JP7067169B2 - Steering control device - Google Patents
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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、車両用操舵装置として、モータを駆動源とするアクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置(EPS)が知られている。こうしたEPSには、ステアリングホイールの操舵角(転舵輪の転舵角)を、360°を超える範囲の絶対角で取得したモータの回転角(モータ絶対角)に対応させて検出するものがあり、モータ絶対角で示される制御上の舵角(制御舵角)に基づいて各種制御を行っている。なお、制御舵角に基づく制御の一例として、例えば特許文献1には、ラック軸の端部であるラックエンドがラックハウジングに当たる前に操舵反力を増加させることで、エンド当ての衝撃を緩和するものが開示されている。また、制御舵角は、例えばステアリング中立位置にある状態での角度を基準(原点)として回転数を積算(カウント)することにより検出する。
Conventionally, as a vehicle steering device, an electric power steering device (EPS) including an actuator whose drive source is a motor is known. Some of these EPSs detect the steering angle of the steering wheel (steering wheel steering angle) in correspondence with the rotation angle of the motor (motor absolute angle) acquired in the absolute angle in the range exceeding 360 °. Various controls are performed based on the control steering angle (control angle) indicated by the absolute angle of the motor. As an example of control based on the control steering angle, for example, in
ところで、舵角に対応させてモータ絶対角を検出する構成では、例えばイグニッションオフ時においても車載のバッテリから制御装置への電力供給を継続することでモータの回転を検出しており、舵角が変化した場合においても、舵角とモータ絶対角との対応関係を保持している。しかし、例えばバッテリ交換等により、制御装置への電力供給が遮断されると、モータの回転を検出できなくなるため、舵角とモータ絶対角との対応関係を保持できず、舵角に対応させてモータ絶対角を検出できなくなる。そこで、舵角とモータ絶対角との対応関係が消失した場合等において、実際の舵角に対応する正確なモータ絶対角を取得できるように、これらの対応関係を記憶(学習)させることのできる技術の創出が求められていた。 By the way, in the configuration in which the absolute angle of the motor is detected corresponding to the steering angle, for example, the rotation of the motor is detected by continuing the power supply from the in-vehicle battery to the control device even when the ignition is off, and the steering angle is changed. Even when it changes, the correspondence between the steering angle and the absolute motor angle is maintained. However, if the power supply to the control device is cut off due to, for example, battery replacement, the rotation of the motor cannot be detected, so that the correspondence between the steering angle and the absolute angle of the motor cannot be maintained, and the correspondence is made to correspond to the steering angle. The absolute angle of the motor cannot be detected. Therefore, when the correspondence between the steering angle and the absolute motor angle disappears, these correspondences can be memorized (learned) so that the accurate motor absolute angle corresponding to the actual steering angle can be obtained. The creation of technology was required.
なお、こうした問題は、EPSに限らず、例えばステアバイワイヤ式の操舵装置において、転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータの駆動源となるモータの絶対角を舵角に対応させて検出する場合にも同様に生じ得る。 It should be noted that such a problem is not limited to EPS, but also when, for example, in a steer-by-wire type steering device, the absolute angle of the motor that is the drive source of the steering actuator that steers the steering wheel is detected in correspondence with the steering angle. It can happen as well.
本発明の目的は、実際の舵角に対応した正確なモータ絶対角を取得できる操舵制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steering control device capable of acquiring an accurate motor absolute angle corresponding to an actual steering angle.
上記課題を解決する操舵制御装置は、モータを駆動源とするアクチュエータにより操舵機構の転舵軸を往復動させるモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあるか否かを判定するエンド位置判定部と、前記モータの回転角を360°の範囲を超える絶対角で検出するモータ絶対角検出部と、前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあると判定されたときに、前記モータ絶対角検出部により検出されたモータ絶対角を該左右いずれかのエンド位置に対応するエンド位置対応モータ角として設定するエンド位置対応モータ角設定部とを備えた。 The steering control device that solves the above problems targets a steering device to which a motor torque that reciprocates the steering shaft of the steering mechanism by an actuator that uses a motor as a drive source is applied, and the steering shaft is either left or right. The steering shaft is determined by the end position determination unit that determines whether or not the motor is in the end position, the motor absolute angle detection unit that detects the rotation angle of the motor at an absolute angle exceeding the range of 360 °, and the end position determination unit. When it is determined that the motor is at either the left or right end position, the motor absolute angle detected by the motor absolute angle detection unit is set as the end position corresponding motor angle corresponding to the left or right end position. Equipped with a corresponding motor angle setting unit.
例えば車両が直進状態であるか否かを判定し、直進状態であると判定されたときのモータ絶対角をステアリング中立位置に対応する基準の角度とすることが考えられる。しかし、操舵装置を構成する各部品の寸法ばらつき等に起因して、ステアリング中立位置から左側のエンド位置までのストローク量と、ステアリング中立位置から右側のエンド位置までのストローク量とは僅かに異なることがある。その結果、ステアリング中立位置を基準としたモータ絶対角に基づいて推定されるエンド位置対応モータ角が、実際に転舵軸がエンド位置にあるモータ絶対角からずれてしまうおそれがある。この点、上記構成によれば、転舵軸がエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角をエンド位置対応モータ角として設定するため、正確なエンド位置対応モータ角を設定できる。 For example, it is conceivable to determine whether or not the vehicle is in a straight-ahead state, and set the absolute motor angle when it is determined to be in a straight-ahead state as a reference angle corresponding to the steering neutral position. However, the stroke amount from the steering neutral position to the left end position and the stroke amount from the steering neutral position to the right end position are slightly different due to dimensional variations of each component constituting the steering device. There is. As a result, the end position corresponding motor angle estimated based on the motor absolute angle with respect to the steering neutral position may actually deviate from the motor absolute angle at which the steering axis is at the end position. In this respect, according to the above configuration, since the motor absolute angle when it is determined that the steering shaft is at the end position is set as the end position corresponding motor angle, an accurate end position corresponding motor angle can be set.
上記操舵制御装置において、前記モータ絶対角検出部は、前記モータ絶対角を前記操舵機構に付与されたトルクにより生じる該操舵機構の機械的な弾性変形に基づいて補正して検出することが好ましい。 In the steering control device, it is preferable that the motor absolute angle detecting unit corrects and detects the motor absolute angle based on the mechanical elastic deformation of the steering mechanism generated by the torque applied to the steering mechanism.
上記構成によれば、転舵軸がエンド位置にあると判定されたときの操舵機構の弾性変形を考慮してより正確なエンド位置対応モータ角を設定できる。
上記操舵制御装置において、前記エンド位置対応モータ角設定部は、前記エンド位置対応モータ角を設定した後に、該エンド位置対応モータ角と同一符号かつ絶対値が大きい前記モータ絶対角が前記モータ絶対角検出部により検出された場合には、該モータ絶対角を新たなエンド位置対応モータ角として更新することが好ましい。
According to the above configuration, it is possible to set a more accurate end position corresponding motor angle in consideration of the elastic deformation of the steering mechanism when it is determined that the steering shaft is at the end position.
In the steering control device, after the end position corresponding motor angle setting unit sets the end position corresponding motor angle, the motor absolute angle having the same sign as the end position corresponding motor angle and having a large absolute value is the motor absolute angle. When detected by the detection unit, it is preferable to update the absolute motor angle as a new end position corresponding motor angle.
エンド位置判定部が、例えばトルクやモータの角速度等に基づいて判定を行う場合には、転舵輪が縁石等に当たっていると、実際には転舵軸がエンド位置になくても、それより手前の位置で誤ってエンド位置にあると判定するおそれがあり、エンド位置対応モータ角も不正確な角度が設定されるおそれがある。この点、上記構成によれば、一旦、エンド位置対応モータ角が設定されても、エンド位置対応モータ角と同一符号かつ絶対値が大きいモータ絶対角が検出された場合に更新されるため、誤ったエンド位置対応モータ角が設定されることを抑制できる。 When the end position determination unit makes a determination based on, for example, torque or the angular velocity of the motor, if the steering wheel hits a curb or the like, even if the steering shaft is not actually at the end position, it is in front of it. There is a risk that the position will be erroneously determined to be at the end position, and the end position corresponding motor angle may also be set to an inaccurate angle. In this regard, according to the above configuration, even if the end position corresponding motor angle is set once, it is updated when the motor absolute angle having the same sign as the end position corresponding motor angle and having a large absolute value is detected, which is erroneous. It is possible to suppress the setting of the motor angle corresponding to the end position.
上記操舵制御装置において、前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の平均値をオフセット角とし、検出される前記モータ絶対角から該オフセット角を減算した角度を、前記モータ絶対角で示される制御舵角の原点として設定する制御舵角原点設定部を備えることが好ましい。 In the steering control device, the average value of the left and right end position corresponding motor angles set by the end position corresponding motor angle setting unit is defined as an offset angle, and the angle obtained by subtracting the offset angle from the detected motor absolute angle is used. It is preferable to include a control steering angle origin setting unit that is set as the origin of the control steering angle indicated by the absolute angle of the motor.
上記構成によれば、容易にステアリング中立位置に対応する原点を設定できる。
上記操舵制御装置において、前記制御舵角原点設定部は、前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の絶対値の和が前記転舵軸の全ストローク範囲に対応するモータ絶対角範囲に基づくストローク閾値未満である場合には、前記原点を設定しないことが好ましい。
According to the above configuration, the origin corresponding to the steering neutral position can be easily set.
In the steering control device, in the control steering angle origin setting unit, the sum of the absolute values of the left and right end position corresponding motor angles set by the end position corresponding motor angle setting unit covers the entire stroke range of the steering shaft. If it is less than the stroke threshold based on the corresponding motor absolute angle range, it is preferable not to set the origin.
例えば転舵輪が縁石等に当たることで、転舵軸がエンド位置にあると判定され、誤ったエンド位置対応モータ角が設定された場合には、左右のエンド位置対応モータ角の絶対値の和が転舵軸の全ストローク範囲に応じたモータ絶対角範囲よりも小さくなる。この点を踏まえ、上記構成では、設定した左右のエンド位置対応モータ角の絶対値の和がモータ絶対角範囲に基づくストローク閾値未満である場合には、制御舵角の原点を設定しないため、誤った制御舵角の原点を設定することを抑制できる。 For example, when the steering wheel hits a rim stone or the like, it is determined that the steering axis is at the end position, and if the wrong end position corresponding motor angle is set, the sum of the absolute values of the left and right end position corresponding motor angles is calculated. It is smaller than the absolute motor angle range corresponding to the entire stroke range of the steering shaft. Based on this point, in the above configuration, if the sum of the absolute values of the set left and right end position corresponding motor angles is less than the stroke threshold value based on the motor absolute angle range, the origin of the control steering angle is not set, which is incorrect. It is possible to suppress setting the origin of the control steering angle.
上記操舵制御装置において、前記モータトルクがトルク指令値となるように前記モータの駆動を制御するモータ制御部を備え、前記モータ制御部は、前記制御舵角の絶対値が前記エンド位置対応モータ角よりも第1角度だけステアリング中立位置に近いエンド近傍舵角の絶対値を超えた場合に、該制御舵角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行うものであって、前記制御舵角原点設定部は、前記左右のエンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該左右のエンド位置対応モータ角よりもステアリング中立位置側に前記第1角度以上、近づいてから該左右のエンド位置対応モータ角に基づいて前記原点を設定し、前記モータ制御部は、前記原点の設定後に前記エンド当て緩和制御を実行することが好ましい。 The steering control device includes a motor control unit that controls the drive of the motor so that the motor torque becomes a torque command value, and the motor control unit has a motor angle corresponding to the end position in which the absolute value of the control steering angle is the end position. End contact relaxation control that reduces the absolute value of the torque command value based on the increase in the absolute value of the control steering angle when the absolute value of the steering angle near the end near the steering neutral position is exceeded by the first angle. In the control steering angle origin setting unit, after the left and right end position corresponding motor angles are set, the motor absolute angle is closer to the steering neutral position side than the left and right end position corresponding motor angles. It is preferable that the origin is set based on the left and right end position corresponding motor angles after approaching the first angle or more, and the motor control unit executes the end contact relaxation control after setting the origin.
上記構成によれば、左右のエンド位置対応モータ角を設定した直後、すなわち転舵軸がまだエンド位置にある状態で制御舵角の原点を設定することで、エンド当て緩和制御が実行され、アクチュエータにより操舵反力が突然付与されることを防止できる。 According to the above configuration, immediately after setting the motor angles corresponding to the left and right end positions, that is, by setting the origin of the control steering angle while the steering axis is still in the end position, end contact relaxation control is executed and the actuator is operated. Therefore, it is possible to prevent the steering reaction force from being suddenly applied.
上記操舵制御装置において、前記モータトルクがトルク指令値となるように前記モータの駆動を制御するモータ制御部を備え、前記モータ制御部は、前記制御舵角の絶対値が前記エンド位置対応モータ角よりも第1角度だけステアリング中立位置に近いエンド近傍舵角を超えた場合に、該制御舵角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行うものであって、前記制御舵角の原点が未設定の状態において、前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれか一方のエンド位置にあると判定された複数のタイミングでの前記モータ絶対角である複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて、該左右いずれか一方の暫定エンド位置対応舵角を設定する暫定エンド位置対応舵角設定部を備え、前記モータ制御部は、前記モータ絶対角の前記暫定エンド位置対応舵角までの角度が第2角度未満になった場合に、該角度の減少に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を行うことが好ましい。 The steering control device includes a motor control unit that controls the drive of the motor so that the motor torque becomes a torque command value, and the motor control unit has a motor angle corresponding to the end position in which the absolute value of the control rudder angle is the end position. When the rudder angle near the end near the steering neutral position is exceeded by the first angle, the end contact relaxation control is performed to reduce the absolute value of the torque command value based on the increase in the absolute value of the control rudder angle. The absolute angle of the motor at a plurality of timings when the end position determination unit determines that the steering axis is at either the left or right end position when the origin of the control steering angle is not set. A provisional end position corresponding steering angle setting unit for setting a provisional end position corresponding steering angle on either the left or right side based on a plurality of one end position corresponding motor angles is provided, and the motor control unit is provided with the motor absolute angle. When the angle to the rudder angle corresponding to the provisional end position is less than the second angle, it is preferable to perform provisional end contact relaxation control to reduce the absolute value of the torque command value based on the decrease of the angle.
例えば車両の走行状況等によっては、左右いずれか一方のみのエンド当てが繰り返し発生することが想定される。しかし、左右両方のエンド当てが発生しなければ、制御舵角の原点が設定されず、エンド当て緩和制御が実行されないため、エンド当ての衝撃が運転者に不快感を与えるおそれがある。また、例えば転舵輪が縁石等に当たることで、左右いずれか一方のエンド位置対応モータ角が設定された場合を考慮すると、一回のエンド当てで設定されたエンド位置対応モータ角のみでは、設定されたエンド位置対応モータ角が実際のエンド位置と正確に対応するものではない可能性がある。 For example, depending on the running condition of the vehicle, it is assumed that the end hit of only one of the left and right sides is repeatedly generated. However, if both the left and right end hits do not occur, the origin of the control steering angle is not set and the end hit relaxation control is not executed, so that the impact of the end hits may cause discomfort to the driver. Further, considering the case where the motor angle corresponding to either the left or right end position is set by, for example, the steering wheel hitting a curb or the like, it is set only by the motor angle corresponding to the end position set by one end pad. The end position corresponding motor angle may not correspond exactly to the actual end position.
この点、上記構成によれば、制御舵角の原点が設定されていない状態、例えば適切な左右両方のエンド位置対応モータ角が設定されていない状態や左右一方のみのエンド位置対応モータ角が設定されている状態でも、複数の左右いずれかの一方エンド位置対応モータ角に基づくことで、実際のエンド位置に対応する適切な暫定エンド位置対応舵角を設定できる。そして、暫定エンド位置対応舵角に基づいて暫定エンド当て緩和制御を行うことで、制御舵角の原点が設定されていない状態で、いずれか一方のみのエンド当てが繰り返される場合にも、該一方のエンド当ての衝撃を緩和できる。 In this regard, according to the above configuration, the origin of the control steering angle is not set, for example, the appropriate motor angle corresponding to both the left and right end positions is not set, or the motor angle corresponding to only one of the left and right ends is set. Even in this state, it is possible to set an appropriate provisional end position corresponding steering angle corresponding to the actual end position by using the motor angle corresponding to one of a plurality of left and right ends. Then, by performing the provisional end-hit relaxation control based on the rudder angle corresponding to the provisional end position, even when the end-hit of only one of them is repeated in a state where the origin of the control rudder angle is not set, the one is the same. The impact of the end pad can be mitigated.
上記操舵制御装置において、前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該暫定エンド位置対応舵角よりもステアリング中立位置側に前記第2角度以上、近づいてから該複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて前記暫定エンド位置対応舵角を設定し、前記モータ制御部は、前記暫定エンド位置対応舵角の設定後に前記暫定エンド当て緩和制御を実行することが好ましい。 In the steering control device, in the provisional end position corresponding steering angle setting unit, after the plurality of one end position corresponding motor angles are set, the motor absolute angle is on the steering neutral position side with respect to the provisional end position corresponding steering angle. After approaching the second angle or more, the provisional end position corresponding steering angle is set based on the plurality of one-end position corresponding motor angles, and the motor control unit sets the provisional end position corresponding steering angle. It is preferable to execute the provisional end guess relaxation control.
上記構成によれば、複数の一方エンド位置対応モータ角を設定した直後、すなわち転舵軸がまだエンド位置にある状態で暫定エンド位置対応舵角を設定することで、暫定エンド当て緩和制御が実行され、アクチュエータにより操舵反力が突然付与されることを防止できる。 According to the above configuration, the provisional end contact relaxation control is executed by setting the provisional end position corresponding steering angle immediately after setting the plurality of motor angles corresponding to one end position, that is, while the steering axis is still in the end position. Therefore, it is possible to prevent the steering reaction force from being suddenly applied by the actuator.
上記操舵制御装置において、前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の平均値を前記暫定エンド位置対応舵角として設定することが好ましい。 In the steering control device, it is preferable that the provisional end position corresponding steering angle setting unit sets the average value of the plurality of one-end position corresponding motor angles as the provisional end position corresponding steering angle.
上記構成によれば、暫定エンド位置対応舵角を好適に設定できる。
上記操舵制御装置において、前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記暫定エンド位置対応舵角の基礎となる前記複数の一方エンド位置対応モータ角として、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と、該一を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量以上、前記モータ絶対角が変化した後に設定された前記複数の一方エンド位置対応モータ角の他の一とを用いることが好ましい。
According to the above configuration, the rudder angle corresponding to the provisional end position can be preferably set.
In the steering control device, the provisional end position corresponding steering angle setting unit is one of the plurality of one end position corresponding motor angles as the plurality of one end position corresponding motor angles that are the basis of the provisional end position corresponding steering angle. And the other one of the plurality of motor angles corresponding to one end position set after the absolute angle of the motor has changed by a predetermined steering amount or more indicating that the turning back steering has been performed after setting the one. It is preferable to use it.
上記構成によれば、一方エンド位置対応モータ角の他の一が、一方エンド位置対応モータ角の一を設定した後に切り戻し操舵が行われてから設定されるため、一方エンド位置対応モータ角の一を設定した状況から車両が移動した後に、他の一が設定される可能性が高くなる。これにより、例えば複数の一方エンド位置対応モータ角のいずれもが、転舵輪が縁石に当たった状態で設定され、これらに基づいて暫定エンド位置対応舵角が設定されることを抑制できる。 According to the above configuration, since the other one of the motor angles corresponding to one end position is set after the switchback steering is performed after setting one of the motor angles corresponding to one end position, the other one of the motor angles corresponding to one end position is set. After the vehicle moves from the situation where one is set, it is more likely that another one will be set. Thereby, for example, it is possible to suppress that any one of the plurality of motor angles corresponding to one end position is set in a state where the steering wheel hits the curb, and the provisional end position corresponding steering angle is set based on these.
上記操舵制御装置において、前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と他の一との差分が所定差分以下である場合に、前記暫定エンド位置対応舵角を設定することが好ましい。 In the steering control device, the provisional end position corresponding rudder angle setting unit is the provisional end position corresponding steering when the difference between one of the plurality of motor angles corresponding to one end position and the other one is equal to or less than a predetermined difference. It is preferable to set the angle.
エンド位置は操舵装置毎に予め決まっているため、転舵軸がエンド位置にある状態で、複数の一方エンド位置対応モータ角が設定された場合には、これらの差分は小さな値となる。一方、転舵輪が縁石に当たった際のモータ絶対角は状況毎に異なるため、転舵輪が縁石に当たった状態で一方エンド位置対応モータ角が設定された場合には、これらの差分が大きくなる。したがって、上記構成のように、複数の一方エンド位置対応モータ角の一と他の一との差分が所定差分以下である場合に、暫定エンド位置対応舵角を設定することで、例えば複数の一方エンド位置対応モータ角の一が、転舵輪が縁石に当たった状態で設定された場合に、暫定エンド位置対応舵角が設定されることを抑制できる。 Since the end position is predetermined for each steering device, when a plurality of motor angles corresponding to one end position are set while the steering shaft is at the end position, the difference between them becomes a small value. On the other hand, the absolute motor angle when the steering wheel hits the curb differs depending on the situation, so if the motor angle corresponding to one end position is set while the steering wheel hits the curb, these differences will be large. .. Therefore, as in the above configuration, when the difference between one of the plurality of motor angles corresponding to one end position and the other one is equal to or less than a predetermined difference, by setting the provisional end position corresponding steering angle, for example, one of the plurality of ones. When one of the end position corresponding motor angles is set in a state where the steering wheel hits the curb, it is possible to suppress the setting of the provisional end position corresponding steering angle.
上記操舵制御装置において、前記エンド位置判定部は、前記モータの角速度が停止状態を示す所定角速度以下であり、かつ前記操舵機構に付与されるトルクが所定トルク以上である場合に前記転舵軸がエンド位置にあると判定することが好ましい。 In the steering control device, the end position determination unit has a steering shaft when the angular velocity of the motor is equal to or lower than a predetermined angular velocity indicating a stopped state and the torque applied to the steering mechanism is equal to or higher than the predetermined torque. It is preferable to determine that it is in the end position.
上記構成によれば、転舵軸がエンド位置にあることを容易かつ正確に判断できる。 According to the above configuration, it can be easily and accurately determined that the steering shaft is at the end position.
本発明によれば、実際の舵角に対応した正確なモータ絶対角を取得できる。 According to the present invention, it is possible to obtain an accurate absolute motor angle corresponding to an actual steering angle.
(第1実施形態)
以下、操舵制御装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置(EPS)1は、運転者によるステアリングホイール2の操作に基づいて転舵輪3を転舵させる操舵機構4を備えている。また、EPS1は、操舵機構4にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアクチュエータとしてのEPSアクチュエータ5と、EPSアクチュエータ5の作動を制御する操舵制御装置6とを備えている。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electric power steering device (EPS) 1 as a steering device to be controlled includes a steering mechanism 4 that steers the
操舵機構4は、ステアリングホイール2が固定されるステアリングシャフト11と、ステアリングシャフト11の回転に応じて軸方向に往復動する転舵軸としてのラック軸12と、ラック軸12が往復動可能に挿通される略円筒状のラックハウジング13とを備えている。なお、ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール2側から順にコラム軸14、中間軸15、及びピニオン軸16を連結することにより構成されている。
The steering mechanism 4 is inserted through a steering shaft 11 to which the steering wheel 2 is fixed, a
ラック軸12とピニオン軸16とは、ラックハウジング13内に所定の交差角をもって配置されており、ラック軸12に形成されたラック歯12aとピニオン軸16に形成されたピニオン歯16aとが噛合されることでラックアンドピニオン機構17が構成されている。また、ラック軸12の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド18を介してタイロッド19がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド19の先端は、転舵輪3が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、EPS1では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト11の回転がラックアンドピニオン機構17によりラック軸12の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド19を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪3の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
The
なお、ラックエンド18がラックハウジング13の左端に当接する位置が右方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が右側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。また、ラックエンド18がラックハウジング13の右端に当接する位置が左方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が左側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。
The position where the
EPSアクチュエータ5は、駆動源であるモータ21と、モータ21に連結されるとともにコラム軸14に連結されたウォームアンドホイール等の減速機構22とを備えている。そして、EPSアクチュエータ5は、モータ21の回転を減速機構22により減速してコラム軸14に伝達することによって、モータトルクTmをアシスト力として操舵機構4に付与する。なお、本実施形態のモータ21には、三相のブラシレスモータが採用されている。
The
操舵制御装置6には、車両の車速Vを検出する車速センサ31、及び運転者の操舵によりステアリングシャフト11に付与された操舵トルクTsを検出するトルクセンサ32が接続されている。また、操舵制御装置6には、モータ21の回転角θmcを360°の範囲内の相対角で検出するモータ相対角検出部としての回転センサ33が接続されている。なお、操舵トルクTs及び回転角θmcは、一方向(本実施形態では、右)に操舵した場合に正の値、他方向(本実施形態では、左)に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置6は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号及びモータ21の状態量を示す信号に基づいて、モータ21に駆動電力を供給することにより、EPSアクチュエータ5の作動、すなわち操舵機構4に付与するアシスト力を制御する。
The
図2に示すように、操舵制御装置6は、制御信号を出力するモータ制御部としてのマイコン41と、制御信号に基づいてモータ21に駆動電力を供給する駆動回路42とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路42には、複数のスイッチング素子(例えば、FET等)を有する周知のPWMインバータが採用されている。そして、マイコン41の出力する制御信号は、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、制御信号に応答して各スイッチング素子がオンオフし、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、バッテリ43の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ21へと出力される。なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン41が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期(検出周期)で各状態量を検出し、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理が実行される。
As shown in FIG. 2, the
マイコン41には、上記車速V、操舵トルクTs、モータ21の回転角θmcが入力される。また、マイコン41には、駆動回路42と各相のモータコイルとの間の接続線44に設けられた電流センサ45により検出されるモータ21の各相電流値Iが入力される。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサ45をそれぞれ1つにまとめて図示している。そして、マイコン41は、これら各状態量に基づいて制御信号を出力する。
The vehicle speed V, steering torque Ts, and rotation angle θmc of the
詳しくは、マイコン41は、モータ21に対する電力供給の目標値、すなわち目標アシスト力に対応する電流指令値Id*,Iq*を演算する電流指令値演算部51と、電流指令値Id*,Iq*に基づいて制御信号を出力する制御信号出力部52とを備えている。また、マイコン41は、モータ21の回転角θmcに基づいて、ラック軸12がステアリング中立位置にある状態での角度を原点(ゼロ度)として回転数を積算(カウント)することにより、360°を超える範囲の絶対角で示される制御舵角θsを演算する制御舵角演算部53と、回転角θmcを微分することによりモータ21の角速度ωmを演算する角速度演算部54と、メモリ55を備えている。なお、制御舵角θsは、モータ21の回転角θmcと同様に、ステアリング中立位置から一方向の回転角である場合に正の値、他方向の回転角である場合に負の値とし、電流指令値は、一方向への操舵をアシストする場合に正の値、他方向への操舵をアシストする場合に負の値とする。
Specifically, the
電流指令値Id*,Iq*は、モータ21に供給すべき電流の目標値であり、d/q座標系におけるd軸上の電流指令値及びq軸上の電流指令値をそれぞれ示す。このうち、q軸電流指令値Iq*は、モータ21の出力トルクの目標値であるトルク指令値に相当する。なお、本実施形態では、d軸電流指令値Id*は、ゼロに固定されている。
The current command values Id * and Iq * are target values of the current to be supplied to the
詳しくは、電流指令値演算部51は、q軸電流指令値Iq*の基礎成分である基本電流指令値Ias*を演算する基本アシスト演算部61と、基本電流指令値Ias*に対する電流補正値Ira*を演算する電流補正値演算部62とを備えている。基本アシスト演算部61には、操舵トルクTs及び車速Vが入力される。そして、基本アシスト演算部61は、操舵トルクTs及び車速Vに基づいて基本電流指令値Ias*を演算する。具体的には、基本アシスト演算部61は、操舵トルクTsの絶対値が大きいほど、また車速Vが遅いほど、より大きな値(絶対値)を有する基本電流指令値Ias*を演算する。このように演算された基本電流指令値Ias*は、減算器63に入力される。
Specifically, the current command
電流補正値演算部62は、後述する制御舵角演算部53から出力される制御舵角θsに基づいて電流補正値Ira*を演算する。なお、電流補正値演算部62は、制御舵角演算部53から制御舵角θsが出力されない場合には、電流補正値Ira*を演算しない、又は電流補正値Ira*としてゼロを出力する。電流補正値Ira*は、ステアリングシャフト11に操舵反力が付与されるように、基本電流指令値Ias*を補正する補正成分であり、電流補正値Ira*を出力することで、エンド当ての衝撃を緩和するエンド当て緩和制御を実行する。電流補正値演算部62は、例えば図3に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて制御舵角θsから電流補正値Ira*を演算する。このマップでは、ラックエンド18がラックハウジング13に当接するラックエンド位置(エンド位置対応モータ角θma_le,θma_re)での制御舵角θsよりも絶対値が第1角度θ1だけ小さい角度を示すエンド近傍舵角θneが設定されている。第1角度θ1は、エンド近傍舵角θneがラックエンド位置から離間しすぎないような比較的小さな角度に設定されている。そして、電流補正値Ira*は、このマップに従って制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値よりも大きくなった場合に、制御舵角θsの絶対値が大きくなるほど、大きな操舵反力が付与されるように演算される。このように演算された電流補正値Ira*は、減算器63に入力される。
The current correction
減算器63は、基本アシスト演算部61で演算された基本電流指令値Ias*に、電流補正値演算部62で演算された電流補正値Ira*を減算することによりq軸電流指令値Iq*を演算する。そして、減算器63は、演算したq軸電流指令値Iq*を制御信号出力部52に出力する。これにより、マイコン41は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値を超えた場合に、該制御舵角θsの絶対値の増大に基づいてトルク指令値となるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行う。
The
制御信号出力部52は、電流指令値Id*,Iq*、各相電流値I、及びモータ21の回転角θmcに基づいてd/q座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、制御信号を生成する。詳しくは、制御信号出力部52は、回転角θmcに基づいて各相電流値Iをd/q座標上に写像することにより、d/q座標系におけるモータ21の実電流値であるd軸電流値及びq軸電流値を演算する。そして、制御信号出力部52は、d軸電流値をd軸電流指令値Id*に追従させるべく、またq軸電流値をq軸電流指令値Iq*に追従させるべく、それぞれ電流フィードバック制御を行うことにより制御信号を生成する。この制御信号が駆動回路42に出力されることによりモータ21に制御信号に応じた駆動電力が供給される。これにより、モータ21の出力トルクが、q軸電流指令値Iq*に対応したトルク指令値に追従するようにモータ21の駆動が制御される。
The control
次に、制御舵角演算部53による制御舵角θsの演算について説明する。
制御舵角演算部53には、操舵トルクTs、モータ21の回転角θmc、角速度ωm及び各相電流値Iが入力され、制御舵角演算部53は、これらの状態量に基づいて制御舵角θsを演算する。ここで、制御舵角θsは、ステアリング中立位置にある状態での角度を原点としてモータ21の回転数を積算することにより、360°を超える範囲の絶対角で示されるモータ絶対角θmaであり、制御舵角演算部53は、モータ21の回転角θmcと原点から回転数をカウントすることにより制御舵角θs(モータ絶対角θma)を演算する。制御舵角θsの原点は、操舵機構4のステアリング中立位置と対応付けられてメモリ55に記憶されている。ところで、例えばバッテリ43の交換等によりマイコン41への電力供給が遮断されると、モータ21の回転を検出できなくなるため、舵角が変化した場合に対応関係を維持できず、操舵機構4の舵角と対応付けられた制御舵角θsの原点が消失してしまう。そこで、制御舵角演算部53は、制御舵角θsの原点が設定されていない場合には該原点を設定する。
Next, the calculation of the control steering angle θs by the control steering
Steering torque Ts, rotation angle θmc of the
制御舵角θsの原点の設定に際して、制御舵角演算部53は、先ずラック軸12が左右のラックエンド位置にあるときのモータ絶対角θmaを左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reとして設定する。そして、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reに基づいて制御舵角θsの原点を設定する。なお、制御舵角演算部53は、原点が設定されている場合には、取得したモータ21の回転角θmcと原点から回転数をカウントすることにより制御舵角θsを演算し、電流補正値演算部62に出力する。
When setting the origin of the control rudder angle θs, the control rudder
具体的には、図4のフローチャートに示すように、制御舵角演算部53は、各種状態量を取得すると(ステップ101)、制御舵角θsの原点を設定すべきことを示す制御フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ102)。なお、この制御フラグは、操舵制御装置6への電力供給が停止された後に、再び電力供給が開始されるとセットされるように予め設定されている。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 4, when the control steering
そして、制御舵角演算部53は、制御フラグがセットされていない場合には(ステップ102:NO)、制御舵角θsを演算し、電流補正値演算部62に出力する(ステップ103)。一方、制御フラグがセットされている場合には(ステップ102:YES)、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの設定処理を行い(ステップ104)、次いで制御舵角θsの原点の設定処理を行う(ステップ105)。
Then, when the control flag is not set (step 102: NO), the control steering
次に、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの設定について説明する。
図5に示すように、制御舵角演算部53は、モータ絶対角検出部としてのモータ絶対角演算部71と、出力切り替え部72と、エンド位置判定部73と、エンド位置対応モータ角設定部74と、制御舵角原点設定部75とを備えている。
Next, the setting of the motor angles θma_le and θma_re corresponding to the left and right end positions will be described.
As shown in FIG. 5, the control rudder
モータ絶対角演算部71には、モータ21の回転角θmc、操舵トルクTs及び各相電流値Iが入力される。そして、モータ絶対角演算部71は、モータ21の回転角θmc及び原点からの回転数から演算される素モータ絶対角から、操舵機構4に生じている機械的な弾性変形を差し引いたモータ絶対角θmaを演算する。なお、本実施形態のモータ絶対角演算部71は、制御舵角θsの原点がメモリ55に設定されていない場合には、最初に操舵制御装置6に電力供給された際のラック位置を仮の原点として記憶し、同原点から回転数を積算することによりモータ絶対角θmaを演算する。
The rotation angle θmc of the
詳しくは、モータ絶対角演算部71は、運転者に付与される操舵トルクTsと電流センサ45により検出される実電流値である相電流値Iに基づいて演算されるモータトルクTmとの和、すなわち操舵機構4に付与されるトルクの合計値であるピニオン軸トルクTpを演算する。そして、モータ絶対角演算部71は、操舵機構4に付与されたピニオン軸トルクTpにより生じる操舵機構4の機械的な弾性変形に基づいて補正したモータ絶対角θmaを演算する。
Specifically, the motor absolute
ここで、図6に示すように、通常、運転者によりステアリング操作が行われると、操舵機構4に付与されたピニオン軸トルクTpに応じて転舵輪3が転舵し、モータ絶対角θmaが増加する。そして、実際のラックエンド位置に対応するモータ絶対角θmaを若干超えたところから、ピニオン軸トルクTpが増加してもモータ絶対角θmaがほとんど増加しなくなる。これは、ラック軸12がラックエンド位置にあるため、ピニオン軸トルクTpが増加することで、操舵機構4を構成するステアリングシャフト11の捻れやラック軸12の圧縮等の機械的な弾性変形によってモータ21が僅かに回転するのみとなるからである。また、ステアリング操作によりラック軸12が往復動する状態においても、操舵機構4には、ピニオン軸トルクTpに応じた弾性変形が生じており、演算されるモータ絶対角θmaは、実際のラック軸12の位置に対応するモータ絶対角θmaよりも操舵方向にずれた値となる。そして、モータ絶対角θmaに対するピニオン軸トルクTpの傾きは操舵機構4の弾性係数Kに比例することから、モータ21の回転角θmcに原点からの回転数を積算しただけの素モータ絶対角を基点に、当該傾きに従ってピニオン軸トルクTpがゼロとなる位置でのモータ絶対角θmaが、実際のラックエンド位置と略一致する。
Here, as shown in FIG. 6, when the steering operation is normally performed by the driver, the
このことを踏まえ、モータ絶対角演算部71は、素モータ絶対角から操舵機構4の弾性係数Kにピニオン軸トルクTpを乗算して得られる弾性変形に基づくモータ21の回転(K×Tp)を減算した値をモータ絶対角θmaとして検出する。なお、本実施形態では、操舵機構4の弾性係数Kは、操舵機構4の実機モデルを用いた実験やシミュレーション等により予め求められている。
Based on this, the motor absolute
図5に示すように、このように演算されたモータ絶対角θmaは、出力切り替え部72に出力される。出力切り替え部72は、制御舵角θsの原点の設定前には、モータ絶対角θmaをエンド位置対応モータ角設定部74及び制御舵角原点設定部75に出力する。また、制御舵角θsの原点の設定後には、同原点からの回転数に基づくモータ絶対角θma、すなわち制御舵角θsを電流補正値演算部62に出力する。
As shown in FIG. 5, the motor absolute angle θma calculated in this way is output to the
エンド位置判定部73には、操舵トルクTs、各相電流値I及び角速度ωmが入力される。そして、エンド位置判定部73は、モータ21の角速度ωmが所定角速度ωth以上であり、かつピニオン軸トルクTpが所定トルクTth以上である状態が所定時間以上継続する場合に、ラック軸12が左右いずれかのラックエンド位置にあると判定し、その旨を示す判定信号Sをエンド位置対応モータ角設定部74に出力する。なお、所定角速度ωthは、モータ21が停止していることを示す値であり、信号ノイズの影響等を考慮してゼロより若干大きな値に設定されている。また、所定トルクTthは、通常の路面において転舵輪3を転舵可能なトルクを示すゼロよりも大きな適宜の値に設定されている。
Steering torque Ts, each phase current value I, and angular velocity ωm are input to the end
エンド位置対応モータ角設定部74は、入力されるモータ絶対角θmaの符号に基づいて操舵方向を判定し、ラック軸12が左側のラックエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角θmaを左側のエンド位置対応モータ角θma_leとして設定する。また、エンド位置対応モータ角設定部74は、ラック軸12が右側のラックエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角θmaを右側のエンド位置対応モータ角θma_reとして設定する。さらに、エンド位置対応モータ角設定部74は、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを一旦設定した後も、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reと同一符号かつ絶対値が大きいモータ絶対角θmaが検出されると、このモータ絶対角θmaを新たなエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reとして更新する。
The end position corresponding motor
次に、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの設定手順について説明する。
図7のフローチャートに示すように、制御舵角演算部53は、各種状態量を取得すると(ステップ201)、演算したモータ絶対角θmaの符号に基づいて左操舵であるか否かを判定する(ステップ202)。左操舵である場合には(ステップ202:YES)、モータ21の角速度ωmの絶対値が所定角速度ωth以下であるか否かを判定する(ステップ203)。続いて、角速度ωmの絶対値が所定角速度ωth以下である場合には(ステップ203:YES)、ピニオン軸トルクTpの絶対値が所定トルクTth以上であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、ピニオン軸トルクTpが所定トルクTth以上である場合には(ステップ204:YES)、左エンドカウンタClをインクリメントし(ステップ205:Cl=Cl+1)、左エンドカウンタClが所定カウンタCth以上であるか否かを判定する(ステップ206)。一方、角速度ωmの絶対値が所定角速度ωthよりも大きい場合(ステップ203:NO)、及びピニオン軸トルクTpの絶対値が所定トルクTth未満である場合には(ステップ204:NO)、左エンドカウンタClをリセットする(ステップ207:Cl=0)。
Next, the procedure for setting the end position corresponding motor angles θma_le and θma_re will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 7, when the control steering
続いて、ラック軸12が左側のラックエンド位置にある状態でさらに運転者が切り込んでいる等して左エンドカウンタClが所定カウンタCth以上になった場合には(ステップ206:YES)、今回の演算周期で演算したモータ絶対角θmaの絶対値がメモリ55に記憶されている左側のエンド位置対応モータ角θma_leの絶対値よりも大きいか否かを判定する(ステップ208)。なお、メモリ55には、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの初期値としてゼロが設定されている。そして、モータ絶対角θmaの絶対値が左側のエンド位置対応モータ角θma_leの絶対値よりも大きい場合には(ステップ208:YES)、当該モータ絶対角θmaを左側のエンド位置対応モータ角θma_leとして設定し、左エンドカウンタClをリセットする(ステップ209)。一方、左エンドカウンタClが所定カウンタCth未満の場合(ステップ206:NO)、及びモータ絶対角θmaの絶対値が左側のエンド位置対応モータ角θma_leの絶対値以下の場合には(ステップ208:NO)、左側のエンド位置対応モータ角θma_leを設定・更新しない。
Subsequently, when the left end counter Cl becomes equal to or higher than the predetermined counter Cth due to a further cut by the driver while the
制御舵角演算部53は、左操舵でない場合には(ステップ202:NO)、右操舵であるか否かを判定する(ステップ210)。右操舵である場合には(ステップ210:YES)、ステップ203,204と同様にエンド位置判定を行う(ステップ211,212)。エンド位置判定が成立した場合には(ステップ211,212:YES)、右エンドカウンタCrをインクリメントし(ステップ213:Cr=Cr+1)、右エンドカウンタCrが所定カウンタCth以上であるか否かを判定する(ステップ214)。一方、エンド位置判定が成立しない場合には(ステップ211,212:NO)、右エンドカウンタCrをリセットする(ステップ215:Cr=0)。
If the control steering
右エンドカウンタCrが所定カウンタCth以上になった場合には(ステップ214:YES)、今回の演算周期で演算したモータ絶対角θmaの絶対値がメモリ55に記憶されている右側のエンド位置対応モータ角θma_reの絶対値よりも大きいか否かを判定する(ステップ216)。そして、モータ絶対角θmaの絶対値が左側のエンド位置対応モータ角θma_leの絶対値よりも大きい場合には(ステップ216:YES)、当該モータ絶対角θmaを右側のエンド位置対応モータ角θma_reとして設定し、右エンドカウンタCrをリセットする(ステップ217)。一方、右エンドカウンタCrが所定カウンタCth未満の場合(ステップ214:NO)、及びモータ絶対角θmaの絶対値が右側のエンド位置対応モータ角θma_reの絶対値以下の場合には(ステップ216:NO)、右側のエンド位置対応モータ角θma_reを設定・更新しない。なお、右操舵でない場合には(ステップ210:NO)、ステップ203~209及びステップ211~217の処理を行わない。
When the right end counter Cr becomes equal to or higher than the predetermined counter Cth (step 214: YES), the absolute value of the motor absolute angle θma calculated in the current calculation cycle is stored in the
次に、制御舵角θsの原点の設定について説明する。
制御舵角原点設定部75は、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定又は更新された後に、検出されるモータ絶対角θmaが設定又は更新したエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reよりもステアリング中立位置側に第1角度θ1以上近づいてから、メモリ55に記憶されているエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reに基づいて制御舵角θsの原点を設定する。
Next, the setting of the origin of the control steering angle θs will be described.
The control steering angle
詳しくは、図8に示すように、制御舵角原点設定部75は、各種状態量を取得すると(ステップ301)、モータ絶対角θmaが左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reよりも第1角度θ1以上ステアリング中立位置に近いか否かを判定する。具体的には、モータ絶対角θmaがラックエンド位置から離れている原点設定許可範囲(-θne≦θma≦θne)にあるか否かを判定する(ステップ302)。モータ絶対角θmaが原点設定許可範囲内にある場合には(ステップ302:YES)、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの絶対値の和であるストローク幅Wmaを演算する(ステップ303)。そして、ストローク幅Wmaがラック軸12の全ストローク範囲に対応したモータ絶対角範囲を示すストローク閾値Wthよりも大きいか否かを判定する(ステップ304)。なお、ストローク閾値Wthは、モータ絶対角範囲よりも若干小さな値に設定されている。また、モータ絶対角θmaが原点設定許可範囲内にない場合には(ステップ302:NO)、ステップ303~307の処理を実行しない。
Specifically, as shown in FIG. 8, when the control steering angle
制御舵角原点設定部75は、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wthよりも大きい場合には(ステップ304:YES)、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの平均値をオフセット角Δθとして演算する(ステップ305)。そして、検出されるモータ絶対角θmaからオフセット角を減算した角度(θma-Δθ)を、制御舵角θsの原点として設定し(ステップ306)、制御舵角θsの原点を設定すべきことを示す制御フラグをリセットする(ステップ307)。なお、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth以下の場合には(ステップ304:NO)、ステップ305~307の処理を実行しない。
When the stroke width Wma is larger than the stroke threshold value Wth (step 304: YES), the control steering angle
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)ラック軸12がラックエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角θmaを左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reとして設定するようにした。そのため、例えば直進状態であると判定されたときのモータ絶対角をステアリング中立位置に対応する原点とし、エンド位置対応モータ角を推定する場合に比べ、正確なエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを設定できる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The motor absolute angle θma when it is determined that the
(2)モータ絶対角演算部71は、モータ絶対角θmaを操舵機構4に付与されたピニオン軸トルクTpにより生じる機械的な弾性変形に基づいて補正した角度で取得するようにしたため、より正確なエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを設定できる。
(2) The motor absolute
(3)操舵機構4を、コラム軸14、中間軸15及びピニオン軸16を連結してなるステアリングシャフト11の回転をラックアンドピニオン機構17を介してラック軸12の往復動に変換して伝達するものとして構成し、EPSアクチュエータ5はモータ21のモータトルクTmをコラム軸14に付与するようにした。このように本実施形態では、モータトルクTmがコラム軸14、中間軸15、ピニオン軸16及びラック軸12等を介して転舵輪3に伝達されるため、ラック軸12の圧縮のみならず、例えば中間軸15の捻れ等、付与されるトルクによって操舵機構4の弾性変形が大きくなりやすい。したがって、操舵機構4に生じている弾性変形に基づいて補正したモータ絶対角θmaをエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reとして設定する効果は大である。
(3) The steering mechanism 4 converts the rotation of the steering shaft 11 connecting the
(4)本実施形態のようにエンド位置判定部73がピニオン軸トルクTp及びモータ21の角速度ωmに基づいて判定を行う場合には、転舵輪3が縁石等に当たっていると、実際にはラック軸12がラックエンド位置になくても、それより手前の位置で誤ってラックエンド位置にあると判定するおそれがある。その結果、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reも不正確な角度が設定されるおそれがある。この点、本実施形態では、一旦、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されても、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reと同一符号かつ絶対値が大きいモータ絶対角θmaが検出された場合に更新されるため、誤ったエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されることを抑制できる。
(4) When the end
(5)左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの平均値をオフセット角Δθとし、モータ絶対角θmaからオフセット角Δθを減算した角度を制御舵角θsの原点として設定するようにしたため、容易にステアリング中立位置に対応する原点を設定できる。 (5) Since the average value of the motor angles θma_le and θma_re corresponding to the left and right end positions is set as the offset angle Δθ, and the angle obtained by subtracting the offset angle Δθ from the motor absolute angle θma is set as the origin of the control steering angle θs, it is easy. The origin corresponding to the steering neutral position can be set.
(6)例えば転舵輪3が縁石等に当たることで、ラック軸12がラックエンド位置にあると判定され、誤ったエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定された場合には、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの絶対値の和であるストローク幅Wmaがストローク閾値Wthよりも小さくなる。この点を踏まえ、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth未満である場合には原点を設定しないようにしたため、誤った制御舵角θsの原点を設定することを抑制できる。
(6) For example, when the
(7)操舵制御装置6は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値を超えた場合に、制御舵角θsの絶対値の増大に基づいてトルク指令値であるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行う。そして、制御舵角θsの原点を設定する際において、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定された後、モータ絶対角θmaがエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reよりもステアリング中立位置側に第1角度θ1以上近づいてから、該左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reに基づいて原点を設定するようにした。そのため、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを設定した直後、すなわちラック軸12がまだラックエンド位置にある状態で制御舵角θsの原点を設定することで、エンド当て緩和制御が実行され、EPSアクチュエータ5により操舵反力が突然付与されることを防止できる。
(7) The
(8)モータ21の角速度ωmが停止状態を示す所定角速度ωth以下であり、かつ操舵機構4に付与されるピニオン軸トルクTpが所定トルクTth以上である場合にラック軸12がラックエンド位置であると判定するようにしたため、ラック軸12がラックエンド位置にあることを容易かつ正確に判断できる。
(8) The
(第2実施形態)
次に、操舵制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図9に示すように、本実施形態の電流指令値演算部51は、基本アシスト演算部61及び電流補正値演算部62に加え、暫定電流補正値演算部81を備えている。また、制御舵角演算部53は、上記第1実施形態と同様に制御舵角θsを演算することに加え、制御舵角θsの原点が未設定の状態で、左右いずれかのエンド当てが複数回行われた場合に、該エンド当てが行われた方向のラックエンド位置でのモータ絶対角θmaにより表される暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定する。そして、暫定エンド位置対応舵角θma_xeからモータ絶対角θmaを減算した値である暫定エンド離間角θsxを暫定電流補正値演算部81に出力し、該暫定電流補正値演算部81から暫定電流補正値Irb*が出力されるようにする。なお、制御舵角演算部53は、制御舵角θsの原点の設定後は、暫定エンド離間角θsxを演算せず、制御舵角θsのみを演算する。
As shown in FIG. 9, the current command
具体的には、図10のフローチャートに示すように、制御舵角演算部53は、ステップ105の制御舵角原点設定処理が行われた後に、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2を設定する複数の一方エンド位置対応モータ角設定処理を行い(ステップ401)、暫定エンド位置対応舵角設定処理を行う(ステップ402)。そして、ステップ402で設定された暫定エンド位置対応舵角θma_xeに基づいて、暫定エンド離間角θsxを演算する(ステップ403)。なお、ステップ401~403以外の処理は、上記第1実施形態と同様に行われる。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 10, the control steering
暫定電流補正値演算部81は、制御舵角演算部53から出力される暫定エンド離間角θsx及び角速度ωmに基づいて暫定電流補正値Irb*を演算する。なお、暫定電流補正値演算部81は、制御舵角演算部53から暫定エンド離間角θsxが出力されない場合には、暫定電流補正値Irb*を演算しない、又は暫定電流補正値Irb*としてゼロを出力する。暫定電流補正値Irb*は、ステアリングシャフト11に操舵反力が付与されるように、基本電流指令値Ias*を補正する補正成分であり、暫定電流補正値Irb*を減算器63に出力することで、エンド当ての衝撃を緩和する暫定エンド当て緩和制御を実行する。
The provisional current correction
暫定電流補正値演算部81は、例えば図11に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて暫定エンド離間角θsx及び角速度ωmから暫定電流補正値Irb*を演算する。このマップでは、暫定エンド離間角θsxの絶対値がゼロに近いほど、また角速度ωmの絶対値が大きいほど、大きな暫定電流補正値Irb*が演算されるように設定されており、暫定エンド離間角θsxの絶対値が第2角度θ2以上になると、暫定電流補正値Irb*がゼロとなるように設定されている。第2角度θ2は、暫定エンド位置対応舵角θma_xeから該暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置に近い暫定エンド近傍舵角θnxeまでの角度であり、該暫定エンド近傍舵角θnxeが暫定エンド位置対応舵角θma_xeから離間しすぎないような比較的小さな角度に設定されている。なお、本実施形態の第2角度θ2の大きさは、第1角度θ1の大きさと等しく設定されている。つまり、電流指令値演算部51は、モータ絶対角θmaの暫定エンド近傍舵角θnxeまでの角度が第2角度θ2未満になった場合に、暫定エンド当て緩和制御を行う。
The provisional current correction
減算器63には、基本電流指令値Ias*に加え、制御舵角演算部53が制御舵角θs及び暫定エンド離間角θsxのいずれを演算するかに応じて、電流補正値Ira*又は暫定電流補正値Irb*が入力される。そして、減算器63は、基本アシスト演算部61で演算された基本電流指令値Ias*から、電流補正値Ira*又は暫定電流補正値Irb*を減算することによりq軸電流指令値Iq*を演算する。これにより、マイコン41は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値を超えた場合に、該制御舵角θsの絶対値の増大に基づいてトルク指令値となるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御、又は暫定エンド離間角θsxが第2角度θ2未満になった場合に、該暫定エンド離間角θsxの減少に基づいてトルク指令値となるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を実行する。
In the
次に、暫定エンド位置対応舵角θma_xeの設定について説明する。
図12に示すように、本実施形態の制御舵角演算部53は、上記第1実施形態の各ブロックに加え、一方エンド位置対応モータ角設定部91と、暫定エンド位置対応舵角設定部92と、暫定エンド離間角演算部93とを備えている。
Next, the setting of the steering angle θma_xe corresponding to the provisional end position will be described.
As shown in FIG. 12, in addition to each block of the first embodiment, the control steering
一方エンド位置対応モータ角設定部91には、判定信号S及びモータ絶対角θmaが入力される。一方エンド位置対応モータ角設定部91は、メモリ55に接続されている。そして、一方エンド位置対応モータ角設定部91は、エンド位置対応モータ角設定部74によりエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reのいずれかがメモリ55に設定されると、該エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reのいずれかを一方エンド位置対応モータ角の一である第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1として設定する。また、一方エンド位置対応モータ角設定部91は、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量θth以上、モータ絶対角θmaが変化した後に、ラック軸12が同一方向のエンド位置にある旨の判定信号Sが入力されたときのモータ絶対角θmaを第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2として設定する。なお、所定操舵量θthは、例えばストローク閾値Wthの半分程度、すなわちラックエンド位置からステアリング中立位置までの操舵量等に設定されており、回転センサ33の検出誤差に比べて十分に大きな値に設定される。
On the other hand, the determination signal S and the motor absolute angle θma are input to the end position corresponding motor
具体的には、図13のフローチャートに示すように、一方エンド位置対応モータ角設定部91は、ステップ401の処理として、ステップ501~ステップ514の処理を実行する。一方エンド位置対応モータ角設定部91は、各種状態量を取得すると(ステップ501)、制御フラグがセットされているか否かを判定し(ステップ502)、制御フラグがセットされている場合には(ステップ502:YES)、暫定フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ503)。暫定フラグは、暫定エンド位置対応舵角θma_xeの基礎となる第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2がメモリ55に設定されているか否かを示すフラグであり、操舵制御装置6への電力供給が再開された時点ではリセットされている。なお、制御フラグがセットされていない場合(ステップ502:NO)、及び暫定フラグがセットされている場合には(ステップ503:YES)、これ以降のステップ402の処理を実行しない。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 13, the end position corresponding motor
続いて、一方エンド位置対応モータ角設定部91は、暫定フラグがセットされていない場合には(ステップ503:NO)、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1が設定されているか否かを判定する(ステップ504)。第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1が設定されていない場合には(ステップ504:NO)、上記ステップ104において設定された左右いずれかのエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されているか否かを判定する(ステップ505)。そして、左右いずれかのエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されている場合には(ステップ505:YES)、当該角度を第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1として設定する(ステップ506)。なお、操舵制御装置6への電力供給が停止された後に、再び電力供給が開始されると、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reのいずれか一方が先にメモリ55に設定される。そのため、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1が設定されていない状態で、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの双方がメモリ55に設定されている状態は発生しない。一方、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1が設定されている場合には(ステップ504:YES)、ステップ506の処理を実行せずに、ステップ507に移行する。また、左右いずれかのエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されていない場合には(ステップ505:NO)、これ以降のステップ402の処理を実行しない。
Subsequently, the one-sided end position corresponding motor
続いて、一方エンド位置対応モータ角設定部91は、ステップ507において、モータ絶対角θmaの符号に基づいて、操舵方向が第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1のエンド方向と同一であるか否かを判定する。操舵方向が第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1のエンド方向と同一である場合には(ステップ507:YES)、学習許可フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ508)。学習許可フラグは、エンド位置判定部73によりラック軸12がラックエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角θmaを第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2として設定してもよいか否かを示すフラグであり、操舵制御装置6への電力供給が再開された時点ではリセットされている。
Subsequently, in
一方エンド位置対応モータ角設定部91は、学習許可フラグがセットされていない場合には(ステップ508:NO)、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1からモータ絶対角θmaを減算した値の絶対値が所定操舵量θthよりも大きいか否かを判定する(ステップ509)。該減算した値の絶対値が所定操舵量θthよりも大きい場合には(ステップ509:YES)、学習許可フラグをセットする(ステップ510)。なお、該減算した値の絶対値が所定操舵量θth以下の場合には(ステップ509:NO)、学習許可フラグをセットしない。
On the other hand, when the learning permission flag is not set (step 508: NO), the end position corresponding motor
一方、学習許可フラグがセットされている場合には(ステップ508:YES)、ラック軸12がラックエンド位置にある旨の判定信号Sが入力されたか否かを判定する(ステップ511)。そして、ラック軸12がラックエンド位置にある旨の判定信号Sが入力された場合には(ステップ511:YES)、同演算周期でのモータ絶対角θmaを第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2として設定し(ステップ512)、暫定フラグをセットし(ステップ513)、学習許可フラグをリセットする(ステップ514)。
On the other hand, when the learning permission flag is set (step 508: YES), it is determined whether or not the determination signal S indicating that the
図12に示すように、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、メモリ55に第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,θma_x2の両方が設定されている場合には、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1と第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2との差分αを演算する。そして、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、差分αが所定差分αth以下である場合には、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2の平均値を暫定エンド位置対応舵角θma_xeとして演算する。なお、所定差分αthは、回転センサ33の検出誤差や、トルクセンサ32の検出誤差等に起因して生じる機械的な弾性変形に基づくモータ絶対角θmaの補正量のばらつき等を考慮して、ゼロよりもやや大きな値に設定されている。続いて、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、モータ絶対角θmaが演算した暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づいている場合に、該暫定エンド位置対応舵角θma_xeをメモリ55に設定する。
As shown in FIG. 12, the provisional end position corresponding steering
具体的には、図14のフローチャートに示すように、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、ステップ402の処理として、ステップ601~ステップ610の処理を実行する。暫定エンド位置対応舵角設定部92は、各種状態量を取得すると(ステップ601)、暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されているか否かを判定する(ステップ602)。暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されている場合には(ステップ602:YES)、これ以降のステップ403の処理を実行しない。これに対し、暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されていない場合には(ステップ602:NO)、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,θma_x2がメモリ55に設定されているか否かを判定する(ステップ603)。第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,θma_x2が設定されていない場合には(ステップ603:NO)、これ以降のステップ403の処理を実行しない。これに対し、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,θma_x2が設定されている場合には(ステップ603:YES)、暫定エンド位置対応舵角θma_xeが演算済みであるか否かを判定する(ステップ604)。暫定エンド位置対応舵角θma_xeがまだ演算されていない場合には(ステップ604:NO)、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1と第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2との差分αが所定差分αth以下であるか否かを判定する(ステップ605)。そして、差分αが所定差分αth以下である場合には(ステップ605:YES)、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2の平均値を暫定エンド位置対応舵角θma_xeとして演算し(ステップ606)、ステップ607に移行する。なお、暫定エンド位置対応舵角θma_xeが演算済みである場合には(ステップ604:YES)、ステップ605,606の処理を実行せずにステップ607に移行する。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 14, the provisional end position corresponding steering
続いて、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、ステップ607において、暫定エンド位置対応舵角θma_xeからモータ絶対角θmaを減算した値の絶対値が第2角度θ2以上であるか否か、すなわちモータ絶対角θmaが暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づいたか否かを判定する。モータ絶対角θmaが暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づいた場合には(ステップ607:YES)、演算した暫定エンド位置対応舵角θma_xeをメモリ55に設定する(ステップ608)。一方、モータ絶対角θmaが暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づいていない場合には(ステップ607:NO)、ステップ608の処理を実行しない。
Subsequently, in
また、暫定エンド位置対応舵角設定部92は、差分αが所定差分αthよりも大きい場合には(ステップ605:NO)、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2のうちのいずれか大きい方を第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1として更新し、他方を削除する(ステップ609)。そして、暫定フラグをリセットする(ステップ610)。
Further, when the difference α is larger than the predetermined difference αth (step 605: NO), the provisional end position corresponding steering
図12に示すように、暫定エンド離間角演算部93には、モータ絶対角θmaが入力される。そして、暫定エンド離間角演算部93は、メモリ55に暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されている場合には、暫定エンド位置対応舵角θma_xeからモータ絶対角θmaを減算した値を暫定エンド離間角θsxとして暫定電流補正値演算部81に出力する。これにより、暫定電流補正値演算部81から暫定電流補正値Irb*が出力され、暫定エンド当て緩和制御が実行される。なお、暫定エンド離間角演算部93は、メモリ55に暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されていない場合、及び制御舵角θsの原点が設定されている場合には、暫定エンド離間角θsxを演算せず、暫定電流補正値演算部81に出力しない。
As shown in FIG. 12, the motor absolute angle θma is input to the provisional end separation
次に、本実施形態の作用効果について記載する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)~(8)の作用効果に加えて以下の作用効果を有する。
(9)本実施形態の操舵制御装置6は、制御舵角θsの原点が未設定の状態において、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2に基づいて、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定し、暫定エンド離間角θsxの減少に基づいてトルク指令値であるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を行うようにした。
Next, the action and effect of this embodiment will be described. In this embodiment, in addition to the effects of (1) to (8) of the first embodiment, the following effects are obtained.
(9) In the
ここで、例えば車両の走行状況等によっては、左右いずれか一方のみのエンド当てが繰り返し発生することが想定される。しかし、左右両方のエンド当てが発生しなければ、制御舵角θsの原点が設定されず、エンド当て緩和制御が実行されないため、エンド当ての衝撃が運転者に不快感を与えるおそれがある。また、例えば転舵輪3が縁石等に当たることで、左右いずれか一方のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定された場合を考慮すると、一回のエンド当てで設定されたエンド位置対応モータ角のみでは、設定されたエンド位置対応モータ角が実際のエンド位置と正確に対応するものではない可能性がある。
Here, for example, depending on the traveling condition of the vehicle, it is assumed that the end contact of only one of the left and right ends is repeatedly generated. However, if both the left and right end hits do not occur, the origin of the control steering angle θs is not set and the end hit relaxation control is not executed, so that the impact of the end hits may cause discomfort to the driver. Further, considering the case where the motor angles θma_le and θma_re corresponding to either the left or right end position are set by, for example, the
この点、本実施形態では、制御舵角θsの原点が設定されていない状態、例えば適切な左右両方のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されていない状態や左右一方のみのエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定されている状態でも、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2に基づくことで、実際のラックエンド位置に対応する適切な暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定できる。そして、暫定エンド位置対応舵角θma_xeに基づいて暫定エンド当て緩和制御を行うことで、制御舵角θsの原点が設定されていない状態で、いずれか一方のみのエンド当てが繰り返される場合にも、該一方のエンド当ての衝撃を緩和できる。 In this regard, in the present embodiment, the origin of the control steering angle θs is not set, for example, the appropriate motor angles θma_le and θma_re corresponding to both the left and right ends are not set, or the motor corresponding to only one of the left and right ends is supported. Even when the angles θma_le and θma_re are set, the appropriate provisional end position corresponding rudder angle θma_xe corresponding to the actual rack end position is set based on the motor angles θma_x1 and ma_x2 corresponding to the first and second end positions. can. Then, by performing the provisional end-hit relaxation control based on the rudder angle θma_xe corresponding to the provisional end position, even when only one of the end-hits is repeated while the origin of the control rudder angle θs is not set. The impact of the one end pad can be mitigated.
(10)暫定エンド位置対応舵角設定部92は、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを演算した後、モータ絶対角θmaが暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づいてから暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定するようにした。そのため、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2を設定した直後、すなわちラック軸12がまだエンド位置にある状態で暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定することで、暫定エンド当て緩和制御が実行され、EPSアクチュエータ5により操舵反力が突然付与されることを防止できる。
(10) The steering
(11)暫定エンド位置対応舵角設定部92は、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2の平均値を暫定エンド位置対応舵角θma_xeとして設定するため、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを好適に設定できる。
(11) The provisional end position corresponding steering
(12)暫定エンド位置対応舵角設定部92は、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1と、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1を設定してから所定操舵量θth以上、モータ絶対角θmaが変化した後に設定された第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2とを用いて暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定するようにした。そのため、第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2が、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1を設定した後に切り戻し操舵が行われてから設定されるため、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1を設定した状況から車両が移動した後に、第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2が設定される可能性が高くなる。これにより、例えば第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2のいずれもが、転舵輪3が縁石に当たった状態で設定され、これらに基づいて暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されることを抑制できる。
(12) The provisional end position corresponding rudder
(13)暫定エンド位置対応舵角設定部92は、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1と第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2との差分αが所定差分αth以下である場合に、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定するようにした。
(13) The provisional end position corresponding steering
ここで、ラックエンド位置はEPS1毎に予め決まっているため、ラック軸12がラックエンド位置にある状態で、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2が設定された場合には、これらの差分αは小さな値となる。一方、転舵輪3が縁石に当たった際のモータ絶対角θmaは状況毎に異なるため、転舵輪3が縁石に当たった状態で第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2が設定された場合には、これらの差分αが大きくなる。したがって、本実施形態のように、差分αが所定差分αth以下である場合に、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定することで、例えば第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1が、転舵輪3が縁石に当たった状態で設定された場合に、暫定エンド位置対応舵角θma_xeが設定されることを抑制できる。
Here, since the rack end position is predetermined for each
(第3実施形態)
次に、操舵制御装置の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、上記第1実施形態では基本電流指令値Ias*から電流補正値Ira*を差し引くことによりエンド当て緩和制御を実行したのに対し、本実施形態では基本電流指令値Ias*にガード処理を施すことにより同制御を実行する点である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. The main difference between this embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the end guess relaxation control is executed by subtracting the current correction value Ira * from the basic current command value Ias *. In the present embodiment, the control is executed by performing a guard process on the basic current command value Ias *. Therefore, for convenience of explanation, the same components are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
図15に示すように、本実施形態の電流指令値演算部51は、基本アシスト演算部61と、基本電流指令値Ias*を制御舵角θsに基づいて制限するガード処理部101と備えており、上記第1実施形態の電流補正値演算部62は備えていない。
As shown in FIG. 15, the current command
ガード処理部101には、基本アシスト演算部61から出力される基本電流指令値Ias*及び制御舵角演算部53(図2参照)から出力される制御舵角θsが入力される。ガード処理部101は、基本電流指令値Ias*の絶対値を電流制限値Iga以下に制限し、q軸電流指令値Iq*として出力する。そして、ガード処理部101は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超えた場合に、その増大に基づいて電流制限値Igaの絶対値を減少させる。
The basic current command value Is * output from the basic
具体的には、ガード処理部101は、例えば図15に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて制御舵角θsに応じた電流制限値Igaを演算する。このマップでは、電流制限値Igaは、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超えるまでは、所定電流値Imaxとされ、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値よりも大きくなると、制御舵角θsの絶対値が大きくなるほど、電流制限値Igaの絶対値が小さくなるように設定されている。なお、所定電流値Imaxは、基本アシスト演算部61で演算される基本電流指令値Ias*の最大値、すなわち基本電流指令値Ias*を制限しないような値に設定されている。
Specifically, the
そして、ガード処理部101は、制御舵角θsに応じた電流制限値Igaを演算し、入力される基本電流指令値Ias*の絶対値が電流制限値Iga以下の場合には、基本電流指令値Ias*の値をそのままq軸電流指令値Iq*として出力する。一方、入力される基本電流指令値Ias*の絶対値が電流制限値Igaよりも大きい場合には、基本電流指令値Ias*の値を電流制限値Igaの値に制限してq軸電流指令値Iq*として出力する。なお、ガード処理部101は、制御舵角演算部53から制御舵角θsが出力されない場合には、基本電流指令値Ias*の値をそのままq軸電流指令値Iq*として出力する。これにより、マイコン41は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneの絶対値を超えた場合に、該制御舵角θsの絶対値の増大に基づいてトルク指令値となるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を実行する。
Then, the
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)~(8)の作用効果と同様の作用効果を有する。
(第4実施形態)
次に、操舵制御装置の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第2実施形態との主たる相違点は、上記第2実施形態では基本電流指令値Ias*から暫定電流補正値Irb*を差し引くことにより、暫定エンド当て緩和制御を実行したのに対し、本実施形態では基本電流指令値Ias*に暫定ガード処理を施すことにより同制御を実行する点である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第2実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
As described above, this embodiment has the same effects as those of (1) to (8) of the first embodiment.
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings. The main difference between the present embodiment and the second embodiment is that in the second embodiment, the provisional end guess relaxation control is executed by subtracting the provisional current correction value Irb * from the basic current command value Is *. On the other hand, in the present embodiment, the control is executed by applying a provisional guard process to the basic current command value Ias *. Therefore, for convenience of explanation, the same components are designated by the same reference numerals as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted.
図16に示すように、本実施形態の電流指令値演算部51は、基本アシスト演算部61と、基本電流指令値Ias*を制御舵角θsに基づいて制限するガード処理部111と、ガード処理後の基本電流指令値Ias**を暫定エンド離間角θsxに基づいて制限する暫定ガード処理部112とを備えている。なお、上記第2実施形態の電流補正値演算部62、及び暫定電流補正値演算部81は備えていない。
As shown in FIG. 16, the current command
ガード処理部111は、上記第3実施形態のガード処理部101と同様に構成されており、制御舵角θsに基づいて基本電流指令値Ias*を制限する。暫定ガード処理部112には、ガード処理後の基本電流指令値Ias**、制御舵角演算部53(図9参照)から出力される暫定エンド離間角θsx、及び角速度演算部54(図9参照)から出力される角速度ωmが入力される。暫定ガード処理部112は、ガード処理後の基本電流指令値Ias**の絶対値を暫定電流制限値Igb以下に制限し、q軸電流指令値Iq*として出力する。そして、暫定ガード処理部112は、暫定エンド離間角θsxの絶対値が第2角度θ2未満になった場合に、その減少に基づいて暫定電流制限値Igbの絶対値を減少させる。
The
具体的には、暫定ガード処理部112は、例えば図16に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて暫定エンド離間角θsxに応じた暫定電流制限値Igbを演算する。このマップでは、暫定電流制限値Igbは、暫定エンド離間角θsxの絶対値がゼロに近いほど、電流制限値Igaの絶対値が小さくなるように設定されている。また、暫定電流制限値Igbは、暫定エンド離間角θsxの絶対値が第2角度θ2以上になると、暫定電流制限値Igbが所定電流値Imaxとなるように設定されている。さらに、暫定電流制限値Igbは、角速度ωmの絶対値が小さいほど、暫定エンド離間角θsxの絶対値が第2角度θ2未満となった後に所定電流値Imaxとなる範囲が長くなるように設定されている。
Specifically, the provisional
そして、暫定ガード処理部112は、暫定エンド離間角θsxに応じた暫定電流制限値Igbを演算し、入力されるガード処理後の基本電流指令値Ias**の絶対値が暫定電流制限値Igb以下の場合には、該基本電流指令値Ias*の値をそのままq軸電流指令値Iq*として出力する。一方、入力されるガード処理後の基本電流指令値Ias**の絶対値が暫定電流制限値Igbよりも大きい場合には、該基本電流指令値Ias*の値を暫定電流制限値Igbの値に制限してq軸電流指令値Iq*として出力する。なお、暫定ガード処理部112は、制御舵角演算部53から暫定エンド離間角θsxが出力されない場合には、ガード処理後の基本電流指令値Ias**の値をそのままq軸電流指令値Iq*として出力する。これにより、マイコン41は、暫定エンド離間角θsxが第2角度θ2未満になった場合に、該暫定エンド離間角θsxの減少に基づいてトルク指令値となるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を実行する。
Then, the provisional
以上、本実施形態では、上記第1実施形態の(1)~(8)及び上記第2実施形態の(9)~(13)の作用効果と同様の作用効果を有する。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
As described above, this embodiment has the same effects as those of (1) to (8) of the first embodiment and (9) to (13) of the second embodiment.
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. Each embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記第2及び第4実施形態において、第1角度θ1と第2角度θ2との大きさを互いに異なるように設定してもよい。
・上記第2実施形態では、暫定電流補正値演算部81は、制御舵角演算部53から出力される暫定エンド離間角θsxに基づいて暫定電流補正値Irb*を演算した。しかし、これに限らず、例えば制御舵角演算部53からモータ絶対角θmaが出力される構成とし、該モータ絶対角θmaの絶対値が暫定エンド近傍舵角θnxeの絶対値を超えた場合に、暫定電流補正値Irb*を演算するようにしてもよい。また、制御舵角演算部53からエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reと制御舵角θsとの差分であるエンド離間角が電流補正値演算部62に出力される構成とし、電流補正値演算部62がエンド離間角に基づいて電流補正値Ira*を演算するようにしてもよい。なお、エンド離間角に基づいて電流補正値Ira*を演算する構成を上記第1実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。
-In the second and fourth embodiments, the sizes of the first angle θ1 and the second angle θ2 may be set to be different from each other.
In the second embodiment, the provisional current correction
・上記第2実施形態では、暫定電流補正値演算部81は、角速度ωmが大きいほど、大きな暫定電流補正値Irb*を演算したが、これに限らず、例えば角速度ωmに関係なく、暫定エンド離間角θsxのみに基づいて暫定電流補正値Irb*を演算してもよい。また、電流補正値演算部62について、角速度ωmが大きいほど、大きな電流補正値Ira*を演算するようにしてもよい。なお、角速度ωmに基づいて電流補正値Ira*を演算する構成を上記第1実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。
-In the second embodiment, the provisional current correction
・上記第4実施形態では、暫定ガード処理部112は、角速度ωmの絶対値が小さいほど、暫定エンド離間角θsxの絶対値が第2角度θ2未満となった後に暫定電流制限値Igbが所定電流値Imaxとなる範囲が長くなるように設定した。しかし、これに限らず、例えば角速度ωmに関係なく、暫定エンド離間角θsxのみに基づいて暫定電流制限値Igbを演算してもよい。また、ガード処理部101について、角速度ωmの絶対値が小さいほど、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超えた後に電流制限値Igaが所定電流値Imaxとなる範囲が長くなるように設定してもよい。なお、角速度ωmに基づいて電流制限値Igaを演算する構成を上記第3実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。
In the fourth embodiment, the provisional
・上記第3及び第4実施形態において、基本電流指令値Ias*に操舵感の向上等を目的とする補償量(例えばダンピング補償量)を適用してもよい。なお、この場合には、基本電流指令値Ias*に補償量を適用した後の指令値に対してガード処理又は暫定ガード処理を施すようにすればよい。 -In the third and fourth embodiments, a compensation amount (for example, a damping compensation amount) for the purpose of improving the steering feeling may be applied to the basic current command value Ias *. In this case, guard processing or provisional guard processing may be performed on the command value after applying the compensation amount to the basic current command value Ias *.
・上記第2及び第4実施形態において、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1と第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2との差分αが所定差分αthより大きい場合でも、これらに基づいて暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定してもよい。 -In the second and fourth embodiments, even if the difference α between the first one-sided end position corresponding motor angle θma_x1 and the second one-sided end position corresponding motor angle θma_x2 is larger than the predetermined difference αth, the provisional end position is based on these. The corresponding steering angle θma_xe may be set.
・上記第2及び第4実施形態では、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2の平均値を暫定エンド位置対応舵角θma_xeとして設定した。しかし、これに限らず、例えば第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1をそのまま暫定エンド位置対応舵角θma_xeとして設定してもよく、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを演算する方法は適宜変更可能である。 -In the second and fourth embodiments, the average value of the motor angles θma_x1 and ma_x2 corresponding to the first and second end positions is set as the steering angle θma_xe corresponding to the provisional end position. However, the present invention is not limited to this, and for example, the first one end position corresponding motor angle θma_x1 may be set as it is as the provisional end position corresponding steering angle θma_xe, and the method for calculating the provisional end position corresponding steering angle θma_xe can be appropriately changed. ..
・上記第2及び第4実施形態において、第2一方エンド位置対応モータ角θma_x2を、第1一方エンド位置対応モータ角θma_x1を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量θth以上、モータ絶対角θmaが変化する前に設定してもよい。 -In the second and fourth embodiments, the predetermined steering amount θth indicating that the turning back steering is performed after setting the second one-sided end position corresponding motor angle θma_x2 and the first one-sided end position corresponding motor angle θma_x1. As described above, the motor absolute angle θma may be set before the change.
・上記第2及び第4実施形態において、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを演算すると同時に設定し、モータ絶対角θmaが暫定エンド位置対応舵角θma_xeよりもステアリング中立位置側に第2角度θ2以上近づく前に暫定エンド当て緩和制御を実行してもよい。 -In the second and fourth embodiments, the steering angle θma_xe corresponding to the provisional end position is calculated and set at the same time, and the motor absolute angle θma is closer to the steering neutral position side than the provisional end position corresponding steering angle θma_xe by the second angle θ2 or more. The provisional end guess relaxation control may be executed before.
・上記各実施形態では、制御舵角演算部53は、制御舵角θsの原点を設定すべきことを示す制御フラグがセットされているか否かに基づいて、制御舵角θsの原点を設定したが、これに限らない。例えばユーザによる所定の操作をトリガとして制御舵角θsの原点を設置してもよく、その態様は適宜変更可能である。また、制御フラグについて、例えばイグニッションのオンオフが所定回数以上行われたときにセットされるようにしてもよく、その設定は適宜変更可能である。
In each of the above embodiments, the control steering
・上記各実施形態では、モータ21の角速度ωm及びピニオン軸トルクTpに基づいてラック軸12がラックエンド位置にあるか否かのエンド位置判定を行ったが、これに限らず、例えばピニオン軸トルクTpのみに基づいてエンド位置判定を行ってもよい。また、例えばモータ21の角加速度を用いてエンド位置判定を行ってもよい。この場合、例えば角速度ωmに代えてモータ21の角加速度を用いることができる。さらに、ラックエンド18に接触センサを設け、同センサの信号に基づいてエンド位置判定を行ってもよく、その判定態様は適宜変更可能である。
-In each of the above embodiments, the end position determination of whether or not the
・上記各実施形態において、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定された直後にこれらに基づいて制御舵角θsの原点を設定してもよい。
・上記各実施形態では、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth未満であるか否かを判定したが、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth未満であるか否かを判定せずに、制御舵角θsの原点を設定してもよい。
-In each of the above embodiments, the origin of the control steering angle θs may be set immediately after the left and right end position corresponding motor angles θma_le and θma_re are set.
-In each of the above embodiments, it is determined whether or not the stroke width Wma is less than the stroke threshold value Wth, but the origin of the control steering angle θs is determined without determining whether or not the stroke width Wma is less than the stroke threshold value Wth. May be set.
・上記各実施形態では、左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reの平均値をオフセット角Δθとし、モータ絶対角θmaからオフセット角Δθを減算した角度を制御舵角θsのステアリング中立位置に対応する原点として設定した。しかし、これに限らず、制御舵角θsのステアリング中立位置に対応する原点を演算する方法は適宜変更可能である。 -In each of the above embodiments, the average value of the left and right end position corresponding motor angles θma_le and θma_re is set as the offset angle Δθ, and the angle obtained by subtracting the offset angle Δθ from the motor absolute angle θma corresponds to the steering neutral position of the control steering angle θs. Set as the origin. However, not limited to this, the method of calculating the origin corresponding to the steering neutral position of the control steering angle θs can be appropriately changed.
・上記各実施形態において、一旦、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを設定した後は、それ以降にエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reと同一符号かつ絶対値が大きいモータ絶対角θmaが検出されても、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを更新しないようにしてもよい。 -In each of the above embodiments, once the end position corresponding motor angles θma_le and θma_re are set, the motor absolute angle θma having the same sign as the end position corresponding motor angles θma_le and θma_re and having a large absolute value is detected thereafter. However, the end position corresponding motor angles θma_le and θma_re may not be updated.
・上記各実施形態では、素モータ絶対角から、操舵機構4の弾性係数Kにピニオン軸トルクTpを乗算して得られる弾性変形に基づくモータ21の回転(K×Tp)を減算した値をモータ絶対角θmaとして検出した。しかし、これに限らず、ピニオン軸トルクTp以外の成分、例えばモータ21の角加速度等を考慮して、弾性変形に基づくモータ21の回転を推定し、この推定された回転を素モータ絶対角から減算することでモータ絶対角θmaとして検出してもよい。
In each of the above embodiments, the value obtained by subtracting the rotation (K × Tp) of the
・上記各実施形態では、モータ絶対角演算部71は、モータ絶対角θmaを操舵機構4に付与されたピニオン軸トルクTpにより生じる機械的な弾性変形に基づいて補正した角度で取得するようにしたが、これに限らず、機械的な弾性変形に基づいて補正しなくてもよい。
In each of the above embodiments, the motor absolute
・上記各実施形態では、ステアリング中立位置を原点とするモータ絶対角θmaで示される制御舵角θsに基づいてエンド当て緩和制御を行うようにしたが、これに限らず、制御舵角θsの原点は、例えば左右いずれかのラックエンド位置でもよく、適宜変更可能である。 -In each of the above embodiments, the end contact relaxation control is performed based on the control steering angle θs indicated by the motor absolute angle θma with the steering neutral position as the origin, but the origin of the control steering angle θs is not limited to this. May be, for example, either the left or right rack end position, and can be changed as appropriate.
・上記各実施形態では、制御舵角θsに基づいてエンド当て緩和制御を行ったが、これに限らず、例えばステアリングホイール2の切り戻し時に、円滑にステアリング中立位置に戻るようにアシストする制御等を制御舵角θsに基づいて行ってもよく、制御舵角θsに基づいて各種制御を行うことが可能である。 -In each of the above embodiments, the end contact relaxation control is performed based on the control steering angle θs, but the control is not limited to this, for example, a control that assists the steering wheel 2 to smoothly return to the neutral position when the steering wheel 2 is turned back. May be performed based on the control steering angle θs, and various controls can be performed based on the control steering angle θs.
・上記各実施形態では、操舵制御装置6は、EPSアクチュエータ5がコラム軸14にモータトルクTmを付与する形式のEPS1を制御対象としたが、これに限らず、例えばボール螺子ナットを介してラック軸12にモータトルクTmを付与する形式の操舵装置を制御対象としてもよい。また、EPSに限らず、運転者による操作される操舵部と、転舵輪を転舵させる転舵部とか機械的に分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とし、転舵部に設けられる転舵アクチュエータのモータの回転角に基づいて制御舵角を演算してもよい。
-In each of the above embodiments, the
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)前記操舵機構は、コラム軸、中間軸及びピニオン軸を連結してなるステアリングシャフトの回転を、ラックアンドピニオン機構を介して前記転舵軸としてのラック軸の往復動に変換して伝達するものであり、前記アクチュエータは、前記コラム軸に前記モータのモータトルクを付与するものである操舵制御装置。上記構成では、モータトルクがコラム軸、中間軸、ピニオン軸及びラック軸等を介して転舵輪に伝達されるため、ラック軸の圧縮のみならず、例えば中間軸の捻れ等、付与されるトルクによって操舵機構の弾性変形が大きくなりやすい。したがって、操舵機構に生じている弾性変形に基づいて補正したモータ絶対角をエンド位置対応モータ角として設定する効果は大である。
Next, the technical ideas that can be grasped from each of the above embodiments and other examples will be added below together with their effects.
(B) The steering mechanism converts the rotation of the steering shaft formed by connecting the column shaft, the intermediate shaft and the pinion shaft into the reciprocating motion of the rack shaft as the steering shaft via the rack and pinion mechanism and transmits the rotation. The actuator is a steering control device that applies the motor torque of the motor to the column shaft. In the above configuration, since the motor torque is transmitted to the steering wheel via the column shaft, the intermediate shaft, the pinion shaft, the rack shaft, etc., not only the compression of the rack shaft but also the torque applied such as the twist of the intermediate shaft causes the torque. The elastic deformation of the steering mechanism tends to increase. Therefore, the effect of setting the motor absolute angle corrected based on the elastic deformation generated in the steering mechanism as the end position corresponding motor angle is great.
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、3…転舵輪、4…操舵機構、5…EPSアクチュエータ(アクチュエータ)、6…操舵制御装置、11…ステアリングシャフト、12…ラック軸、13…ラックハウジング、14…コラム軸、15…中間軸、16…ピニオン軸、17…ラックアンドピニオン機構、18…ラックエンド、21…モータ、43…バッテリ、53…制御舵角演算部、55…メモリ、61…基本アシスト演算部、62…電流補正値演算部、71…モータ絶対角演算部、73…エンド位置判定部、74…エンド位置対応モータ角設定部、75…制御舵角原点設定部、81…暫定電流補正値演算部、91…一方エンド位置対応モータ角設定部、92…暫定エンド位置対応舵角設定部、93…暫定エンド離間角演算部、101,111…ガード処理部、112…暫定ガード処理部、Δθ…オフセット角、θs…制御舵角、θsx…暫定エンド離間角、θth…所定操舵量、θ1…第1角度、θ2…第2角度、θma…モータ絶対角、θmc…回転角、θne…エンド近傍舵角、θnxe…暫定エンド近傍舵角、θma_le…左側のエンド位置対応モータ角、θma_re…右側のエンド位置対応モータ角、θma_x1…第1一方エンド位置対応モータ角、θma_x2…第2一方エンド位置対応モータ角、ωm…角速度、Tm…モータトルク、Tp…ピニオン軸トルク、Ts…操舵トルク、Tth…所定トルク、Id*…d軸電流指令値、Iq*…q軸電流指令値、Iga…電流制限値、Igb…暫定電流制限値、Ias*…基本電流指令値、Ira*…電流補正値、Irb*…暫定電流補正値、Wma…ストローク幅、Wth…ストローク閾値、α…差分、αth…所定差分。 1 ... Electric power steering device (EPS), 3 ... Steering wheel, 4 ... Steering mechanism, 5 ... EPS actuator (actuator), 6 ... Steering control device, 11 ... Steering shaft, 12 ... Rack shaft, 13 ... Rack housing, 14 ... Column axis, 15 ... Intermediate axis, 16 ... Pinion axis, 17 ... Rack and pinion mechanism, 18 ... Rack end, 21 ... Motor, 43 ... Battery, 53 ... Control steering angle calculation unit, 55 ... Memory, 61 ... Basic assist Calculation unit, 62 ... Current correction value calculation unit, 71 ... Motor absolute angle calculation unit, 73 ... End position determination unit, 74 ... End position corresponding motor angle setting unit, 75 ... Control steering angle origin setting unit, 81 ... Temporary current correction Value calculation unit, 91 ... On the other hand, end position corresponding motor angle setting unit, 92 ... provisional end position corresponding steering angle setting unit, 93 ... provisional end separation angle calculation unit, 101, 111 ... guard processing unit, 112 ... provisional guard processing unit, Δθ ... offset angle, θs ... control steering angle, θsx ... provisional end separation angle, θth ... predetermined steering amount, θ1 ... first angle, θ2 ... second angle, θma ... motor absolute angle, θmc ... rotation angle, θne ... end Near steering angle, θnxe… Temporary end near steering angle, θma_le… Left end position corresponding motor angle, θma_re… Right end position corresponding motor angle, θma_x1… First one end position corresponding motor angle, θma_x2… Second one end position Corresponding motor angle, ωm ... angular speed, Tm ... motor torque, Tp ... pinion shaft torque, Ts ... steering torque, Tth ... predetermined torque, Id * ... d-axis current command value, Iq * ... q-axis current command value, Iga ... current Limit value, Igb ... Temporary current limit value, Ias * ... Basic current command value, Ira * ... Current correction value, Irb * ... Temporary current correction value, Wma ... Stroke width, Wth ... Stroke threshold, α ... Difference, αth ... Predetermined Difference.
Claims (10)
前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあるか否かを判定するエンド位置判定部と、
前記モータの回転角を360°の範囲を超える絶対角で検出するモータ絶対角検出部と、
前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあると判定されたときに、前記モータ絶対角検出部により検出されたモータ絶対角を該左右いずれかのエンド位置に対応するエンド位置対応モータ角として設定するエンド位置対応モータ角設定部と、
前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の平均値をオフセット角とし、検出される前記モータ絶対角から該オフセット角を減算した角度を、前記モータ絶対角で示される制御舵角の原点として設定する制御舵角原点設定部と、
前記モータトルクがトルク指令値となるように前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、を備え、
前記モータ制御部は、前記制御舵角の絶対値が前記エンド位置対応モータ角よりも第1角度だけステアリング中立位置に近いエンド近傍舵角の絶対値を超えた場合に、該制御舵角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行うものであって、
前記制御舵角原点設定部は、前記左右のエンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該左右のエンド位置対応モータ角よりもステアリング中立位置側に前記第1角度以上、近づいてから該左右のエンド位置対応モータ角に基づいて前記原点を設定し、
前記モータ制御部は、前記原点の設定後に前記エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。 The control target is a steering device to which a motor torque is applied to reciprocate the steering shaft of the steering mechanism by an actuator whose drive source is a motor.
An end position determination unit that determines whether or not the steering axis is at either the left or right end position,
A motor absolute angle detection unit that detects the rotation angle of the motor with an absolute angle exceeding the range of 360 °,
When the end position determination unit determines that the steering axis is at either the left or right end position, the motor absolute angle detected by the motor absolute angle detection unit corresponds to the left or right end position. The end position compatible motor angle setting unit that is set as the end position compatible motor angle, and the end position compatible motor angle setting unit
The average value of the left and right end position corresponding motor angles set by the end position corresponding motor angle setting unit is used as the offset angle, and the angle obtained by subtracting the offset angle from the detected motor absolute angle is defined as the motor absolute angle. The control steering angle origin setting unit that is set as the origin of the indicated control steering angle,
A motor control unit that controls the drive of the motor so that the motor torque becomes a torque command value is provided.
When the absolute value of the control steering angle exceeds the absolute value of the steering angle near the end close to the steering neutral position by the first angle from the motor angle corresponding to the end position, the motor control unit has an absolute value of the control steering angle. The end contact relaxation control that reduces the absolute value of the torque command value based on the increase in the value is performed.
After the left and right end position corresponding motor angles are set, the control steering angle origin setting unit approaches the motor absolute angle closer to the steering neutral position side than the left and right end position corresponding motor angles by the first angle or more. After that, the origin is set based on the motor angles corresponding to the left and right end positions.
The motor control unit is a steering control device that executes the end contact relaxation control after setting the origin .
前記モータ絶対角検出部は、前記モータ絶対角を前記操舵機構に付与されたトルクにより生じる該操舵機構の機械的な弾性変形に基づいて補正して検出する操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1,
The motor absolute angle detecting unit is a steering control device that corrects and detects the motor absolute angle based on the mechanical elastic deformation of the steering mechanism generated by the torque applied to the steering mechanism.
前記エンド位置対応モータ角設定部は、前記エンド位置対応モータ角を設定した後に、該エンド位置対応モータ角と同一符号かつ絶対値が大きい前記モータ絶対角が前記モータ絶対角検出部により検出された場合には、該モータ絶対角を新たなエンド位置対応モータ角として更新する操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 1 or 2.
After setting the end position corresponding motor angle, the end position corresponding motor angle setting unit detects the motor absolute angle having the same sign as the end position corresponding motor angle and having a large absolute value by the motor absolute angle detection unit. In some cases, a steering control device that updates the absolute motor angle as a new end position corresponding motor angle.
前記制御舵角原点設定部は、前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の絶対値の和が前記転舵軸の全ストローク範囲に対応するモータ絶対角範囲に基づくストローク閾値未満である場合には、前記原点を設定しない操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 1 to 3 .
In the control steering angle origin setting unit, the sum of the absolute values of the left and right end position corresponding motor angles set by the end position corresponding motor angle setting unit corresponds to the entire stroke range of the steering shaft. A steering control device that does not set the origin when it is less than the stroke threshold based on.
前記制御舵角の原点が未設定の状態において、前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれか一方のエンド位置にあると判定された複数のタイミングでの前記モータ絶対角である複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて、該左右いずれか一方の暫定エンド位置対応舵角を設定する暫定エンド位置対応舵角設定部を備え、
前記モータ制御部は、前記モータ絶対角の前記暫定エンド位置対応舵角までの角度が第2角度未満になった場合に、該角度の減少に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を行う操舵制御装置。 In the steering control device according to any one of claims 1 to 4 .
When the origin of the control steering angle is not set, the motor absolute angles at a plurality of timings at which the steering axis is determined to be at either the left or right end position by the end position determination unit. It is equipped with a provisional end position corresponding steering angle setting unit that sets the provisional end position corresponding steering angle on either the left or right side based on the one end position corresponding motor angle.
When the angle of the absolute angle of the motor to the rudder angle corresponding to the provisional end position becomes less than the second angle, the motor control unit reduces the absolute value of the torque command value based on the decrease of the angle. Steering control device that performs end contact relaxation control.
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該暫定エンド位置対応舵角よりもステアリング中立位置側に前記第2角度以上、近づいてから該複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて前記暫定エンド位置対応舵角を設定し、
前記モータ制御部は、前記暫定エンド位置対応舵角の設定後に前記暫定エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 5 ,
After the plurality of motor angles corresponding to one end position are set, the provisional end position corresponding steering angle setting unit has the second angle or more on the steering neutral position side of the provisional end position corresponding steering angle. After approaching, the provisional end position corresponding steering angle is set based on the plurality of motor angles corresponding to one end position.
The motor control unit is a steering control device that executes the provisional end contact relaxation control after setting the steering angle corresponding to the provisional end position.
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の平均値を前記暫定エンド位置対応舵角として設定する操舵制御装置。 In the steering control device according to claim 5 or 6 .
The provisional end position corresponding steering angle setting unit is a steering control device that sets an average value of the plurality of motor angles corresponding to one end position as the provisional end position corresponding steering angle.
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記暫定エンド位置対応舵角の基礎となる前記複数の一方エンド位置対応モータ角として、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と、該一を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量以上、前記モータ絶対角が変化した後に設定された前記複数の一方エンド位置対応モータ角の他の一とを用いる操舵制御装置。 In the steering control device according to any one of claims 5 to 7 .
The provisional end position corresponding steering angle setting unit sets one of the plurality of one end position corresponding motor angles and the one as the plurality of one end position corresponding motor angles which are the basis of the provisional end position corresponding steering angle. A steering control device using the other one of the plurality of motor angles corresponding to one end position, which is set after the absolute angle of the motor has changed by a predetermined steering amount or more indicating that the turn-back steering has been performed.
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と他の一との差分が所定差分以下である場合に、前記暫定エンド位置対応舵角を設定する操舵制御装置。 The steering control device according to any one of claims 5 to 8 .
The provisional end position corresponding steering angle setting unit is a steering control that sets the provisional end position corresponding steering angle when the difference between one of the plurality of motor angles corresponding to one end position and the other one is equal to or less than a predetermined difference. Device.
前記エンド位置判定部は、前記モータの角速度が停止状態を示す所定角速度以下であり、かつ前記操舵機構に付与されるトルクが所定トルク以上である場合に前記転舵軸がエンド位置にあると判定する操舵制御装置。 In the steering control device according to any one of claims 1 to 9 .
The end position determination unit determines that the steering shaft is at the end position when the angular velocity of the motor is equal to or lower than a predetermined angular velocity indicating a stopped state and the torque applied to the steering mechanism is equal to or higher than the predetermined torque. Steering control device.
Priority Applications (3)
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