JP5003427B2 - 操舵制御装置及びこれを用いた車両用操舵装置 - Google Patents
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Description
前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて目標操舵角(θt)を設定する目標操舵角設定手段と、
前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差に基づいて、付加摩擦トルク値(Tc)を設定する付加摩擦トルク設定手段と、
前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に基づいて、アクチュエータによりステアリングに付与される摩擦トルクを制御する操舵摩擦トルク制御手段とを備えることを特徴とする。
車両状態を表す情報は、車速を表す情報を含み、
前記摩擦トルク設定手段において、車速が第1の車速のときに設定される摩擦トルク値(Tt)は、車速が第1の車速より小さい第2の車速のときに設定される摩擦トルク値(Tt)よりも大きいことを特徴とする。
車両状態を表す情報は、操舵角(θ)を表す情報を含み、
前記摩擦トルク設定手段において、操舵角(θ)が第1の操舵角のときに設定される摩擦トルク値(Tt)は、操舵角(θ)が第1の操舵角より小さい第2の操舵角のときに設定される摩擦トルク値(Tt)よりも大きいことを特徴とする。
前記付加摩擦トルク設定手段において、付加摩擦トルク値(Tc)は、操舵角(θ)と、前記設定された目標操舵角(θt)との偏差に、ゲインを乗じることで算出されることを特徴とする。
前記ゲインを乗じて得られた付加摩擦トルク値(Tc)を、ローパスフィルタで処理してフィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)を算出するフィルタ手段を更に備え、
前記操舵摩擦トルク制御手段は、前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に代えて、前記フィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)に基づいて、摩擦トルクを制御することを特徴とする。
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、車両のヨー共振周波数に略対応した固定値とされ、又は、車速に応じて可変されることを特徴とする。
前記目標操舵角設定手段において、前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて偏差上限値(Δ)が設定され、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、前記偏差の絶対値が減少する方向に目標操舵角(θt)を変更し、同偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)を変更せずに維持することを特徴とする。
前記目標操舵角設定手段において、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記ゲインで除することで偏差上限値(Δ)が設定され、前記設定された目標操舵角(θt)から操舵角(θ)を引いた偏差が、前記設定された偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)に前記偏差上限値(Δ)を足した値(θ+Δ)に変更され、同偏差が、前記設定された偏差上限値(Δ)の負の値(−Δ)よりも小さい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)から前記偏差上限値(Δ)を引いた値(θ−Δ)に変更され、同偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)が変更されずに維持されることを特徴とする。
操舵角(θ)に基づいて目標操舵角(θt)を設定する目標操舵角設定手段と、
前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差に基づいて、付加摩擦トルク値(Tc)を設定する付加摩擦トルク設定手段と、
前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に基づいて、アクチュエータによりステアリングに付与される摩擦トルクを制御する操舵摩擦トルク制御手段とを備え、
前記付加摩擦トルク設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、所定の偏差上限値(Δ)より大きい場合には、前記設定された摩擦トルク値(Tt)が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定され、同偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合には、前記設定された摩擦トルク値(Tt)以下のトルク値が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定されることを特徴とする。
前記付加摩擦トルク設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合には、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差にゲインを乗じたトルク値が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定され、該ゲインは、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記所定の偏差上限値(Δ)で除した値(Tt/Δ)が用いられることを特徴とする。
前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)を、ローパスフィルタで処理してフィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)を算出するフィルタ手段を更に備え、
前記操舵摩擦トルク制御手段は、前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に代えて、前記フィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)に基づいて、摩擦トルクを制御することを特徴とする。
前記所定の偏差上限値(Δ)は、前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて設定される可変値であることを特徴とする。
前記所定の偏差上限値(Δ)は、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記ゲインで除することで設定される固定値であることを特徴とする。
前記目標操舵角設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)から操舵角(θ)を引いた偏差が、前記所定の偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)に前記偏差上限値(Δ)を足した値(θ+Δ)に変更され、同偏差が、前記所定の偏差上限値(Δ)の負の値(−Δ)よりも小さい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)から前記偏差上限値(Δ)を引いた値(θ−Δ)に変更され、同偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)が変更されずに維持されることを特徴とする。
操舵トルクに基づいて目標操舵トルク(Ta)を演算する基本操舵アシストトルク演算手段と、
前記演算された目標操舵トルク(Ta)に基づいて、前記アクチュエータによりステアリングに付与される操舵アシストトルクを制御する操舵アシストトルク制御手段とを更に備えることを特徴とする。
前記操舵制御装置により制御される前記アクチュエータを備える電動パワーステアリング装置とを備えることを特徴とする。
目標操舵角θtが初期化されていない場合(ステップ100でNOの場合)には、ステップ102に進み、今回周期が初回周期でない場合、即ち目標操舵角θtが前回周期以前に初期化されている場合(ステップ100でYESの場合)には、そのまま、ステップ104に進む。
Tcf=1/(fc・s+1)・Tc
ここで、fcはカットオフ周波数であり、約1〜2Hzの範囲内の固定値又は可変値であること望ましい。これは、かかる周波数範囲に車両のヨー共振周波数があり、摩擦トルクの変化が適切にフィルタリングされ操舵感が良好となるからである。尚、車両のヨー共振周波数は、車速に応じて変化するので、カットオフ周波数fcは車速に応じて可変されてもよい。或いは、カットオフ周波数fcは、簡易的に、代表車速(例えば80km/h)での車両のヨー共振周波数に相当する固定値であってもよい。
11 ステアリングホイール
12 ステアリングコラム
13 ゴムカップリング
14 ステアリングシャフト
15 トルクセンサ
16 中間シャフト
17 ピニオン
18 ステアリングラック
19 タイロッド
20 パワーステアリング装置
22 アシストモータ
24 回転角センサ
74 舵角センサ
80 ECU
82 操舵反力制御部
84 摩擦トルク付加部
Claims (16)
- 車両状態を表す情報に基づいて、ステアリングに付与すべき摩擦トルク値(Tt)を設定する摩擦トルク設定手段と、
前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて目標操舵角(θt)を設定する目標操舵角設定手段と、
前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差に基づいて、付加摩擦トルク値(Tc)を設定する付加摩擦トルク設定手段と、
前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に基づいて、アクチュエータによりステアリングに付与される摩擦トルクを制御する操舵摩擦トルク制御手段とを備える、操舵制御装置。 - 車両状態を表す情報は、車速を表す情報を含み、
前記摩擦トルク設定手段において、車速が第1の車速のときに設定される摩擦トルク値(Tt)は、車速が第1の車速より小さい第2の車速のときに設定される摩擦トルク値(Tt)よりも大きい、請求項1に記載の操舵制御装置。 - 車両状態を表す情報は、操舵角(θ)を表す情報を含み、
前記摩擦トルク設定手段において、操舵角(θ)が第1の操舵角のときに設定される摩擦トルク値(Tt)は、操舵角(θ)が第1の操舵角より小さい第2の操舵角のときに設定される摩擦トルク値(Tt)よりも大きい、請求項1又は2に記載の操舵制御装置。 - 前記付加摩擦トルク設定手段において、付加摩擦トルク値(Tc)は、操舵角(θ)と、前記設定された目標操舵角(θt)との偏差に、ゲインを乗じることで算出される、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
- 前記ゲインを乗じて得られた付加摩擦トルク値(Tc)を、ローパスフィルタで処理してフィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)を算出するフィルタ手段を更に備え、
前記操舵摩擦トルク制御手段は、前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に代えて、前記フィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)に基づいて、摩擦トルクを制御する、請求項4に記載の操舵制御装置。 - 前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、車両のヨー共振周波数に略対応した固定値とされ、又は、車速に応じて可変される、請求項5に記載の操舵制御装置。
- 前記目標操舵角設定手段において、前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて偏差上限値(Δ)が設定され、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、前記偏差の絶対値が減少する方向に目標操舵角(θt)を変更し、同偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)を変更せずに維持する、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
- 前記目標操舵角設定手段において、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記ゲインで除することで偏差上限値(Δ)が設定され、前記設定された目標操舵角(θt)から操舵角(θ)を引いた偏差が、前記設定された偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)に前記偏差上限値(Δ)を足した値(θ+Δ)に変更され、同偏差が、前記設定された偏差上限値(Δ)の負の値(−Δ)よりも小さい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)から前記偏差上限値(Δ)を引いた値(θ−Δ)に変更され、同偏差の絶対値が、前記設定された偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)が変更されずに維持される、請求項4又は5に記載の操舵制御装置。
- 車両状態を表す情報に基づいて、ステアリングに付与すべき摩擦トルク値(Tt)を設定する摩擦トルク設定手段と、
操舵角(θ)に基づいて目標操舵角(θt)を設定する目標操舵角設定手段と、
前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差に基づいて、付加摩擦トルク値(Tc)を設定する付加摩擦トルク設定手段と、
前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に基づいて、アクチュエータによりステアリングに付与される摩擦トルクを制御する操舵摩擦トルク制御手段とを備え、
前記付加摩擦トルク設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、所定の偏差上限値(Δ)より大きい場合には、前記設定された摩擦トルク値(Tt)が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定され、同偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合には、前記設定された摩擦トルク値(Tt)以下のトルク値が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定される、操舵制御装置。 - 前記付加摩擦トルク設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合には、前記設定された目標操舵角(θt)と操舵角(θ)との偏差にゲインを乗じたトルク値が、前記付加摩擦トルク値(Tc)として設定され、該ゲインは、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記所定の偏差上限値(Δ)で除した値(Tt/Δ)が用いられる、請求項9に記載の操舵制御装置。
- 前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)を、ローパスフィルタで処理してフィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)を算出するフィルタ手段を更に備え、
前記操舵摩擦トルク制御手段は、前記設定された付加摩擦トルク値(Tc)に代えて、前記フィルタ後の付加摩擦トルク値(Tcf)に基づいて、摩擦トルクを制御する、請求項9又は10に記載の操舵制御装置。 - 前記所定の偏差上限値(Δ)は、前記設定された摩擦トルク値(Tt)に基づいて設定される可変値である、請求項9〜11のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
- 前記所定の偏差上限値(Δ)は、前記設定された摩擦トルク値(Tt)を前記ゲインで除することで設定される固定値である、請求項9〜12のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
- 前記目標操舵角設定手段において、前記設定された目標操舵角(θt)から操舵角(θ)を引いた偏差が、前記所定の偏差上限値(Δ)よりも大きい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)に前記偏差上限値(Δ)を足した値(θ+Δ)に変更され、同偏差が、前記所定の偏差上限値(Δ)の負の値(−Δ)よりも小さい場合は、目標操舵角(θt)が、前記操舵角(θ)から前記偏差上限値(Δ)を引いた値(θ−Δ)に変更され、同偏差の絶対値が、前記所定の偏差上限値(Δ)以下の場合は、目標操舵角(θt)が変更されずに維持される、請求項9〜13のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
- 操舵トルクに基づいて目標操舵トルク(Ta)を演算する基本操舵アシストトルク演算手段と、
前記演算された目標操舵トルク(Ta)に基づいて、前記アクチュエータによりステアリングに付与される操舵アシストトルクを制御する操舵アシストトルク制御手段とを更に備える、請求項1〜14のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置。 - 請求項1〜14のうちのいずれか1項に記載の操舵制御装置と、
前記操舵制御装置により制御される前記アクチュエータを備える電動パワーステアリング装置とを備えた車両用操舵装置。
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