理であって、第1の処理に相当する。調停処理部72は、ブーストアップ処理として、たとえば、つぎの処理を実行する。
The
すなわち、調停処理部72は、次式(1)で表されるように、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に対してゲインGenを乗算することにより最終的なトルク指令値Tp
*を演算する。
That is, the
Tp
*(最終)=Tp
*・Gen …(1)
ただし、ゲインGenの値は、転舵シャフト31に発生する軸力と、転舵モータ32が発生する転舵力との力の釣り合いを保つ観点に基づき設定される。ゲインGenの値は、たとえば、走行状況に基づくシミュレーションを通じて設定される。
T p * (final) = T p *・G en … (1)
However, the value of the gain Gen is set based on the viewpoint of maintaining a balance between the axial force generated on the steered
ゲインGenの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じたゲインGenの大小関係は、次式(2)の通りである。
Gen0<Gen1<Gen2 …(2)
ただし、「Gen0」は、区分Fの値が非ブーストアップ状態Sb0であるときに使用されるゲインGenの値であって、たとえば「1.0」に設定される。「Gen1」は、区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1であるときに使用されるゲインGenの値であって、たとえば「1.1」に設定される。「Gen2」は、区分Fの値が第2のブーストアップ状態Sb2であるときに使用されるゲインGenの値であって、たとえば「1.2」に設定される。
The value of gain Gen differs depending on the value of division F. The magnitude relationship of the gain G en according to the value of the division F is as shown in the following equation (2).
Gen0 < Gen1 < Gen2 ...(2)
However, “G en0 ” is the value of the gain G en used when the value of the division F is the non-boost-up state S b0 , and is set to, for example, “1.0”. “G en1 ” is the value of the gain G en used when the value of the division F is the first boost-up state S b1 , and is set to, for example, “1.1”. “G en2 ” is the value of the gain G en used when the value of the division F is the second boost-up state S b2 , and is set to, for example, “1.2”.
第2のブーストアップ状態Sb2用のゲインGen2が、第1のブーストアップ状態Sb1用のゲインGen1の値よりも大きい値に設定する理由は、たとえば、つぎの通りである。 The reason why the gain G en2 for the second boost-up state S b2 is set to a larger value than the value of the gain G en1 for the first boost-up state S b1 is as follows, for example.
すなわち、切り込み操舵が行われる場合に必要とされる転舵力は、切り戻し操舵か行われる場合に必要とされる転舵力よりも大きい。これは、たとえば、切り戻し操舵が行われる場合、セルフアライニングトルクが働くからである。このため、切り込み操舵が行われる場合は、切り戻し操舵が行われる場合よりも、転舵力が不足しやすいといえる。したがって、第2のブーストアップ状態Sb2用のゲインGen2が、第1のブーストアップ状態Sb1用のゲインGen1の値よりも大きい値に設定される。 That is, the steering force required when the cut-in steering is performed is larger than the steering force required when the cut-back steering is performed. This is because, for example, when reverse steering is performed, self-aligning torque is applied. For this reason, it can be said that when turning steering is performed, the steering force is more likely to be insufficient than when turning back steering is performed. Therefore, the gain G en2 for the second boost-up state S b2 is set to a larger value than the value of the gain G en1 for the first boost-up state S b1 .
区分Fの値が非ブーストアップ状態Sb0であるとき、ブーストアップ処理は実行されない。区分Fの値が非ブーストアップ状態Sb0であるとき、最終的なトルク指令値Tp
*は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*と同じ値になる。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*が最終的なトルク指令値Tp
*として使用される。通電制御部64は、最終的なトルク指令値Tp
*に応じた電力を転舵モータ32へ供給する。
When the value of the division F is the non-boost-up state S b0 , the boost-up process is not executed. When the value of division F is the non-boost-up state S b0 , the final torque command value T p * becomes the same value as the torque command value T p * calculated by the pinion angle
区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1および第2のブーストアップ状態Sb2であるとき、ブーストアップ処理が実行される。区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1および第2のブーストアップ状態Sb2であるとき、最終的なトルク指令値Tp
*は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*よりも大きい値になる。このため、転舵モータ32へ供給される電流量は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に応じた通常の電流量よりも多くなる。したがって、転舵モータ32へ供給される電流量が多くなる分だけ、転舵モータ32が発生する転舵力も増加する。
When the value of division F is the first boost-up state S b1 and the second boost-up state S b2 , the boost-up process is executed. When the value of division F is the first boost-up state S b1 and the second boost-up state S b2 , the final torque command value T p * is the torque command value T p calculated by the pinion angle
ちなみに、調停処理部72は、次式(3)で表されるように、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に加算値Tseを加算することにより、最終的なトルク指令値Tp
*を演算するようにしてもよい。
Incidentally, the
Tp
*(最終)=Tp
*+Tse …(3)
ただし、加算値Tseは、転舵シャフト31に発生する軸力と、転舵モータ32が発生する転舵力との力の釣り合いを保つ観点に基づき設定される。加算値Tseは、たとえば、走行状況に基づくシミュレーションを通じて設定される。
T p * (final) = T p * + T se ... (3)
However, the additional value Tse is set based on the viewpoint of maintaining a balance between the axial force generated on the steered
加算値Tseの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じた加算値Tseの大小関係は、次式(4)の通りである。
Tse0<Tse1<Tse2 …(4)
ただし、「Tse0」は、区分Fの値が非ブーストアップ状態Sb0であるときに使用される加算値Tseの値であって、たとえば「0」に設定される。「Tse1」は、区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1であるときに使用される加算値Tseの値であって、「0」よりも大きい絶対値に設定される。「Tse2」は、区分Fの値が第2のブーストアップ状態Sb2であるときに使用される加算値Tseの値であって、「0」よりも大きい絶対値に設定される。
The value of the additional value T se differs depending on the value of the classification F. The magnitude relationship of the additional value T se according to the value of the division F is as shown in the following equation (4).
T se0 <T se1 <T se2 (4)
However, “T se0 ” is the value of the addition value T se used when the value of the division F is the non-boost-up state S b0 , and is set to, for example, “0”. "T se1 " is the value of the addition value T se used when the value of the division F is the first boost-up state S b1 , and is set to an absolute value larger than "0". “T se2 ” is the value of the addition value T se used when the value of the division F is the second boost-up state S b2 , and is set to an absolute value larger than “0”.
このようにしても、転舵力が不足しやすい状況であるとき、すなわち、区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1および第2のブーストアップ状態Sb2であるとき、ブーストアップ処理が実行される。このため、最終的なトルク指令値Tp
*は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*よりも大きい値になる。ひいては、転舵モータ32が発生する転舵力を、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた転舵力よりも大きい力に増加させることができる。
Even in this case, when the steering force is likely to be insufficient, that is, when the value of division F is the first boost-up state S b1 and the second boost-up state S b2 , the boost-up process is executed. . Therefore, the final torque command value T p * becomes a value larger than the torque command value T p * calculated by the pinion angle
<区分Fの値の経時的変化>
つぎに、ステアリングホイール11の操舵状態、および車両の走行状態に応じた、区分Fの値の経時的変化の一例について説明する。
<Change in the value of category F over time>
Next, an example of a change over time in the value of division F depending on the steering state of the
図4(a)のグラフに示すように、たとえば、ステアリングホイール11が操舵中立位置を基準として左へ操舵されるとき、転舵角θwは正の値となる。転舵中立位置に対応する転舵角θwの値は、たとえば「0」である。ステアリングホイール11の操作量の増加に伴い、転舵角θwは正の方向に増加し、やがて転舵輪12の物理的な可動範囲の限界位置である正の最大転舵角θweに達する(時刻t1)。このとき、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、正の値であって、たとえば正の転舵角速度しきい値ωwthよりも正の方向に大きな値となる。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の2つの関係式(A1),(A2)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第2のブーストアップ状態Sb2にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4A, for example, when the
図4(a),(b)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweに維持されている期間、転舵角速度ωwの値は「0」である。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。 As shown in the graphs of FIGS. 4(a) and 4(b), the value of the turning angular velocity ω w is "0" during the period when the turning angle θ w is maintained at the positive maximum turning angle θ we . . As shown in the graph of FIG. 4(c), in this state, when the value of the vehicle speed V is "0", the above relational expressions (A1), (A2), relational expressions (A3), (A4), Neither relational expressions (A5) and (A6), nor relational expressions (A7) and (A8) hold true. Therefore, as shown in FIG. 4(d), the value of section F is set to the non-boost-up state S b0 .
図4(a)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweに維持された状態において、ステアリングホイール11が右へ切り戻し操舵されるとき(時刻t2)、ステアリングホイール11の操舵に伴い、転舵角θwは、転舵中立位置に対応する値である「0」へ向けて、徐々に減少し、やがて「0」に達する(時刻t3)。このとき、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、負の値であって、たとえば負の転舵角速度しきい値ωwthよりも負の方向に大きな値となる。すなわち、転舵角速度ωwは、正の転舵角速度しきい値ωwthよりも小さい値となる。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の2つの関係式(A5),(A6)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第1のブーストアップ状態Sb1にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4(a), when the
図4(a)のグラフに示すように、ステアリングホイール11が操舵中立位置に達した後、続いてステアリングホイール11が右へ切り込み操舵されるとき、転舵角θwは負の値となる。ステアリングホイール11の操作量の増加に伴い、転舵角θwは負の方向に増加し、やがて転舵輪12の物理的な可動範囲の限界位置である負の最大転舵角-θweに達する(時刻t4)。このとき、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、負の値であって、負の転舵角速度しきい値ωwthよりも負の方向に大きな値となる。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の2つの関係式(A3),(A4)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第2のブーストアップ状態Sb2にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4(a), after the
図4(a),(b)のグラフに示すように、転舵角θwが負の最大転舵角-θweに維持されている期間、転舵角速度ωwの値は「0」である。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。 As shown in the graphs of FIGS. 4(a) and 4(b), during the period when the turning angle θ w is maintained at the negative maximum turning angle −θ we , the value of the turning angular velocity ω w is “0”. be. As shown in the graph of FIG. 4(c), in this state, when the value of the vehicle speed V is "0", the above relational expressions (A1), (A2), relational expressions (A3), (A4), Neither relational expressions (A5) and (A6), nor relational expressions (A7) and (A8) hold true. Therefore, as shown in FIG. 4(d), the value of section F is set to the non-boost-up state S b0 .
図4(a)のグラフに示すように、転舵角θwが負の最大転舵角-θweに維持された状態において、ステアリングホイール11が左へ切り戻し操舵されるとき(時刻t5)、ステアリングホイール11の操舵に伴い、転舵角θwは、転舵中立位置に対応する値である「0」へ向けて、徐々に増加し、やがて「0」に達する(時刻t6)。この期間、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、正の値であって、たとえば負の転舵角速度しきい値-ωwthよりも正の方向に大きな値となる。図4(c)のグラフに示すように、この状態において、車速Vの値が「0」であるとき、先の2つの関係式(A7),(A8)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第1のブーストアップ状態Sb1にセットされる。ちなみに、時刻t6のタイミングで車速Vが増加し始める。
As shown in the graph of FIG. 4(a), when the
図4(a)のグラフに示すように、ステアリングホイール11が操舵中立位置に達した後、続いてステアリングホイール11が左へ切り込み操舵されるとき、転舵角θwは正の値となる。ステアリングホイール11の操作量の増加に伴い、転舵角θwは正の方向に増加し、やがて転舵輪12の物理的な可動範囲の限界位置である正の最大転舵角θweに達する(時刻t7)。この期間内においては、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、正の値であって、正の転舵角速度しきい値ωwthよりも正の方向に大きな値となる。図4(c)のグラフに示すように、たとえば車速Vの値が「0」から増加し始めてから車速しきい値Vthに達するまでの期間(時刻t8)、先の2つの関係式(A1),(A2)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第2のブーストアップ状態Sb2にセットされる。また、車速Vの値が車速しきい値Vthを超えた以降、先の関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4(a), when the
図4(a),(b)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweに維持されている期間、転舵角速度ωwの値は「0」である。このため、先の関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。ちなみに、図4(c)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweに維持されている期間において、車速Vの値は、たとえば、車速しきい値Vthを超える値から車速しきい値Vthを下回る値に変化している。 As shown in the graphs of FIGS. 4(a) and 4(b), the value of the turning angular velocity ω w is "0" during the period when the turning angle θ w is maintained at the positive maximum turning angle θ we . . Therefore, none of the above relational expressions (A1), (A2), relational expressions (A3), (A4), relational expressions (A5), (A6), and relational expressions (A7), (A8) hold. . Therefore, as shown in FIG. 4(d), the value of section F is set to the non-boost-up state S b0 . Incidentally, as shown in the graph of FIG. 4(c), during the period in which the turning angle θ w is maintained at the positive maximum turning angle θ we , the value of the vehicle speed V is, for example, equal to the vehicle speed threshold value V th The vehicle speed changes from a value exceeding Vth to a value below the vehicle speed threshold Vth.
図4(a)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweに維持された状態において、ステアリングホイール11が右へ切り戻し操舵されるとき(時刻t9)、ステアリングホイール11の操舵に伴い、転舵角θwは、転舵中立位置に対応する値である「0」へ向けて、徐々に減少し、やがて「0」に達する(時刻t10)。この期間内においては、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、負の値であって、負の転舵角速度しきい値ωwthよりも負の方向に大きな値となる。すなわち、転舵角速度ωwは、正の転舵角速度しきい値ωwthよりも小さい値となる。このため、先の2つの関係式(A5),(A6)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第1のブーストアップ状態Sb1にセットされる。ちなみに、図4(c)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweから転舵中立位置に対応する値である「0」へ向けて減少する期間の途中において、車速Vの値は、車速しきい値Vth未満の値から車速しきい値Vthへ向けて増加している。車速Vの値は、転舵角θwが「0」に達するタイミングで、車速しきい値Vthに達する。
As shown in the graph of FIG. 4(a), when the
図4(a)のグラフに示すように、転舵角θwが正の最大転舵角θweから減少して「0」に達した以降、ステアリングホイール11が右へ切り込み操舵されるとき(時刻t10)、ステアリングホイール11の操舵に伴い、転舵角θwは負の方向に増加し、やがて転舵輪12の物理的な可動範囲の限界位置である負の最大転舵角-θweに達する(時刻t11)。このとき、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、負の値であって、たとえば負の転舵角速度しきい値ωwthよりも負の方向に大きな値となる。ただし、図4(c)のグラフに示すように、たとえば、車速Vの値が車速しきい値Vthを超えている。したがって、先の関係式(A3)は成立するものの、関係式(A4)は成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4(a), after the steering angle θ w decreases from the positive maximum steering angle θ we and reaches "0", when the
図4(a),(b)のグラフに示すように、転舵角θwが負の最大転舵角-θweに維持されている期間、転舵角速度ωwの値は「0」である。また、図4(c)のグラフに示すように、車速Vの値が、たとえば、車速しきい値Vthを超えた状態に維持されている。このため、先の関係式(A1),(A2)、関係式(A3),(A4)、関係式(A5),(A6)、および関係式(A7),(A8)のいずれも成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。 As shown in the graphs of FIGS. 4(a) and 4(b), during the period when the turning angle θ w is maintained at the negative maximum turning angle −θ we , the value of the turning angular velocity ω w is “0”. be. Further, as shown in the graph of FIG. 4(c), the value of the vehicle speed V is maintained in a state exceeding, for example, the vehicle speed threshold value V th . Therefore, none of the above relational expressions (A1), (A2), relational expressions (A3), (A4), relational expressions (A5), (A6), and relational expressions (A7), (A8) hold. . Therefore, as shown in FIG. 4(d), the value of section F is set to the non-boost-up state S b0 .
図4(a)のグラフに示すように、転舵角θwが負の最大転舵角-θweに維持された状態において、ステアリングホイール11が左へ切り戻し操舵されるとき(時刻t12)、ステアリングホイール11の操舵に伴い、転舵角θwは、転舵中立位置に対応する値である「0」へ向けて、徐々に増加し、やがて「0」に達する(時刻t13)。この期間、図4(b)に示すように、転舵角速度ωwは、正の値であって、たとえば負の転舵角速度しきい値-ωwthよりも正の方向に大きな値となる。図4(c)のグラフに示すように、転舵角θwが負の最大転舵角-θweから「0」へ変化するまでの期間において、車速Vは、たとえば、車速しきい値Vthを超える値から「0」へ向けて徐々に減少し、転舵角θwが「0」に達するタイミングで「0」に至る。このため、車速Vが車速しきい値Vthを超えているとき、先の関係式(A7)は成立するものの、関係式(A8)は成立しない。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。車速Vが車速しきい値Vth以下の値に減少した以降(時刻t14)、先の関係式(A7),(A8)の両方が成立する。したがって、図4(d)に示すように、区分Fの値は、第1のブーストアップ状態Sb1にセットされる。
As shown in the graph of FIG. 4(a), when the
以上のように、ステアリングホイール11の切り込み操舵が行われる場合であって、車速Vが「0」または車速しきい値Vth以下の値であるとき、区分Fの値は、第2のブーストアップ状態Sb2にセットされる。また、ステアリングホイール11の切り戻し操舵が行われる場合であって、車速Vが「0」または車速しきい値Vth以下の値であるとき、区分Fの値は、第1のブーストアップ状態Sb1にセットされる。また、ステアリングホイール11が保舵される場合、または、車速Vの値が車速しきい値Vthを超える場合、区分Fの値は、非ブーストアップ状態Sb0にセットされる。
As described above, when the
<運転者に対する報知処理>
ブーストアップ処理の実行を通じて、転舵モータ32の出力を増加させる状態が継続することにより、転舵モータ32、あるいは転舵モータ32に電力を供給するインバータが過熱状態に至るおそれがある。そこで、本実施の形態では、ブーストアップ処理が実行される期間、ブーストアップ処理が実行されていることを運転者に報知するための報知処理を実行する。報知処理は、第2の処理に相当する。具体的には、つぎの通りである。
<Notification processing for the driver>
As the output of the
図3(a)に示すように、反力制御部27は、転舵制御部36の判定部71によりセットされる区分Fの値を取り込む。反力制御部27は、転舵制御部36によりブーストアップ処理が実行される状況であるとき、その旨を車両の運転者に報知するための処理である報知処理を実行する。反力制御部27は、区分Fの値が、第1のブーストアップ状態Sb1、または第2のブーストアップ状態Sb2であるとき、転舵制御部36によりブーストアップ処理が実行される状況であることを認識する。
As shown in FIG. 3A, the reaction
反力制御部27は、報知処理として、たとえば操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させるための処理を実行する。反力制御部27は、たとえば、転舵制御部36の調停処理部72と同様の処理の実行を通じて、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させる。
The reaction
すなわち、反力制御部27は、次式(5)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に対してゲインGrfを乗算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算する。
That is, the reaction
T*(最終)=T*・Grf …(5)
ただし、ゲインGrfの値は、ステアリングホイール11を介した手応え感を通じて、運転者にブーストアップ処理が実行される状況であることを報知する観点、および運転者によるステアリングホイール11の操舵を抑制する観点に基づき、「1」よりも大きい値に設定される。このため、最終的な操舵反力指令値T*は、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*よりも大きい値になる。
T * (final)=T *・G rf …(5)
However, the value of the gain G rf is determined from the viewpoint of notifying the driver that the boost-up process is to be executed through the feeling of response through the
ちなみに、反力制御部27は、次式(6)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に加算値Trfを加算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算するようにしてもよい。
Incidentally, the reaction
T*(最終)=T*+Trf …(6)
ただし、加算値Tseは、ステアリングホイール11を介して手応え感を通じて、運転者にブーストアップ処理が実行される状況であることを体感的に報知する観点に基づき設定される。最終的な操舵反力指令値T*は、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*よりも大きい値になる。
T * (final)=T * +T rf …(6)
However, the additional value Tse is set based on the viewpoint of visually informing the driver that the boost-up process is to be executed through the
したがって、ブーストアップ処理が実行される状況であるとき、最終的な操舵反力指令値T*は、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*よりも大きい値になる。このため、反力モータ22が発生する操舵反力は、操舵反力指令値演算部52により演算される通常の操舵反力指令値T*に応じた操舵反力よりも大きい力に増加する。車両の運転者は、ステアリングホイール11を介した手応えを感じることにより、ブーストアップ処理が実行される状況であることを体感的に認識することが可能である。
Therefore, when the boost-up process is executed, the final steering reaction force command value T * becomes a value larger than the steering reaction force command value T * calculated by the steering reaction force command
<第1の実施の形態の効果>
第1の実施の形態は、以下の効果を奏する。
(1-1)転舵力が不足しやすい状況であるとき、トルク指令値Tp
*が、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*よりも大きい値に増加される。これにより、転舵モータ32は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた転舵力よりも大きい転舵力を発生する。このように、転舵力が不足する状況に備えて転舵モータ32が発生する転舵力を予め増加させておくことにより、たとえ転舵シャフトに実際に大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪12を円滑に転舵させることができる。
<Effects of the first embodiment>
The first embodiment has the following effects.
(1-1) When the steering force is likely to be insufficient, the torque command value T p * is increased to a value larger than the normal torque command value T p * calculated by the pinion angle
(1-2)反力制御部27は、転舵制御部36によりセットされる区分Fの値に基づき、ブーストアップ処理の実行状況を認識する。反力制御部27は、ブーストアップ処理が実行される期間、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*の値を増加させるための処理を実行する。このため、反力モータ22は、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に応じた通常の操舵反力よりも大きい操舵反力を発生する。車両の運転者は、ステアリングホイール11を介した手応えを感じることにより、ブーストアップ処理が実行されていること、すなわち転舵力が通常時よりも増加していることを認識することが可能となる。また、通常の操舵反力よりも大きい操舵反力がステアリングホイール11に付与されるため、運転者によるステアリングホイール11の積極的な操舵が抑制される。したがって、転舵モータ32の過熱、あるいは転舵モータ32に電力を供給するインバータの過熱を抑制することができる。
(1-2) The reaction
(1-3)車両が極低速域の速度で走行している状態で、ステアリングホイール11が操舵されるとき、転舵シャフト31に過大な軸力が発生しやすい。このため、転舵制御部36を、車速が極低速域であって、ステアリングホイール11が操舵されているとき、転舵力が不足しやすい状況であると判定するように構成することにより、転舵制御部36は、適切なタイミングでブーストアップ処理を実行することができる。
(1-3) When the
(1-4)反力制御部27は、ブーストアップ処理が実行される期間、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に対して、ゲインGenを乗算する、または加算値Tseを加算することにより、操舵反力指令値T*の値を簡単に増加させることができる。
(1-4) The reaction
(1-5)切り込み操舵が行われる場合に必要とされる転舵力は、切り戻し操舵か行われる場合に必要とされる転舵力よりも大きい。すなわち、切り込み操舵が行われる場合は、切り戻し操舵が行われる場合よりも、転舵力が不足しやすいといえる。このため、転舵制御部36は、ブーストアップ処理の実行時、ステアリングホイール11の切り込み操舵が行われるときのトルク指令値Tp
*の増加の度合いを、ステアリングホイールの切り戻し操舵が行われるときのトルク指令値Tp
*の増加の度合いよりも大きくする。したがって、ステアリングホイール11の切り込み操舵が行われるときであれ、ステアリングホイール11の切り戻し操舵が行われるときであれ、転舵力が不足することなく転舵輪12を円滑に転舵させることができる。
(1-5) The steering force required when the cut-in steering is performed is larger than the steering force required when the cut-back steering is performed. That is, it can be said that when turning steering is performed, the steering force is more likely to be insufficient than when turning back steering is performed. For this reason, when executing the boost-up process, the
(1-6)転舵制御部36は、ブーストアップ処理として、ステアリングホイール11の操舵状態に応じた本来のトルク指令値Tp
*に対して、ゲインGrfを乗算する、または加算値Trfを加算することにより、トルク指令値Tp
*の値を簡単に増加させることができる。
(1-6) As boost-up processing, the
<第2の実施の形態>
つぎに、操舵装置を具体化した第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には、先の図1および図2に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、通電制御部64に先の調停処理部72と同様の処理機能を持たせている点で第1の実施の形態と異なる。本実施の形態では、転舵制御部36として先の調停処理部72を割愛した構成が採用されている。したがって、第1の実施の形態と同様の部材および構成については、第1の実施の形態と同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment embodying a steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 above. This embodiment differs from the first embodiment in that the
図3(b)に示すように、通電制御部64は、判定部71によってセットされる区分Fの値を取り込む。また、通電制御部64は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*を最終的なトルク指令値Tp
*として取り込む。
As shown in FIG. 3(b), the
通電制御部64は、次式(7)で表されるように、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に基づき演算される転舵モータ32に対する電流指令値I*にゲインGenを乗算することにより、最終的な電流指令値I*を演算する。
The
I*(最終)=I*・Gen …(7)
ただし、ゲインGenの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じたゲインGenの大小関係は、第1の実施の形態における式(2)の通りである。
I * (final) = I *・G en … (7)
However, the value of gain Gen differs depending on the value of division F. The magnitude relationship of the gain G en according to the value of the division F is as shown in equation (2) in the first embodiment.
このようにすれば、転舵力が不足しやすい状況であるとき、最終的な電流指令値I*をピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた電流指令値I*よりも大きい値とすることができる。ひいては、転舵モータ32が発生する転舵力を、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた転舵力よりも大きい力に増加させることができる。
In this way, when the steering force is likely to be insufficient, the final current command value I * can be converted into a current command according to the normal torque command value T p * calculated by the pinion angle
ちなみに、通電制御部64に調停処理部72と同様の処理機能を持たせる場合、通電制御部64は、次式(8)で表されるように、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に基づき演算される転舵モータ32に対する電流指令値I*に加算値Iseを加算することにより、最終的な電流指令値I*を演算するようにしてもよい。
Incidentally, when the
I*(最終)=I*+Ise …(8)
ただし、加算値Iseは、転舵シャフト31に発生する軸力と、転舵モータ32が発生する転舵力との力の釣り合いを保つ観点に基づき設定される。加算値Iseは、たとえば、走行状況に基づくシミュレーションを通じて設定される。
I * (final) = I * + I se ... (8)
However, the additional value Ise is set based on the viewpoint of maintaining a balance between the axial force generated on the steered
加算値Iseの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じた加算値Iseの大小関係は、次式(4)の通りである。
Ise0<Ise1<Ise2 …(9)
ただし、「Ise0」は、区分Fの値が非ブーストアップ状態Sb0であるときに使用される加算値Iseの値であって、たとえば「0」に設定される。「Ise1」は、区分Fの値が第1のブーストアップ状態Sb1であるときに使用される加算値Tseの値であって、「0」よりも大きい絶対値に設定される。「Ise2」は、区分Fの値が第2のブーストアップ状態Sb2であるときに使用される加算値Tseの値であって、「0」よりも大きい絶対値に設定される。
The value of the additional value I se differs depending on the value of the classification F. The magnitude relationship of the additional value I se according to the value of the division F is as shown in the following equation (4).
I se0 <I se1 <I se2 (9)
However, “I se0 ” is the value of the addition value I se that is used when the value of the division F is the non-boost-up state S b0 , and is set to, for example, “0”. "I se1 " is the value of the addition value T se used when the value of the division F is the first boost-up state S b1 , and is set to an absolute value larger than "0". "I se2 " is the value of the addition value T se used when the value of the division F is the second boost-up state S b2 , and is set to an absolute value larger than "0".
このようにしても、転舵力が不足しやすい状況であるとき、最終的な電流指令値I*をピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に応じた電流指令値I*よりも大きい値とすることができる。ひいては、転舵モータ32が発生する転舵力を、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた転舵力よりも大きい力に増加させることができる。
Even in this case, when the steering force is likely to be insufficient, the final current command value I * is changed to the current command value I according to the torque command value T p * calculated by the pinion angle
反力制御部27は、報知処理として、たとえば操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させるための処理を実行する。反力制御部27は、第1の実施の形態と同様にして、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させる。すなわち、反力制御部27は、先の式(5)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に対してゲインGrfを乗算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算する。
The reaction
ちなみに、第1の実施の形態と同様に、反力制御部27は、報知処理として、先の式(6)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に加算値Trfを加算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算するようにしてもよい。
Incidentally, similarly to the first embodiment, the reaction
<第2の実施の形態の効果>
第2の実施の形態は、以下の効果を奏する。
(2-1)転舵力が不足しやすい状況であるとき、電流指令値I*がピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*に応じた通常の電流指令値よりも大きい値に増加される。これにより、転舵モータ32は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算される通常のトルク指令値Tp
*に応じた転舵力よりも大きい転舵力を発生する。このように、転舵力が不足する状況に備えて転舵モータ32が発生する転舵力を予め増加させておくことにより、実際に大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪12を円滑に転舵させることができる。
<Effects of the second embodiment>
The second embodiment has the following effects.
(2-1) When the steering force is likely to be insufficient, the current command value I * is larger than the normal current command value corresponding to the torque command value T p * calculated by the pinion angle
(2-2)また、第1の実施の形態の(1-2)~(1-5)欄の効果と同様の効果を得ることができる。
<第3の実施の形態>
つぎに、操舵装置を具体化した第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1および図2に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。このため、第1の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
(2-2) Furthermore, effects similar to those in columns (1-2) to (1-5) of the first embodiment can be obtained.
<Third embodiment>
Next, a third embodiment that embodies a steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 above. Therefore, the same members and configurations as in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations thereof will be omitted.
操舵装置10において、据え切り時に転舵輪が縁石に突き当たる場合など、たとえば転舵輪12を切り増し側あるいは切り戻し側へ向けて転舵することが困難となる状況が想定される。このとき、転舵制御部36は、ステアリングホイール11の操舵角θsに転舵輪12の転舵角を追従させようとする。このため、転舵モータ32に対して過大な電流が供給されるおそれがある。そこで、本実施の形態では、転舵制御部36として、つぎの構成を有している。
In the
図5(a)に示すように、転舵制御部36は、先のピニオン角演算部61(図示略)、目標ピニオン角演算部62(図示略)、ピニオン角フィードバック制御部63、通電制御部64、判定部71および調停処理部72に加えて、制限値設定部73を有している。
As shown in FIG. 5A, the
制限値設定部73は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*の変化範囲を制限するための制限値TLを設定する。制限値TLは、トルク指令値Tp
*の変化が許容される許容範囲の限界値でもある。制限値TLは、何らかの原因で過大なトルク指令値Tp
*が演算される場合であれ、この過大なトルク指令値Tp
*に基づき過大な電流が転舵モータ32へ供給されること、ひいては転舵モータ32が過大なトルクを発生することを抑制する観点に基づき設定される。本実施の形態では、制限値TLは、転舵制御部36の記憶装置に格納された固定値として設定される。制限値TLは、たとえば転舵モータ32が発生することのできる最大のトルクに対応するトルク指令値Tp
*の最大値(100%)の80%程度の値に設定される。
The limit
調停処理部72は、制限値設定部73により設定される制限値TLに基づき、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*の変化範囲を制限する。トルク指令値Tp
*の絶対値が制限値TLを超えるとき、トルク指令値Tp
*は制限値TLに制限される。たとえば、トルク指令値Tp
*が正の値である場合、トルク指令値Tp
*の値が正の制限値TLを超えるとき、トルク指令値Tp
*は正の制限値TLに制限される。トルク指令値Tp
*が負の値である場合、トルク指令値Tp
*が負の制限値TLを超えるとき、トルク指令値Tp
*は負の制限値TLに制限される。したがって、許容範囲の限界値を超える過大なトルク指令値Tp
*に基づき転舵モータ32が過大なトルクを発生することが抑制される。
The
調停処理部72は、転舵力が不足しやすい状況であるとき、たとえば過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、制限値TLの絶対値を増加させる。
調停処理部72は、たとえば次式(10)で表されるように、制限値設定部73により設定される制限値TLにゲインGenを乗算することにより、最終的な制限値TLを演算する。
The
The
TL(最終)=TL・Gen …(10)
ただし、ゲインGenの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じたゲインGenの大小関係は、第1の実施の形態における式(2)の通りである。
T L (final) = T L・G en … (10)
However, the value of gain Gen differs depending on the value of division F. The magnitude relationship of the gain G en according to the value of the division F is as shown in equation (2) in the first embodiment.
このようにすれば、転舵力が不足しやすい状況であるとき、最終的な制限値TLを記憶装置に記憶された通常使用される制限値TLよりも大きい値とすることができる。すなわち、トルク指令値Tp *の変化範囲がゲインGenの値に応じて拡大される。 In this way, when the steering force is likely to be insufficient, the final limit value T L can be made larger than the normally used limit value T L stored in the storage device. That is, the variation range of the torque command value T p * is expanded according to the value of the gain G en .
ちなみに、調停処理部72は、次式(11)で表されるように、制限値設定部73により設定される制限値TLに加算値Tseを加算することにより、最終的な制限値TLを演算するようにしてもよい。
Incidentally, the
TL(最終)=TL+Tse …(11)
ただし、加算値Tseの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じた加算値Tseの大小関係は、第1の実施の形態における式(4)の通りである。
T L (final) = T L + T se ... (11)
However, the value of the additional value T se differs depending on the value of the classification F. The magnitude relationship of the additional value T se according to the value of the division F is as shown in equation (4) in the first embodiment.
このようにしても、転舵力が不足しやすい状況であるとき、最終的な制限値TLを記憶装置に記憶された通常使用される制限値TLよりも大きい値とすることができる。すなわち、トルク指令値Tp *の変化範囲が加算値Tseの分だけ拡大される。 Even in this case, when the steering force is likely to be insufficient, the final limit value T L can be made larger than the normally used limit value T L stored in the storage device. That is, the variation range of the torque command value T p * is expanded by the additional value T se .
たとえば、操舵装置10に過大な軸力が発生した場合、据え切り時に転舵輪12が縁石に突き当たる場合などと同様に、転舵輪12を転舵することが困難となる。このとき、転舵制御部36は、ステアリングホイール11の操舵角θsに転舵輪12の転舵角を追従させようとする。このため、転舵制御部36では、転舵モータ32に対してより大きい電流を供給すべく、記憶装置に記憶された制限値TLを超える、より大きい値のトルク指令値Tp
*が演算されるおそれがある。
For example, if an excessive axial force is generated in the
この点、本実施の形態では、過大な軸力が発生した場合、最終的に使用される制限値TLが記憶装置に記憶された制限値TLよりも大きい値に変更されることによって、トルク指令値Tp
*の変化範囲が拡大される。これにより、トルク指令値Tp
*は、記憶装置に記憶された制限値TLを超えることが可能となる。このため、トルク指令値Tp
*が記憶装置に記憶された制限値TLに制限される場合に比べて、転舵モータ32へ供給される電流量はより多くなる。したがって、転舵モータ32へ供給される電流量が多くなる分だけ、転舵モータ32が発生する転舵力は増加する。
In this regard, in the present embodiment, when an excessive axial force is generated, the limit value T L to be finally used is changed to a value larger than the limit value T L stored in the storage device. The range of change in torque command value T p * is expanded. This allows the torque command value T p * to exceed the limit value T L stored in the storage device. Therefore, the amount of current supplied to the
反力制御部27は、報知処理として、たとえば操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させるための処理を実行する。反力制御部27は、第1の実施の形態と同様にして、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させる。すなわち、反力制御部27は、先の式(5)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に対してゲインGrfを乗算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算する。
The reaction
ちなみに、第1の実施の形態と同様に、反力制御部27は、先の式(6)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に加算値Trfを加算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算するようにしてもよい。
Incidentally, similarly to the first embodiment, the reaction
<第3の実施の形態の効果>
第3の実施の形態は、以下の効果を奏する。
(3-1)転舵力が不足しやすい状況であるとき、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*の変化範囲が、その限界値である制限値TLを超えて拡大される。このため、たとえば過大な軸力の発生に起因して、制限値設定部73により設定される制限値TLを超えるトルク指令値Tp
*が演算される場合であれ、このトルク指令値Tp
*は許容される。転舵モータ32は、制限値TLを超えるトルク指令値Tp
*に応じた、より大きい転舵力を発生する。このように、過大な軸力が発生する状況に備えてトルク指令値Tp
*の変化範囲を予め拡大させておくことにより、転舵シャフト31に実際に大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪12を円滑に転舵させることができる。
<Effects of the third embodiment>
The third embodiment has the following effects.
(3-1) When the steering force is likely to be insufficient, the range of change of the torque command value T p * calculated by the pinion angle
(3-2)また、第1の実施の形態の(1-2)~(1-5)欄の効果と同様の効果を得ることができる。
<第4の実施の形態>
つぎに、操舵装置を具体化した第4の実施の形態を説明する。本実施の形態は、通電制御部64に先の調停処理部72と同様の処理機能を持たせている点で先の第3の実施の形態と異なる。本実施の形態では、転舵制御部36として先の調停処理部72を割愛した構成が採用されている。
(3-2) Furthermore, effects similar to those in columns (1-2) to (1-5) of the first embodiment can be obtained.
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment that embodies a steering device will be described. This embodiment differs from the third embodiment in that the
図5(b)に示すように、通電制御部64は、判定部71によってセットされる区分Fの値を取り込む。また、通電制御部64は、ピニオン角フィードバック制御部63により演算されるトルク指令値Tp
*を最終的なトルク指令値Tp
*として取り込む。
As shown in FIG. 5(b), the
制限値設定部73は、通電制御部64において演算される電流指令値I*の変化範囲を制限するための制限値ILを設定する。通電制御部64は制限値設定部73により設定される制限値ILを取り込む。
The limit
通電制御部64は、転舵力が不足しやすい状況であるとき、たとえば過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、制限値ILの絶対値を増加させる。
通電制御部64は、たとえば次式(11)で表されるように、制限値設定部73により設定される制限値TLにゲインGenを乗算することにより、最終的な制限値ILを演算する。
The
The
IL(最終)=IL・Gen …(11)
ただし、ゲインGenの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じたゲインGenの大小関係は、第1の実施の形態における式(2)の通りである。
I L (final) = I L・G en … (11)
However, the value of gain Gen differs depending on the value of division F. The magnitude relationship of the gain G en according to the value of the division F is as shown in equation (2) in the first embodiment.
このようにすれば、たとえば過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、最終的な制限値ILを記憶装置に記憶された通常使用される制限値ILよりも大きい値とすることができる。すなわち、電流指令値I*の変化範囲がゲインGenの値に応じて拡大される。これにより、電流指令値I*は、記憶装置に記憶された制限値ILを超えることが可能となる。このため、電流指令値I*が記憶装置に記憶された制限値ILに制限される場合に比べて、転舵モータ32へ供給される電流量はより多くなる。したがって、転舵モータ32へ供給される電流量が多くなる分だけ、転舵モータ32が発生する転舵力は増加する。
In this way, for example, in a situation where excessive axial force is likely to occur, it is possible to set the final limit value IL to a value larger than the normally used limit value IL stored in the storage device. can. That is, the change range of the current command value I * is expanded according to the value of the gain G en . This allows the current command value I * to exceed the limit value IL stored in the storage device. Therefore, the amount of current supplied to the
ちなみに、通電制御部64は、次式(12)で表されるように、制限値設定部73により設定される制限値ILに加算値Iseを加算することにより、最終的な制限値ILを演算するようにしてもよい。
Incidentally, the
IL(最終)=IL+Ise …(12)
ただし、加算値Iseの値は、区分Fの値に応じて異なる。区分Fの値に応じた加算値Iseの大小関係は、第1の実施の形態における式(9)の通りである。
I L (final) = I L + I se … (12)
However, the value of the additional value I se differs depending on the value of the classification F. The magnitude relationship of the additional value I se according to the value of the division F is as shown in equation (9) in the first embodiment.
このようにしても、たとえば過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、最終的な制限値ILを記憶装置に記憶された通常使用される制限値ILよりも大きい値とすることができる。すなわち、電流指令値I*の変化範囲が加算値Iseの分だけ拡大される。 Even with this method, for example, in a situation where excessive axial force is likely to occur, it is possible to set the final limit value I L to a value larger than the normally used limit value I L stored in the storage device. can. That is, the variation range of the current command value I * is expanded by the additional value Ise .
反力制御部27は、報知処理として、たとえば操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させるための処理を実行する。反力制御部27は、第1の実施の形態と同様にして、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*を増加させる。すなわち、反力制御部27は、先の式(5)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に対してゲインGrfを乗算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算する。
The reaction
なお、第1の実施の形態と同様に、反力制御部27は、先の式(6)で表されるように、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に加算値Trfを加算することにより、最終的な操舵反力指令値T*を演算するようにしてもよい。
Note that, similarly to the first embodiment, the reaction
<第4の実施の形態の効果>
第4の実施の形態は、以下の効果を奏する。
(4-1)転舵力が不足しやすい状況、たとえば過大な軸力が発生しやすい状況であるとき、通電制御部64により演算される電流指令値I*の変化範囲が、その限界値である制限値ILを超えて拡大される。このため、たとえば過大な軸力の発生に起因して、制限値設定部73により設定される制限値ILを超える電流指令値Ip
*が演算される場合であれ、この電流指令値I*は許容される。転舵モータ32は、制限値ILを超える電流指令値I*に応じた、より大きい転舵力を発生する。このように、過大な軸力が発生する状況に備えて電流指令値I*の変化範囲を予め拡大させておくことにより、転舵シャフト31に実際に大きな軸力が発生した場合であれ、転舵力が不足することなく転舵輪12を円滑に転舵させることができる。
<Effects of the fourth embodiment>
The fourth embodiment has the following effects.
(4-1) When the steering force is likely to be insufficient, for example, when excessive axial force is likely to occur, the range of change of the current command value I * calculated by the
(4-2)また、第1の実施の形態の(1-2)~(1-5)欄の効果と同様の効果を得ることができる。
<他の実施の形態>
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
(4-2) Furthermore, effects similar to those in columns (1-2) to (1-5) of the first embodiment can be obtained.
<Other embodiments>
Note that each embodiment may be modified and implemented as follows.
・第1の実施の形態において、転舵制御部36は、ブーストアップ処理の実行時、ステアリングホイール11の切り込み操舵が行われるときのトルク指令値Tp
*の増加の度合いを、ステアリングホイールの切り戻し操舵が行われるときのトルク指令値Tp
*の増加の度合いと同程度にしてもよい。
- In the first embodiment, when executing the boost-up process, the
・各実施の形態において、反力制御部27は、第2の実施の形態の転舵制御部36と同様に、報知処理として、操舵反力指令値演算部52により演算される操舵反力指令値T*に基づき演算される転舵モータ32に対する電流指令値に対して、ゲインを乗算すること、または加算値を加算することにより最終的な電流指令値を演算するようにしてもよい。反力モータ22は、最終的な電流指令値に応じて反力モータ22に対する給電を制御する。これにより、ブーストアップ処理が実行される期間の操舵反力を、ブーストアップ処理が実行されない通常時の操舵反力よりも大きい力に増加させることができる。
- In each embodiment, the reaction
・各実施の形態において、反力制御部27は、ブーストアップ処理の実行時、ステアリングホイール11の切り込み操舵が行われるときの操舵反力指令値T*の増加の度合いを、ステアリングホイールの切り戻し操舵が行われるときの操舵反力指令値T*の増加の度合いよりも大きくするようにしてもよい。
- In each embodiment, the reaction
・各実施の形態において、反力制御部27が、ブーストアップ処理の実行要否を、独立して判定するようにしてもよい。
・各実施の形態において、反力制御部27は、ブーストアップ処理が実行される期間、ステアリングホイール11を振動させるように、反力モータ22が発生するトルクを制御してもよい。
- In each embodiment, the reaction
- In each embodiment, the reaction
・各実施の形態において、反力制御部27と転舵制御部36とで単一の制御部を構成してもよい。
・各実施の形態では、車両の操舵装置10として、ステアリングシャフト21と転舵輪12との間の動力伝達が分離されたいわゆるリンクレス構造を採用した例を挙げたが、クラッチによりステアリングシャフト21と転舵輪12との間の動力伝達を分離可能とした構造を採用してもよい。クラッチが切断されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪12との間の動力伝達が切断される。クラッチが接続されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪12との間の動力伝達が連結される。
- In each embodiment, the reaction
- In each embodiment, an example was given in which a so-called linkless structure in which power transmission between the steering
10…操舵装置(制御対象)
11…ステアリングホイール
12…転舵輪
22…反力モータ
31…転舵シャフト
32…転舵モータ
27…操舵制御装置を構成する反力制御部(制御部)
36…操舵制御装置を構成する転舵制御部(制御部)
10... Steering device (control target)
DESCRIPTION OF
36...Steering control unit (control unit) that constitutes the steering control device
Claims (6)
前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を発生する反力モータと、
前記転舵シャフトに付与されるトルクであって、前記転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータと、を備える操舵装置を制御対象とする操舵制御装置であって、
前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて、前記転舵モータに対する第1の指令値と、前記反力モータに対する第2の指令値とを演算するように構成される制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵力が不足しやすい状況であるとき、前記第1の指令値を前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第1の処理と、
前記第1の処理が実行される期間、前記第2の指令値を前記ステアリングホイールの操舵状態に応じた本来の値よりも大きい値に増加させるための第2の処理と、を実行するように構成される操舵制御装置。 A steering shaft for steering steering wheels of a vehicle, the steering shaft configured to separate power transmission from the steering wheel;
a reaction force motor that generates a steering reaction force applied to the steering wheel;
A steering control device that controls a steering device including a steering motor that generates a torque applied to the steering shaft and a steering force for steering the steered wheels,
a control unit configured to calculate a first command value for the steering motor and a second command value for the reaction force motor according to a steering state of the steering wheel;
The control unit includes:
When the steering force is likely to be insufficient, a first process for increasing the first command value to a value larger than an original value according to a steering state of the steering wheel;
During the period in which the first process is executed, a second process for increasing the second command value to a value larger than an original value according to a steering state of the steering wheel is executed. A steering control device consisting of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022133272A JP2024030402A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Steering control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022133272A JP2024030402A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Steering control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024030402A true JP2024030402A (en) | 2024-03-07 |
Family
ID=90105957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022133272A Pending JP2024030402A (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Steering control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024030402A (en) |
-
2022
- 2022-08-24 JP JP2022133272A patent/JP2024030402A/en active Pending
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