JP3344464B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents
車両用操舵制御装置Info
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- JP3344464B2 JP3344464B2 JP13554098A JP13554098A JP3344464B2 JP 3344464 B2 JP3344464 B2 JP 3344464B2 JP 13554098 A JP13554098 A JP 13554098A JP 13554098 A JP13554098 A JP 13554098A JP 3344464 B2 JP3344464 B2 JP 3344464B2
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- steering wheel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータの
駆動力により操舵ハンドルの操舵角と車輪の転舵角との
間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用
操舵制御装置に関する。
駆動力により操舵ハンドルの操舵角と車輪の転舵角との
間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用
操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、操舵ハンドルの操舵角と車輪
の転舵角との間の伝達比が変更可能な伝達比可変機構を
備えた車両用操舵制御装置が知られている。例えば、特
開昭６３−２２７４７２号では、操舵ハンドル側に連結
された入力軸とタイロッド側に連結された出力軸とを所
定のギヤ機構で連結し、このギヤ機構をアクチュエータ
としてのモータで駆動することで、入力軸−出力軸間の
回転量の伝達比が変更可能な機構となっている。また、
この際、モータの回転角度位置を検出してフィードバッ
クすることで、モータの回転角度位置が目標回転角度位
置となるようにモータの回転角度位置の制御を実行して
いる。
の転舵角との間の伝達比が変更可能な伝達比可変機構を
備えた車両用操舵制御装置が知られている。例えば、特
開昭６３−２２７４７２号では、操舵ハンドル側に連結
された入力軸とタイロッド側に連結された出力軸とを所
定のギヤ機構で連結し、このギヤ機構をアクチュエータ
としてのモータで駆動することで、入力軸−出力軸間の
回転量の伝達比が変更可能な機構となっている。また、
この際、モータの回転角度位置を検出してフィードバッ
クすることで、モータの回転角度位置が目標回転角度位
置となるようにモータの回転角度位置の制御を実行して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにモータの回
転角度位置の制御を実施する場合には、一般に制御ゲイ
ンを高く設定することで位置制御の精度を高めている。
しかし、運転者が操舵ハンドルから手を離すような手放
し状態の場合には、伝達比可変機構のモータから発生さ
れた駆動力の反力を操舵ハンドル側で受け止めることが
できない状態となり、フィードバック制御系が不安定に
なり、操舵ハンドルが周方向に振動する場合がある。
転角度位置の制御を実施する場合には、一般に制御ゲイ
ンを高く設定することで位置制御の精度を高めている。
しかし、運転者が操舵ハンドルから手を離すような手放
し状態の場合には、伝達比可変機構のモータから発生さ
れた駆動力の反力を操舵ハンドル側で受け止めることが
できない状態となり、フィードバック制御系が不安定に
なり、操舵ハンドルが周方向に振動する場合がある。
【０００４】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、運転者が操舵ハンドルか
ら手を離すような手放し状態の場合にも、操舵ハンドル
の周方向振動を十分に抑制できる車両用操舵制御装置を
提供することにある。
れたものであり、その目的は、運転者が操舵ハンドルか
ら手を離すような手放し状態の場合にも、操舵ハンドル
の周方向振動を十分に抑制できる車両用操舵制御装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１にかかる
車両用操舵制御装置は、アクチュエータの駆動力により
操舵ハンドルの操舵角と車輪の転舵角との間の伝達比を
変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置
であって、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出
手段と、車輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、車
両の走行状態に応じて設定された伝達比をもとに、操舵
角に応じた車輪の目標転舵角を設定する目標転舵角設定
手段と、目標転舵角と転舵角検出手段で検出された転舵
角との制御偏差に応じて、アクチュエータの発生トルク
を制御する第１制御手段と、手放し状態と判定した場合
に、制御偏差に対するアクチュエータの発生トルクの大
きさを、第１制御手段に比べて小さな値に制御する第２
制御手段とを備えて構成する。
車両用操舵制御装置は、アクチュエータの駆動力により
操舵ハンドルの操舵角と車輪の転舵角との間の伝達比を
変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置
であって、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出
手段と、車輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、車
両の走行状態に応じて設定された伝達比をもとに、操舵
角に応じた車輪の目標転舵角を設定する目標転舵角設定
手段と、目標転舵角と転舵角検出手段で検出された転舵
角との制御偏差に応じて、アクチュエータの発生トルク
を制御する第１制御手段と、手放し状態と判定した場合
に、制御偏差に対するアクチュエータの発生トルクの大
きさを、第１制御手段に比べて小さな値に制御する第２
制御手段とを備えて構成する。
【０００６】運転者がしっかりと操舵ハンドルを握った
通常の操舵時には、第１制御手段による制御の下、制御
偏差に応じてアクチュエータの発生トルクが制御され、
この際、例えば高い制御ゲインを設定することで、高い
精度でアクチュエータの位置制御が実施される。
通常の操舵時には、第１制御手段による制御の下、制御
偏差に応じてアクチュエータの発生トルクが制御され、
この際、例えば高い制御ゲインを設定することで、高い
精度でアクチュエータの位置制御が実施される。
【０００７】一方、運転者が操舵ハンドルから手を離し
たり、操舵ハンドルに加える力が小さ過ぎて、操舵ハン
ドルが周方向に振動し得るような手放し状態の場合に
は、第２制御手段によって、制御偏差に対するアクチュ
エータの発生トルクの大きさを、第１制御手段に比べて
小さな値に制御し、このような手放し状態時における操
舵ハンドルの周方向の振動を抑制する。
たり、操舵ハンドルに加える力が小さ過ぎて、操舵ハン
ドルが周方向に振動し得るような手放し状態の場合に
は、第２制御手段によって、制御偏差に対するアクチュ
エータの発生トルクの大きさを、第１制御手段に比べて
小さな値に制御し、このような手放し状態時における操
舵ハンドルの周方向の振動を抑制する。
【０００８】また、請求項２にかかる車両用操舵制御装
置は、請求項１における第２制御手段は、アクチュエー
タの発生トルクと操舵角とをもとに運転者が操舵ハンド
ルに加えている力を推定し、推定した力の大きさをもと
に手放し状態を判定する。
置は、請求項１における第２制御手段は、アクチュエー
タの発生トルクと操舵角とをもとに運転者が操舵ハンド
ルに加えている力を推定し、推定した力の大きさをもと
に手放し状態を判定する。
【０００９】アクチュエータの発生トルクと、この発生
トルクの反力を受ける側となる操舵ハンドルの操舵角と
の関係から、運転者が操舵ハンドルに加えている力を推
定することができる。第２制御手段では、例えば、この
推定した力が所定の判定基準値よりも小さい場合に、操
舵ハンドルが周方向に振動し得るような手放し状態にあ
ると判定する。
トルクの反力を受ける側となる操舵ハンドルの操舵角と
の関係から、運転者が操舵ハンドルに加えている力を推
定することができる。第２制御手段では、例えば、この
推定した力が所定の判定基準値よりも小さい場合に、操
舵ハンドルが周方向に振動し得るような手放し状態にあ
ると判定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照して説明する。
添付図面を参照して説明する。
【００１１】図１に実施形態にかかる操舵装置１００の
構成を示す。
構成を示す。
【００１２】入力軸２０と出力軸４０とは伝達比可変機
構３０を介して連結されており、入力軸２０には操舵ハ
ンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラックア
ンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１に
連結されており、ラック軸５１の両側には車輪ＦＷ１、
ＦＷ２が連結されている。
構３０を介して連結されており、入力軸２０には操舵ハ
ンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラックア
ンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１に
連結されており、ラック軸５１の両側には車輪ＦＷ１、
ＦＷ２が連結されている。
【００１３】また、入力軸２０には操舵ハンドル１０の
操舵角を検出する入力角センサ２１を設け、出力軸４０
には出力軸４０の回転角を検出する出力角センサ４１を
設けている。この出力軸４０の回転角はラック軸５１の
ストローク位置に対応し、さらにラック軸５１のストロ
ーク位置は車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角に対応するた
め、出力角センサ４１によって出力軸４０の回転角を検
出することで、車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角を検出して
いる。
操舵角を検出する入力角センサ２１を設け、出力軸４０
には出力軸４０の回転角を検出する出力角センサ４１を
設けている。この出力軸４０の回転角はラック軸５１の
ストローク位置に対応し、さらにラック軸５１のストロ
ーク位置は車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角に対応するた
め、出力角センサ４１によって出力軸４０の回転角を検
出することで、車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角を検出して
いる。
【００１４】伝達比可変機構３０は、入力軸２０と出力
軸４０とを連結するギヤ機構を備えており、このギヤ機
構をアクチュエータとしてのモータ（例えば、直流モー
タ）３１で駆動することで、操舵ハンドル１０の操舵角
と車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角との間の伝達比を変化さ
せる機能を有している。また、電流センサ３２を設け、
モータ３１に流れる負荷電流Ｉｒを検出している。
軸４０とを連結するギヤ機構を備えており、このギヤ機
構をアクチュエータとしてのモータ（例えば、直流モー
タ）３１で駆動することで、操舵ハンドル１０の操舵角
と車輪ＦＷ１、ＦＷ２の転舵角との間の伝達比を変化さ
せる機能を有している。また、電流センサ３２を設け、
モータ３１に流れる負荷電流Ｉｒを検出している。
【００１５】伝達比可変機構３０の駆動制御は操舵制御
装置７０によって実施され、入力軸２０に設けた入力角
センサ２１、出力軸４０に設けた出力角センサ４１及び
車両の速度を検出する車速センサ６０の各検出信号を基
に、モータ３１の駆動制御を実施している。
装置７０によって実施され、入力軸２０に設けた入力角
センサ２１、出力軸４０に設けた出力角センサ４１及び
車両の速度を検出する車速センサ６０の各検出信号を基
に、モータ３１の駆動制御を実施している。
【００１６】図２に操舵制御装置７０の構成を示す。
【００１７】操舵制御装置７０は、伝達比設定部７１、
切り替え部７２、手放し状態判定部７３、補償器７４，
７５及びモータ駆動回路７６などによって構成する。
切り替え部７２、手放し状態判定部７３、補償器７４，
７５及びモータ駆動回路７６などによって構成する。
【００１８】伝達比設定部７１は、車速Ｖと伝達比Ｇと
の関係を規定した２次元マップを備えており、車速セン
サ６０で検出された車速Ｖの値をもとにマップ検索する
ことで、車速Ｖに応じた伝達比Ｇが設定される。
の関係を規定した２次元マップを備えており、車速セン
サ６０で検出された車速Ｖの値をもとにマップ検索する
ことで、車速Ｖに応じた伝達比Ｇが設定される。
【００１９】伝達比設定部７１で設定された伝達比Ｇ
と、入力角センサ２１で検出された入力角θｈとをもと
に、θｐｍ＝Ｇ・θｈとして演算し、出力軸４０の目標
回転角となる出力角目標値θｐｍが設定される。そし
て、設定された出力角目標値θｐｍと出力角センサ４１
で検出された出力角θｐとの偏差ｅが切り替え部７２に
与えられる。
と、入力角センサ２１で検出された入力角θｈとをもと
に、θｐｍ＝Ｇ・θｈとして演算し、出力軸４０の目標
回転角となる出力角目標値θｐｍが設定される。そし
て、設定された出力角目標値θｐｍと出力角センサ４１
で検出された出力角θｐとの偏差ｅが切り替え部７２に
与えられる。
【００２０】切り替え部７２は、手放し状態判定部７３
の判定結果をもとに、入力された偏差ｅの出力先を、補
償器７４、７５のいずれかに切り換える機能を有してい
る。なお、手放し状態判定部７３の判定処理については
後に詳述する。
の判定結果をもとに、入力された偏差ｅの出力先を、補
償器７４、７５のいずれかに切り換える機能を有してい
る。なお、手放し状態判定部７３の判定処理については
後に詳述する。
【００２１】補償器７４の構成を図３に、補償器７５の
構成を図４に示す。
構成を図４に示す。
【００２２】補償器７４、７５はいずれも、比例ゲイン
７４ａ、７５ａ、微分器７４ｂ、７５ｂ、微分ゲイン７
４ｃ、７５ｃ、積分器７４ｄ、７５ｄ及び積分ゲイン７
４ｅ、７５ｅを備えており、補償器７４は下記（１）
式、補償器７５は下記（２）式に基づいてモータ３１に
与える目標電流値Ｉｍが決定される。
７４ａ、７５ａ、微分器７４ｂ、７５ｂ、微分ゲイン７
４ｃ、７５ｃ、積分器７４ｄ、７５ｄ及び積分ゲイン７
４ｅ、７５ｅを備えており、補償器７４は下記（１）
式、補償器７５は下記（２）式に基づいてモータ３１に
与える目標電流値Ｉｍが決定される。
【００２３】 Ｉｍ＝ＧP1・ｅ＋ＧD1・（ｄｅ／ｄｔ）＋ＧI1・∫ｅｄｔ …（１） Ｉｍ＝ＧP2・ｅ＋ＧD2・（ｄｅ／ｄｔ）＋ＧI2・∫ｅｄｔ …（２） （１）、（２）式中、ＧP1、ＧP2は比例ゲイン、ＧD1、
ＧD2は微分ゲイン、ＧI1、ＧI2は積分ゲインを示し、各
ゲインの値がＧP1＞ＧP2、ＧD1＞ＧD2、ＧI1＞ＧI2とし
て設定されている。補償器７４では、モータ３１の角度
位置制御を高精度に行うために、比例、微分、積分の各
ゲインが高い値に設定されており、補償器７５では補償
器７４と比べると、比例、微分、積分の各ゲインの値が
小さな値に設定されている。
ＧD2は微分ゲイン、ＧI1、ＧI2は積分ゲインを示し、各
ゲインの値がＧP1＞ＧP2、ＧD1＞ＧD2、ＧI1＞ＧI2とし
て設定されている。補償器７４では、モータ３１の角度
位置制御を高精度に行うために、比例、微分、積分の各
ゲインが高い値に設定されており、補償器７５では補償
器７４と比べると、比例、微分、積分の各ゲインの値が
小さな値に設定されている。
【００２４】補償器７４或いは補償器７５から出力され
た目標電流値Ｉｍは、モータ駆動回路７６に与えられ
る。モータ駆動回路７６は、電流センサ３２で検出され
た負荷電流Ｉｒが目標電流値Ｉｍに近づくように、制御
信号Ｉｓをモータ３１に与え、モータ３１の駆動制御を
実施する。
た目標電流値Ｉｍは、モータ駆動回路７６に与えられ
る。モータ駆動回路７６は、電流センサ３２で検出され
た負荷電流Ｉｒが目標電流値Ｉｍに近づくように、制御
信号Ｉｓをモータ３１に与え、モータ３１の駆動制御を
実施する。
【００２５】ここで手放し状態判定部７３で実行する判
定処理について説明する。
定処理について説明する。
【００２６】手放し状態判定部７３は、まず、運転者が
操舵ハンドル１０に加えているトルクの大きさを推定す
る。
操舵ハンドル１０に加えているトルクの大きさを推定す
る。
【００２７】操舵ハンドル１０のイナーシャをＩｈ、入
力軸２０に加わる回転方向の摩擦力を粘性係数として換
算した値をＣｈ、運転者が操舵ハンドル１０に加えてい
るトルクをＴｈ、モータ３１の負荷電流をＩｒ、モータ
３１のトルク定数をＫｍ及び伝達比可変機構３０に設定
されている伝達比をＧｍとすると、操舵ハンドル１０に
関する回転方向の運動方程式は次式で表すことができ
る。
力軸２０に加わる回転方向の摩擦力を粘性係数として換
算した値をＣｈ、運転者が操舵ハンドル１０に加えてい
るトルクをＴｈ、モータ３１の負荷電流をＩｒ、モータ
３１のトルク定数をＫｍ及び伝達比可変機構３０に設定
されている伝達比をＧｍとすると、操舵ハンドル１０に
関する回転方向の運動方程式は次式で表すことができ
る。
【００２８】 Ｉｈ・（ｄ2θｈ／ｄｔ2）＋Ｃｈ・（ｄθｈ／ｄｔ） ＝Ｔｈ−Ｋｍ・Ｇｍ・Ｉｒ …（３） 従って、（３）式より運転者が操舵ハンドル１０に加え
ているトルクＴｈは次式より推定することができる。
ているトルクＴｈは次式より推定することができる。
【００２９】 Ｔｈ＝Ｉｈ・（ｄ2θｈ／ｄｔ2） ＋Ｃｈ・（ｄθｈ／ｄｔ）＋Ｋｍ・Ｇｍ・Ｉｒ …（４） （４）式より、イナーシャＩｈ、粘性係数Ｃｈ、トルク
定数Ｋｍ及び伝達比Ｇｍは既知値或いは内部処理により
設定される値であるため、操舵ハンドル１０の入力角θ
ｈとモータ３１の負荷電流Ｉｒを検出することで、運転
者が操舵ハンドル１０に加えているトルクＴｈを推定す
ることができる。このように手放し状態判定部７３で
は、検出した入力角θｈと負荷電流Ｉｒの値をもとに、
（４）式よりトルクＴｈの大きさを推定する。
定数Ｋｍ及び伝達比Ｇｍは既知値或いは内部処理により
設定される値であるため、操舵ハンドル１０の入力角θ
ｈとモータ３１の負荷電流Ｉｒを検出することで、運転
者が操舵ハンドル１０に加えているトルクＴｈを推定す
ることができる。このように手放し状態判定部７３で
は、検出した入力角θｈと負荷電流Ｉｒの値をもとに、
（４）式よりトルクＴｈの大きさを推定する。
【００３０】次に、推定したトルクＴｈの大きさと所定
のしきい値ε１とを比較する。このしきい値ε１は、操
舵ハンドル１０に加える力が小さ過ぎ、操舵ハンドル１
０が周方向に振動し得るようなトルクＴｈの値として予
め規定した値である。そこで、推定したトルクＴｈと所
定のしきい値ε１とを比較し、｜Ｔｈ｜≦ε１の場合に
は、運転者が操舵ハンドル１０から手を離した場合と同
様な手放し状態であると判定し、｜Ｔｈ｜＞ε１の場合
には、運転者が操舵ハンドル１０をしっかりと把持した
通常の操舵状態であると判定する。
のしきい値ε１とを比較する。このしきい値ε１は、操
舵ハンドル１０に加える力が小さ過ぎ、操舵ハンドル１
０が周方向に振動し得るようなトルクＴｈの値として予
め規定した値である。そこで、推定したトルクＴｈと所
定のしきい値ε１とを比較し、｜Ｔｈ｜≦ε１の場合に
は、運転者が操舵ハンドル１０から手を離した場合と同
様な手放し状態であると判定し、｜Ｔｈ｜＞ε１の場合
には、運転者が操舵ハンドル１０をしっかりと把持した
通常の操舵状態であると判定する。
【００３１】この判定結果は切り替え部７２に与えら
れ、手放し状態判定部７３で手放し状態にないと判定さ
れた場合には出力を補償器７４側に切り換え、手放し状
態にあると判定された場合には出力を補償器７５側に切
り換える。
れ、手放し状態判定部７３で手放し状態にないと判定さ
れた場合には出力を補償器７４側に切り換え、手放し状
態にあると判定された場合には出力を補償器７５側に切
り換える。
【００３２】従って、手放し状態ではない通常の操舵状
態の場合には、ゲインがより高い補償器７４を用いるこ
とで、モータ３１の角度位置制御を高精度に実施するこ
とができる。一方、手放し状態の場合には、ゲインを小
さく設定した補償器７５を用いることで、モータ３１の
角度位置制御の精度を低下させて、操舵制御系が不安定
となることを抑制し、操舵ハンドル１０が周方向に振動
する現象を十分に抑制することができる。
態の場合には、ゲインがより高い補償器７４を用いるこ
とで、モータ３１の角度位置制御を高精度に実施するこ
とができる。一方、手放し状態の場合には、ゲインを小
さく設定した補償器７５を用いることで、モータ３１の
角度位置制御の精度を低下させて、操舵制御系が不安定
となることを抑制し、操舵ハンドル１０が周方向に振動
する現象を十分に抑制することができる。
【００３３】なお、手放し状態判定部７３では、推定し
たトルク｜Ｔｈ｜の大きさをもとに手放し状態であるか
否かを判定したが、この他にも、出力角θｐの変化速度
ｄθｐ／ｄｔが零を中心とした所定の微少範囲内にある
場合（実質的に操舵がなされていない状態）や車速Ｖが
低速の場合などを、手放し状態の判定条件に加え、すべ
ての条件を満たす場合に手放し状態であると判定するこ
ともできる。
たトルク｜Ｔｈ｜の大きさをもとに手放し状態であるか
否かを判定したが、この他にも、出力角θｐの変化速度
ｄθｐ／ｄｔが零を中心とした所定の微少範囲内にある
場合（実質的に操舵がなされていない状態）や車速Ｖが
低速の場合などを、手放し状態の判定条件に加え、すべ
ての条件を満たす場合に手放し状態であると判定するこ
ともできる。
【００３４】次に他の実施形態について説明する。
【００３５】他の実施形態かかる操舵装置１１０の構成
を図５に示す。この操舵装置１１０では、図１における
電流センサ３２に代えて、入力軸２０に加わるねじれ方
向の力を検出するトルクセンサ２２を設けており、トル
クセンサ２２の検出結果となるトルクセンサ値Ｔを用い
て、運転者が操舵ハンドル１０に加えているトルクＴｈ
を推定する。
を図５に示す。この操舵装置１１０では、図１における
電流センサ３２に代えて、入力軸２０に加わるねじれ方
向の力を検出するトルクセンサ２２を設けており、トル
クセンサ２２の検出結果となるトルクセンサ値Ｔを用い
て、運転者が操舵ハンドル１０に加えているトルクＴｈ
を推定する。
【００３６】従って、図６に示すように、操舵制御装置
７０を構成する手放し状態判定部７３には、入力角セン
サ２１で検出された入力角θｈとトルクセンサ２２で検
出されたトルクセンサ値Ｔが与えられる。
７０を構成する手放し状態判定部７３には、入力角セン
サ２１で検出された入力角θｈとトルクセンサ２２で検
出されたトルクセンサ値Ｔが与えられる。
【００３７】モータ３１の負荷電流Ｉｒの代わりに、ト
ルクセンサ２２で検出されたトルクセンサ値Ｔを用いる
と、操舵ハンドル１０に関する回転方向の運動方程式は
次式で表すことができる。
ルクセンサ２２で検出されたトルクセンサ値Ｔを用いる
と、操舵ハンドル１０に関する回転方向の運動方程式は
次式で表すことができる。
【００３８】 Ｉｈ・（ｄ2θｈ／ｄｔ2）＋Ｃｈ・（ｄθｈ／ｄｔ）＝Ｔｈ−Ｔ …（５） 従って、（５）式より運転者が操舵ハンドル１０に加え
ているトルクＴｈは次式より推定することができる。
ているトルクＴｈは次式より推定することができる。
【００３９】 Ｔｈ＝Ｉｈ・（ｄ2θｈ／ｄｔ2）＋Ｃｈ・（ｄθｈ／ｄｔ）＋Ｔ …（６） （６）式より、イナーシャＩｈ、粘性係数Ｃｈ、トルク
定数Ｋｍ及び伝達比Ｇｍは既知値或いは内部処理により
設定される値であるため、操舵ハンドル１０の入力角θ
ｈとトルクセンサ２２の検出結果となるトルクセンサ値
Ｔが分かれば、運転者が操舵ハンドル１０に加えている
トルクＴｈを推定することができる。このように手放し
状態判定部７３では、検出した入力角θｈとトルクセン
サ値Ｔの値をもとに、（６）式よりトルクＴｈの大きさ
を推定する。
定数Ｋｍ及び伝達比Ｇｍは既知値或いは内部処理により
設定される値であるため、操舵ハンドル１０の入力角θ
ｈとトルクセンサ２２の検出結果となるトルクセンサ値
Ｔが分かれば、運転者が操舵ハンドル１０に加えている
トルクＴｈを推定することができる。このように手放し
状態判定部７３では、検出した入力角θｈとトルクセン
サ値Ｔの値をもとに、（６）式よりトルクＴｈの大きさ
を推定する。
【００４０】そして、前述した実施形態と同様に、推定
したトルクＴｈと所定のしきい値ε１とを比較し、｜Ｔ
ｈ｜≦ε１の場合には、運転者が操舵ハンドル１０から
手を離した場合と同様な手放し状態であると判定し、｜
Ｔｈ｜＞ε１の場合には、運転者が操舵ハンドル１０を
しっかりと把持した通常の操舵状態であると判定する。
したトルクＴｈと所定のしきい値ε１とを比較し、｜Ｔ
ｈ｜≦ε１の場合には、運転者が操舵ハンドル１０から
手を離した場合と同様な手放し状態であると判定し、｜
Ｔｈ｜＞ε１の場合には、運転者が操舵ハンドル１０を
しっかりと把持した通常の操舵状態であると判定する。
【００４１】切り替え部７２は、この判定結果をもと
に、出力先を補償器７４と補償器７５に切り替えるが、
補償器７４、７５の構成及び切り替え部７２の切り替え
動作は前述した実施形態と同様であり説明は省略する。
に、出力先を補償器７４と補償器７５に切り替えるが、
補償器７４、７５の構成及び切り替え部７２の切り替え
動作は前述した実施形態と同様であり説明は省略する。
【００４２】このように、モータ３１の負荷電流Ｉｒに
代えて、トルクセンサ２２で検出されるトルクセンサ値
Ｔを用いることで、運転者が操舵ハンドル１０に加えて
いるトルクＴｈを推定することも可能である。
代えて、トルクセンサ２２で検出されるトルクセンサ値
Ｔを用いることで、運転者が操舵ハンドル１０に加えて
いるトルクＴｈを推定することも可能である。
【００４３】以上説明した各実施形態では、補償器７
４、７５の各ゲインの値を、ＧP1＞ＧP2、ＧD1＞ＧD2、
ＧI1＞ＧI2 として例示したが、この大小関係に限定す
るものではなく、偏差ｅに対するモータ３１の発生トル
クの大きさを、補償器７４から補償器７５に切り替える
ことで抑制できれば、何ら限定するものではない。
４、７５の各ゲインの値を、ＧP1＞ＧP2、ＧD1＞ＧD2、
ＧI1＞ＧI2 として例示したが、この大小関係に限定す
るものではなく、偏差ｅに対するモータ３１の発生トル
クの大きさを、補償器７４から補償器７５に切り替える
ことで抑制できれば、何ら限定するものではない。
【００４４】また、補償器７４から補償器７５へ或いは
補償器７５から補償器７４へ切り替わる際に、各ゲイン
の値を徐々に変化させることで、ゲインの急変を防止す
るように構成することもできる。
補償器７５から補償器７４へ切り替わる際に、各ゲイン
の値を徐々に変化させることで、ゲインの急変を防止す
るように構成することもできる。
【００４５】さらに、切り替え部７２によって補償器７
４、７５を切り替える場合を例示したが、この例に限定
するものではなく、例えば、図７に示すように、補償器
７４のみを設け、補償器７４の出力を、補正処理部７７
を介してモータ駆動回路７６に与える構成とすることも
できる。この場合、手放し状態判定部７３で手放し状態
であると判定された場合に、補正処理部７７において、
補償器７４から出力された目標電流値Ｉｍのゲインをよ
り小さな値に補正し、モータ駆動回路７６に与える。
４、７５を切り替える場合を例示したが、この例に限定
するものではなく、例えば、図７に示すように、補償器
７４のみを設け、補償器７４の出力を、補正処理部７７
を介してモータ駆動回路７６に与える構成とすることも
できる。この場合、手放し状態判定部７３で手放し状態
であると判定された場合に、補正処理部７７において、
補償器７４から出力された目標電流値Ｉｍのゲインをよ
り小さな値に補正し、モータ駆動回路７６に与える。
【００４６】また、このような補正処理を実行する場合
には、例えば手放し状態判定部７３で推定されたトルク
Ｔｈが小さいほどゲインをより小さくするなど、トルク
Ｔｈの大きさに応じて補正量を変化させることもでき
る。
には、例えば手放し状態判定部７３で推定されたトルク
Ｔｈが小さいほどゲインをより小さくするなど、トルク
Ｔｈの大きさに応じて補正量を変化させることもでき
る。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項にかかる
車両用操舵制御装置によれば、制御偏差に応じてアクチ
ュエータの発生トルクを制御する第１制御手段と、手放
し状態と判定した場合に、制御偏差に対する前記アクチ
ュエータの発生トルクの大きさを、第１制御手段に比べ
て小さな値に制御する第２制御手段とを備える構成を採
用した。このため、運転者が操舵ハンドルから手を離し
たり、操舵ハンドルに加える力が小さ過ぎて、操舵ハン
ドルが周方向に振動し得るような手放し状態の場合に
は、アクチュエータの発生トルクがより小さくなるよう
に制御されるので、操舵ハンドルの周方向振動の発生を
十分に抑制することが可能となる。
車両用操舵制御装置によれば、制御偏差に応じてアクチ
ュエータの発生トルクを制御する第１制御手段と、手放
し状態と判定した場合に、制御偏差に対する前記アクチ
ュエータの発生トルクの大きさを、第１制御手段に比べ
て小さな値に制御する第２制御手段とを備える構成を採
用した。このため、運転者が操舵ハンドルから手を離し
たり、操舵ハンドルに加える力が小さ過ぎて、操舵ハン
ドルが周方向に振動し得るような手放し状態の場合に
は、アクチュエータの発生トルクがより小さくなるよう
に制御されるので、操舵ハンドルの周方向振動の発生を
十分に抑制することが可能となる。
【図１】実施形態にかかる操舵装置の構成を概略的に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１における操舵制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】非手放し状態の場合に用いられる補償器の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】手放し状態の場合に用いられる補償器の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】他の実施形態にかかる操舵装置の構成を概略的
に示すブロック図である。
に示すブロック図である。
【図６】図５における操舵制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】操舵制御装置の他の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１０…操舵ハンドル、２０…入力軸、２１…入力角セン
サ、２２…トルクセンサ、３０…伝達比可変機構、３１
…モータ、４０…出力軸、４１…出力角センサ、６０…
車速センサ、７０…操舵制御装置。
サ、２２…トルクセンサ、３０…伝達比可変機構、３１
…モータ、４０…出力軸、４１…出力角センサ、６０…
車速センサ、７０…操舵制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−77751（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−16142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240476（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−1254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−227472（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−2135（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178871（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−309873（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−91604（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−69572（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/22
Claims (2)
- 【請求項１】 アクチュエータの駆動力により操舵ハン
ドルの操舵角と車輪の転舵角との間の伝達比を変化させ
る伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であっ
て、 操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、 車輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、 車両の走行状態に応じて設定された伝達比をもとに、操
舵角に応じた車輪の目標転舵角を設定する目標転舵角設
定手段と、 前記目標転舵角と前記転舵角検出手段で検出された転舵
角との制御偏差に応じて、前記アクチュエータの発生ト
ルクを制御する第１制御手段と、 手放し状態と判定した場合に、前記制御偏差に対する前
記アクチュエータの発生トルクの大きさを、前記第１制
御手段に比べて小さな値に制御する第２制御手段とを備
える車両用操舵制御装置。 - 【請求項２】 前記第２制御手段は、前記アクチュエー
タの発生トルクと操舵角とをもとに運転者が操舵ハンド
ルに加えている力を推定し、推定した力の大きさをもと
に前記手放し状態を判定する請求項１記載の車両用操舵
制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP13554098A JP3344464B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 車両用操舵制御装置 |
| US09/285,690 US6219603B1 (en) | 1998-05-18 | 1999-04-05 | Steering control apparatus for vehicle |
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|---|---|---|---|
| JP13554098A JP3344464B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 車両用操舵制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11321684A JPH11321684A (ja) | 1999-11-24 |
| JP3344464B2 true JP3344464B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=15154180
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|---|---|---|---|
| JP13554098A Expired - Fee Related JP3344464B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 車両用操舵制御装置 |
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| JP (1) | JP3344464B2 (ja) |
| DE (1) | DE19920450B4 (ja) |
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| JP4623824B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2011-02-02 | カヤバ工業株式会社 | 電動パワーステアリング制御装置 |
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- 1998-05-18 JP JP13554098A patent/JP3344464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1999
- 1999-04-05 US US09/285,690 patent/US6219603B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-04 DE DE19920450A patent/DE19920450B4/de not_active Expired - Lifetime
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