CN111278714B - 转向操纵控制装置 - Google Patents

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Abstract

驾驶辅助控制装置(100)对转向操纵控制装置(50)输出驾驶辅助指令值(As*)作为表示基于车载传感器(101)的检测结果而生成的目标进路的信息。这样的驾驶辅助指令值(As*)基于驾驶辅助控制装置(100)的规格,作为转矩成分、角度成分而被输出。与此相对地,作为由辅助指令值输入处理部(54a)执行的辅助指令值输入处理,微机(51)执行将从转向操纵控制装置(50)的外部输入的驾驶辅助指令值(As*)作为辅助指令值运算部(M54)中的向角度控制处理的输入或者针对转矩控制处理的输入的处理。

Description

转向操纵控制装置
技术领域
本发明涉及转向操纵控制装置。
背景技术
例如,在下述专利文献1中记载有如下转向操纵控制装置:基于驾驶员的转向操纵转矩,执行通过马达而生成对转向操纵进行辅助的辅助转矩的控制。
专利文献1:日本特开2004-203089号公报
然而,近年正研究扩展转向操纵控制装置的功能,构建ADAS (Advanced DriverAssistance System:高级驾驶辅助***)等对驾驶员的驾驶进行辅助的驾驶辅助装置。但是,在上述转向操纵控制装置的情况下,例如在作为用于对驾驶进行辅助的驾驶辅助指令值而从外部给予转向角的修正量时,难以应对这种情况等、难以根据驾驶辅助指令值为何量而将转向操纵控制装置的功能向驾驶辅助装置扩展。
发明内容
1.一种转向操纵控制装置,所述转向操纵控制装置具备执行如下处理的处理电路:为了使转向操纵机构执行动作以使得车辆的转向轮转向,基于来自外部的输入而控制马达的驱动,所述马达是对所述转向操纵机构赋予的力的产生源,在所述输入包含:由驾驶员输入的转向操纵转矩、和用于辅助驾驶员的驾驶的驾驶辅助指令值,所述处理电路执行转矩控制处理、转向角控制处理、以及辅助指令值输入处理,在所述辅助指令值输入处理中,将所述驾驶辅助指令值作为向所述转向角控制处理的输入或者向所述转矩控制处理的输入,所述转矩控制处理包括:转矩反馈控制处理,运算与操作量对应的反馈转矩成分,所述操作量用于将所述转向操纵转矩反馈控制为与应由驾驶员输入的所述转向操纵转矩的目标值对应的转矩指令值;以及转矩指令值运算处理,基于所述反馈转矩成分与所述转向操纵转矩之和来运算所述转矩指令值,在所述转矩控制处理中,将与所述反馈转矩成分对应的值作为向所述转向角控制处理的输入而输出,所述转向角控制处理包括:角度指令值运算处理,基于向所述转向角控制处理的所述输入,运算角度指令值,所述角度指令值与能换算为所述转向轮的转向角的旋转轴的旋转角度的目标值对应;角度反馈控制处理,计算用于将所述旋转角度反馈控制为所述角度指令值的操作量;以及控制信号生成处理,基于通过所述角度反馈控制处理计算出的所述操作量,生成所述马达的驱动所需的马达控制信号。
根据上述结构,基于转向角控制处理以及转矩控制处理双方而生成马达控制信号,因此通过将驾驶辅助指令值作为针对转向角控制处理的输入或者针对转矩控制处理的输入,从而不论驾驶辅助指令值是角度的修正量和转矩的修正量中的哪一个,都能够将转向操纵控制装置的功能向驾驶辅助装置扩展。
2.根据上述1所述的转向操纵控制装置,所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值作为通过所述转矩控制处理进行处理的转矩的修正量的处理。
3.根据上述2所述的转向操纵控制装置,所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的转矩的指令值,所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值与向所述转向角控制处理的所述输入相加的处理。
在上述结构中,通过作为转矩的指令值的驾驶辅助指令值来修正向转向角控制处理的输入,因此在转向角控制处理中,基于通过驾驶辅助指令值对基于转矩控制处理的反馈成分对应的值进行增加修正而得到的量来控制旋转角度。由此,与不进行基于驾驶辅助指令值的增加修正的情况相比,变更旋转角度的控制,进而变更车辆的行驶方向。
4.根据上述2所述的转向操纵控制装置,所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的转矩的指令值,所述辅助指令值输入处理包括将所述驾驶辅助指令值与向所述转矩指令值运算处理的输入相加的处理。
5.根据上述2所述的转向操纵控制装置,所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值与作为向所述转矩反馈控制处理的输入的所述转矩指令值相加的处理。
在上述结构中,转向操纵转矩被反馈控制为转矩指令值,因此在转矩指令值不同的情况下,反馈转矩成分也不同。因此,通过将转矩指令值与驾驶辅助指令值相加,从而与不相加的情况相比,能够变更驾驶员的转向操纵感、或变更行驶方向。
6.根据上述2所述的转向操纵控制装置,所述辅助指令值输入处理是从作为向所述转矩反馈控制处理的输入参数的所述转向操纵转矩中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
在上述结构中,转向操纵转矩被反馈控制为转矩指令值,因此在作为向反馈控制的输入参数的转向操纵转矩与实际的转向操纵转矩不同的情况下,与非不同的情况相比,反馈转矩成分不同。因此,通过从作为上述输入参数的转向操纵转矩减去驾驶辅助指令值,从而与不减去的情况相比,能够变更驾驶员的转向操纵感或变更行驶方向。
7.根据上述1所述的转向操纵控制装置,所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值作为通过所述转向角控制处理进行处理的角度的修正量的处理。
8.根据上述7所述的转向操纵控制装置,所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,所述辅助指令值输入处理是在作为向所述角度反馈控制处理的输入的来自所述角度指令值运算处理的输出中加上所述驾驶辅助指令值的处理。
9.根据上述7所述的转向操纵控制装置,所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,所述辅助指令值输入处理是从作为向所述角度反馈控制处理的输入参数的所述旋转角度中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
在上述结构中,在从作为向角度反馈控制处理的输入参数的旋转角度中减去驾驶辅助指令值的情况下,通过角度反馈控制处理,将旋转角度控制为相对于角度指令值偏离与驾驶辅助指令值对应的量的角度。因此,在上述结构中,能够通过驾驶辅助指令值来变更行驶方向。
10.根据上述7所述的转向操纵控制装置,所述角度指令值运算处理包括:弹性特性控制运算处理,基于所述角度指令值来计算弹性成分,所述弹性成分是与所述马达使所述转向轮转向的力相抵抗的量,且该弹性成分的绝对值在所述角度指令值的绝对值较大的情况下比所述角度指令值的绝对值较小的情况大;以及基于从向所述转向角控制处理的所述输入减去所述弹性成分而得的值来运算所述角度指令值的处理,所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,所述辅助指令值输入处理是从作为向所述弹性特性控制运算处理的输入参数的所述角度指令值中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
在上述结构中,根据弹性成分来运算角度指令值,因此在从作为弹性特性控制运算处理的输入参数的角度指令值中减去驾驶辅助指令值的情况下,基于弹性成分而计算的角度指令值与不减去的情况不同。因此,在上述结构中,通过从作为向弹性特性控制运算处理的输入参数的角度指令值减去驾驶辅助指令值,从而与不减去的情况相比,能够变更车辆的行驶方向。
根据本发明,能够将转向操纵控制装置的功能向驾驶辅助装置扩展。
附图说明
图1是针对电动助力转向装置表示其概要的图。
图2是针对该电动助力转向装置表示其电结构和其转向操纵控制装置中的微机的功能的框图。
图3是针对该微机表示其辅助指令值运算部的角度指令值运算部的功能的框图。
图4是针对该角度指令值运算部表示其粘性控制运算部的功能的框图。
图5是针对该粘性控制运算部对其返回用补偿成分运算部的操作状态判定部的判定方法进行说明的图。
图6是针对该转向操纵控制装置表示将其功能向对驾驶员的驾驶进行辅助的驾驶辅助装置扩展时的微机的功能的框图。
图7的(a)~(d)是表示扩展至该驾驶辅助装置时的具体化的例子的框图。
图8的(a)~(d)是表示扩展至该驾驶辅助装置时的具体化的例子的框图。
具体实施方式
以下,对转向操纵控制装置的一实施方式进行说明。
如图1所示,电动助力转向装置1具备基于驾驶员的方向盘10的操作使转向轮15转向的转向操纵机构2、以及对驾驶员的转向操作进行辅助的辅助机构3。
转向操纵机构2具备方向盘10和与方向盘10固定的转向轴11。转向轴11具有:与方向盘10连结的柱轴11a;与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b;以及与中间轴11b的下端部连结的小齿轮轴11c。小齿轮轴 11c的下端部经由齿条小齿轮机构13与作为转向轴的齿条轴12连结。此外,齿条轴12支承于齿条壳体16。在齿条轴12的两端经由拉杆14而连结有左右的转向轮15。因此,方向盘10、即转向轴11的旋转运动经过由小齿轮轴11c以及齿条轴12构成的齿条小齿轮机构13而转换为齿条轴12 的轴向(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由分别连结于齿条轴12的两端的拉杆14而分别传递至转向轮15,从而转向轮15 的转向角θt发生变化。
在齿条轴12的周围,作为构成辅助机构3的要素,设置有对转向操纵机构2赋予的动力(辅助力)的产生源亦即马达40。例如,马达40是基于三相(U、V、W)的驱动电力而旋转的三相无刷马达。马达40相对于齿条壳体16从其外部安装于该齿条壳体16。另外,在齿条壳体16的内部,作为构成辅助机构3的要素,设置有一体地安装于齿条轴12的周围的滚珠丝杠机构20、和将马达40的输出轴40a的旋转力向滚珠丝杠机构20传递的带式减速机构30。马达40的输出轴40a的旋转力经由带式减速机构30以及滚珠丝杠机构20而转换为使齿条轴12在轴向上进行往复直线运动的力。对该齿条轴12赋予的轴向的力成为动力(辅助力),使转向轮15的转向角θt产生变化。
如图1所示,在马达40连接有对该马达40的驱动进行控制的转向操纵控制装置50。转向操纵控制装置50基于各种传感器的检测结果,控制作为马达40的控制量的电流的供给,从而控制马达40的驱动。作为各种传感器,例如存在转矩传感器60、旋转角传感器61、以及车速传感器62。转矩传感器60设置于小齿轮轴11c。旋转角传感器61设置于马达40。转矩传感器60对因驾驶员的转向的操作而在转向轴11伴随变化产生的操作状态量亦即转向操纵转矩Trq进行检测。旋转角传感器61检测马达40的输出轴40a的旋转角度θm。车速传感器62检测作为车辆的行驶速度的车速值V。
接下来,对电动助力转向装置1的电结构进行说明。
如图2所示,转向操纵控制装置50具有:生成马达40的驱动所需的马达控制信号S_m的微机(微型计算机)51;和基于该马达控制信号S_m 向马达40供给电流的驱动电路52。微机51获取转矩传感器60、旋转角传感器61、车速传感器62的检测结果、由设置在驱动电路52与马达40 之间的供电路径的电流传感器53检测出的马达40的实际电流I。而且,微机51生成马达控制信号S_m,将其作为PWM信号而对驱动电路52输出。
接下来,对微机51的功能进行详细的说明。微机51分别具备未图示的中央处理装置(CPU(Central Processing Unit))以及存储器,CPU执行存储于存储器的程序,从而控制马达40的驱动。
微机51具有辅助指令值运算部54、控制信号生成部55、以及小齿轮角运算部56。向辅助指令值运算部54分别输入车速值V、转向操纵转矩 Trq、以及小齿轮角θp。在本实施方式中,小齿轮角θp是能够换算成转向轮15的转向角θt的旋转角度,通过小齿轮角运算部56基于旋转角度θm 作为小齿轮轴11c上的比转矩传感器60靠转向轮15侧的部位的旋转角度来运算(生成)。小齿轮角运算部56通过将根据带式减速机构30的减速比和滚珠丝杠机构20的导程而决定的换算系数乘以旋转角度θm来得到小齿轮角θp。
而且,辅助指令值运算部54基于车速值V、转向操纵转矩Trq、以及小齿轮角θp,运算与应由马达40产生的辅助力对应的电流量的目标值亦即辅助指令值Ta*。
向控制信号生成部55分别输入由辅助指令值运算部54运算出的辅助指令值Ta*、旋转角度θm、以及实际电流I。控制信号生成部55基于旋转角度θm以及实际电流I,执行用于使该实际电流I跟随辅助指令值Ta *的电流反馈控制从而生成马达控制信号S_m,并作为PWM信号对驱动电路52输出。
这里,对辅助指令值运算部54的功能进一步详细地进行说明。
如图2所示,辅助指令值运算部54具有运算(生成)基本辅助成分 Tb*的基本辅助成分运算部70。另外,辅助指令值运算部54具有:运算 (生成)角度指令值θp*的角度指令值运算部71;运算(生成)辅助指令值Ta*的角度反馈控制部(以下,称为“角度F/B控制部”)72;以及运算(生成)摩擦成分Tf*的摩擦补偿控制部73。
向基本辅助成分运算部70分别输入车速值V、转向操纵转矩Trq、以及摩擦成分Tf*。基本辅助成分运算部70具有:转矩指令值运算部74,发挥用于基于车速值V、转向操纵转矩Trq、以及摩擦成分Tf*而运算并生成辅助指令值Ta*的基础成分亦即基本辅助成分Tb*的功能;和转矩反馈控制部(以下,称为“转矩F/B控制部”)75。
具体而言,向转矩指令值运算部74分别输入基于转向操纵转矩Trq 而运算的驱动转矩Tc、车速值V。转矩指令值运算部74基于驱动转矩Tc 以及车速值V,运算并生成应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的目标值亦即转矩指令值Th*。在本实施方式中,驱动转矩Tc是输入至转向操纵机构2(转向轴11、齿条轴12)的转矩的合计,通过加法处理部76作为转向操纵转矩Trq以及基本辅助成分Tb*的加法值而得到(Tc=Trq+Tb *)。此外,转矩指令值运算部74运算如下转矩指令值Th*:驱动转矩 Tc的绝对值越大、车速值V越小,则成为越大的绝对值。通过加法处理部77加上由摩擦补偿控制部73生成的摩擦成分Tf*来补偿该转矩指令值 Th*。
摩擦补偿控制部73基于车速值V以及小齿轮角θp来运算并生成摩擦成分Tf*,该摩擦成分Tf*是相对于向转向操纵机构2输入的转矩的摩擦(反作用力)。此外,在方向盘10的打轮时,摩擦补偿控制部73运算小齿轮角θp的绝对值越大则成为越大的绝对值的摩擦成分Tf*,并且以使摩擦成分Tf*相对于小齿轮角θp的变化率的绝对值变小的方式运算摩擦成分Tf*。另外,在方向盘10的回轮时,摩擦补偿控制部73运算与小齿轮角θp的绝对值成比例地变为较大的绝对值的摩擦成分Tf*。而且,摩擦补偿控制部73判断转向操纵方向的变化、是上述打轮的状况还是上述回轮的状况,为了对驾驶员给予顺滑的转向操纵感,基于施加具有适于驾驶员的转向操纵的滞后特性的转向操纵反作用力的观点而运算摩擦成分Tf*。另外,摩擦补偿控制部73运算如下摩擦成分Tf*:车速值V越大则成为越小的绝对值。
通过摩擦补偿控制部73的处理而生成的摩擦成分Tf*在加法处理部 77中被进行加法运算,从而作为应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的成分而反映于转矩指令值Th*。
向转矩F/B控制部75输入转矩偏差ΔTrq,该转矩偏差ΔTrq是基于通过摩擦成分Tf*补偿后的转矩指令值Th*而运算的。转矩F/B控制部 75基于转矩偏差ΔTrq而运算并生成基本辅助成分Tb*。在本实施方式中,转矩偏差ΔTrq是转向操纵转矩Trq相对于转矩指令值Th*的偏差,并且作为通过减法处理部78从转矩指令值Th*减去转向操纵转矩Trq而成的减法运算值来得到(ΔTrq=Th*-Trq)。而且,转矩F/B控制部75基于转矩偏差ΔTrq,执行用于使转向操纵转矩Trq跟随转矩指令值Th*的转矩反馈控制从而运算并生成基本辅助成分Tb*。
向角度指令值运算部71,与由基本辅助成分运算部70生成的基本辅助成分Tb*一同地,分别输入车速值V、转向操纵转矩Trq、以及小齿轮角θp。角度指令值运算部71具有目标模型运算部80,该目标模型运算部 80发挥用于基于基本辅助成分Tb*、车速值V、转向操纵转矩Trq、以及小齿轮角θp而运算并生成小齿轮角θp的目标值亦即角度指令值θp*的功能。
具体而言,如图3所示,向目标模型运算部80输入通过加法处理部 81将基本辅助成分Tb*和转向操纵转矩Trq相加而得的驱动转矩Tc (=Trq+Tb*)。驱动转矩Tc被视为向小齿轮轴11c传递的输入转矩。目标模型运算部80基于驱动转矩Tc来运算角度指令值θp*。这里,利用由将驱动转矩Tc与角度指令值θp*建立关系的以下的式(c1)来表现的模型公式。
Tc=K·θp*+C·θp*’+J·θp*”…(c1)
由上述的式(c1)表现的模型是决定伴随方向盘10的旋转而旋转的小齿轮轴11c的输入转矩(驱动转矩)和其旋转角度(小齿轮角)的关系的理想模型。在上述的式(c1)中,粘性系数C是对电动助力转向装置的摩擦等建模所得的系数,惯性系数J是对电动助力转向装置的惯性进行建模所得的系数,弹性系数K是对搭载电动助力转向装置的车辆的悬架、车轮定位等的规格进行建模所得的系数。
在本实施方式中,目标模型运算部80具有与上述的式(c1)的惯性项“J·θp*””对应的惯性控制运算部82、与上述的式(c1)的粘性项“C·θp *’”对应的粘性控制运算部83、以及与上述的式(c1)的弹性项“K·θp *”对应的弹性特性控制运算部84。而且,在目标模型运算部80中,运算并生成通过减法处理部85从驱动转矩Tc减去由粘性控制运算部83生成的粘性成分Tvi*以及由弹性特性控制运算部84生成的弹性成分Tsp*而得的惯性项,并将其输入至惯性控制运算部82。惯性控制运算部82运算并生成将惯性项除以与车速值V对应地设定的惯性系数J从而得到的角加速度指令值αp*(角度指令值θp*的二阶时间微分值(θp”))。
另外,目标模型运算部80运算并生成通过积分处理部86对由惯性控制运算部82生成的角加速度指令值αp*进行积分从而得到的角速度指令值ωp*(角度指令值θp*的一阶时间微分值(θp’))。另外,目标模型运算部80运算并生成通过积分处理部87对由积分处理部86生成的角速度指令值ωp*进行积分从而得到的角度指令值θp*。
向粘性控制运算部83,与由目标模型运算部80生成的角速度指令值ωp*以及角度指令值θp*一同地,分别输入车速值V以及转向操纵转矩 Trq。粘性控制运算部83运算并生成粘性成分Tvi*,该粘性成分Tvi*包括:将角速度指令值ωp*乘以与车速值V对应地设定的粘性系数C从而得到的基本粘性成分Tvib*;和作为补偿该基本粘性成分Tvib*以便最优化车辆、转向操纵机构2的状态的补偿成分的阻尼补偿成分Td*。阻尼补偿成分Td*是用于进行补偿以便抑制作为方向盘10的旋转角度的转向操纵角θs(图1所示)的突然变化(小幅振动)的补偿成分。在后面对粘性成分Tvi*的运算的详情进行详细的说明。
向弹性特性控制运算部84,与由目标模型运算部80生成的角度指令值θp*一同地,分别输入车速值V以及小齿轮角θp。弹性特性控制运算部84运算并生成将角度指令值θp*乘以与车速值V以及小齿轮角θp对应地设定的弹性系数K从而得到的弹性成分Tsp*。弹性成分Tsp*构成为根据小齿轮角θp而变更弹性系数K与车速值V的关系,以便使驾驶员输入相对于转向角θt的使转向轮15转向所需的转矩。此外,弹性成分Tsp *具有如下趋势:在角度指令值θp*的绝对值较大的情况下,与较小的情况相比,弹性成分Tsp*的绝对值变大。
回到图2的说明,向角度F/B控制部72,与由角度指令值运算部71 生成的角度指令值θp*一同地分别被输入小齿轮角θp。角度F/B控制部 72基于角度偏差Δθp运算并生成辅助指令值Ta*。在本实施方式中,角度偏差Δθp是小齿轮角θp相对于角度指令值θp*的偏差,作为从角度指令值θp*减去小齿轮角θp而成的减法运算值来得到(Δθp=θp*-θp)。而且,角度F/B控制部72基于角度偏差Δθp,执行角度反馈控制以便使小齿轮角θp跟随角度指令值θp*,从而运算并生成辅助指令值Ta*。由角度F/B控制部72生成的辅助指令值Ta*被输入至控制信号生成部55。
这样构成的微机51在控制马达40的驱动的期间,以规定周期反复生成基本辅助成分Tb*,以便通过基本辅助成分运算部70的处理能够使驾驶员输入与驱动转矩Tc对应的适当的转向操纵转矩Trq。另外,微机51 在控制马达40的驱动的期间,以通过角度指令值运算部71的处理基于基本辅助成分Tb*而变化的方式,以规定周期反复生成角度指令值θp*。而且,微机51以规定周期为单位反复执行用于赋予如下辅助力的处理:将应由驾驶员通过角度F/B控制部72的处理而输入的转向操纵转矩Trq 维持于与驱动转矩Tc对应的适当的转向操纵转矩。
即,微机51构成为通过基本辅助成分运算部70的处理,决定应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的特性亦即电动助力转向装置1的静态特性。另外,微机51构成为通过角度指令值运算部71以及角度F/B控制部 72的处理,决定电动助力转向装置1(车辆)的动态特性(动作的行为),该动态特性是以将应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq维持为适当的转向操纵转矩的方式执行动作的转向轮15的转向角θt的特性。即,微机51 构成为能够针对电动助力转向装置1各自独立地调整静态特性和动态特性。
这里,对粘性控制运算部83的功能进行更加详细的说明。
如图4所示,粘性控制运算部83具有粘性系数乘法部90、阻尼补偿成分运算部91、以及返回用补偿成分运算部92,它们发挥如下功能:基于角速度指令值ωp*、角度指令值θp*、车速值V、以及转向操纵转矩 Trq,运算并生成粘性成分Tvi*。
向粘性系数乘法部90分别输入车速值V以及角速度指令值ωp*。粘性系数乘法部90将角速度指令值ωp*乘以与车速值V对应地设定的粘性系数C,从而运算并生成基本粘性成分Tvib*。
向阻尼补偿成分运算部91分别输入车速值V以及角速度指令值ωp *。角度指令值θp*与作为方向盘10(转向轴11)的旋转角度的转向操纵角θs存在相关性,能够换算成该转向操纵角θs。即,角速度指令值ωp *与作为方向盘10的转向操纵角θs的变化量的转向操纵速度ωs存在相关性,能够计算该转向操纵速度ωs。阻尼补偿成分运算部91基于车速值 V以及角速度指令值ωp*,运算并生成阻尼补偿成分Td*。此外,阻尼补偿成分运算部91根据角速度指令值ωp*的绝对值,运算相对于此时的车速值V决定的阻尼补偿成分Td*。通过阻尼补偿成分运算部91的处理而生成的阻尼补偿成分Td*在加法处理部93中与基本粘性成分Tvib*相加,从而作为与此时的角速度指令值ωp*的产生方向相反的方向的成分而反映于粘性成分Tvi*。
向返回用补偿成分运算部92,除了车速值V以及角速度指令值ωp*之外,还分别输入转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*。返回用补偿成分运算部92基于车速值V、角速度指令值ωp*、转向操纵转矩Trq、以及角度指令值θp*,相对于阻尼补偿成分Td*独立地运算并生成用于补偿基本粘性成分Tvib*以便抑制由阻尼补偿成分运算部91生成的阻尼补偿成分Td*的影响的返回用补偿成分Tr*。
在本实施方式中,阻尼补偿成分Td*的效果在如下状况下也起作用:在对方向盘10进行打轮后,通过自回正转矩的作用而使得方向盘10返回至中立位置,而无需驾驶员的回轮的操作。在该情况下,阻尼补偿成分 Td*的效果以抑制方向盘10返回中立位置时的转向操纵角θs的突然变化的方式发挥作用,结果是会阻碍自回正转矩。即,存在方向盘10向中立位置返回的速度变慢的可能性。因此,在本实施方式中,在方向盘10向中立位置返回的状况下,为了抑制由阻尼补偿成分运算部91生成的阻尼补偿成分Td*的影响,将返回用补偿成分Tr*与阻尼补偿成分Td*一同反映于角度指令值θp*。
具体而言,如图4所示,返回用补偿成分运算部92具有基本补偿成分运算部94,该基本补偿成分运算部94基于车速值V以及角速度指令值ωp*,运算(生成)作为返回用补偿成分Tr*的基础成分的基本返回用补偿成分Trb*。基本补偿成分运算部94根据角速度指令值ωp*的绝对值,运算相对于此时的车速值V决定的基本返回用补偿成分Trb*。基本返回用补偿成分Trb*作为与基于此时的车速值V以及角速度指令值ωp *而生成的阻尼补偿成分Td*相反的方向的成分来运算。在本实施方式中,基本返回用补偿成分Trb*是构成为将基于此时的车速值V以及角速度指令值ωp*而生成的阻尼补偿成分Td*相抵消且绝对值为相同值的成分。
另外,返回用补偿成分运算部92具有操作状态判定部95,该操作状态判定部95基于车速值V、转向操纵转矩Trq、以及角度指令值θp*,判定是否是如下状况:在对方向盘10进行打轮后,方向盘10未借助驾驶员的回轮的操作地向中立位置返回。操作状态判定部95通过与以使转向轮15转向的方式执行方向盘10的回轮的操作所需的力进行比较,来判定转向操纵转矩Trq是否较小,从而判定是否是方向盘10将向中立位置返回的状况。在车辆中,能够基于车速值V以及角度指令值θp*(小齿轮角θp),凭经验求出对方向盘10进行打轮以及回***作所需的力。
例如,如图5所示,在方向盘10向规定方向旋转的情况下设为正,在向相对于该规定方向相反的方向旋转的情况下设为负,关于对方向盘 10进行操作所需的力,能够得到与角度指令值θp*(小齿轮角θp)对应的特性。具体而言,如该图所示,对于对方向盘10进行操作所需的力的特性而言,关于该力的绝对值,与上述打轮(图中,实线箭头)的状况相比,在上述回轮(图中,空心箭头)的状况下成为较小的值。另外,对于对方向盘10进行操作所需的力的特性而言,关于该力的绝对值,在从方向盘10的中立位置亦即“0(零值)”到最大角度θend(+)、(-)的期间,在上述打轮(图中,实线箭头)的状况下处于增加趋势,在上述回轮(图中,空心箭头)的状况下处于减少趋势。
在该图中,在进入由阴影线表示的区域从而使得转向操纵转矩Trq(绝对值)低于对方向盘10进行回***作所需的力的情况下,能够判断出处于方向盘10向中立位置返回的状况。特别是在该情况下,在转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*的符号一致的范围内,能够判断出处于方向盘 10将借助自回正转矩向中立位置返回的状况。此外,在转向操纵转矩Trq 以及角度指令值θp*的符号不同的范围,能够判断出自回正转矩较弱或不起作用,或者若在车辆的行驶中则能判断出处于基本地进行驾驶员的操作的状况。
在本实施方式中,作为对方向盘10进行操作所需的力的特性,设想如下特性:关于该力的绝对值,相对于车速值V1的情况(图5中,实线),在车速值V2的情况下(图5中,如点划线的箭头所示),上述打轮的状况与上述回轮的状况之差变小。另外,作为对方向盘10进行操作所需的力的特性,设想如下特性:关于该力的绝对值,相对于车速值V1的情况(图 5中,实线),在车速值V3的情况下(图5中,如双点划线的箭头所示),上述打轮以及上述回轮的状况下的增加以及减少趋势的梯度变大。
操作状态判定部95在转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*的符号一致的范围内,在转向操纵转矩Trq(绝对值)小于对方向盘10进行回***作所需的力的情况下,判定出处于方向盘10将向中立位置返回的情况。在该情况下,操作状态判定部95运算并设定“1”作为返回用补偿增益 Gr。另外,操作状态判定部95在转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*的符号一致的范围内,在转向操纵转矩Trq(绝对值)不小于对方向盘10 进行回***作所需的力的情况下,判定为处于正执行驾驶员的操作的状况 (不处于方向盘10向中立位置返回的状况)。在该情况下,操作状态判定部95运算并设定“0(零值)”作为返回用补偿增益Gr。此外,操作状态判定部95在转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*的符号不同的范围内,与转向操纵转矩Trq无关地,运算并设定“0(零值)”作为返回用补偿增益Gr。
另外,返回用补偿成分运算部92具有乘法处理部96,该乘法处理部 96运算(生成)返回用补偿成分Tr*,该返回用补偿成分Tr*是将通过基本补偿成分运算部94的处理生成的基本返回用补偿成分Trb*乘以通过操作状态判定部95的处理设定的返回用补偿增益Gr而得的。
而且,返回用补偿成分运算部92以处于方向盘10将向中立位置返回的状况为条件,生成基本返回用补偿成分Trb*作为以抑制阻尼补偿成分 Td*的影响的方式发挥功能的返回用补偿成分Tr*。另外,返回用补偿成分运算部92以不处于方向盘10将向中立位置返回的状况为条件,与基本返回用补偿成分Trb*无关地,生成零值作为以不抑制阻尼补偿成分Td *的影响的方式发挥功能的返回用补偿成分Tr*。通过返回用补偿成分运算部92的处理生成的返回用补偿成分Tr*在加法处理部93中与基本粘性成分Tvib*相加,从而作为与阻尼补偿成分Td*相反的方向的成分而反映于粘性成分Tvi*。
这样构成的微机51在控制马达40的驱动的期间,在返回用补偿成分运算部92中,基于车速值V、角速度指令值ωp*、转向操纵转矩Trq、以及角度指令值θp*,以规定周期反复生成返回用补偿成分Tr*。即,微机51在控制马达40的驱动的期间,以抑制转向操纵角θs的突然变化的方式进行补偿,在方向盘10将向中立位置返回的状况下,以规定周期反复执行用于抑制阻尼补偿成分Td*的影响的处理。
以下,本实施方式的作用以及效果进行说明。
(1)根据本实施方式,通过执行使应由驾驶员输入的转向操纵转矩 Trq跟随基于向转向操纵机构2输入的驱动转矩Tc而运算的转矩指令值 Th*的转矩反馈控制,从而运算基本辅助成分Tb*。这样运算的基本辅助成分Tb*用于对角度指令值θp*进行运算,以使角度指令值θp*变化并基于该变化使辅助力变化的方式发挥功能。由此,基本辅助成分Tb*作为以将应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq维持于与驱动转矩Tc对应的适当的转向操纵转矩Trq的方式发挥作用的辅助力,而被赋予至转向操纵机构2。即,在使应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq、和相对于该转向操纵转矩Trq的电动助力转向装置1(车辆)的输出亦即转向轮15的转向角θt(小齿轮角θp)的关系所表示的转向操纵特性最佳化的情况下,通过基本辅助成分运算部70的转矩指令值运算部74的调整来调整基本辅助成分Tb*即可。因此,对于最佳的转向操纵特性的调整来说,只要调整基本辅助成分Tb*即可,与需要在其他成分之间相互进行调整的情况相比,能够容易进行调整。
(2)这里,在实际的车辆中,伴随方向盘10的旋转而旋转的小齿轮轴11c的输入转矩(驱动转矩)与其旋转角度(小齿轮角)的关系有可能根据车辆、该车辆的转向操纵机构2的状态而变化。即,在基于实际的状态来运算角度指令值θp*的情况下,容易受到作用于车辆、该车辆的转向操纵机构2的外部干扰的影响。
关于这一点,在本实施方式中,对于角度指令值运算部71而言,目标模型运算部80基于表现理想模型的上述的式(c1),运算角度指令值θp *,因此能够以即使在车辆、该车辆的转向操纵机构2作用有外部干扰也抑制其影响的方式运算角度指令值θp*。由此,对于转向操纵控制装置 50而言,不易受到作用于车辆、该车辆的转向操纵机构2的外部干扰的影响,能够提高相对于该外部干扰的鲁棒性。因此,能够抑制转向操纵特性的变动,能够提高最佳化的转向操纵特性的再现性。
(3)在本实施方式中,角度指令值运算部71具有对各补偿成分Td *、Tr*进行运算的各补偿成分运算部91、92,上述各补偿成分Td*、 Tr*进行补偿,以便将辅助指令值Ta*优化到车辆、该车辆的转向操纵机构2的状态。由此,针对补偿与车辆、该车辆的转向操纵机构2的动作(行为)有关的动态特性的补偿成分亦即各补偿成分Td*、Tr*,能够构成为通过考虑上述的式(c1)而运算角度指令值θp*的角度指令值运算部 71来一同运算。即,在使动态特性最佳化的情况下,只要通过角度指令值运算部71的调整来调整各补偿成分Td*、Tr*即可。因此,关于最佳的动态特性的调整,只要调整角度指令值运算部71的各补偿成分Td*、 Tr*即可,与需要在其他成分之间相互进行调整的情况相比,能够容易进行调整。
(4)另外,根据本实施方式,在不借助驾驶员的回轮的操作而使方向盘10向中立位置返回的状况下,使返回用补偿成分Tr*与阻尼补偿成分Td*一同反映于角度指令值θp*,从而抑制阻尼补偿成分Td*的影响。由此,对于阻尼补偿成分Td*的效果而言,与对方向盘10进行打轮还是回轮无关地,在驾驶员有意地对方向盘10进行操作的状况下发挥作用,在方向盘10向中立位置返回的状况下不发挥作用。即,即使在方向盘10 向中立位置返回的状况下,也抑制因阻尼补偿成分Td*的影响而产生的自回正转矩的阻碍,从而抑制方向盘10向中立位置返回的速度变慢。在该情况下,能够分别独立地设定转向操纵感的提高、和方向盘10向中立位置返回的速度的调整,从而既能够提高转向操纵感,又能够调整方向盘 10向中立位置返回的速度。
(5)这里,方向盘10向中立位置返回的状况能够与驾驶员是否把持方向盘10无关地存在。例如,如果驾驶员把持方向盘10但其保持力足够小,也能够判断为处于无需借助驾驶员的回轮的操作地使方向盘10向中立位置返回的状况。
因此,在本实施方式中,微机51基于转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*,判定是否处于方向盘10向中立位置返回的状况。即,在方向盘10向中立位置返回的状况下,即使驾驶员把持方向盘10,也抑制因阻尼补偿成分Td*的影响而产生的自回正转矩的阻碍,能够抑制方向盘10 向中立位置返回的速度变慢。由此,能够适当地应用返回用补偿成分Tr*,因此能够适当地应对方向盘10向中立位置返回的速度变慢的情况。
(6)具体而言,在转向操纵转矩Trq小于基于车速值V以及角度指令值θp*而设想的对方向盘10进行回***作所需的力的情况下,微机51 判定为处于方向盘10向中立位置返回的状况。即,即使驾驶员把持了方向盘10,也能够适当地判断为处于方向盘10借助自回正转矩而向中立位置返回的状况。由此,能够更加适当地应对方向盘10向中立位置返回的速度变慢的情况。
(7)在本实施方式中,将摩擦成分Tf*反映于转矩指令值Th*,因此对于基本辅助成分Tb*而言,针对应由驾驶员输入的转向操纵转矩 Trq,作为以对驾驶员给予顺滑的转向操纵感的方式发挥作用的辅助力而被赋予至转向操纵机构2。即,能够管理相对于向转向操纵机构2输入的转矩的摩擦(反作用力),能够使更适当地优化转向操纵特性。
(8)在本实施方式中,微机51构成为能够针对电动助力转向装置1 分别独立地调整静态特性和动态特性。
例如,如图6所示,电动助力转向装置1也可以以构建ADAS (Advanced DriverAssistance System:高级驾驶辅助***)等对驾驶员的驾驶进行辅助的驾驶辅助装置的方式扩展功能。在该情况下,转向操纵控制装置50经由构成车载网络的CAN(Controller AreaNetwork)等通信线路Com与车载的驾驶辅助控制装置100以能够通信的方式连接。驾驶辅助控制装置100例如对转向操纵控制装置50指示驾驶辅助控制,该驾驶辅助控制实现沿着以使车辆维持行驶中的行驶车道而行驶的方式设定的目标进路的车辆的行驶。驾驶辅助控制装置100基于车载照相机、车载雷达等车载传感器101的检测结果亦即车辆信息Cim,运算并生成用于驾驶辅助控制的目标进路(相对于道路的车辆的相对的方向)。
在该结构的情况下,对于驾驶辅助控制装置100而言,作为表示基于车载传感器101的检测结果而生成的目标进路的信息,将驾驶辅助指令值 As*相对于转向操纵控制装置50输出。另外,驾驶辅助控制装置100对转向操纵控制装置50进行驾驶辅助控制,该驾驶辅助控制实现处于车辆的行驶状态的转向操纵感。在该情况下,驾驶辅助控制装置100基于车辆信息Cim,运算并生成用于驾驶辅助控制的转向操纵修正量(用于调整转向操纵感的转向操纵转矩成分)。这样的驾驶辅助指令值As*根据驾驶辅助控制装置100的规格,作为与转向操纵转矩Trq对应的转向操纵转矩成分、与角度指令值θp*对应的角度成分、与辅助指令值Ta*对应的辅助转矩成分等转矩成分、角度成分而输出。与此相对地,微机51基于从转向操纵控制装置50的外部输入的驾驶辅助指令值As*,作为由辅助指令值输入处理部54a进行的辅助指令值输入处理而执行以下的处理。
即,如图7的(a)所示,在本实施方式的微机51中,也可以构成为在从驾驶辅助控制装置100输出用于变更车辆的行驶方向的转矩的指令值亦即驾驶辅助指令值As*的情况下,通过角度指令值运算部71的加法处理部81而加上驾驶辅助指令值As*。这等价于:将作为朝向角度指令值运算部71的输入的由辅助指令值运算部54的转矩F/B控制部75生成的基本辅助成分Tb*加上驾驶辅助指令值As;或将作为朝向角度指令值运算部71的输入的转向操纵转矩Trq加上驾驶辅助指令值As*。这里,驾驶辅助指令值As*是用于供驾驶辅助控制装置100操作轴向力从而对车辆的行驶方向进行变更控制的操作量。但是,这里的轴向力不是实际加到齿条轴12的力,而是换算为施加到转向轴11的转矩的轴向力。
另外,如图7的(b)所示,在本实施方式的微机51中,也可以构成为在从驾驶辅助控制装置100输出用于变更车辆的行驶方向的转矩的指令值亦即驾驶辅助指令值As*的情况下,通过基本辅助成分运算部70的加法处理部76而加上驾驶辅助指令值As*。这意味着将作为朝向转矩指令值运算部74的输入的驱动转矩Tc加上驾驶辅助指令值As*。这里,驾驶辅助指令值As*是用于供驾驶辅助控制装置100假想地操作驾驶员对方向盘10的转矩的输入从而对车辆的行驶方向进行变更控制的操作量。
另外,如图7的(c)所示,在本实施方式的微机51中,在从驾驶辅助控制装置100输出作为转向操纵转矩成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以将由辅助指令值运算部54的转矩指令值运算部74生成的转矩指令值Th*加上驾驶辅助指令值As*的方式,变更加法处理部77即可。这里,驾驶辅助指令值As*例如是为了调整转向操纵感而调整由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的大小的调整量,在该情况下,当目的在于使驾驶员增加转向操纵转矩Trq时为正值。但是,并不限定于此,也可以是用于变更车辆的行驶方向的操作量。
另外,如图7的(d)所示,在本实施方式的微机51中,在从驾驶辅助控制装置100输出作为转向操纵转矩成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以从作为减法处理部78的输入的转向操纵转矩Trq减去驾驶辅助指令值As*的方式追加减法处理部102即可。这里,驾驶辅助指令值As *例如是为了调整转向操纵感而调整由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的大小的调整量,在该情况下,当目的在于使驾驶员增加转向操纵转矩Trq 时为正值。但是,并不限定于此,也可以是用于变更车辆的行驶方向的操作量。
另外,如图8的(a)所示,在本实施方式的微机51中,在从驾驶辅助控制装置100输出作为用于变更车辆的行驶方向的角度成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以将由辅助指令值运算部54的角度指令值运算部71生成的角度指令值θp*加上驾驶辅助指令值As*的方式,追加加法处理部103即可。这里,驾驶辅助指令值As*是转向角(小齿轮角θp) 的修正指令值。当意在将小齿轮角θp向正的方向修正的情况下,驾驶辅助指令值As*为正值。
另外,如图8的(b)所示,在本实施方式的微机51中,也可以构成为在从驾驶辅助控制装置100输出作为用于对车辆的行驶方向进行变更的角度成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以从作为角度F/B控制部 72的输入的小齿轮角θp减去驾驶辅助指令值As*的方式,追加减法处理部104。这里,驾驶辅助指令值As*是转向角(小齿轮角θp)的修正指令值。当意在将小齿轮角θp向正的方向修正的情况下,驾驶辅助指令值As*为正值。
另外,如图8的(c)所示,在本实施方式的微机51中,也可以构成为在从驾驶辅助控制装置100输出作为用于对车辆的行驶方向进行变更的角度成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以从向弹性特性控制运算部84输入的角度指令值θp*减去驾驶辅助指令值As*的方式,追加减法处理部105。这里,驾驶辅助指令值As*是转向角(小齿轮角θp)的修正指令值。当意在将小齿轮角θp向正的方向修正的情况下,驾驶辅助指令值As*为正值。
另外,如图8的(d)所示,在本实施方式的微机51中,在从驾驶辅助控制装置100输出作为辅助指令值成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,以将由辅助指令值运算部54的角度F/B控制部72生成的辅助指令值 Ta*加上驾驶辅助指令值As*的方式,追加加法处理部106即可。这里,驾驶辅助指令值As*是用于变更车辆的行驶方向的转矩的指令值。
因此,在本实施方式的转向操纵控制装置50中,即使在将该功能扩展至驾驶辅助装置时输出上述任一成分的驾驶辅助指令值As*的情况下,也能够抑制针对微机51的功能的结构的变更,能够容易地应对。
另外,上述实施方式的事项与上述“发明内容”栏所记载的事项的对应关系如下。以下,以“发明内容”栏所记载的解决方法的编号为单位,示出对应关系。[1]的处理电路对应于微机51。[3]对应于图7的(a)。 [4]对应于图7的(b)。[5]对应于图7的(c)。[6]对应于图7的(d)。 [8]对应于图8的(a)。[9]对应于图8的(b)。[10]对应于图8的(c)。
此外,上述实施方式也能够通过以下的方式来实施。
·角度指令值运算部71(目标模型运算部80)也可以省略各补偿成分运算部91、92、或省略返回用补偿成分运算部92、或追加对其他的动态特性进行补偿的补偿成分。也可以构成为在省略各补偿成分运算部91、 92的情况下,可以与基本辅助成分Tb*的生成相配合地生成对应的补偿成分。另外,作为其他的补偿成分,例如考虑用于以抑制从路面经由转向轮15向转向轴11传递的反向输入振动的方式进行补偿的转矩微分补偿成分、用于抑制方向盘10的转动开始时的牵制感、转动结束时的流动感的惯性补偿成分等。在转矩微分补偿成分的生成中,使用对转向操纵转矩 Trq进行微分而得的转矩微分值即可。在惯性补偿成分的生成中,使用角加速度指令值αp*即可。
·角度指令值运算部71(目标模型运算部80)也可以代替表现理想模型的上述的式(c1)地,例如将驱动转矩Tc作为输入对角度指令值θp *进行映射运算。
·在弹性特性控制运算部84中,也可以代替小齿轮角θp地,例如检测齿条轴12的实际的轴向力、或作用于车辆的偏航率、横向加速度,从而根据实际的轴向力、偏航率、横向加速度来变更弹性系数K和车速值V 的关系。即,也可以根据车辆的规格、使用环境等,适当地变更相对于转向角θt的使转向轮15转向所需的转矩的特性。
·在目标模型运算部80中,对于惯性控制运算部82、粘性控制运算部83而言,也可以与弹性特性控制运算部84相同地,根据小齿轮角θp 来变更惯性系数J、粘性系数C、与车速值V的关系。在该情况下,也可以与上述相同地,代替小齿轮角θp地,例如采用齿条轴12的实际的轴向力、或作用于车辆的偏航率、横向加速度。
·辅助指令值运算部54在针对应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq,例如欲将车辆、该车辆的转向操纵机构2所具有的机械摩擦(反作用力) 反映于应由驾驶员输入的转向操纵转矩Trq的情况下,也可以省略摩擦补偿控制部73。即,能够根据车辆的规格、使用环境等,或附加或省略或适当变更摩擦补偿控制部73。
·操作状态判定部95也可以构成为,在转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*的符号不同的范围内,在转向操纵转矩Trq(绝对值)小于对方向盘10进行回***作所需的力的情况下,判定为处于方向盘10向中立位置返回的状况。
·操作状态判定部95也可以构成为,在转向操纵转矩Trq与车速值 V以及角度指令值θp*无关地为零值的情况下,判定为处于方向盘10向中立位置返回的状况。即,操作状态判定部95也可以构成为,不使用车速值V以及角度指令值θp*,而基于转向操纵转矩Trq,判定处于方向盘 10向中立位置返回的状况。
·在操作状态判定部95中,也可以构成为在使用角速度指令值ωp*而判定了方向盘10的转向操纵方向是否为朝向中立位置的方向的基础上,基于转向操纵转矩Trq以及角度指令值θp*,判定是否处于方向盘 10向中立位置返回的状况。操作状态判定部95在角速度指令值ωp*以及角度指令值θp*的符号不同的情况下,只要判定方向盘10的转向操纵方向为朝向中立位置的方向即可。
·在操作状态判定部95中,作为以使转向轮15转向的方式对方向盘 10进行回***作所需的力的特性,也可以准备更多的种类作为设想的特性。
·操作状态判定部95也可以根据车速值V、角度指令值θp*的值,在从“0(零值)”到“1”之间阶段性地设定返回用补偿增益Gr的值。作为返回用补偿增益Gr的值,例如设定为在自回正转矩较大的状况下接近“1”,即车速值V、角度指令值θp*越大则越接近“1”。
·返回用补偿成分运算部92只要能够生成返回用补偿成分Tr以便抵消甚至一点阻尼补偿成分Td*即可。例如,基本返回用补偿成分Trb*也可以被设定为绝对值比基于此时的车速值V以及角速度指令值ωp*而生成的阻尼补偿成分Td*小,或被设定为绝对值根据此时的车速值V以及角速度指令值ωp*小于或等于该阻尼补偿成分Td*或可变。在该情况下,基本返回用补偿成分Trb*可以构成为将基于此时的车速值V以及角速度指令值ωp*而生成的阻尼补偿成分Td*相抵消,另一方面返回用补偿增益Gr可以被设定为“1”以下,或根据此时的车速值V以及角速度指令值ωp*而在从“0(零值)”到“1”之间可变。
·返回用补偿成分运算部92也可以构成为运算与阻尼补偿成分Td*相乘的增益。在该情况下,粘性控制运算部83只要在阻尼补偿成分运算部91与加法处理部93之间具有将阻尼补偿成分Td*乘以由返回用补偿成分运算部92生成的增益来运算(生成)补偿后的阻尼补偿成分Td′*的乘法处理部即可。这在阻尼补偿成分运算部91中也是相同的,该阻尼补偿成分运算部91也可以构成为运算与基本粘性成分Tvib*相乘的增益。在一同应用这些结构的情况下,粘性控制运算部83代替加法处理部93地,具有将基本粘性成分Tvib*乘以由阻尼补偿成分运算部91生成的增益以及由返回用补偿成分运算部92生成的增益来运算(生成)粘性成分Tvi *的乘法处理部即可。
·转矩指令值Th*能够根据求得的转向操纵特性来适当地调整。例如,也可以运算车速值V越小则绝对值越小的转矩指令值Th*。在转矩指令值运算部74中,在运算转矩指令值Th*时,至少使用驱动转矩Tc 即可,也可以不使用车速值V。另外,在运算转矩指令值Th*时,也可以使用驱动转矩Tc、车速值V和它们以外的要素。这在粘性控制运算部 83的阻尼补偿成分运算部91中也是相同的,在运算阻尼补偿成分Td*时,至少使用角速度指令值ωp*即可,也可以不使用车速值V,也可以组合使用其他的要素。另外,针对返回用补偿成分运算部92,在基本补偿成分运算部94中也是相同的,在运算基本返回用补偿成分Trb*时,至少使用角度指令值θp*即可,也可以不使用车速值V,也可以组合使用其他的要素。
·在上述实施方式中,作为能够换算为转向轮15的转向角θt的旋转轴的旋转角度,也可以代替小齿轮角θp地使用基于方向盘10的旋转而变化的转向操纵角θs。在该情况下,在车载有对转向操纵角θs进行检测的转角传感器时,代替旋转角度θm地,使用该转角传感器的检测值即可。
在上述实施方式中,在转矩指令值运算部74中,针对转向操纵转矩 Trq与基本辅助成分Tb*的和亦即驱动转矩Tc,运算了与应由驾驶员输入的转向操纵转矩的目标值相对的转矩指令值Th*,但作为基于驱动转矩Tc来运算转矩指令值Th*的方法,并不限定于此。例如也可以针对转向操纵转矩Trq与基本辅助成分Tb*之和(驱动转矩Tc)、与偏航率的加权移动平均处理值运算转矩指令值Th*。
在上述实施方式中,将通过减法处理部78从转矩指令值Th*减去转向操纵转矩Trq所得的减法运算值作为转矩F/B控制部75的输入,但不限定于此。例如,也可以将从转向操纵转矩Trq减去转矩指令值Th*所得的减法运算值作为转矩F/B控制部75的输入。此时,例如在转矩F/B 控制部75具有比例要素的情况下,能够将比例增益设为正等将反馈增益设为正。
在上述实施方式中,CPU执行存储于存储器的程序,从而实现辅助指令值运算部54以及小齿轮角运算部56,但不限定于执行软件处理。例如,也可以具备对在上述实施方式中经过了软件处理的至少一部分进行硬件处理的专用的硬件电路(例如ASIC等)。即,转向操纵控制装置只要是以下的(a)~(c)中的任一种结构即可。(a)具备:根据程序执行上述全部处理的处理装置;和存储程序的ROM等程序储存装置。(b)具备:根据程序执行上述处理的一部分的处理装置以及程序储存装置;和执行剩下的处理的专用的硬件电路。(c)具备执行上述全部处理的专用的硬件电路。这里,具备处理装置以及程序储存装置的软件处理电路、专用的硬件电路可以是多个。即,上述处理由具备一个或者多个软件处理电路以及一个或者多个专用的硬件电路的至少一方的处理电路执行即可。
·上述实施方式不限定于由输出轴40a相对于齿条轴12的轴线平行地配置的马达40向转向操纵机构2赋予辅助力的齿条辅助型的电动助力转向装置1,例如也能够用于柱型、小齿轮型等的电动助力转向装置。
·上述各变形例也可以相互组合,例如也可以应用于柱型的电动助力转向装置,也可以与其他的变形例的结构相互组合来加以应用。
附图标记的说明
1...电动助力转向装置;2...转向操纵机构;10...方向盘;11...转向轴; 11a...柱轴;11b...中间轴;11c...小齿轮轴;15...转向轮;40...马达;40a... 输出轴;50...转向操纵控制装置;51...微机;54...辅助指令值运算部;55... 控制信号生成部;70...基本辅助成分运算部;71...角度指令值运算部;72... 角度F/B控制部(角度反馈控制部);74...转矩指令值运算部;75...转矩 F/B控制部(转矩反馈控制部);80...目标模型运算部;91...阻尼补偿成分运算部;92...返回用补偿成分运算部;θm...旋转角度;θp...小齿轮角;θt... 转向角;Tc...驱动转矩;θp*...角度指令值;S_m...马达控制信号;Ta*...辅助指令值;Tb*...基本辅助成分;Td*...阻尼补偿成分;Th*...转矩指令值;Tr*...返回用补偿成分;Trq...转向操纵转矩。

Claims (10)

1.一种转向操纵控制装置,
所述转向操纵控制装置具备执行如下处理的处理电路:为了使转向操纵机构执行动作以使得车辆的转向轮转向,基于来自外部的输入而控制马达的驱动,所述马达是对所述转向操纵机构赋予的力的产生源,
在所述输入包含:由驾驶员输入的转向操纵转矩、和用于辅助驾驶员的驾驶的驾驶辅助指令值,
所述处理电路执行转矩控制处理、转向角控制处理、以及辅助指令值输入处理,在所述辅助指令值输入处理中,将所述驾驶辅助指令值作为向所述转向角控制处理的输入或者向所述转矩控制处理的输入,
所述转矩控制处理包括:
转矩反馈控制处理,运算与操作量对应的反馈转矩成分,所述操作量用于将所述转向操纵转矩反馈控制为与应由驾驶员输入的所述转向操纵转矩的目标值对应的转矩指令值;以及
转矩指令值运算处理,基于所述反馈转矩成分与所述转向操纵转矩之和来运算所述转矩指令值,
在所述转矩控制处理中,将与所述反馈转矩成分对应的值作为向所述转向角控制处理的输入而输出,
所述转向角控制处理包括:
角度指令值运算处理,基于作为向所述转向角控制处理的所述输入的与所述反馈转矩成分对应的值,运算角度指令值,所述角度指令值与能换算为所述转向轮的转向角的旋转轴的旋转角度的目标值对应;
角度反馈控制处理,计算用于将所述旋转角度反馈控制为所述角度指令值的操作量;以及
控制信号生成处理,基于通过所述角度反馈控制处理计算出的所述操作量,生成所述马达的驱动所需的马达控制信号。
2.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置,其中,
所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值作为通过所述转矩控制处理进行处理的转矩的修正量的处理。
3.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置,其中,
所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的转矩的指令值,
所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值和作为向所述转向角控制处理的所述输入的与所述反馈转矩成分对应的值相加的处理。
4.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置,其中,
所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的转矩的指令值,
所述辅助指令值输入处理包括将所述驾驶辅助指令值与向所述转矩指令值运算处理的输入相加的处理。
5.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置,其中,
所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值与作为向所述转矩反馈控制处理的输入的所述转矩指令值相加的处理。
6.根据权利要求2所述的转向操纵控制装置,其中,
所述辅助指令值输入处理是从作为向所述转矩反馈控制处理的输入参数的所述转向操纵转矩中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
7.根据权利要求1所述的转向操纵控制装置,其中,
所述辅助指令值输入处理是将所述驾驶辅助指令值作为通过所述转向角控制处理进行处理的角度的修正量的处理。
8.根据权利要求7所述的转向操纵控制装置,其中,
所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,
所述辅助指令值输入处理是在作为向所述角度反馈控制处理的输入的来自所述角度指令值运算处理的输出中加上所述驾驶辅助指令值的处理。
9.根据权利要求7所述的转向操纵控制装置,其中,
所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,
所述辅助指令值输入处理是从作为向所述角度反馈控制处理的输入参数的所述旋转角度中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
10.根据权利要求7所述的转向操纵控制装置,其中,
所述角度指令值运算处理包括:弹性特性控制运算处理,基于所述角度指令值来计算弹性成分,所述弹性成分是与所述马达使所述转向轮转向的力相抵抗的量,且该弹性成分的绝对值在所述角度指令值的绝对值较大的情况下比所述角度指令值的绝对值较小的情况大;以及基于从作为向所述转向角控制处理的所述输入的与所述反馈转矩成分对应的值减去所述弹性成分而得的值来运算所述角度指令值的处理,
所述驾驶辅助指令值是用于变更所述车辆的行驶方向的角度的指令值,
所述辅助指令值输入处理是从作为向所述弹性特性控制运算处理的输入参数的所述角度指令值中减去所述驾驶辅助指令值的处理。
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