JP7348149B2 - 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.
車両に用いられる操舵装置は、ステアリングホイールの操作を可能にする操舵機構と、モータの出力であるモータトルクを動力として転舵シャフトを移動させることに関わって車両の転舵輪を転舵させる転舵機構とを含んで構成される。特許文献1には、上記操舵機構と、上記転舵機構との間の動力伝達路が分離した構造を有する操舵装置、所謂、ステアバイワイヤ式の操舵装置の一例が開示されている。 A steering system used in a vehicle includes a steering mechanism that enables the operation of a steering wheel, and a steering mechanism that uses motor torque, which is the output of a motor, to move a steering shaft to steer the wheels of the vehicle. It consists of a mechanism. Patent Document 1 discloses an example of a so-called steer-by-wire steering device, which has a structure in which a power transmission path between the steering mechanism and the steering mechanism is separated.
上記特許文献1には、上記操舵機構の状態として、ステアリングホイールが操作される角度である操舵角が検出されることが開示されている。検出された操舵角は、上記転舵機構に設けられたモータの出力を制御するための制御量の目標となる目標制御量の演算に用いられている。 Patent Document 1 discloses that a steering angle, which is an angle at which a steering wheel is operated, is detected as the state of the steering mechanism. The detected steering angle is used to calculate a target control amount that is a target control amount for controlling the output of a motor provided in the steering mechanism.
ここで、ステアバイワイヤ式の操舵装置では、イグニッションスイッチがオフである間にステアリングホイールが操舵されたとしても転舵輪が転舵されないなかで、ステアリングホイールが操舵されてしまうと、ステアリングホイールと、転舵輪との位置関係が所定の対応関係からずれてしまう。この場合、イグニッションスイッチがオフからオンへの切り替え後に、操舵角に対応した位置となるように転舵輪の転舵が急動作してしまうことが考えられ、これが違和感となって運転者に伝わってしまう。 Here, in a steer-by-wire steering system, even if the steering wheel is steered while the ignition switch is off, if the steering wheel is steered while the steered wheels are not steered, the steering wheel and The positional relationship with the steering wheel deviates from the predetermined correspondence. In this case, after the ignition switch is turned from off to on, the steered wheels may be turned suddenly to the position corresponding to the steering angle, which may cause a sense of discomfort to the driver. Put it away.
本発明の目的は、運転者に伝わる違和感を抑えられ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 that can suppress the sense of discomfort conveyed to the driver.
上記課題を解決する操舵制御装置は、車両の転舵輪を転舵させるべく転舵シャフトを移動させるための動力となるモータトルクを発生するモータを有する転舵機構を含む操舵装置を制御対象とし、前記モータのモータトルクを制御するための制御量の目標となる目標制御量を制御する制御部を備え、前記制御部は、車両電源がオフからオンへ切り替えられる際、前記目標制御量を前記モータが発生させるモータトルクが小さくなる側にずらすように補償するオフセット補償演算部を含み、前記オフセット補償演算部は、前記車両電源がオフからオンへ切り替えられる際、当該切り替え後最初の周期において前記転舵輪を転舵させなければいけない分に対応する制御量を、前記補償を通じてずらす量であるオフセット量として取得するオフセット量取得処理部と、前記オフセット量取得処理部が取得した前記オフセット量が徐々に小さくなるように前記目標制御量を変化させるオフセット量徐変処理部と、を有するようにしている。 A steering control device that solves the above problems controls a steering device that includes a steering mechanism that has a motor that generates a motor torque that is a power for moving a steering shaft to steer steering wheels of a vehicle, The controller includes a control unit that controls a target control amount that is a target control amount for controlling the motor torque of the motor, and the control unit sets the target control amount to the motor when the vehicle power is switched from off to on. includes an offset compensation calculation unit that compensates to shift the motor torque generated by an offset amount acquisition processing section that acquires a control amount corresponding to the amount by which the steering wheels have to be steered as an offset amount that is an amount to be shifted through the compensation; and an offset amount gradual change processing section that changes the target control amount so that the target control amount becomes smaller.
上記構成によれば、車両電源がオフからオンへの切り替え後最初の周期において転舵輪を転舵させなければいけない目標制御量が演算される場合、当該目標制御量は、オフセット量を用いた補償を通じて、転舵輪の転舵が急動作しないように、モータが発生させるモータトルクが小さくなる側にずらされる。その後、目標制御量は、オフセット量が徐々に小さくなることで、本来の目標制御量に近付いて行き、当該本来の目標制御量といずれ一致するようになる。これにより、車両電源がオフからオンへの切り替え後最初の周期において転舵輪を転舵させなければいけない目標制御量が演算されたとしても、当該切り替え後最初の周期において前記転舵輪の転舵が急動作することを抑えることができる。したがって、運転者に伝わる違和感を抑えることができる。 According to the above configuration, when the target control amount that requires turning the steered wheels in the first cycle after the vehicle power is switched from off to on is calculated, the target control amount is compensated using the offset amount. Through this, the motor torque generated by the motor is shifted to the side where the motor torque generated by the motor is reduced so that the turning of the steered wheels does not occur suddenly. Thereafter, the target control amount approaches the original target control amount as the offset amount gradually decreases, and eventually comes to match the original target control amount. As a result, even if the target control amount that requires the steered wheels to be steered in the first cycle after the vehicle power is switched from off to on is calculated, the steered wheels will not be steered in the first cycle after the switch. You can prevent sudden movements. Therefore, the sense of discomfort conveyed to the driver can be suppressed.
具体的には、上記操舵制御装置において、前記転舵輪との間の動力伝達路が分離されていてステアリングホイールの操作に連動して回転するステアリングシャフトをさらに備え、前記目標制御量は、前記ステアリングシャフトの回転角度である操舵角との位置関係が所定の対応関係を満たす前記転舵輪の転舵角度である転舵角との間に相関関係を有する転舵相関角の値として演算される目標角度であり、前記オフセット量取得処理部は、前記車両電源がオフからオンへの切り替え後最初の周期において前記操舵角に基づき前記所定の対応関係を満たすように得られる前記転舵相関角の値と、実際の前記転舵角に基づき得られる前記転舵相関角の値との差分である起動時ずれ量を、前記オフセット量として取得するものである。 Specifically, the above-mentioned steering control device further includes a steering shaft having a separate power transmission path from the steered wheels and rotating in conjunction with operation of a steering wheel, and the target control amount is determined by the steering shaft. A target that is calculated as a value of a steering correlation angle that has a correlation with a steering angle that is a steering angle of the steered wheels whose positional relationship with a steering angle that is a rotation angle of a shaft satisfies a predetermined correspondence relationship. The offset amount acquisition processing unit calculates a value of the steering correlation angle obtained so as to satisfy the predetermined correspondence relationship based on the steering angle in the first cycle after the vehicle power source is switched from off to on. and the value of the steering correlation angle obtained based on the actual steering angle, and a startup deviation amount is obtained as the offset amount.
例えば、上記構成のように、転舵輪との間の動力伝達路が分離されていてステアリングホイールの操作に連動して回転するステアリングシャフトを備えている場合、車両電源がオフの間にステアリングホイールが操舵されてしまうと、操舵角と、転舵角との位置関係が所定の対応関係からずれてしまう。これに対して、上記構成によれば、操舵角と、転舵角との位置関係が所定の対応関係からずれた状態で車両電源がオフからオンへ切り替えられたとしても、当該切り替え後最初の周期において操舵角に対応した位置となるように転舵輪の転舵が急動作してしまうことを抑えることができる。 For example, if the power transmission path between the steered wheels is separated and the steering shaft rotates in conjunction with the operation of the steering wheel, as in the above configuration, the steering wheel is turned off while the vehicle is powered off. If the vehicle is steered, the positional relationship between the steering angle and the turning angle will deviate from the predetermined correspondence relationship. In contrast, according to the above configuration, even if the vehicle power is switched from off to on with the positional relationship between the steering angle and the turning angle deviating from the predetermined correspondence relationship, the first It is possible to prevent the steered wheels from suddenly turning so as to be at a position corresponding to the steering angle in the cycle.
上記操舵制御装置において、前記所定の対応関係は、前記操舵角に対する前記転舵角の比率である舵角比であり、車両の走行状態に基づき可変するように構成されていることが好ましい。 In the above steering control device, it is preferable that the predetermined correspondence is a steering angle ratio that is a ratio of the steering angle to the steering angle, and is configured to be variable based on the running state of the vehicle.
上記構成のように、舵角比を可変する構成を有する場合、オフセット量として、車両電源がオフからオンへの切り替え後最初の周期において操舵角に基づき所定の対応関係を満たすように得られる転舵相関角の値と、実際の転舵角に基づき得られる転舵相関角の値との差分である起動時ずれ量を取得することは特に有効である。 When the steering angle ratio is varied as in the above configuration, the offset amount is the shift obtained so as to satisfy a predetermined correspondence relationship based on the steering angle in the first cycle after the vehicle power is switched from off to on. It is particularly effective to obtain the amount of deviation at startup, which is the difference between the value of the rudder correlation angle and the value of the steering correlation angle obtained based on the actual steering angle.
ここで、オフセット量については、本来の目標制御量を強制的にずらすものであるので、なるべく早く解消してしまいたいところ、オフセット量の減少量を大きくし過ぎると転舵機構の運転者が意図しない動きとして現れてしまう。 Here, regarding the offset amount, since it forcibly shifts the original target control amount, we would like to eliminate it as soon as possible, but if the amount of decrease in the offset amount is too large, the driver of the steering mechanism It appears as a movement that does not occur.
そこで、上記操舵制御装置において、前記オフセット量徐変処理部は、前記車両の走行状態及び前記転舵機構の転舵状態の少なくともいずれかに基づいて、前記オフセット量を小さくするための減少量を変化させることが好ましい。 Therefore, in the above-mentioned steering control device, the offset amount gradual change processing section determines a reduction amount for reducing the offset amount based on at least one of the running state of the vehicle and the steering state of the steering mechanism. It is preferable to change it.
例えば、車両が比較的に高い車速で走行している走行状態であったり、転舵機構が転舵中の転舵状態であったりでは、オフセット量を小さくするための減少量を大きくしたとして転舵機構の運転者が意図しない動きとして現れても違和感として運転者に伝わり難いと言える。そこで、上記構成では、車両の走行状態や、転舵機構の転舵状態を考慮することで、運転者の違和感を抑えるなかでオフセット量をなるべく早く解消できるように工夫したりするのに効果的である。 For example, if the vehicle is running at a relatively high speed, or the steering mechanism is turning the steering wheel, it may be possible to increase the amount of reduction to reduce the amount of offset. It can be said that even if the steering mechanism appears as a movement that is not intended by the driver, it is difficult to convey the sense of discomfort to the driver. Therefore, in the above configuration, it is effective to take into account the driving condition of the vehicle and the steering condition of the steering mechanism, and to devise ways to eliminate the amount of offset as quickly as possible while suppressing the driver's discomfort. It is.
また、上記操舵制御装置において、前記オフセット量徐変処理部は、前記オフセット量が存在する場合、前記車両の走行状態及び前記転舵機構の転舵状態に関係なく、前記オフセット量を少なくとも最小量分は小さくするための下限ガード処理部を有することが好ましい。 Further, in the above steering control device, when the offset amount exists, the offset amount gradual change processing section changes the offset amount by at least a minimum amount regardless of the running state of the vehicle and the steering state of the steering mechanism. It is preferable to have a lower limit guard processing section for reducing the amount.
上記構成によれば、オフセット量が定常的に残ってしまうことを抑えることができ、オフセット量を効果的に小さくすることができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the amount of offset from remaining constantly, and it is possible to effectively reduce the amount of offset.
本発明の操舵制御装置によれば、運転者に伝わる違和感を抑えることができる。 According to the steering control device of the present invention, it is possible to suppress the sense of discomfort conveyed to the driver.
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に適用した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両の操舵装置10は、ステアバイワイヤ式の操舵装置である。操舵装置10は、当該操舵装置10の作動を制御する操舵制御装置50を備えている。操舵装置10は、ステアリングホイール11を介して運転者により操舵される操舵機構SKと、運転者による操舵機構SKの操舵に応じて転舵輪16を転舵させる転舵機構TKとを備えている。本実施形態の操舵装置10は、操舵機構SKと、転舵機構TKとの間の動力伝達路が機械的に常時分離した構造を有している。
An embodiment in which a steering control device is applied to a steer-by-wire type steering device will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a vehicle steering system 10 is a steer-by-wire type steering system. The steering device 10 includes a steering control device 50 that controls the operation of the steering device 10. The steering device 10 includes a steering mechanism SK that is steered by the driver via the steering wheel 11, and a steering mechanism TK that steers the steered wheels 16 in accordance with the steering of the steering mechanism SK by the driver. The steering device 10 of this embodiment has a structure in which the power transmission path between the steering mechanism SK and the steering mechanism TK is mechanically separated at all times.
操舵機構SKは、ステアリングホイール11に連結されたステアリングシャフト12を有している。転舵機構TKは、図1中の左右方向である車幅方向に沿って延びる転舵シャフト14を有している。転舵シャフト14の両端には、それぞれタイロッド15を介して左右の転舵輪16が連結されている。転舵シャフト14が直線運動することにより、転舵輪16の転舵角度である転舵角θwが変更される。 The steering mechanism SK has a steering shaft 12 connected to a steering wheel 11. The steering mechanism TK has a steering shaft 14 that extends along the vehicle width direction, which is the left-right direction in FIG. Left and right steered wheels 16 are connected to both ends of the steered shaft 14 via tie rods 15, respectively. By linearly moving the steered shaft 14, the steered angle θw, which is the steered angle of the steered wheels 16, is changed.
また、操舵機構SKは、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ31、減速機構32、回転角センサ33、及びトルクセンサ34を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用する力をいう。操舵反力をステアリングホイール11に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。 Further, the steering mechanism SK includes a reaction force motor 31, a deceleration mechanism 32, a rotation angle sensor 33, and a torque sensor 34 as components for generating a steering reaction force. Incidentally, the steering reaction force refers to a force that acts in a direction opposite to the direction in which the steering wheel 11 is operated by the driver. By applying a steering reaction force to the steering wheel 11, it is possible to give the driver an appropriate feeling of response.
反力モータ31は、操舵反力の発生源である。反力モータ31としては、例えば、三相のブラシレスモータが採用される。反力モータ31、正確にはその回転軸は、減速機構32を介して、ステアリングシャフト12に連結されている。反力モータ31のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト12に付与される。 The reaction force motor 31 is a source of steering reaction force. As the reaction motor 31, for example, a three-phase brushless motor is employed. The reaction motor 31, to be more precise, its rotating shaft is connected to the steering shaft 12 via a speed reduction mechanism 32. The torque of the reaction force motor 31 is applied to the steering shaft 12 as a steering reaction force.
回転角センサ33は反力モータ31に設けられている。回転角センサ33は、反力モータ31の回転角θaを検出する。反力モータ31の回転角θaは、操舵角θsの演算に使用される。反力モータ31と、ステアリングシャフト12とは、減速機構32を介して連動する。このため、反力モータ31の回転角θaと、ステアリングシャフト12の回転角、ひいてはステアリングホイール11の回転角である操舵角θsとの間には相関がある。したがって、反力モータ31の回転角θaに基づき操舵角θsを求めることができる。 The rotation angle sensor 33 is provided on the reaction force motor 31. The rotation angle sensor 33 detects the rotation angle θa of the reaction force motor 31. The rotation angle θa of the reaction motor 31 is used to calculate the steering angle θs. The reaction motor 31 and the steering shaft 12 are interlocked via a speed reduction mechanism 32. For this reason, there is a correlation between the rotation angle θa of the reaction motor 31, the rotation angle of the steering shaft 12, and eventually the steering angle θs, which is the rotation angle of the steering wheel 11. Therefore, the steering angle θs can be determined based on the rotation angle θa of the reaction motor 31.
トルクセンサ34は、ステアリングホイール11の回転操作を通じてステアリングシャフト12に加わる操舵トルクThを検出する。トルクセンサ34は、ステアリングシャフト12における減速機構32よりもステアリングホイール11側の部分に設けられている。 The torque sensor 34 detects the steering torque Th applied to the steering shaft 12 through a rotational operation of the steering wheel 11. The torque sensor 34 is provided in a portion of the steering shaft 12 closer to the steering wheel 11 than the speed reduction mechanism 32 is.
転舵機構TKは、転舵輪16を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ41、減速機構42、及び回転角センサ43を有している。
転舵モータ41は転舵力の発生源である。転舵モータ41としては、例えば、三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ41の回転軸は、減速機構42を介してピニオンシャフト44に連結されている。ピニオンシャフト44のピニオン歯44aは、転舵シャフト14のラック歯14bに噛み合わされている。転舵モータ41のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト44を介して転舵シャフト14に付与される。転舵モータ41の回転に応じて、転舵シャフト14は図1中の左右方向である車幅方向に沿って移動する。
The steering mechanism TK includes a steering motor 41, a deceleration mechanism 42, and a rotation angle sensor 43 as a configuration for generating a steering force that is the power for steering the steered wheels 16.
The steering motor 41 is a source of steering force. As the steering motor 41, for example, a three-phase brushless motor is employed. A rotating shaft of the steering motor 41 is connected to a pinion shaft 44 via a speed reduction mechanism 42 . The pinion teeth 44a of the pinion shaft 44 are engaged with the rack teeth 14b of the steered shaft 14. The torque of the steering motor 41 is applied to the steering shaft 14 via the pinion shaft 44 as a steering force. In accordance with the rotation of the steering motor 41, the steering shaft 14 moves along the vehicle width direction, which is the left-right direction in FIG.
回転角センサ43は、転舵モータ41に設けられている。回転角センサ43は、転舵モータ41の回転角θbを検出する。
ちなみに、操舵装置10は、ピニオンシャフト13を有している。ピニオンシャフト13は、転舵シャフト14に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト13のピニオン歯13aは、転舵シャフト14のラック歯14aに噛み合わされている。ピニオンシャフト13を設ける理由は、ピニオンシャフト44と共に転舵シャフト14を図示しないハウジングの内部に支持するためである。すなわち、操舵装置10に設けられる図示しない支持機構によって、転舵シャフト14は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト13,44へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト14はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト13を使用せずに転舵シャフト14をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
The rotation angle sensor 43 is provided in the steering motor 41. The rotation angle sensor 43 detects the rotation angle θb of the steering motor 41.
Incidentally, the steering device 10 has a pinion shaft 13. The pinion shaft 13 is provided so as to intersect with the steered shaft 14. The pinion teeth 13a of the pinion shaft 13 are engaged with the rack teeth 14a of the steered shaft 14. The reason for providing the pinion shaft 13 is to support the steering shaft 14 together with the pinion shaft 44 inside a housing (not shown). That is, the steering shaft 14 is supported movably along its axial direction by a support mechanism (not shown) provided in the steering device 10 and is pressed toward the pinion shafts 13 and 44. Thereby, the steered shaft 14 is supported inside the housing. However, other support mechanisms may be provided to support the steered shaft 14 in the housing without using the pinion shaft 13.
図1に示すように、反力モータ31及び転舵モータ41には、各モータ31,41の駆動を制御する操舵制御装置50が接続されている。操舵制御装置50は、各種のセンサの検出結果に基づき、各モータ31,41の制御量である電流の供給を制御することによって、各モータ31,41の駆動を制御する。各種のセンサとしては、例えば、車速センサ501、トルクセンサ34、回転角センサ33、及び回転角センサ43がある。車速センサ501は、車両の走行速度である車速値Vを検出する。 As shown in FIG. 1, a steering control device 50 that controls the drive of each motor 31, 41 is connected to the reaction motor 31 and the steering motor 41. The steering control device 50 controls the drive of each motor 31, 41 by controlling the supply of current, which is a control amount of each motor 31, 41, based on the detection results of various sensors. Examples of the various sensors include a vehicle speed sensor 501, a torque sensor 34, a rotation angle sensor 33, and a rotation angle sensor 43. Vehicle speed sensor 501 detects a vehicle speed value V, which is the traveling speed of the vehicle.
また、操舵制御装置50には、イグニッションスイッチ等の車両の起動スイッチである車両電源502が接続されている。車両電源502は、車両の起動スイッチのオンオフの状態を検出し、オンの状態を検出する場合に起動信号Sigを出力する。 Further, the steering control device 50 is connected to a vehicle power source 502 that is a vehicle startup switch such as an ignition switch. The vehicle power supply 502 detects the on/off state of the starting switch of the vehicle, and outputs a starting signal Sig when detecting the on state.
次に、操舵制御装置50の構成について説明する。
操舵制御装置50は、図示しない中央処理装置(CPU)やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをCPUが実行する。これにより、各種の処理が実行される。
Next, the configuration of the steering control device 50 will be explained.
The steering control device 50 includes a central processing unit (CPU) and a memory (not shown), and the CPU executes a program stored in the memory at every predetermined calculation cycle. As a result, various processes are executed.
図2に、操舵制御装置50が実行する処理の一部を示す。図2に示す処理は、メモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することで実現される処理の一部を、実現される処理の種類毎に記載したものである。 FIG. 2 shows part of the processing executed by the steering control device 50. The processing shown in FIG. 2 is a part of the processing that is realized by the CPU executing the program stored in the memory, and is described for each type of processing that is realized.
操舵制御装置50は、反力モータ31に対する給電を制御する操舵側制御部50aを備えている。操舵側制御部50aは、操舵側電流センサ54を有している。操舵側電流センサ54は、操舵側制御部50aと、反力モータ31の各相のモータコイルとの間の接続線を流れる反力モータ31の各相の電流値から得られる操舵側実電流値Iaを検出する。操舵側電流センサ54は、反力モータ31に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。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をそれぞれ1つにまとめて図示している。 The steering control device 50 includes a steering side control section 50a that controls power supply to the reaction force motor 31. The steering side control section 50a has a steering side current sensor 54. The steering side current sensor 54 detects a steering side actual current value obtained from the current value of each phase of the reaction force motor 31 flowing through the connection line between the steering side control unit 50a and the motor coil of each phase of the reaction force motor 31. Detect Ia. The steering-side current sensor 54 obtains, as a current, a voltage drop across a shunt resistor connected to the source side of each switching element in an inverter (not shown) provided corresponding to the reaction motor 31. Note that, in FIG. 2, for convenience of explanation, the connection lines for each phase and the current sensors for each phase are shown together as one.
また、操舵制御装置50は、転舵モータ41に対する給電を制御する転舵側制御部50bを備えている。転舵側制御部50bは、転舵側電流センサ65を有している。転舵側電流センサ65は、転舵側制御部50bと、転舵モータ41の各相のモータコイルとの間の接続線を流れる転舵モータ41の各相の電流値から得られる転舵側実電流値Ibを検出する。転舵側電流センサ65は、転舵モータ41に対応して設けられる図示しないインバータにおいて、スイッチング素子のそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗の電圧降下を電流として取得する。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をそれぞれ1つにまとめて図示している。 The steering control device 50 also includes a steering side control section 50b that controls power supply to the steering motor 41. The steered side control section 50b has a steered side current sensor 65. The steered side current sensor 65 is a steered side current sensor obtained from the current value of each phase of the steered motor 41 flowing through a connection line between the steered side control unit 50b and the motor coil of each phase of the steered motor 41. Detect the actual current value Ib. The steering side current sensor 65 acquires, as a current, the voltage drop across a shunt resistor connected to the source side of each switching element in an inverter (not shown) provided corresponding to the steering motor 41. Note that, in FIG. 2, for convenience of explanation, the connection lines for each phase and the current sensors for each phase are shown together as one.
次に、操舵側制御部50aの機能について説明する。
操舵側制御部50aには、操舵トルクTh、車速値V、回転角θa、後述の転舵側実電流値Ib、及び後述のピニオン角θpが入力される。操舵側制御部50aは、操舵トルクTh、車速値V、回転角θa、後述の転舵側実電流値Ib、及び後述のピニオン角θpに基づいて、反力モータ31に対する給電を制御する。なお、ピニオン角θpは、転舵モータ41の回転角θbに基づき演算される。
Next, the function of the steering side control section 50a will be explained.
A steering torque Th, a vehicle speed value V, a rotation angle θa, a steering side actual current value Ib, which will be described later, and a pinion angle θp, which will be described later, are input to the steering side control unit 50a. The steering side control unit 50a controls the power supply to the reaction force motor 31 based on the steering torque Th, the vehicle speed value V, the rotation angle θa, the steering side actual current value Ib, which will be described later, and the pinion angle θp, which will be described later. Note that the pinion angle θp is calculated based on the rotation angle θb of the steering motor 41.
操舵側制御部50aは、操舵角演算部51と、操舵反力指令値演算部52と、通電制御部53とを有している。
操舵角演算部51には、回転角θaが入力される。操舵角演算部51は、回転角θaを、例えば、車両が直進しているときのステアリングホイール11の位置であるステアリング中立位置からの反力モータ31の回転数をカウントすることにより、360°を超える範囲を含む積算角に換算する。操舵角演算部51は、換算して得られた積算角に減速機構32の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θsを演算する。なお、操舵角θsは、ステアリング中立位置である中点θs0よりも、例えば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。こうして得られた操舵角θsは、転舵側制御部50bに出力される。
The steering side control section 50a includes a steering angle calculation section 51, a steering reaction force command value calculation section 52, and an energization control section 53.
The rotation angle θa is input to the steering angle calculation unit 51. The steering angle calculation unit 51 calculates the rotation angle θa by, for example, 360° by counting the number of rotations of the reaction force motor 31 from the steering neutral position, which is the position of the steering wheel 11 when the vehicle is traveling straight. Convert to an integrated angle that includes the range exceeding. The steering angle calculation unit 51 calculates the steering angle θs by multiplying the integrated angle obtained by the conversion by a conversion coefficient based on the rotational speed ratio of the speed reduction mechanism 32. The steering angle θs is, for example, positive when the angle is to the right of the midpoint θs0, which is the steering neutral position, and negative when the angle is to the left. The steering angle θs thus obtained is output to the steering side control section 50b.
操舵反力指令値演算部52には、操舵トルクTh、車速値V、転舵側実電流値Ib、及びピニオン角θpが入力される。操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクTh、車速値V、転舵側実電流値Ib、及びピニオン角θpに基づいて、操舵反力の目標となる目標制御量としての操舵反力指令値T*を演算する。こうして得られた操舵反力指令値T*は、通電制御部53に出力される。 The steering torque Th, the vehicle speed value V, the steered side actual current value Ib, and the pinion angle θp are input to the steering reaction force command value calculation unit 52. The steering reaction force command value calculation unit 52 generates a steering reaction force command as a target control amount that is a target of the steering reaction force, based on the steering torque Th, the vehicle speed value V, the turning side actual current value Ib, and the pinion angle θp. Calculate the value T*. The steering reaction force command value T* thus obtained is output to the energization control section 53.
通電制御部53には、操舵反力指令値T*、回転角θa、及び操舵側実電流値Iaが入力される。通電制御部53は、操舵反力指令値T*に基づき反力モータ31に対する電流指令値Ia*を演算する。そして、通電制御部53は、電流指令値Ia*と、操舵側電流センサ54を通じて検出される操舵側実電流値Iaを回転角θaに基づき変換して得られるdq座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ31に対する給電を制御する。これにより、反力モータ31は操舵反力指令値T*に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。 The steering reaction force command value T*, the rotation angle θa, and the steering-side actual current value Ia are input to the energization control unit 53. The energization control unit 53 calculates a current command value Ia* for the reaction force motor 31 based on the steering reaction force command value T*. Then, the energization control unit 53 calculates the deviation between the current command value Ia* and the current value on the dq coordinate obtained by converting the steering-side actual current value Ia detected through the steering-side current sensor 54 based on the rotation angle θa. is determined, and the power supply to the reaction force motor 31 is controlled so as to eliminate the deviation. Thereby, the reaction force motor 31 generates torque according to the steering reaction force command value T*. It is possible to provide the driver with an appropriate feeling of response depending on the road reaction force.
次に、転舵側制御部50bの機能について説明する。
転舵側制御部50bには、車速値V、回転角θb、及び操舵角θsが入力される。転舵側制御部50bは、車速値V、回転角θb、操舵角θs、及び起動信号Sigに基づいて、転舵モータ41に対する給電を制御する。
Next, the function of the steered side control section 50b will be explained.
The vehicle speed value V, the rotation angle θb, and the steering angle θs are input to the steered side control unit 50b. The steering side control unit 50b controls power supply to the steering motor 41 based on the vehicle speed value V, the rotation angle θb, the steering angle θs, and the activation signal Sig.
転舵側制御部50bは、ピニオン角演算部61と、目標ピニオン角演算部62と、ピニオン角フィードバック制御部(図中「ピニオン角F/B制御部」)63と、通電制御部64とを有している。 The steering side control section 50b includes a pinion angle calculation section 61, a target pinion angle calculation section 62, a pinion angle feedback control section ("pinion angle F/B control section" in the figure) 63, and an energization control section 64. have.
ピニオン角演算部61には、回転角θbが入力される。ピニオン角演算部61は、回転角θbを、例えば、車両が直進しているときの転舵シャフト14の位置であるラック中立位置からの転舵モータ41の回転数をカウントすることにより、360°を超える範囲を含む積算角に換算する。ピニオン角演算部61は、換算して得られた積算角に減速機構42の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、ピニオンシャフト44の実際の回転角であるピニオン角θpを演算する。なお、ピニオン角θpは、ラック中立位置である中点θp0よりも、例えば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。転舵モータ41と、ピニオンシャフト44とは、減速機構42を介して連動する。このため、転舵モータ41の回転角θbと、ピニオン角θpとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ41の回転角θbからピニオン角θpを求めることができる。また、ピニオンシャフト44は、転舵シャフト14に噛合されている。このため、ピニオン角θpと転舵シャフト14の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θpは、転舵輪16の転舵角θwを反映する値であり、転舵相関角の一例である。こうして得られたピニオン角θpは、目標ピニオン角演算部62、ピニオン角フィードバック制御部63、及び操舵反力指令値演算部52に出力される。 The rotation angle θb is input to the pinion angle calculation section 61. The pinion angle calculation unit 61 calculates the rotation angle θb by, for example, 360° by counting the number of rotations of the steering motor 41 from the rack neutral position, which is the position of the steering shaft 14 when the vehicle is traveling straight. Convert to an integrated angle that includes the range exceeding . The pinion angle calculation unit 61 calculates the pinion angle θp, which is the actual rotation angle of the pinion shaft 44, by multiplying the integrated angle obtained by the conversion by a conversion coefficient based on the rotational speed ratio of the speed reduction mechanism 42. The pinion angle θp is, for example, positive when the angle is to the right of the midpoint θp0, which is the rack neutral position, and negative when the pinion angle is to the left. The steering motor 41 and the pinion shaft 44 are interlocked via a speed reduction mechanism 42 . Therefore, there is a correlation between the rotation angle θb of the steering motor 41 and the pinion angle θp. Using this correlation, the pinion angle θp can be determined from the rotation angle θb of the steering motor 41. Further, the pinion shaft 44 is meshed with the steered shaft 14. Therefore, there is also a correlation between the pinion angle θp and the amount of movement of the steered shaft 14. That is, the pinion angle θp is a value that reflects the steering angle θw of the steered wheels 16, and is an example of a steering correlation angle. The pinion angle θp obtained in this way is output to the target pinion angle calculation section 62, the pinion angle feedback control section 63, and the steering reaction force command value calculation section 52.
目標ピニオン角演算部62には、車速値V、操舵角θs、ピニオン角θp、及び起動信号Sigが入力される。目標ピニオン角演算部62は、車速値V、操舵角θs、ピニオン角θp、及び起動信号Sigに基づいて、ピニオン角θpの目標となる目標角度である目標制御量としての目標ピニオン角θp*を演算する。 The vehicle speed value V, the steering angle θs, the pinion angle θp, and the activation signal Sig are input to the target pinion angle calculation unit 62. The target pinion angle calculation unit 62 calculates a target pinion angle θp* as a target control amount, which is a target angle of the pinion angle θp, based on the vehicle speed value V, the steering angle θs, the pinion angle θp, and the starting signal Sig. calculate.
具体的には、目標ピニオン角演算部62は、舵角比可変演算部67と、オフセット補償演算部68とを有している。
舵角比可変演算部67には、車速値V及び操舵角θsが入力される。舵角比可変演算部67は、操舵角θsに調整量Δθaを加算することによって変換後角度θvgを演算する。舵角比可変演算部67は、操舵角θsに対する変換後角度θvgの比率である舵角比を可変するための調整量Δθaを、車速値Vに応じて可変させる。例えば、車速値Vが低い場合に高い場合よりも、操舵角θsの変化に対する変換後角度θvgの変化を大きくするように、調整量Δθaを可変させる。こうして得られた変換後角度θvgは、オフセット補償演算部68及び減算器69に出力されるとともに、変換後角度θvgを微分して微分器66を通じて得られる変換後角速度ωvgとしてオフセット補償演算部68に出力される。変換後角度θvgは、目標ピニオン角θp*のベースとなる角度である。また、ピニオン角θpは、目標ピニオン角θp*に基づき制御される。このため、変換後角度θvgと、ピニオン角θpとの間にも相関関係がある。すなわち、変換後角度θvgに基づき得られる変換後角速度ωvgは、転舵機構TKの転舵状態として転舵輪16の転舵角θwを反映する値である。また、変換後角度θvgは、転舵輪16の転舵角θwを反映する値である。これにより、舵角比は、操舵角θsに対する転舵輪16の転舵角θwの所定の対応関係の一例である。
Specifically, the target pinion angle calculation section 62 includes a steering angle ratio variable calculation section 67 and an offset compensation calculation section 68.
The vehicle speed value V and the steering angle θs are input to the steering angle ratio variable calculation unit 67. The steering angle ratio variable calculation unit 67 calculates the converted angle θvg by adding the adjustment amount Δθa to the steering angle θs. The steering angle ratio variable calculation unit 67 varies the adjustment amount Δθa for varying the steering angle ratio, which is the ratio of the converted angle θvg to the steering angle θs, in accordance with the vehicle speed value V. For example, the adjustment amount Δθa is varied so that the change in the converted angle θvg with respect to the change in the steering angle θs is larger when the vehicle speed value V is low than when it is high. The converted angle θvg thus obtained is output to the offset compensation calculation unit 68 and the subtracter 69, and is also output to the offset compensation calculation unit 68 as the converted angular velocity ωvg obtained by differentiating the converted angle θvg and passed through the differentiator 66. Output. The post-conversion angle θvg is an angle that is the base of the target pinion angle θp*. Further, the pinion angle θp is controlled based on the target pinion angle θp*. Therefore, there is also a correlation between the converted angle θvg and the pinion angle θp. That is, the converted angular velocity ωvg obtained based on the converted angle θvg is a value that reflects the steered angle θw of the steered wheels 16 as the steered state of the steered mechanism TK. Further, the post-conversion angle θvg is a value that reflects the steered angle θw of the steered wheels 16. Thereby, the steering angle ratio is an example of a predetermined correspondence relationship between the steering angle θw of the steered wheels 16 and the steering angle θs.
オフセット補償演算部68には、車速値V、ピニオン角θp、変換後角度θvg、変換後角速度ωvg、及び起動信号Sigが入力される。オフセット補償演算部68は、車速値V、変換後角度θvg、変換後角速度ωvg、及び起動信号Sigに基づいて、目標ピニオン角θp*を演算する際の補償量であるオフセット量θofstを演算する。オフセット量θofstについては、後で詳しく説明する。こうして得られたオフセット量θofstは、変換後角度θvgから差し引いて減算器69を通じて得られる目標ピニオン角θp*としてピニオン角フィードバック制御部63に出力される。 The offset compensation calculation unit 68 receives the vehicle speed value V, pinion angle θp, converted angle θvg, converted angular velocity ωvg, and activation signal Sig. The offset compensation calculation unit 68 calculates an offset amount θofst, which is a compensation amount when calculating the target pinion angle θp*, based on the vehicle speed value V, the converted angle θvg, the converted angular velocity ωvg, and the activation signal Sig. The offset amount θofst will be explained in detail later. The offset amount θofst thus obtained is subtracted from the converted angle θvg and outputted to the pinion angle feedback control unit 63 as a target pinion angle θp* obtained through a subtracter 69.
ピニオン角フィードバック制御部63は、目標ピニオン角θp*及びピニオン角θpが入力される。ピニオン角フィードバック制御部63は、ピニオン角θpを目標ピニオン角θp*に追従させるべくピニオン角θpのフィードバック制御を通じて転舵力の目標となる目標制御量としての転舵力指令値Tp*を演算する。こうして得られた転舵力指令値Tp*は、通電制御部64に出力される。 The pinion angle feedback control section 63 receives the target pinion angle θp* and the pinion angle θp. The pinion angle feedback control unit 63 calculates a steering force command value Tp* as a target control amount that is a target of the steering force through feedback control of the pinion angle θp in order to cause the pinion angle θp to follow the target pinion angle θp*. . The thus obtained steering force command value Tp* is output to the energization control section 64.
通電制御部64には、転舵力指令値Tp*、回転角θb、及び転舵側実電流値Ibが入力される。通電制御部64は、転舵力指令値Tp*に基づき転舵モータ41に対する電流指令値Ib*を演算する。そして、通電制御部53は、電流指令値Ib*と、転舵側電流センサ65を通じて検出される転舵側実電流値Ibを回転角θbに基づき変換して得られるdq座標上の電流値との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ41に対する給電を制御する。これにより、転舵モータ41は転舵力指令値Tp*に応じた角度だけ回転する。 The energization control unit 64 receives the steering force command value Tp*, the rotation angle θb, and the actual steering-side current value Ib. The energization control unit 64 calculates a current command value Ib* for the steering motor 41 based on the steering force command value Tp*. Then, the energization control unit 53 converts the current command value Ib* and the current value on the dq coordinates obtained by converting the steering side actual current value Ib detected through the steering side current sensor 65 based on the rotation angle θb. The deviation is determined, and the power supply to the steering motor 41 is controlled so as to eliminate the deviation. As a result, the steering motor 41 rotates by an angle corresponding to the steering force command value Tp*.
ここで、操舵装置10では、反力モータ31及び転舵モータ41は、車両の起動スイッチがオフの間、それぞれの通電制御部53,64による給電が行われない。つまり、車両の起動スイッチがオフの間にステアリングホイール11が操舵されたとしても転舵輪16が転舵されることがない。こうしたなかで、ステアリングホイール11が操舵されてしまうと、ステアリングホイール11と、転舵輪16との位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からずれてしまう。これに対処するべく、操舵制御装置50、すなわち転舵側制御部50bがオフセット補償演算部68の機能を有している。 Here, in the steering device 10, the reaction force motor 31 and the steering motor 41 are not supplied with power by the respective energization control units 53 and 64 while the start switch of the vehicle is off. In other words, even if the steering wheel 11 is steered while the start switch of the vehicle is off, the steerable wheels 16 are not steered. Under these circumstances, if the steering wheel 11 is steered, the positional relationship between the steering wheel 11 and the steered wheels 16 will deviate from a predetermined correspondence based on the steering angle ratio. In order to cope with this, the steering control device 50, that is, the steering side control section 50b has the function of an offset compensation calculation section 68.
以下、オフセット補償演算部68の機能についてさらに詳しく説明する。
図3に示すように、オフセット補償演算部68は、オフセット量取得処理部71と、演算値切替部72と、オフセット量徐変処理部73とを有している。
The functions of the offset compensation calculation section 68 will be explained in more detail below.
As shown in FIG. 3, the offset compensation calculation unit 68 includes an offset amount acquisition processing unit 71, a calculation value switching unit 72, and an offset amount gradual change processing unit 73.
オフセット量取得処理部71には、変換後角度θvg及びピニオン角θpが入力される。オフセット量取得処理部71は、変換後角度θvgからピニオン角θpを差し引いて減算器74を通じて得られる起動時ずれ量Δθvg_pを演算する。こうして得られた起動時ずれ量Δθvg_pは、演算値切替部72に出力される。 The converted angle θvg and the pinion angle θp are input to the offset amount acquisition processing unit 71. The offset amount acquisition processing unit 71 subtracts the pinion angle θp from the converted angle θvg, and calculates the startup deviation amount Δθvg_p obtained through the subtractor 74. The startup deviation amount Δθvg_p obtained in this way is output to the calculated value switching unit 72.
演算値切替部72には、起動信号Sig、起動時ずれ量Δθvg_p、及び前回値保持部75を通じて直前周期(1周期前)に保持された値である前回値のオフセット量θofst(-)が入力される。起動時ずれ量Δθvg_pは演算値切替部72の第1の入力N1に入力されるとともに、オフセット量θofst(-)は演算値切替部72の第2の入力N2に入力される。 The calculation value switching section 72 receives the starting signal Sig, the starting deviation amount Δθvg_p, and the offset amount θofst(-) of the previous value, which is the value held in the previous cycle (one cycle ago) through the previous value holding section 75. be done. The startup deviation amount Δθvg_p is input to the first input N1 of the calculated value switching unit 72, and the offset amount θofst(−) is input to the second input N2 of the calculated value switching unit 72.
演算値切替部72は、起動信号Sigが入力されると、第1の入力N1に入力される起動時ずれ量Δθvg_pをオフセット量θofstの基礎量であるオフセット基礎量θofstbとして出力するように選択状態を制御する。起動時ずれ量Δθvg_pをオフセット基礎量θofstbとして出力する選択状態は、起動信号Sigの入力時に瞬間的に訪れる。起動信号Sigの入力時は、車両の起動スイッチがオフからオンへ切り替えられた起動時であることが判断される時である。 When the start signal Sig is input, the calculated value switching unit 72 is in a selected state so as to output the start-up deviation amount Δθvg_p input to the first input N1 as an offset basic amount θofstb that is the basic amount of the offset amount θofst. control. The selection state in which the start-up deviation amount Δθvg_p is output as the offset basic amount θofstb occurs instantaneously when the start-up signal Sig is input. When the start signal Sig is input, it is determined that the start switch of the vehicle is switched from off to on.
一方、演算値切替部72は、起動信号Sigが入力されないと、第2の入力N2に入力されるオフセット量θofst(-)をオフセット基礎量θofstbとして出力するように選択状態を制御する。オフセット量θofst(-)をオフセット基礎量θofstbとして出力する選択状態は、起動信号Sigが入力されない間、継続的に維持される。起動信号Sigが入力されない間は、起動時でないことが判断される時である。起動時でないとは、車両の起動スイッチがオン又はオフの間や、オンからオフへ切り替えられた時のことである。 On the other hand, when the activation signal Sig is not input, the calculated value switching section 72 controls the selection state so as to output the offset amount θofst(-) inputted to the second input N2 as the offset basic amount θofstb. The selected state in which the offset amount θofst(-) is output as the offset basic amount θofstb is continuously maintained while the activation signal Sig is not input. While the activation signal Sig is not input, it is determined that it is not the activation time. Not during start-up refers to when the start switch of the vehicle is on or off, or when it is switched from on to off.
こうして適切な値として選択されるオフセット基礎量θofstbは、起動信号Sigの入力時に、オフセット量取得処理部71が演算する起動時ずれ量Δθvg_pがオフセット量徐変処理部73に出力される。また、オフセット基礎量θofstbは、起動信号Sigが入力されない間に、オフセット量徐変処理部73の前回値であるオフセット量θofst(-)がオフセット量徐変処理部73に出力される。 As for the basic offset amount θofstb selected as an appropriate value in this way, the starting deviation amount Δθvg_p calculated by the offset amount acquisition processing section 71 is output to the offset amount gradual change processing section 73 when the starting signal Sig is input. Further, as for the basic offset amount θofstb, the offset amount θofst(-), which is the previous value of the offset amount gradual change processing section 73, is output to the offset amount gradual change processing section 73 while the activation signal Sig is not input.
起動時ずれ量Δθvg_pは、ステアリングホイール11と、転舵輪16との位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からずれている時に、ゼロ以外の値となる。これに対して、演算値切替部72は、起動時であることが判断される時に第1の入力N1に入力される起動時ずれ量Δθvg_pを出力する。つまり、起動時ずれ量Δθvg_pは、起動時直後である起動後最初の周期において転舵輪16を転舵させなければいけない分に対応する制御量である。そして、演算値切替部72は、車両の起動スイッチがオフの間にステアリングホイール11が操舵されたことに起因してステアリングホイール11と、転舵輪16との位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からのずれ分が、起動時ずれ量Δθvg_pを通じてオフセット基礎量θofstbに反映されるように動作する。 The startup deviation amount Δθvg_p takes a value other than zero when the positional relationship between the steering wheel 11 and the steered wheels 16 deviates from a predetermined correspondence relationship based on the steering angle ratio. On the other hand, the calculated value switching unit 72 outputs the startup deviation amount Δθvg_p which is input to the first input N1 when it is determined that it is the startup time. In other words, the start-up deviation amount Δθvg_p is a control amount corresponding to the amount by which the steerable wheels 16 have to be steered in the first cycle after start-up, which is immediately after start-up. Then, the calculated value switching unit 72 determines that the positional relationship between the steering wheel 11 and the steered wheels 16 is set to a predetermined value based on the steering angle ratio due to the steering wheel 11 being steered while the start switch of the vehicle is off. It operates so that the deviation from the correspondence relationship is reflected in the basic offset amount θofstb through the startup deviation amount Δθvg_p.
一方、起動時ずれ量Δθvg_pは、起動時であることが判断されない時でも、ゼロ以外の値となる。これに対して、演算値切替部72は、起動時であることが判断されなければ第1の入力N1に入力される起動時ずれ量Δθvg_pを出力しないので、起動時であることが判断される時以外で生じ得る起動時ずれ量Δθvg_pが、オフセット基礎量θofstbに反映されないように動作する。 On the other hand, the start-up deviation amount Δθvg_p takes a value other than zero even when it is not determined that it is the start-up time. On the other hand, the calculated value switching unit 72 does not output the startup deviation amount Δθvg_p input to the first input N1 unless it is determined that it is the startup time, so it is determined that it is the startup time. The operation is performed so that the start-up deviation amount Δθvg_p, which may occur at times other than the time, is not reflected in the offset basic amount θofstb.
オフセット量徐変処理部73には、車速値V、変換後角速度ωvg、及びオフセット基礎量θofstbが入力される。
具体的には、図4に示すように、オフセット量徐変処理部73は、減少ゲインマップ演算部81と、減少量マップ演算部82と、記憶部83と、下限ガード処理部84と、符号処理部85とを有している。
The offset amount gradual change processing section 73 receives the vehicle speed value V, the converted angular velocity ωvg, and the offset basic amount θofstb.
Specifically, as shown in FIG. 4, the offset amount gradual change processing section 73 includes a reduction gain map calculation section 81, a reduction amount map calculation section 82, a storage section 83, a lower limit guard processing section 84, and a lower limit guard processing section 84. It has a processing section 85.
減少ゲインマップ演算部81には、車速値Vが入力される。減少ゲインマップ演算部81は、車速値Vと、減少ゲインGとの関係を定めたマップを備えており、車速値Vを入力とし、減少ゲインGをマップ演算する。減少ゲインGは、オフセット量θofstの減少で目標ピニオン角θp*が急変しないように、オフセット量θofstを徐々に小さくするために機能するゲインである。この場合、減少ゲインGは、車両の走行状態を考慮して、車速値Vが大きくなるほど、絶対値が大きくなるように算出される。こうして得られた減少ゲインGは、乗算器86に出力される。 The vehicle speed value V is input to the reduction gain map calculation unit 81 . The reduction gain map calculating section 81 is provided with a map that defines the relationship between the vehicle speed value V and the reduction gain G, and receives the vehicle speed value V as an input and performs a map calculation on the reduction gain G. The reduction gain G is a gain that functions to gradually reduce the offset amount θofst so that the target pinion angle θp* does not suddenly change due to the decrease in the offset amount θofst. In this case, the reduction gain G is calculated such that its absolute value increases as the vehicle speed value V increases, taking into account the driving state of the vehicle. The reduced gain G thus obtained is output to the multiplier 86.
減少量マップ演算部82には、変換後角速度ωvgが入力される。減少量マップ演算部82は、変換後角速度ωvgの絶対値と、減少量θdの基礎量である減少基礎量θdbとの関係を定めたマップを備えており、変換後角速度ωvgの絶対値を入力とし、減少基礎量θdbをマップ演算する。減少基礎量θdbは、オフセット量θofstの減少で目標ピニオン角θp*が急変しないように、オフセット量θofstを徐々に小さくするために機能する成分である。この場合、減少基礎量θdbは、転舵機構TKの転舵状態を考慮して、変換後角速度ωvg、すなわち転舵輪16の転舵角θwの変化量が大きくなるほど、絶対値が大きくなるように算出される。こうして得られた減少基礎量θdbは、減少ゲインGに乗算して乗算器86を通じて得られる減少量θdとして下限ガード処理部84に出力される。 The converted angular velocity ωvg is input to the reduction amount map calculation unit 82. The reduction amount map calculation unit 82 includes a map that defines the relationship between the absolute value of the converted angular velocity ωvg and the basic reduction amount θdb, which is the basic amount of the reduction amount θd, and inputs the absolute value of the converted angular velocity ωvg. Then, map calculation is performed on the basal decrease amount θdb. The basic decrease amount θdb is a component that functions to gradually reduce the offset amount θofst so that the target pinion angle θp* does not change suddenly due to a decrease in the offset amount θofst. In this case, the basic amount of decrease θdb is such that the absolute value increases as the amount of change in the converted angular velocity ωvg, that is, the steering angle θw of the steered wheels 16, increases, taking into consideration the steering state of the steering mechanism TK. Calculated. The basic decrease amount θdb obtained in this way is multiplied by the decrease gain G and outputted to the lower limit guard processing unit 84 as a decrease amount θd obtained through the multiplier 86.
記憶部83は、減少量θdの最小量θdminが記憶されている図示しないメモリの所定の記憶領域のことである。最小量θdminは、オフセット量θofstが定常的に残ってしまわないように、オフセット量θofstを小さくするために機能する成分である。最小量θdminは、乗算器86が出力する減少量θdが最小量θdminよりも小さい場合でも、減少量θdとして最低限は確保するための指標として実験的に求められる範囲の値が設定されている。こうして得られた最小量θdminは、下限ガード処理部84に出力される。 The storage unit 83 is a predetermined storage area of a memory (not shown) in which the minimum amount θdmin of the decrease amount θd is stored. The minimum amount θdmin is a component that functions to reduce the offset amount θofst so that the offset amount θofst does not remain constant. The minimum amount θdmin is set to a value within a range that is determined experimentally as an index to ensure a minimum amount of decrease θd even if the decrease amount θd output by the multiplier 86 is smaller than the minimum amount θdmin. . The minimum amount θdmin thus obtained is output to the lower limit guard processing section 84.
下限ガード処理部84には、乗算器86が出力する減少量θd及び記憶部83が出力する最小量θdminが入力される。減少量θdは下限ガード処理部84の第1の入力M1に入力されるとともに、最小量θdminは下限ガード処理部84の第2の入力M2に入力される。下限ガード処理部84は、減少量θdと、最小量θdminとの何れを減少量θdとして出力するかが切り替えられるように、選択状態が切り替えられるように構成されている。 The lower limit guard processing unit 84 receives the decrease amount θd output from the multiplier 86 and the minimum amount θdmin output from the storage unit 83. The decrease amount θd is input to the first input M1 of the lower limit guard processing unit 84, and the minimum amount θdmin is input to the second input M2 of the lower limit guard processing unit 84. The lower limit guard processing unit 84 is configured to switch its selection state so that it can switch which of the reduction amount θd and the minimum amount θdmin to output as the reduction amount θd.
具体的には、下限ガード処理部84は、第1の入力M1に入力された減少量θdが最小量θdmin以上であるか否かを判断する。そして、下限ガード処理部84は、第1の入力M1に入力された減少量θdが最小量θdmin以上の場合、最終的な減少量θdとして第1の入力M1に入力された減少量θdが出力されるように、下限ガード処理部84の選択状態を制御する。一方、下限ガード処理部84は、第1の入力M1に入力された減少量θdが最小量θdminよりも小さい場合、最終的な減少量θdとして最小量θdminが出力されるように、下限ガード処理部84の選択状態を制御する。つまり、下限ガード処理部84は、オフセット量θofstが定常的に残ってしまわないように、オフセット量θofstを少なくとも最小量θdmin分は小さくするように動作する。こうして適切な値として選択される減少量θdは、乗算器87に出力される。 Specifically, the lower limit guard processing unit 84 determines whether the decrease amount θd input to the first input M1 is greater than or equal to the minimum amount θdmin. Then, when the decrease amount θd input to the first input M1 is greater than or equal to the minimum amount θdmin, the lower limit guard processing unit 84 outputs the decrease amount θd input to the first input M1 as the final decrease amount θd. The selection state of the lower limit guard processing unit 84 is controlled so that the lower limit guard processing unit 84 is selected. On the other hand, the lower limit guard processing unit 84 performs lower limit guard processing so that when the decrease amount θd input to the first input M1 is smaller than the minimum amount θdmin, the minimum amount θdmin is output as the final decrease amount θd. The selection state of section 84 is controlled. That is, the lower limit guard processing unit 84 operates to reduce the offset amount θofst by at least the minimum amount θdmin so that the offset amount θofst does not remain constant. The decrease amount θd selected as an appropriate value in this manner is output to the multiplier 87.
符号処理部85には、オフセット基礎量θofstbが入力される。符号処理部85は、オフセット基礎量θofstbの符号を判断し、当該符号に応じた値として、「1」、「-1」のいずれかの値を演算する。符号処理部85は、オフセット基礎量θofstbが正値の場合に「1」を演算し、負値の場合に「-1」を演算する。こうして得られた「1」又は「-1」の値は、減少量θdに乗算して乗算器87を通じて得られる最終的な減少量θdとして減算器88に出力された後、オフセット基礎量θofstbから差し引いて減算器88を通じて得られるオフセット量θofstとして減算器69に出力される。 The basic offset amount θofstb is input to the code processing unit 85. The sign processing unit 85 determines the sign of the basic offset amount θofstb, and calculates either "1" or "-1" as a value according to the sign. The code processing unit 85 calculates "1" when the basic offset amount θofstb is a positive value, and calculates "-1" when it is a negative value. The value of "1" or "-1" obtained in this way is multiplied by the decrease amount θd and outputted to the subtractor 88 as the final decrease amount θd obtained through the multiplier 87, and then is obtained from the offset basic amount θofstb. The offset amount θofst obtained through the subtracter 88 is output to the subtracter 69 .
なお、オフセット量徐変処理部73は、オフセット量θofstがゼロ以外の値の場合に、オフセット量θofstに対して下限ガード処理部84から出力される減少量θdが反映されるように動作する。一方、オフセット量徐変処理部73は、オフセット量θofstがゼロ値の場合に、オフセット量θofstに対して下限ガード処理部84から出力される減少量θdが反映されないように動作する。また、オフセット量徐変処理部73は、減少量θdが反映される結果として、オフセット基礎量θofstbの符号が反転されないように動作する。つまり、オフセット量徐変処理部73は、オフセット基礎量θofstbの絶対値が、減少量θdの絶対値よりも小さい場合に、減少量θdの絶対値をオフセット基礎量θofstbの絶対値と同値とするように動作する。 Note that the offset amount gradual change processing unit 73 operates so that the decrease amount θd output from the lower limit guard processing unit 84 is reflected in the offset amount θofst when the offset amount θofst is a value other than zero. On the other hand, when the offset amount θofst has a zero value, the offset amount gradual change processing unit 73 operates so that the decrease amount θd output from the lower limit guard processing unit 84 is not reflected on the offset amount θofst. Further, the offset amount gradual change processing unit 73 operates so that the sign of the offset basic amount θofstb is not reversed as a result of the reduction amount θd being reflected. That is, when the absolute value of the offset basic amount θofstb is smaller than the absolute value of the decrease amount θd, the offset amount gradual change processing unit 73 makes the absolute value of the reduction amount θd the same value as the absolute value of the offset basic amount θofstb. It works like this.
以下、本実施形態の作用を説明する。
図5(a)~(c)は、時刻t1のタイミングで、起動時であることが判断される場合を例として、各種の変化態様を示している。以下では、時刻「0」でのオフセット量θofstがゼロ値であること、車速値Vが一定であることを前提として説明する。
The operation of this embodiment will be explained below.
FIGS. 5A to 5C show various changes, taking as an example a case where it is determined that it is time to start up at time t1. The following description will be made on the assumption that the offset amount θofst at time "0" is a zero value and that the vehicle speed value V is constant.
図5(a)は、時刻「0」でのステアリングホイール11と、転舵輪16の転舵角θwとの位置関係を示している。ここでは、転舵輪16の転舵角θwがラック中立位置に対応する中点θw0の場合に、車両の起動スイッチがオフの間にステアリングホイール11が右側に所定角度だけ操舵されたことに起因してステアリングホイール11と、転舵輪16との位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からずれた状態を示している。つまり、操舵角θsに基づき得られる変換後角度θvgと、ピニオンシャフト44に基づき得られるピニオン角θpとが一致しない「θvg≠θp」状態を示している。 FIG. 5A shows the positional relationship between the steering wheel 11 and the turning angle θw of the turning wheels 16 at time “0”. Here, when the steered angle θw of the steered wheels 16 is at the midpoint θw0 corresponding to the rack neutral position, this is caused by the steering wheel 11 being steered to the right by a predetermined angle while the vehicle starting switch is off. This shows a state in which the positional relationship between the steering wheel 11 and the steered wheels 16 deviates from a predetermined correspondence based on the steering angle ratio. In other words, a state of "θvg≠θp" is shown in which the converted angle θvg obtained based on the steering angle θs and the pinion angle θp obtained based on the pinion shaft 44 do not match.
そして、時刻t1のタイミングでは、車両の起動スイッチがオンに切り替えられた後、オフセット量取得処理部71が機能することで、変換後角度θvgと、ピニオン角θpとの差分が起動時ずれ量Δθvg_pとして演算される。 Then, at time t1, after the start switch of the vehicle is turned on, the offset amount acquisition processing unit 71 functions, so that the difference between the converted angle θvg and the pinion angle θp is determined by the start-up deviation amount Δθvg_p. It is calculated as
この場合、図5(c)に示すように、演算値切替部72が機能することで、起動時ずれ量Δθvg_pを示すオフセット基礎量θofstbが演算され、これがオフセット量θofstとして演算される。そして、時刻t1以後では、オフセット量徐変処理部73が機能することで、オフセット量θofstが徐々に小さくなるように変化する。オフセット量θofstは、ゼロ値となるまでの時刻t2までの間、徐々に小さくなるように変化する。このようにして変化するオフセット量θofstは、オフセット補償演算部68の機能によって、その時の変換後角度θvgから減算されるかたちで目標ピニオン角θp*を補償するように反映される。 In this case, as shown in FIG. 5C, the calculated value switching unit 72 functions to calculate the offset basic amount θofstb indicating the startup deviation amount Δθvg_p, and this is calculated as the offset amount θofst. After time t1, the offset amount θofst gradually decreases due to the function of the offset amount gradual change processing unit 73. The offset amount θofst gradually decreases until it reaches a zero value at time t2. The offset amount θofst that changes in this way is reflected by the function of the offset compensation calculation unit 68 so as to be subtracted from the current converted angle θvg to compensate for the target pinion angle θp*.
その結果、図5(b)中、一点鎖線で示すように、起動時であることが判断された時、その時の変換後角度θvgに基づき起動後最初の周期において転舵輪16を転舵させなければいけいない目標ピニオン角θp*が本来であれば演算される。これに対して、同図中、実線で示すように、起動時であることが判断された後、時刻t1以後の目標ピニオン角θp*は、オフセット量θofstを用いた補償を通じて、転舵輪16の転舵が急動作しないように、転舵モータ41が発生させるモータトルクが小さくなる側にずらされる。起動時であることが判断される瞬間では、目標ピニオン角θp*は、転舵モータ41が発生させるモータトルクがゼロとなるように補償されることになる。 As a result, as shown by the dashed line in FIG. 5(b), when it is determined that it is time to start, the steered wheels 16 must be steered in the first cycle after startup based on the converted angle θvg at that time. Normally, the target pinion angle θp* that should be used is calculated. On the other hand, as shown by the solid line in the figure, the target pinion angle θp* after time t1 after it is determined that it is the time of startup is determined by the compensation using the offset amount θofst. In order to avoid sudden steering operations, the motor torque generated by the steering motor 41 is shifted to the side where it becomes smaller. At the moment when it is determined that it is the time of startup, the target pinion angle θp* is compensated so that the motor torque generated by the steering motor 41 becomes zero.
その後、同図中、実線で示すように、目標ピニオン角θp*は、オフセット量θofstが徐々に小さくなることで、同図中、一点鎖線で示す実際に演算されている変換後角度θvg、つまり本来の目標ピニオン角θp*に近付いて行く。そして、目標ピニオン角θp*は、オフセット量θofstがゼロ値となる時刻t2のタイミングで、実際に演算されている変換後角度θvg、つまり本来の目標ピニオン角θp*と一致するように変化するようになる。 Thereafter, as shown by the solid line in the same figure, the target pinion angle θp* is gradually reduced by the offset amount θofst, so that the actually calculated post-conversion angle θvg shown by the dashed line in the figure, that is, It approaches the original target pinion angle θp*. Then, the target pinion angle θp* changes to match the actually calculated converted angle θvg, that is, the original target pinion angle θp*, at the timing t2 when the offset amount θofst becomes zero value. become.
以下、本実施形態の効果を説明する。
(1)本実施形態では、図5(b)中、実線で示したように、起動時であることが判断された時、その時の変換後角度θvgに基づき起動後最初の周期において転舵輪16を転舵させなければいけいない目標ピニオン角θp*が本来であれば演算されたとしても、当該起動後最初の周期において転舵輪16の転舵が急動作することを抑えることができる。したがって、運転者に伝わる違和感を抑えることができる。
The effects of this embodiment will be explained below.
(1) In this embodiment, as shown by the solid line in FIG. 5(b), when it is determined that it is time to start, the steered wheels 16 Even if the target pinion angle θp* at which the motor should be steered is originally calculated, it is possible to suppress sudden turning of the steered wheels 16 in the first cycle after activation. Therefore, the sense of discomfort conveyed to the driver can be suppressed.
(2)本実施形態では、起動時ずれ量Δθvg_pを、オフセット量θofstとして取得するようにしている。これにより、操舵角θsと、転舵角θw、すなわちピニオン角θpとの位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からずれた状態であっても、起動後最初の周期において操舵角θsに対応した位置となるように転舵輪16の転舵が急動作してしまうことを抑えることができる。 (2) In the present embodiment, the startup deviation amount Δθvg_p is acquired as the offset amount θofst. As a result, even if the positional relationship between the steering angle θs and the turning angle θw, that is, the pinion angle θp deviates from a predetermined correspondence relationship based on the steering angle ratio, the steering angle θs is adjusted in the first cycle after startup. It is possible to prevent the steered wheels 16 from suddenly turning so as to reach the corresponding position.
(3)本実施形態のように、舵角比を可変する構成を有する場合、オフセット量θofstとして、起動後最初の周期において変換後角度θvgと、ピニオン角θpとの差分である起動時ずれ量Δθvg_pを取得することは特に有効である。 (3) When the steering angle ratio is variable as in this embodiment, the offset amount θofst is the starting deviation amount which is the difference between the converted angle θvg and the pinion angle θp in the first cycle after starting. Obtaining Δθvg_p is particularly effective.
(4)ここで、オフセット量θofstについては、実際に演算されている変換後角度θvg、つまり本来の目標ピニオン角θp*を強制的にずらすものであるので、なるべく早く解消してしまいたいところ、オフセット量θofstの減少量を大きくし過ぎると転舵機構TKの運転者が意図しない動きとして現れてしまう。 (4) Here, regarding the offset amount θofst, since it forcibly shifts the actually calculated post-conversion angle θvg, that is, the original target pinion angle θp*, we would like to eliminate it as soon as possible. If the amount of decrease in the offset amount θofst is made too large, the movement of the steering mechanism TK will appear as unintended by the driver.
そこで、オフセット量徐変処理部73は、車両の走行状態を考慮する減少ゲインマップ演算部81と、転舵機構TKの転舵状態を考慮する減少量マップ演算部82との機能を有するようにしている。これにより、車速値Vが大きいほど、転舵輪16の転舵角θwの変化量が大きいほど、オフセット量θofstを小さくするための減少量θdが大きくなるようにしている。したがって、運転者の違和感を抑えることと、オフセット量θofstをなるべく早く解消することとを両立することができる。 Therefore, the offset amount gradual change processing section 73 is designed to have the functions of a reduction gain map calculation section 81 that takes into account the running state of the vehicle, and a reduction amount map calculation section 82 that takes into account the steering state of the steering mechanism TK. ing. Thereby, the larger the vehicle speed value V and the larger the amount of change in the turning angle θw of the steered wheels 16, the larger the reduction amount θd for reducing the offset amount θofst. Therefore, it is possible to suppress the driver's discomfort and to eliminate the offset amount θofst as quickly as possible.
(5)オフセット量徐変処理部73は、最小量θdminを考慮する下限ガード処理部84の機能を有するようにしている。これにより、オフセット量θofstが定常的に残ってしまうことを抑えることができ、オフセット量θofstを効果的に小さくすることができる。 (5) The offset amount gradual change processing section 73 has the function of the lower limit guard processing section 84 that considers the minimum amount θdmin. Thereby, it is possible to prevent the offset amount θofst from remaining constantly, and it is possible to effectively reduce the offset amount θofst.
上記実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・オフセット量徐変処理部73は、オフセット量θofstが小さくならない状況があっても問題がなければ、下限ガード処理部84の機能を有していなくてもよい。その他、オフセット量徐変処理部73は、オフセット量θofstを基本的に最小量θdmin分ずつ小さくする機能としてもよい。この場合には、減少ゲインマップ演算部81と、減少量マップ演算部82とを削除することができる。また、オフセット量徐変処理部73は、オフセット基礎量θofstbに対してゲインを乗算することでオフセット量θofstを小さくするようにしてもよい。この場合のゲインは、減少ゲインマップ演算部81及び減少量マップ演算部82と同様の状態を考慮してもよい。
The above embodiment may be modified as follows. Further, the following other embodiments can be combined with each other within a technically consistent range.
- The offset amount gradual change processing section 73 may not have the function of the lower limit guard processing section 84 if there is no problem even if there is a situation where the offset amount θofst does not become small. In addition, the offset amount gradual change processing unit 73 may have a function of basically decreasing the offset amount θofst by the minimum amount θdmin. In this case, the reduction gain map calculation section 81 and the reduction amount map calculation section 82 can be deleted. Further, the offset amount gradual change processing unit 73 may reduce the offset amount θofst by multiplying the offset basic amount θofstb by a gain. The gain in this case may consider the same state as the reduction gain map calculation section 81 and the reduction amount map calculation section 82.
・オフセット量徐変処理部73は、減少ゲインマップ演算部81及び減少量マップ演算部82に加えて、他の状態を考慮する演算部を追加してもよい。また、オフセット量徐変処理部73は、減少ゲインマップ演算部81及び減少量マップ演算部82の一方のみを残す又は両方の代わりに、他の状態を考慮する演算部を追加してもよい。上記他の状態は、例えば、オフセット量θofstの現在量、すなわち残量が考えられる。この場合には、減少の変化度合いを残量が小さいほど緩やかにする等すればよい。 - In addition to the decrease gain map calculation unit 81 and the decrease amount map calculation unit 82, the offset amount gradual change processing unit 73 may include a calculation unit that takes into account other states. Further, the offset amount gradual change processing unit 73 may leave only one of the decrease gain map calculation unit 81 and the decrease amount map calculation unit 82, or may add a calculation unit that takes into account other states instead of both. The other state may be, for example, the current amount of the offset amount θofst, that is, the remaining amount. In this case, the degree of change in decrease may be made more gradual as the remaining amount is smaller.
・減少ゲインマップ演算部81において、減少ゲインGの変化態様は、適宜変更可能である。例えば、車速値Vを低速、中速、高速等に分類して、低速の場合には減少ゲインGを一定に維持する等、分類毎に減少ゲインGの変化態様を異ならせてもよい。 - In the reduction gain map calculating section 81, the manner in which the reduction gain G changes can be changed as appropriate. For example, the vehicle speed value V may be classified into low speed, medium speed, high speed, etc., and the change mode of the reduction gain G may be made different for each classification, such as maintaining the reduction gain G constant in the case of low speed.
・減少量マップ演算部82において、減少基礎量θdbの変化態様は、適宜変更可能である。例えば、変換後角速度ωvgを速度小、速度中、速度大等に分類して、速度小の場合には減少基礎量θdbを一定に維持する等、分類毎に減少基礎量θdbの変化態様を異ならせてもよい。 - In the reduction amount map calculation unit 82, the change mode of the basic reduction amount θdb can be changed as appropriate. For example, if the angular velocity ωvg after conversion is classified into small speed, medium speed, high speed, etc., and if the speed is small, the basic decrease amount θdb is kept constant, and the change mode of the basic decrease amount θdb is different for each classification. You can also let
・減少量マップ演算部82では、変換後角速度ωvgの代わりに、ピニオン角θpを微分して得られるピニオン角速度を用いることもできる。その他、減少量マップ演算部82では、操舵角θsやピニオン角θpを用いて、その時の角度に応じた減少基礎量θdbを演算することもできる。 - The reduction amount map calculation unit 82 can also use a pinion angular velocity obtained by differentiating the pinion angle θp instead of the converted angular velocity ωvg. In addition, the reduction amount map calculation unit 82 can also use the steering angle θs and the pinion angle θp to calculate the basic reduction amount θdb according to the angle at that time.
・オフセット量θofstは、起動時ずれ量Δθvg_pから取得する代わりに、操舵角θsと、ピニオン角θpを舵角比に基づき逆変換して得られる変換後ピニオン角との差分から取得することもできるし、操舵角θsを転舵シャフト14の移動量に換算して得られる値と、実際の転舵シャフト14の移動量との差分から取得することもできる。その他、オフセット量θofstは、直近の車両の起動スイッチのオフ時の操舵角θsと、起動時の操舵角θsとの差分から取得することもでき、この場合には当該差分を舵角比に基づき変換して得られる変換後の差分を用いればよい。 - The offset amount θofst can be obtained from the difference between the steering angle θs and the converted pinion angle obtained by inversely converting the pinion angle θp based on the steering angle ratio, instead of obtaining it from the startup deviation amount Δθvg_p. However, it can also be obtained from the difference between the value obtained by converting the steering angle θs into the amount of movement of the steered shaft 14 and the actual amount of movement of the steered shaft 14. In addition, the offset amount θofst can also be obtained from the difference between the steering angle θs when the starting switch of the vehicle is turned off and the steering angle θs when the vehicle is started. In this case, the difference is calculated based on the steering angle ratio. What is necessary is to use the difference after conversion obtained by the conversion.
・オフセット量θofstは、補償をする目標制御量を転舵力指令値Tp*や電流指令値Ib*とする場合、例えば、目標ピニオン角θp*と、ピニオン角θpとの偏差から取得したりすることもできる。 - When the target control amount to be compensated is the steering force command value Tp* or the current command value Ib*, the offset amount θofst is obtained, for example, from the deviation between the target pinion angle θp* and the pinion angle θp. You can also do that.
・上記実施形態のオフセット補償演算部68は、操舵側制御部50aの機能として付加してもよい。これは、操舵反力指令値T*がピニオン角θpを追従するように演算される場合に効果的である。 - The offset compensation calculation section 68 of the above embodiment may be added as a function of the steering side control section 50a. This is effective when the steering reaction force command value T* is calculated to follow the pinion angle θp.
・転舵モータ41の制御は、ピニオン角θpを制御する代わりに、転舵シャフト14の移動量を直接検出して当該移動量に基づき実施するものであってもよい。この場合、上記実施形態に対して、ピニオン角θpに関する制御量等は、転舵シャフト14の移動量に関する制御量等に置き換えられることになる。 - Instead of controlling the pinion angle θp, the steering motor 41 may be controlled by directly detecting the amount of movement of the steering shaft 14 and based on the amount of movement. In this case, with respect to the embodiment described above, the control amount related to the pinion angle θp is replaced with the control amount related to the movement amount of the steered shaft 14.
・符号処理部85では、オフセット基礎量θofstbがゼロ値の場合に「0(ゼロ値)」を演算して出力することもできる。この場合、オフセット基礎量θofstbがゼロ値であれば、減少量θdがゼロ値になる。つまり、本変形例を適用する場合、オフセット量徐変処理部73は、オフセット量θofstがゼロ値の場合に、オフセット量θofstに対して下限ガード処理部84から出力される減少量θdが反映されないように動作することができる。 - The code processing unit 85 can also calculate and output "0 (zero value)" when the basic offset amount θofstb is a zero value. In this case, if the basic offset amount θofstb has a zero value, the decrease amount θd has a zero value. In other words, when applying this modification, the offset amount gradual change processing section 73 does not reflect the decrease amount θd output from the lower limit guard processing section 84 on the offset amount θofst when the offset amount θofst is a zero value. It can work like this.
・舵角比可変演算部67は、車速値Vに加えて、例えば、車両のヨーレートセンサで検出されるヨーレートに応じて舵角比を可変させてもよい。この場合であっても、車両の起動スイッチがオフの間にステアリングホイール11が操舵されたことに起因してステアリングホイール11と、転舵輪16との位置関係が舵角比に基づく所定の対応関係からずれた状態が存在するのは上記実施形態と同様である。これは、上記実施形態のオフセット補償演算部68を適用することで解決することができるのも上記実施形態と同様である。本変形例は、車速値Vに加えて、車両の横加速度センサに応じて舵角比を可変させる場合についても同様に適用することができる。 - The steering angle ratio variable calculation unit 67 may vary the steering angle ratio in accordance with, for example, a yaw rate detected by a yaw rate sensor of the vehicle, in addition to the vehicle speed value V. Even in this case, the positional relationship between the steering wheel 11 and the steered wheels 16 is a predetermined correspondence based on the steering angle ratio due to the steering wheel 11 being steered while the start switch of the vehicle is off. Similar to the above embodiment, there is a state deviated from the above. Similar to the above embodiment, this problem can be solved by applying the offset compensation calculation unit 68 of the above embodiment. This modification can be similarly applied to a case where the steering angle ratio is varied in accordance with the lateral acceleration sensor of the vehicle in addition to the vehicle speed value V.
・操舵反力指令値演算部52では、操舵反力指令値T*を演算する際、操舵トルクThを少なくとも用いていればよく、車速値Vを用いなくてもよいし、他の要素を組み合わせて用いるようにしてもよい。 - In the steering reaction force command value calculating section 52, when calculating the steering reaction force command value T*, it is sufficient to use at least the steering torque Th, and it is not necessary to use the vehicle speed value V, or it is possible to use a combination of other elements. It may also be used as
・上記実施形態では、舵角比を固定としてもよい。この場合、舵角比可変演算部67を削除することができる。
・転舵モータ41は、例えば、転舵シャフト14の同軸上に転舵モータ41を配置するものや、ボールねじ機構を用いたベルト式減速機を介して転舵シャフト14に連結するものを採用してもよい。
- In the above embodiment, the steering angle ratio may be fixed. In this case, the steering angle ratio variable calculation section 67 can be deleted.
- For example, the steering motor 41 is arranged coaxially with the steering shaft 14, or is connected to the steering shaft 14 via a belt-type reducer using a ball screw mechanism. You may.
・上記実施形態において、操舵制御装置50を構成するCPUは、コンピュータプログラムを実行する1つ以上のプロセッサ、あるいは各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路等の1つ以上の専用ハードウェア回路、あるいは上記プロセッサ及び上記専用ハードウェア回路の組み合わせを含む回路として実現してもよい。また、メモリには、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体によって構成してもよい。 - In the above embodiment, the CPU that constitutes the steering control device 50 is one or more processors that execute a computer program, or one or more application-specific integrated circuits that execute at least part of various processes. The present invention may be implemented as a dedicated hardware circuit, or as a circuit including a combination of the processor and the dedicated hardware circuit. Memory may also be comprised of any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
・上記実施形態は、操舵装置10を、操舵機構SKと転舵機構TKとの間が機械的に常時分離したリンクレスの構造としたが、これに限らず、図1に二点鎖線で示すように、クラッチ21により操舵機構SKと転舵機構TKとの間が機械的に分離可能な構造としてもよい。また、操舵装置10は、ステアリングホイール11の操舵を補助するための力であるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置としてもよい。この場合、ステアリングホイール11は、ステアリングシャフト12を介してピニオンシャフト13が機械的に接続される。 - In the above embodiment, the steering device 10 has a linkless structure in which the steering mechanism SK and the steering mechanism TK are mechanically separated at all times. In this way, the steering mechanism SK and the steering mechanism TK may be mechanically separated by the clutch 21. Further, the steering device 10 may be an electric power steering device that provides an assist force that is a force for assisting the steering of the steering wheel 11. In this case, the steering wheel 11 is mechanically connected to the pinion shaft 13 via the steering shaft 12.
10…操舵装置
11…ステアリングホイール
12…ステアリングシャフト
14…転舵シャフト
16…転舵輪
41…転舵モータ
50…操舵制御装置
50b…転舵側制御部(制御部)
62…目標ピニオン角演算部
67…舵角比可変演算部
68…オフセット補償演算部
71…オフセット量取得処理部
73…オフセット量徐変処理部
81…減少ゲインマップ演算部
82…減少量マップ演算部
84…下限ガード処理部
502…車両電源
SK…操舵機構
TK…転舵機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Steering device 11... Steering wheel 12... Steering shaft 14... Steering shaft 16... Steering wheel 41... Steering motor 50... Steering control device 50b... Steering side control part (control part)
62... Target pinion angle calculation section 67... Steering angle ratio variable calculation section 68... Offset compensation calculation section 71... Offset amount acquisition processing section 73... Offset amount gradual change processing section 81... Decrease gain map calculation section 82... Decrease amount map calculation section 84...Lower limit guard processing unit 502...Vehicle power supply SK...Steering mechanism TK...Steering mechanism
Claims (5)
前記モータのモータトルクを制御するための制御量の目標となる目標制御量を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
車両電源がオフからオンへ切り替えられる際、前記目標制御量を前記モータが発生させるモータトルクが小さくなる側にずらすように補償するオフセット補償演算部を含み、
前記オフセット補償演算部は、
前記車両電源がオフからオンへ切り替えられる際、当該切り替え後最初の周期において前記転舵輪を転舵させなければいけない分に対応する制御量を、前記補償を通じてずらす量であるオフセット量として取得するオフセット量取得処理部と、
前記オフセット量取得処理部が取得した前記オフセット量が徐々に小さくなるように前記目標制御量を変化させるオフセット量徐変処理部と、を有することを特徴とする操舵制御装置。 The object to be controlled is a steering device including a steering mechanism having a motor that generates a motor torque that is a power for moving a steering shaft to steer steering wheels of a vehicle,
comprising a control unit that controls a target control amount that is a target of the control amount for controlling the motor torque of the motor;
The control unit includes:
an offset compensation calculation unit that compensates for shifting the target control amount to a side where motor torque generated by the motor becomes smaller when the vehicle power source is switched from off to on;
The offset compensation calculation unit includes:
When the vehicle power source is switched from off to on, an offset is acquired as an offset amount that is an amount of shift through the compensation, which corresponds to the amount by which the steered wheels have to be steered in the first cycle after the switch. A quantity acquisition processing unit;
A steering control device comprising: an offset amount gradual change processing section that changes the target control amount so that the offset amount acquired by the offset amount acquisition processing section gradually becomes smaller.
前記目標制御量は、前記ステアリングシャフトの回転角度である操舵角との位置関係が所定の対応関係を満たす前記転舵輪の転舵角度である転舵角との間に相関関係を有する転舵相関角の値として演算される目標角度であり、
前記オフセット量取得処理部は、前記車両電源がオフからオンへの切り替え後最初の周期において前記操舵角に基づき前記所定の対応関係を満たすように得られる前記転舵相関角の値と、実際の前記転舵角に基づき得られる前記転舵相関角の値との差分である起動時ずれ量を、前記オフセット量として取得する請求項1に記載の操舵制御装置。 further comprising a steering shaft having a separate power transmission path from the steered wheels and rotating in conjunction with operation of the steering wheel;
The target control amount is a steering correlation that has a correlation with a steering angle that is a steering angle of the steered wheels whose positional relationship with a steering angle that is a rotation angle of the steering shaft satisfies a predetermined correspondence relationship. is the target angle calculated as an angle value,
The offset amount acquisition processing unit is configured to calculate a value of the steering correlation angle obtained so as to satisfy the predetermined correspondence relationship based on the steering angle in the first cycle after the vehicle power source is switched from off to on, and an actual value of the steering correlation angle. The steering control device according to claim 1, wherein a start-up deviation amount, which is a difference from a value of the steering correlation angle obtained based on the steering angle, is acquired as the offset amount.
The offset amount gradual change processing section includes a lower limit guard for reducing the offset amount by at least a minimum amount, regardless of the running state of the vehicle and the steering state of the steering mechanism, when the offset amount exists. The steering control device according to claim 4, further comprising a processing section.
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