JP5844861B2 - Steer-by-wire steering reaction force control device - Google Patents
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Description
この発明は、転舵用のタイロッド間シャフトと機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置に関し、特にそのステアリングホイールに付与する操舵反力を制御する操舵反力制御装置に関する。 The present invention relates to a steer-by-wire type steering apparatus that is steered by a steering wheel that is not mechanically connected to a shaft between tie rods for steering. The present invention relates to a force control device.
ステアリングホイールに付与する操舵反力の生成法に関して、転舵機構に働く転舵反力を転舵反力センサにより検出し、あるいは転舵モータの制御量及び転舵変位量を用いて転舵反力を推定し、転舵反力に応じて操舵反力を生成する方法が知られている(例えば、特許文献1)。また、操舵フィーリングを向上するために、操舵反力に摩擦や粘性成分を付与している( 特許文献2〜4) 。 Regarding the method of generating the steering reaction force applied to the steering wheel, the steering reaction force acting on the steering mechanism is detected by the steering reaction force sensor, or the steering reaction force is controlled using the control amount of the steering motor and the steering displacement amount. A method for estimating a force and generating a steering reaction force according to a steering reaction force is known (for example, Patent Document 1). Further, in order to improve the steering feeling, friction and viscosity components are added to the steering reaction force (Patent Documents 2 to 4).
従来のタイロッド間シャフトとステアリングホイールが機械的に連結されているEPS等の操舵装置では、機構部における摩擦力が直接操舵反力として感じられる。一方、ステアバイワイヤにおいては、機構部における摩擦が小さく、ハンドルを中立位置から切り始めた際には、初期の操舵反力は手応え感が小さいという問題点がある。ステアバイワイヤにおいて、摩擦力を制御により生成しようとする場合、操舵方向によって符号が反転する非線形要素であるため、常時安定かつ違和感のない操舵反力を再現することは難しい。 In a conventional steering apparatus such as EPS in which the shaft between the tie rods and the steering wheel are mechanically connected, the frictional force in the mechanism is directly felt as a steering reaction force. On the other hand, the steer-by-wire has a problem that the friction in the mechanism portion is small and the initial steering reaction force is less responsive when the handle starts to be turned from the neutral position. In the steer-by-wire, when trying to generate a frictional force by control, since it is a non-linear element whose sign is inverted depending on the steering direction, it is difficult to reproduce a steering reaction force that is always stable and has no sense of incongruity.
特許文献2ではステアリングホイールに機械的に摩擦を付与している。しかし、この方法では、手放し時に於ける戻り位置にオフセットが生じ、車両が片流れする場合がある。特許文献3では操舵角の小さい領域で操舵反力のゲインを大きくしている。しかし、この方法では中立回りで振動が発生しやすくなる。特許文献4では、手放し時に於ける戻り位置のオフセットを防ぐため、操舵角に基づく第1の係数と操舵角速度に基づく第2の係数のどちらか大きい方を暫定目標摩擦反力に乗ずることで、中立位置での手放し時には目標摩擦反力を0としている。しかし、中立位置から切り始め時の操舵反力は手応え感が小さくなる。
In Patent Document 2, friction is mechanically applied to the steering wheel. However, in this method, an offset occurs in the return position when the hand is released, and the vehicle may flow in a single direction. In Patent Document 3, the gain of the steering reaction force is increased in a region where the steering angle is small. However, this method tends to generate vibrations around the neutral position. In
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的はステアリングホイールを中立位置から切り始めた際の良好な手応えを確保し、中立周りでの振動を防ぎつつ、手放し時における戻り位置を出来るだけ中立位置にすることである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to ensure a good response when the steering wheel starts to be turned from the neutral position, while preventing vibration around the neutral position, and at the time of releasing. Make the return position as neutral as possible.
この発明のステアバイワイヤの操舵反力制御装置は、転舵用のタイロッド間シャフト2と機械的に連結されていないステアリングホイール3に対し、操舵角を検出する操舵角センサ5と、操舵反力を与える操舵反力モータ4とが設けられ、操舵角センサ5の検出した操舵角を基に、車両に装備された他のセンサ類15からの運転状態検出信号と合わせて転舵角の指令信号を生成し、タイロッド間シャフト2を駆動する転舵機構6の転舵モータ7を制御するステアリング制御手段12を有するステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータ4の操舵反力を制御する操舵反力制御部14を設けた。
The steer-by-wire steering reaction force control device according to the present invention includes a
この構成によると、操舵反力制御部14は、操舵方向と転舵反力の方向から転舵機構6にかかる入力の正逆を判定する。操舵方向と転舵反力の方向が異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する。この正逆に応じて前記操舵反力モータ74の操舵反力を制御する。例えば、転舵機構6の正入力と逆入力における伝達効率が異なる場合、転舵反力推定に用いる係数を正入力時と逆入力時で変更することにより,転舵反力を精度良く推定することができる。これにより、ステアリングホイール3を中立位置から切り始めた際の良好な手応えを確保し、中立周りでの振動を防ぎつつ、手放し時における戻り位置を出来るだけ中立位置にすることができる。
According to this configuration, the steering reaction
また、前記転舵機構6に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段18,18Aと、操舵方向を検出する操舵方向検出手段19とを設け、前記転舵反力検出手段18,18Aが、転舵モータ7のトルク及び転舵変位量から、定められた推定式に従って転舵反力を推定し、前記操舵反力制御部14は、前記転舵反力を基準値として、定められた規則に従って前記操舵反力モータ4の操舵反力の目標値を演算する操舵反力目標値演算部17と、前記操舵方向検出手段18,18Aで検出される操舵方向が前記転舵反力検出手段18,18Aで検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する入力正逆判定部21と、前記入力正逆判定部21の判定結果となる正逆に応じて前記操舵目標値演算部17による演算内容を変更する正逆対応処理部22とを有する。
さらに、前記操舵反力制御部14は、操舵反力目標値に加える粘性項の係数が、前記入力正逆判定部の判定結果が逆入力の場合に、正入力の場合より大きい値に設定される。
前記操舵反力制御部14は、転舵反力が大きいほど前記粘性項の係数が小さく設定されるのが良い。
逆入力の場合には粘性項の係数を正入力の場合より大きく設定することで、中立周りでの振動を抑えることができるとともに、正入力時の操舵反力が大きくなり過ぎる違和感を防ぐことができる。
Further, there are provided steering reaction force detection means 18 , 18A for detecting the steering reaction force acting on the steering mechanism 6, and a steering direction detection means 19 for detecting the steering direction, and the steering reaction force detection means 18 is provided. , 18A estimate the turning reaction force from the torque of the turning motor 7 and the amount of turning displacement according to a predetermined estimation formula , and the steering reaction
Further, the steering reaction
It is preferable that the steering reaction
In the case of reverse input, by setting the coefficient of the viscosity term to be larger than that in the case of positive input, it is possible to suppress vibration around the neutral position and to prevent the feeling of strangeness that the steering reaction force at the time of positive input becomes too large. it can.
前記操舵方向検出手段19は、前記操舵角センサ5であっても良い。すなわち、前記入力正逆判定部21で判断に用いる操舵方向を、操舵角センサ5から得ても良い。
The steering direction detecting means 19 may be the
前記正逆対応処理部22は、前記入力正逆判定部21で判定された正入力または逆入力によって、前記推定式における転舵反力を推定する係数を変更する機能を有するものとしても良い。
転舵機構6の正入力と逆入力における伝達効率が異なる場合、転舵反力推定に用いる係数を正入力時と逆入力時で変更することにより、転舵反力を精度良く推定することができる。
Before Symbol forward-
When the transmission efficiency between the forward input and the reverse input of the steering mechanism 6 is different, the steering reaction force can be accurately estimated by changing the coefficient used for the steering reaction force estimation between the normal input and the reverse input. it can.
前記転舵反力検出手段18で検出された転舵反力の検出信号を通過させるフィルタとして、カットオフ周波数の変更可能なローパスフィルタ26を設け、このローパスフィルタ26を通して得られた転舵反力を、前記操舵反力目標値演算部17が、目標操舵反力の基本値、すなわち暫定操舵反力目標値としても良い。
As a filter for passing the detection signal of the detected turning reaction force before Symbol turning reaction force detecting means 18, a
この構成の場合に、前記ローパスフィルタ26のカットオフ周波数は、転舵反力が大きい時には高く、小さい時には低く設定されているのが良い。
推定された転舵反力を、カットオフ周波数を変更できるローパスフィルタ26に通し、暫定操舵反力目標値を生成する。推定転舵反力が小さい場合にはカットオフ周波数を低くし、推定転舵反力が大きい場合にはカットオフ周波数を高くする。これにより、手放し時における振動を抑制できると共にクイックな操舵反力が得られる。
In the case of this configuration, the cut-off frequency of the low-
The estimated turning reaction force is passed through a low-
また、前記ローパスフィルタ26のカットオフ周波数を、切替え操作手段28からの入力で変更するカットオフ周波数変更手段27を設けても良い。これにより、ドライバーの好みに合わせて操舵フィーリングを変更することができる。
Further, a cutoff frequency changing means 27 for changing the cutoff frequency of the low-
この発明において、前記操舵反力制御部14は、前記入力正逆判定部21の判定結果が正入力の場合には操舵反力目標値に摩擦成分を付与し、逆入力の場合には付与しないものとしても良い。
前記操舵反力制御部14は、例えば、暫定操舵反力目標値に摩擦項、粘性項、および慣性項を加え、操舵反力目標値を生成する。この場合に、正入力の場合にのみ摩擦成分を付与する。これにより、ハンドルを中立位置から切り始めた際に、速やかに摩擦成分が付与され、操舵初期の操舵反力の手応え感を実現できる。逆入力の場合には摩擦成分を付与しないため、手放し時に於ける戻り位置のオフセットは生じない。
In the present invention, the steering reaction
For example, the steering reaction
この構成の場合に、前記操舵反力制御部14は、転舵反力が大きいほど前記摩擦成分を小さく設定したものであるのが良い。
In this configuration, it is preferable that the steering reaction
この発明は、転舵用のタイロッド間シャフトと機械的に連結されていないステアリングホイールに対し、操舵角を検出する操舵角センサと、操舵反力を与える操舵反力モータとが設けられ、前記操舵角センサの検出した操舵角を基に、車両に装備された他のセンサ類からの運転状態検出信号と合わせて転舵角の指令信号を生成し、タイロッド間シャフトを駆動する転舵機構の転舵モータを制御するステアリング制御手段を有するステアバイワイヤ式操舵装置において、操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータの操舵反力を制御する操舵反力制御部を設け、前記転舵機構に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段とを設け、前記転舵反力検出手段は、転舵モータのトルク及び転舵変位量から、定められた推定式に従って転舵反力を推定し、前記操舵反力制御部は、前記転舵反力を基準値として、定められた規則に従って前記操舵反力モータの操舵反力の目標値を演算する操舵目標値演算部と、前記操舵方向検出手段で検出される操舵方向が前記転舵反力検出手段で検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する入力正逆判定部と、前記入力正逆判定部の判定結果となる正逆に応じて前記操舵目標値演算部による演算内容を変更する正逆対応処理部とを有するため、ハンドルを中立位置から切り始めた際の良好な手応えを確保し、中立周りでの振動を防ぎつつ、手放し時における戻り位置を出来るだけ中立位置にすることができる。
また、前記操舵反力制御部14は、操舵反力目標値に加える粘性項の係数が、前記入力正逆判定部の判定結果が逆入力の場合に、正入力の場合より大きい値に設定されるが、逆入力の場合には粘性項の係数を正入力の場合より大きく設定することで、中立周りでの振動を抑えることができるとともに、正入力時の操舵反力が大きくなり過ぎる違和感を防ぐことができる。
The present invention is provided with a steering angle sensor that detects a steering angle and a steering reaction force motor that applies a steering reaction force to a steering wheel that is not mechanically connected to a shaft between tie rods for steering, and the steering Based on the steering angle detected by the angle sensor, a steering angle command signal is generated in combination with driving state detection signals from other sensors mounted on the vehicle, and the turning of the steering mechanism that drives the shaft between the tie rods is generated. In a steer-by-wire type steering apparatus having a steering control means for controlling a rudder motor, a positive input is determined when the steering direction and the direction of the steering reaction force are different, and a reverse input is determined when the direction is the same. A steering reaction force control unit for controlling the steering reaction force of the steering reaction force motor according to the steering reaction force detection means for detecting the turning reaction force acting on the turning mechanism, and detecting the steering direction Steering direction detection And means is provided, the turning reaction force detecting means, the torque and the steering displacement of the steering motor, estimates the turning reaction force according to the estimated equation defined, the steering reaction force control unit, the rolling as a reference value the steering reaction force, the steering and steering target value calculating section for calculating a target value of steering reaction force of the reaction force motor, the steering direction is the rolling detected by said steering direction detecting means in accordance with a constant order was rules When the direction of the steering reaction force detected by the rudder reaction force detecting means is different from the direction of the steering reaction force, the input normal / reverse determination unit determines that the input is normal, and the input is the reverse input when the direction is the same. And a forward / reverse response processing unit that changes the calculation content of the steering target value calculation unit according to the forward / reverse to be ensured a good response when starting to cut the handle from the neutral position, Neutralize return position as much as possible while preventing vibration It is possible to location.
Further, the steering reaction
この発明の一実施形態を図1ないし図5と共に説明する。図1は、この実施形態に係る操舵反力制御装置を備えたステアバイワイヤ式操舵装置のシステム構成図である。操舵機構1は、転舵用のタイロッド間シャフト2と機械的に連結されていないステアリングホイール3に対して、操舵反力を生成する操舵反力モータ4と、操舵角度を検出する操舵角センサ5を備える。転舵機構6は、タイロッド間シャフト2を車幅方向に進退駆動する転舵モータ7とタイロッド間シャフト位置2の転舵変位量となる進退位置を検出する位置センサ8を備える。この他に転舵モータ7のトルクを検出する電流計等のトルク検出手段9と、転舵モータ7の回転角度を検出する回転角度検出手段10とが設けられている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of a steer-by-wire type steering apparatus provided with a steering reaction force control apparatus according to this embodiment. The steering mechanism 1 includes a steering
ステアリング制御手段12は、自動車の全体を制御するECU(電気制御ユニット)11に設けられており、転舵制御部13と操舵反力制御部14とを有している。ECU11は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成される。転舵制御部13は、操舵角センサ5の検出した操舵角を基に、車両に装備された他のセンサ類15からの運転状態検出信号と合わせて転舵角の指令信号を生成し、転舵機構6の転舵モータ7を制御する手段である。前記他のセンサ類15は、例えば、車速センサや、各車輪16に作用する荷重を検出センサ等である。他のセンサ類15は、一つであっても複数であっても良いが、ここでは、1つで代表して図示している。
The steering control means 12 is provided in an ECU (electric control unit) 11 that controls the entire automobile, and includes a
操舵反力制御部14の具体例を図2に示す。操舵反力制御部14は、基本的には、操舵反力目標値演算部17により操舵反力目標値Paを、定められた規則によって演算し、操舵反力モータ4のモータ制御回路(図示せず)に出力する手段である。この基本構成において、操舵目標値演算部17による演算を行うにつき、操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて操舵反力モータ4の操舵反力を制御するように構成している。
A specific example of the steering reaction
具体的には、前記転舵機構6(図1)に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段18と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段19とを設ける。操舵方向検出手段19は、前記操舵角センサ5、または転舵機構6の位置センサ8である。
Specifically, a turning reaction force detecting means 18 for detecting a turning reaction force acting on the turning mechanism 6 (FIG. 1) and a steering direction detecting means 19 for detecting a steering direction are provided. The steering direction detection means 19 is the
操舵反力制御部14は、操舵反力目標値演算部17と、入力正逆判定部21と、正逆対応処理部22とを有する。操舵反力目標値演算部17は、定められた規則に従って操舵モータ4の操舵反力の目標値Paを演算する手段である。入力正逆判定部21は、操舵方向検出手段19で検出される操舵方向が、転舵反力検出手段18で検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する手段である。正逆対応処理部22は、入力正逆判定部21の判定結果となる正逆に応じて、操舵反力目標値演算部17による演算内容を変更する手段である。
The steering reaction
転舵反力検出手段18は、転舵モータのトルク及び転舵変位量から、定められた推定式、例えば次式(1)に従って転舵反力Fh を推定するものである。この式(1)は、転舵反力Fh を、転舵モータ7の発生トルクTm 、転舵速度(転舵モータ回転角度θの微分値)、および転舵加速度(転舵モータ回転角度θの2回微分値)から算出する式である。
なお、Ff:転舵機構摩擦成分
A,I,c:係数、
である。
F f : Steering mechanism friction component
A, I, c: coefficients
It is.
転舵モータ7の発生トルクTm は、転舵モータ7の前記トルク検出手段9から得られ、転舵モータ7の回転角度θは、前記回転角度検出手段10から得られる。トルク検出手段9で検出したトルクTm は、ローパスフィルタ23を通し、高周波成分を除去して転舵反力検出手段18に入力されるようにしている。転舵モータトルクTm に高周波成分が含まれていない場合は、ローパスフィルタ23は不要である。
The generated torque Tm of the steered motor 7 is obtained from the torque detecting means 9 of the steered motor 7, and the rotation angle θ of the steered motor 7 is obtained from the rotational
上記正逆対応処理部22は、入力正逆判定部21で判定された正入力または逆入力によって、前記推定式(1)における転舵反力Fhを推定する係数A、I、c,Ffを、定められた規則(図示せず)により変更する機能を有する。この係数の変更は、係数A、I、c,Ffのいずれか一つを変更するものであっても良く、また任意の2つ、または全てを変更するものであっても良い。
The positive inverse
前記操舵反力目標値演算部17は、暫定操舵反力目標値演算部24と、別項加算部25とを有し、暫定操舵反力目標値演算部24で計算した暫定操舵反力目標値Paaに、別項加算部25によって後述の別項を加算して操舵反力目標値Paとする。
暫定操舵反力目標値演算部24は、カットオフ周波数の変更可能なローパスフィルタ26を有していて、転舵反力検出手段18で検出された転舵反力(転舵反力推定値)Fh をローパスフィルタ26に通して得られた転舵反力を、目標操舵反力Paの基本値、すなわち暫定操舵反力目標値Paaとする。
なお、転舵反力検出手段18による式(1)の演算は1kHz(1msec周期)で演算しており、その結果(デジタル信号波形)が、カットオフ周波数可変のローパスフィルタ26(カッ
トオフ周波数は30Hz〜0.5Hz程度)に入力される。前記ローパスフィルタ23もソフトウェアによるデジタルフィルタである。これらの演算には例えばマイコンを用いる。
The steering reaction force target
The provisional steering reaction force target value calculation unit 24 has a low-
The calculation of the formula (1) by the turning reaction force detection means 18 is performed at 1 kHz (1 msec cycle), and the result (digital signal waveform) is a low-
前記のカットオフ周波数可変のローパスフィルタ26のカットオフ周波数は、一定でも良いが、転舵反力Fh が大きい時には高く、小さい時には低く設定されているのが良い
。例えば、ローパスフィルタ26に、入力される転舵反力Fh を監視して、転舵反力F
h が大きい時には高く、小さい時には低くカットオフ周波数を変更するカットオフ周波
数変更手段27が設けられている。この変更は、連続的であっても、段階的であっても良い。
Cut-off frequency of the cutoff frequency variable low-
Cut-off
カットオフ周波数変更手段27は、前記ローパスフィルタ26のカットオフ周波数を、切替え操作手段28からの入力で変更可能なものとしても良い。切替え操作手段28は、例えば、車両のコンソールやECUの外装面等に設けられる。カットオフ周波数変更手段27は、カットオフ周波数を、切替え操作手段28からの入力で変更可能で、かつその変更したカットオフ周波数を、さらに、入力される転舵反力Fhによって上記のように変
更するものとしてもよい。
The cutoff
別項加算部25は、暫定操舵反力目標値演算部24の計算した暫定操舵反力目標値Paaに、摩擦項、粘性項、および慣性項を加え、操舵反力目標値Paを生成する。別項加算部25によるこれら摩擦項、粘性項、および慣性項の加算は、入力正逆判定部21の正逆の判定結果に応じて、正逆対応処理部22に変更される。変更内容については、後に全体の動作の説明と共に説明する。
The separate
上記構成の動作を説明する。図3は操舵反力目標値Paを演算するフローチャートである。まず、ステップS1の信号読み込み過程として、操舵方向を図2の操舵方向検出手段19により検出し、入力正逆判定部21に読み込む。操舵方向検出手段19は、前述のように、操舵機構1の操舵角センサ5または転舵機構6の位置センサ8であり、いずれで操舵方向を検出するようにしても良い。
また、転舵モータ7の発生トルクTm をトルク検出手段9で検出し、かつ転舵速度および転舵加速度を回転検出手段10で検出して転舵反力検出手段18に読み込む。転舵モータトルクTm に高周波の成分が含まれている場合は、ローパスフィルタ23を通すことで、高周波成分が除去される(S2)。転舵速度は転舵モータ回転角度θの微分値であり、転舵加速度は転舵モータ回転角度θの2回微分値であり、回転検出手段10からは転舵モータ回転角度θを読み込んで、転舵反力検出手段18より、転舵モータ回転角度θから転舵速度および転舵加速度を計算する。
The operation of the above configuration will be described. FIG. 3 is a flowchart for calculating the steering reaction force target value Pa. First, as a signal reading process in step S1, the steering direction is detected by the steering direction detecting means 19 shown in FIG. As described above, the steering direction detection means 19 is the
Further, the torque Tm generated by the turning motor 7 is detected by the
転舵反力検出手段18は、このように求められた発生トルクTm 、転舵速度(転舵モータ回転角度θの微分値)、および転舵加速度(転舵モータ回転角度θの2回微分値)から、前述の次式(1)に従って、転舵反力Fhを算出する(S3)。この算出値が、転舵反力の推定値である。
The turning reaction
転舵機構6の正入力と逆入力における伝達効率が異なる場合には、式(1)の係数A,I,c,Ffの値を、転舵機構6の正入力または逆入力によって変更することで転舵反力Fh を精度良く推定することができる。 When the transmission efficiency between the positive input and the reverse input of the steered mechanism 6 is different, the values of the coefficients A, I, c, and F f in the formula (1) are changed by the positive input or the reverse input of the steered mechanism 6. Thus, the steering reaction force Fh can be estimated with high accuracy.
入力正逆判定部21は、操舵方向検出手段19で検出される操舵方向と転舵反力検出手段18で検出される転舵反力とによって、入力の正逆を判定する(S4)。入力正逆判定部21において、転舵機構6にかかる入力は、操舵方向と推定転舵反力の方向が異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する。操舵角速度が0の場合には逆入力とする。
The input normal /
操舵反力目標値演算部17の暫定操舵反力目標値演算部24は、転舵反力検出手段18で上記のように推定された転舵反力Fhを,カットオフ周波数を変更できるローパスフィルタ26に通し、暫定操舵反力目標値Paaを生成する(S5)。
このとき、カットオフ周波数変更手段27は、入力される推定転舵反力Fhが小さい場合にはカットオフ周波数を低くし、推定転舵反力が大きい場合にはカットオフ周波数を高くする。これにより、ステアリングホイール3の手放し時における振動を抑制できると共にクイックな操舵反力を得られる。推定転舵反力Fhが大きいか小さいかの基準、およびカットオフ周波数をどの値にするかは、シミュレーション等により任意に設計して定めれば良い。
また、カットオフ周波数変更手段27は、切替え操作手段28の操作によってカットオフ周波数を切り替え可能としてあり、この切り替えにより、ドライバーの好みに合わせて操舵フィーリングを変更できる。
The provisional steering reaction force target value calculation unit 24 of the steering reaction force target
At this time, the cut-off
Further, the cut-off frequency changing means 27 can switch the cut-off frequency by operating the switch operating means 28, and by this change, the steering feeling can be changed according to the preference of the driver.
別項加算部25は、上記のように計算された暫定操舵反力目標値Paaに、摩擦項、粘性項、および慣性項を加算し、操舵反力目標値Paを生成する(S6)。
a:摩擦項
b:粘性項の係数
d:慣性項の係数
摩擦項、粘性項、および慣性項a,b,dは、適宜設定して定められる。
The separate
a: Friction term
b: Coefficient of viscosity term
d: Coefficient of inertia term The friction term, the viscosity term, and the inertia terms a, b, and d are appropriately set and determined.
このとき、正逆対応処理部22は、別項加算部25の上記加算過程において、正入力の場合にのみ摩擦項(すなわち摩擦成分)を付与させる。これにより、ステアリングホイール3を中立位置から切り始めた際に、速やかに摩擦成分が付与され、操舵初期の操舵反力の手応え感を実現できる。逆入力の場合には摩擦成分を付与しないため、手放し時に於ける戻り位置のオフセットは生じない。
At this time, the forward / reverse
別項加算部25において加算する摩擦成分、すなわち摩擦項の値aは、例えば図4に示
すように、推定転舵反力Fhが大きいほど小さくし、ある閾値以上は0とする。このように設定すると、転舵反力Fhが小さい場合のみ摩擦成分を付与することが出来る。なお、同図のように変更せずに、摩擦項の値を一定としても良い。
For example, as shown in FIG. 4, the friction component to be added in the separate
また、正逆対応処理部22は、別項加算部25の上記加算過程において、逆入力の場合には粘性項の係数bを、正入力の場合より大きく設定する。粘性成分により手放し時の中
立周りでの振動を抑えることができるとともに、正入力時の操舵反力が大きくなり過ぎる違和感を防ぐことができる。
粘性項の係数bは、例えば図5に示すように、荷重つまり転舵反力Fhが大きいほど小さくしてもよい。このように設定すると、転舵反力Fhが小さい場合に大きな粘性成分を付与することが出来る。図5の例では、転舵反力Fhが0から一定の値までは、転舵反力Fhが大きくなるに従って粘性成分(粘性項の係数b)が小さくなるようにし、上記一定の値以上では一定となるように定めている。
Further, in the addition process of the separate
Coefficient of viscosity term b, for example, as shown in FIG. 5 may be smaller the larger the load, i.e. the turning reaction force F h. With this setting, the turning reaction force F h it is possible to impart greater viscosity component is smaller. In the example of FIG. 5, when the turning reaction force F h is from 0 to a constant value, the viscosity component (viscosity coefficient b) decreases as the turning reaction force F h increases, and the above-described constant value is obtained. The above is determined to be constant.
この操舵反力制御装置によると、このように、ステアリングホイール3を中立位置から切り始めた際の良好な手応えを確保し、中立周りでの振動を防ぎつつ、手放し時における戻り位置を出来るだけ中立位置にするなどの利点が得られる。 According to this steering reaction force control device, in this way, a favorable response when starting to cut the steering wheel 3 from the neutral position is ensured, and the return position when released is as neutral as possible while preventing vibration around the neutral position. Advantages such as positioning.
なお、上記実施形態では、転舵反力Fhを、転舵モータトルクなどから計算する転舵反力検出手段18により検出するようにしたが、上記転舵反力検出手段18を設ける代わりに、転舵機構6に備えたロードセルや荷重センサ等の転舵反力センサからなる転舵反力検出手段18Aにより、転舵反力Fhを検出するようにしても良い。その場合、このロードセルや荷重センサ等の転舵反力センサの検出した転舵反力Fh を、入力正逆判定部21による判定や、操舵反力目標値演算部17の暫定操舵目標値演算部24による暫定操舵反力目標値Paaや、操舵反力目標値Paの計算に用いる。
In the above embodiment, the turning reaction force F h is detected by the turning reaction force detection means 18 calculated from the turning motor torque or the like. Instead of providing the turning reaction force detection means 18, however. by turning reaction
1…操舵機構
2…タイロッド間シャフト
3…ステアリングホイール
4…操舵反力モータ
5…操舵角センサ
6…転舵機構
7…転舵モータ
8…位置センサ
9…トルク検出手段
10…回転角度検出手段
12…ステアリング制御手段
13…転舵制御部
14…操舵反力制御部
15…他のセンサ類
17…操舵反力目標値演算部
18…転舵反力検出手段
18A…転舵反力検出手段
19…操舵方向検出手段
21…入力正逆判定部
22…正逆対応処理部
24…暫定操舵反力目標値演算部
25…別項加算部
27…カットオフ周波数可変のローパスフィルタ
28…切替え操作手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering mechanism 2 ... Shaft between tie rods 3 ...
Claims (9)
操舵方向と転舵反力の方向とが異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定し、この正逆に応じて前記操舵反力モータの操舵反力を制御する操舵反力制御部を設け、 前記転舵機構に作用する転舵反力を検出する転舵反力検出手段と、操舵方向を検出する操舵方向検出手段とを設け、前記転舵反力検出手段は、転舵モータのトルク及び転舵変位量から、定められた推定式に従って転舵反力を推定し、前記操舵反力制御部は、前記転舵反力を基準値として、定められた規則に従って前記操舵反力モータの操舵反力の目標値を演算する操舵目標値演算部と、前記操舵方向検出手段で検出される操舵方向が前記転舵反力検出手段で検出される転舵反力の方向と異なる場合には正入力、同方向の場合には逆入力と判定する入力正逆判定部と、前記入力正逆判定部の判定結果となる正逆に応じて前記操舵目標値演算部による演算内容を変更する正逆対応処理部とを有し、
前記操舵反力制御部は、操舵反力目標値に加える粘性項の係数が、前記入力正逆判定部の判定結果が逆入力の場合に、正入力の場合より大きい値に設定されたことを特徴とするステアバイワイヤの操舵反力制御装置。 A steering angle sensor that detects a steering angle and a steering reaction force motor that applies a steering reaction force to a steering wheel that is not mechanically connected to the shaft between the tie rods for turning are provided. Based on the steered steering angle, it generates a steering angle command signal together with driving state detection signals from other sensors mounted on the vehicle, and controls the steering motor of the steering mechanism that drives the shaft between the tie rods In a steer-by-wire steering apparatus having a steering control means for
When the steering direction and the direction of the steering reaction force are different, it is determined that the input is a positive input, and when the direction is the same, a reverse input is determined. A force control unit, a turning reaction force detecting means for detecting a turning reaction force acting on the turning mechanism, a steering direction detecting means for detecting a steering direction, and the turning reaction force detecting means, from the torque and the steering displacement of the steering motor, estimates the turning reaction force according to the estimated equation defined, the steering reaction force control unit as a reference value the turning reaction force according to the constant order was rules A steering target value calculation unit for calculating a target value of the steering reaction force of the steering reaction force motor, and a steering reaction force detected by the steering reaction force detection means is detected by the steering reaction force detection means. An input forward / reverse determination unit that determines positive input when the direction is different, and reverse input when the direction is the same; A normal / reverse correspondence processing unit that changes the calculation content of the steering target value calculation unit according to the normal / reverse which is the determination result of the input normal / reverse determination unit,
The steering reaction force control unit is configured such that the coefficient of the viscosity term added to the steering reaction force target value is set to a value larger than that in the case of positive input when the determination result of the input normal / reverse determination unit is reverse input. A steer-by-wire steering reaction force control device.
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