JP2022048669A - Vehicular steering system control device - Google Patents

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Abstract

To provide a vehicular steering system control device which suppresses a collision at a steering end even if a steering angle speed is fast, and which can suppress an occurrence of collision sound and an uncomfortable feeling that may be given to a driver.SOLUTION: A control device is for a vehicular steering system which includes a torsion bar, has a steering end, and controls a steering mechanism. The control device includes: a first target steering torque generating unit that generates first target steering torque; a first converting unit that converts the first target steering torque into a first aiming torsion angle; and a first torsion angle control unit that calculates a first current command value on the basis of the first aiming torsion angle. The first target steering torque generating unit includes: a pseudo spring generating unit that outputs a first torque signal to obtain a function as steering reaction force when the magnitude of the steering angle exceeds the magnitude of a threshold set near a steering end angle; and a damping generating unit that outputs a second torque signal in accordance with a damping gain that has at least a characteristic so as to become large when a steering angle speed is fast. The first target steering torque is calculated from the first torque signal and with the second torque signal.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システム等の車両用操向システムの制御装置に関し、特に、操舵可能な限界となる操舵終端を有する操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a steering system for a vehicle such as a steer-by-wire (SBW) system in which a steering mechanism and a steering mechanism are mechanically separated, and in particular, steering having a steering end that is a steerable limit. The present invention relates to a control device of a steering system for a vehicle that controls a mechanism.

車両用操向システムの１つとして、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構と転舵輪を転舵する転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムがある。ＳＢＷシステムでは、ハンドルの操作を電気信号によって転舵機構に伝えて転舵輪を転舵すると共に、運転者に適切な操舵感を与えるための操舵反力を操舵機構で生成する。操舵機構は反力用モータを備える反力アクチュエータにより操舵反力を生成し、転舵機構は転舵用モータを備える転舵アクチュエータにより転舵輪を転舵する。反力アクチュエータとハンドルはコラム軸を介して機械的に接続されており、反力アクチュエータが生成した反力（トルク）が、コラム軸とハンドルを介して運転者に伝達される。 As one of the steering systems for vehicles, there is a steer-by-wire (SBW) system in which a steering mechanism having a steering wheel operated by a driver and a steering mechanism for steering a steering wheel are mechanically separated. In the SBW system, the operation of the steering wheel is transmitted to the steering mechanism by an electric signal to steer the steering wheel, and the steering reaction force is generated by the steering mechanism to give the driver an appropriate steering feeling. The steering mechanism generates a steering reaction force by a reaction force actuator equipped with a reaction force motor, and the steering mechanism steers the steering wheel by a steering actuator equipped with a steering motor. The reaction force actuator and the handle are mechanically connected via the column shaft, and the reaction force (torque) generated by the reaction force actuator is transmitted to the driver via the column shaft and the handle.

ＳＢＷシステムにおいて、操舵機構に操舵可能な限界となる操舵終端を設け、ハンドルの操舵角に上限値を設定することがある。これは、ハンドルに種々の電気部品を設置し、車両に固定された制御器とそれらをケーブルで接続する場合のケーブルに起因する問題の回避等を目的としたものである。例えば、特許第６１６７６３４号公報（特許文献１）では、ステアリングシャフトの径方向に延びる溝形状の第１転動路を有する第１プレートと、ステアリングシャフトの周方向に螺旋状に形成された溝形状の第２転動路を有する第２プレートを重ね合わせ、両転動路に挟み込まれて転動可能なボールを有する回転制限機構を備えるステアバイワイヤが提案されている。第１プレートはステアリングシャフトと一体で回転し、第２プレートは回転しないようになっているので、ハンドルを回転し、第１プレートがステアリングシャフトと一体で回転すると、ボールは第２転動路に沿って移動する。そして、ボールが第２転動路の端面に接触すると、移動が制限されるので、ハンドルの回転も制限されることになる。 In the SBW system, the steering mechanism may be provided with a steering end that is a steerable limit, and an upper limit value may be set for the steering angle of the steering wheel. This is for the purpose of avoiding problems caused by cables when various electric parts are installed on the steering wheel and the controllers fixed to the vehicle and those are connected by cables. For example, in Japanese Patent No. 6167634 (Patent Document 1), a first plate having a groove-shaped first rolling path extending in the radial direction of the steering shaft and a groove shape spirally formed in the circumferential direction of the steering shaft. A steering-by-wire system has been proposed in which a second plate having a second rolling path is overlapped with each other and provided with a rotation limiting mechanism having a ball sandwiched between both rolling paths and capable of rolling. Since the first plate rotates integrally with the steering shaft and the second plate does not rotate, when the steering wheel is rotated and the first plate rotates integrally with the steering shaft, the ball goes into the second rolling path. Move along. Then, when the ball comes into contact with the end surface of the second rolling path, the movement is restricted, so that the rotation of the handle is also restricted.

このように操舵機構に操舵終端を設けた場合、操舵終端まで操舵したときに衝突が生じ、衝突音が発生し、運転者が不快に感じることがある。 When the steering end is provided in the steering mechanism in this way, a collision may occur when the steering is steered to the steering end, a collision noise may be generated, and the driver may feel uncomfortable.

この問題への対策として、特許文献１のステアバイワイヤでは、物理的な方法を採用している。即ち、特許文献１の回転制限機構では、端面近くの溝の深さを他よりも小さくする等して、ボールの摩擦力を大きくし、運転者の操舵速度を低下させて、端面に衝突する速度を低下させている。 As a countermeasure to this problem, the steering by wire of Patent Document 1 employs a physical method. That is, in the rotation limiting mechanism of Patent Document 1, the depth of the groove near the end face is made smaller than the others, the frictional force of the ball is increased, the steering speed of the driver is lowered, and the ball collides with the end face. It is slowing down.

特許文献１のように物理的な方法で操舵終端での衝突の対策を行う場合、運転者に適切な操舵感を与えるための調整が容易ではなく、調整した後でも経年変化等により操舵感が変わる可能性がある。 When countermeasures against collisions at the steering end are taken by a physical method as in Patent Document 1, it is not easy to make adjustments to give the driver an appropriate steering feeling, and even after adjustment, the steering feeling will be felt due to secular variation and the like. It may change.

操舵終端での衝突に対する他の対策方法として、操舵角が操舵終端である最大操舵角に達する前に、反力アクチュエータが生成する反力を上昇させる方法がある。この方法の場合、操舵感の調整が物理的な方法よりも容易である。例えば、特開２０１７－２４６２４号公報（特許文献２）では、転舵角と操舵角双方が上限値を超えようとするステアリングの操作がなされる事態を抑制するために、操舵角が操舵角閾値以上となる場合に急激に大きくなる第１反力と、転舵角が転舵角閾値以上となる場合に急激に大きくなる第２反力を設定し、第１反力と第２反力の和に基づき、目標操舵角を設定するステアバイワイヤシステムが提案されている。このように目標操舵角を設定することにより、特許文献２のステアバイワイヤシステムは、操舵角が上限値を超えようとするステアリングの操作がなされる事態を抑制している。 As another countermeasure against a collision at the steering end, there is a method of increasing the reaction force generated by the reaction force actuator before the steering angle reaches the maximum steering angle which is the steering end. In this method, the steering feeling is easier to adjust than the physical method. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-24624 (Patent Document 2), the steering angle is the steering angle threshold value in order to suppress a situation in which the steering operation is performed so that both the steering angle and the steering angle exceed the upper limit value. The first reaction force that suddenly increases when the above is the case and the second reaction force that suddenly increases when the steering angle exceeds the steering angle threshold are set, and the first reaction force and the second reaction force are set. A steer-by-wire system that sets the target steering angle based on the sum has been proposed. By setting the target steering angle in this way, the steer-by-wire system of Patent Document 2 suppresses the situation where the steering operation is performed so that the steering angle exceeds the upper limit value.

特許第６１６７６３４号公報Japanese Patent No. 6167634 特開２０１７－２４６２４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-24624

しかしながら、ハンドルを高速に操作する場合、即ち、舵角速度が速い場合、運転者が入力する操舵トルクと回転の慣性トルクの合計が、反力アクチュエータが生成する反力を上回ることがある。この場合、操舵終端にて衝突が起こる可能性がある。特許文献２のステアバイワイヤシステムでは、このような場合に対して対策を講じていない。 However, when the steering wheel is operated at high speed, that is, when the steering angular velocity is high, the sum of the steering torque input by the driver and the inertial torque of rotation may exceed the reaction force generated by the reaction force actuator. In this case, a collision may occur at the end of steering. The steering-by-wire system of Patent Document 2 does not take measures against such a case.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、舵角速度が速い場合でも操舵終端での衝突を抑制し、衝突音の発生や運転者への不快感を抑制可能な車両用操向システムの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress a collision at the steering end even when the steering angle speed is high, and to suppress the generation of collision noise and the discomfort to the driver. The purpose is to provide a control device for a steering system for a vehicle.

本発明は、トーションバーを備え、操舵可能な限界となる操舵終端を有し、反力アクチュエータを駆動制御することにより、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置に関し、本発明の上記目的は、第１目標操舵トルクを生成する第１目標操舵トルク生成部と、前記第１目標操舵トルクを第１目標捩れ角に変換する第１変換部と、前記第１目標捩れ角に基づいて、前記トーションバーの捩れ角を追従させるような第１電流指令値を演算する第１捩れ角制御部とを備え、前記第１目標操舵トルク生成部が、操舵角の大きさが、前記操舵終端に対応する終端角度の近傍に設定される閾値の大きさを超えた場合、出力する第１トルク信号が操舵反力として機能する擬似バネ生成部と、舵角速度が速いときに大きくなる特性を少なくとも有するダンピングゲインより第２トルク信号を出力するダンピング生成部とを具備し、前記第１トルク信号及び前記第２トルク信号より前記第１目標操舵トルクを算出し、前記第１電流指令値に基づいて前記反力アクチュエータを駆動制御することにより達成される。 The present invention relates to a control device for a steering system for a vehicle, which is provided with a torsion bar, has a steering end that is a steerable limit, and controls a steering mechanism by driving and controlling a reaction force actuator. The purpose is based on the first target steering torque generation unit that generates the first target steering torque, the first conversion unit that converts the first target steering torque into the first target twist angle, and the first target twist angle. A first twist angle control unit that calculates a first current command value that follows the twist angle of the torsion bar is provided, and the first target steering torque generation unit has a steering angle that determines the steering end. When the magnitude of the threshold set in the vicinity of the end angle corresponding to is exceeded, the output first torque signal functions as a steering reaction force, and at least the characteristics that increase when the steering angle speed is high It is provided with a damping generator that outputs a second torque signal from the damping gain, calculates the first target steering torque from the first torque signal and the second torque signal, and is based on the first current command value. This is achieved by driving and controlling the reaction force actuator.

また、本発明の上記目的は、前記ダンピング生成部が、前記操舵角が前記終端角度に近いときに大きくなる特性を有する角度感応ゲインを出力する角度感応ゲイン部と、前記舵角速度が速いときに大きくなる特性を有する角速度感応ゲインを出力する角速度感応ゲイン部とを具備し、前記角度感応ゲインと前記角速度感応ゲインを乗算することにより前記ダンピングゲインを求めることにより、或いは、前記ダンピング生成部が、前記舵角速度より求められるエネルギーが大きいときに大きくなる特性を有するエネルギー感応ゲインを出力するエネルギー感応ゲイン部を具備し、前記エネルギー感応ゲインを前記ダンピングゲインとすることにより、或いは、前記ダンピング生成部が、前記操舵角が前記終端角度に近いときに大きくなる特性を有する角度感応ゲインを出力する角度感応ゲイン部と、前記舵角速度より求められるエネルギーが大きいときに大きくなる特性を有するエネルギー感応ゲインを出力するエネルギー感応ゲイン部とを具備し、前記角度感応ゲインと前記エネルギー感応ゲインを乗算することにより前記ダンピングゲインを求めることにより、或いは、前記ダンピング生成部が、前記ダンピングゲインに前記舵角速度を乗算することにより前記第２トルク信号を求めることにより、或いは、前記擬似バネ生成部が、前記操舵角の大きさが前記閾値の大きさを超えてから大きくなるに従って、前記第１トルク信号が大きくなる特性を有することにより、或いは、前記第１目標操舵トルク生成部が、前記擬似バネ生成部からの出力に対して位相進み補償を行う位相補償部を更に具備し、前記位相補償部からの出力を前記第１トルク信号とすることにより、或いは、基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部を更に備え、前記第１目標操舵トルク生成部からの出力及び前記第２目標操舵トルクより前記第１目標操舵トルクを算出することにより、或いは、基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部と、前記第２目標操舵トルクを第２目標捩れ角に変換する第２変換部とを更に備え、前記第１変換部からの出力及び前記第２目標捩れ角より前記第１目標捩れ角を算出することにより、或いは、基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部と、前記第２目標操舵トルクを第２目標捩れ角に変換する第２変換部と、前記第２目標捩れ角に基づいて第２電流指令値を演算する第２捩れ角制御部とを更に備え、前記第１捩れ角制御部からの出力及び前記第２電流指令値より前記第１電流指令値を算出することにより、或いは、前記第２目標操舵トルク生成部が、車速感応であるダンパゲインマップを用いて角速度情報に基づいて第４トルク信号を求めるダンパ演算部を更に具備し、前記第３トルク信号及び前記第４トルク信号より前記第２目標操舵トルクを算出することにより、或いは、前記ダンピング生成部が、前記舵角速度が１８０ｄｅｇ／ｓ以上の場合、前記終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において、前記反力アクチュエータが生成する反力が２Ｎｍ以上となり、前記終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において、前記反力が４Ｎｍ以上となるように設計されていることにより、より効果的に達成される。 Further, the object of the present invention is that the damping generation unit has an angle-sensitive gain unit that outputs an angle-sensitive gain having a characteristic of increasing when the steering angle is close to the end angle, and when the steering angle speed is high. It is provided with an angular speed sensitive gain unit that outputs an angular speed sensitive gain having a characteristic of increasing, and the damping gain is obtained by multiplying the angle sensitive gain by the angular speed sensitive gain, or the damping generation unit can be used. It is provided with an energy-sensitive gain unit that outputs an energy-sensitive gain having a characteristic that increases when the energy required from the steering angle speed is large, and the energy-sensitive gain is set as the damping gain, or the damping generation unit can be used. , An angle-sensitive gain unit that outputs an angle-sensitive gain that has a characteristic that increases when the steering angle is close to the end angle, and an energy-sensitive gain that has a characteristic that increases when the energy required from the steering angle speed is large. The damping gain is obtained by multiplying the angle-sensitive gain by the energy-sensitive gain, or the damping generation unit multiplies the damping gain by the steering angle speed. Thereby, the characteristic that the first torque signal becomes larger by obtaining the second torque signal, or as the pseudo-spring generating unit becomes larger after the size of the steering angle exceeds the size of the threshold value. Alternatively, the first target steering torque generation unit further includes a phase compensation unit that compensates for the phase lead with respect to the output from the pseudo spring generation unit, and the output from the phase compensation unit is the output from the phase compensation unit. A second torque signal is used as a first torque signal, or a basic map unit for obtaining a third torque signal corresponding to the steering angle is provided by using a basic map, and the third torque signal is output as a second target steering torque. 2 The target steering torque generation unit is further provided, and the steering is performed by calculating the first target steering torque from the output from the first target steering torque generation unit and the second target steering torque, or by using the basic map. It is equipped with a basic map unit that obtains a third torque signal according to an angle, a second target steering torque generation unit that outputs the third torque signal as a second target steering torque, and a second target steering torque. A second conversion unit that converts to a twist angle is further provided, and the first conversion unit is obtained from the output from the first conversion unit and the second target twist angle. A second torque signal is output as a second target steering torque by providing a basic map unit for obtaining a third torque signal according to the steering angle by calculating a target twist angle or using a basic map. 2 Target steering torque generation unit, 2nd conversion unit that converts the 2nd target steering torque to the 2nd target torsion angle, and 2nd torsion angle that calculates the 2nd current command value based on the 2nd target torsion angle. A control unit is further provided, and the first current command value is calculated from the output from the first torsional angle control unit and the second current command value, or the second target steering torque generation unit is the vehicle speed. Further provided with a damper calculation unit for obtaining a fourth torque signal based on angular velocity information using a sensitive damper gain map, the second target steering torque is calculated from the third torque signal and the fourth torque signal. Or, when the damping generating unit has a steering angular velocity of 180 deg / s or more, the reaction force generated by the reaction force actuator becomes 2 Nm or more at a position 90 deg before the end angle, and 45 deg from the end angle. It is more effectively achieved by being designed so that the reaction force is 4 Nm or more at the front position.

または、本発明の上記目的は、前記操舵機構での舵角速度が１８０ｄｅｇ／ｓ以上の場合、前記操舵終端に対応する終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において、前記反力アクチュエータが生成する反力が２Ｎｍ以上となり、前記終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において、前記反力が４Ｎｍ以上となるように設計されていることにより達成される。 Alternatively, the object of the present invention is that when the steering angular velocity of the steering mechanism is 180 deg / s or more, the reaction force generated by the reaction force actuator is 2 Nm at a position 90 deg before the end angle corresponding to the steering end. The above is achieved by designing the reaction force to be 4 Nm or more at a position 45 deg before the end angle.

本発明の車両用操向システムの制御装置によれば、操舵角が終端角度近傍に設定される閾値を超えた場合に生成される第１トルク信号に加え、舵角速度が速いときに大きくなる第２トルク信号に基づいて算出される目標操舵トルクを用いることにより、舵角速度が速い場合でも適切な反力が生成され、操舵終端での衝突を抑制することができる。 According to the control device of the steering system for vehicles of the present invention, in addition to the first torque signal generated when the steering angle exceeds the threshold value set near the end angle, the first torque signal becomes large when the steering angular velocity is high. By using the target steering torque calculated based on the two torque signals, an appropriate reaction force is generated even when the steering angular velocity is high, and collision at the steering end can be suppressed.

本発明に係る制御装置を備えるＳＢＷシステムの概要の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the outline of the SBW system provided with the control device which concerns on this invention. コラム軸への各種センサの配設例を示す構造図である。It is a structural drawing which shows the arrangement example of various sensors on a column shaft. 本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部１００の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the target steering torque generation part 100. 基本マップの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of a basic map. ダンパゲインマップの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of a damper gain map. 目標操舵トルク生成部２００の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (first embodiment) of the target steering torque generation part 200. 擬似バネ特性マップの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of the pseudo spring characteristic map. ダンピング生成部の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of a damping generation part. 角度感応ゲインマップの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of the angle sensitive gain map. 角速度感応ゲインマップの特性例（第１実施形態）を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example (1st Embodiment) of the angular velocity sensitive gain map. ダンピングゲインの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of a damping gain. 角度感応ゲインマップの特性の変形例を示す線図である。It is a diagram which shows the modification of the characteristic of the angle sensitive gain map. 目標転舵角生成部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the target steering angle generation part. 制限部での上下限値の設定例を示す線図である。It is a diagram which shows the setting example of the upper and lower limit values in a restriction part. 本発明の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部１００の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the target steering torque generation part 100. 目標操舵トルク生成部２００の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of the target steering torque generation part 200. 目標転舵角生成部の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the target steering angle generation part. 位相補償部の挿入例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the insertion example of a phase compensation part. ダンピング生成部の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (second embodiment) of the damping generation part. 角速度感応ゲインマップの特性例（第２実施形態）を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example (second embodiment) of the angular velocity sensitive gain map. ダンピング生成部の構成例（第３実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (third embodiment) of the damping generation part. エネルギー感応ゲインマップの特性例を示す線図である。It is a diagram which shows the characteristic example of the energy-sensitive gain map. ダンピング生成部の構成例（第４実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (4th Embodiment) of a damping generation part. 反力制御系の構成例（第５実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (fifth embodiment) of the reaction force control system. 反力制御系の動作例（第５実施形態）の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of the operation example (fifth embodiment) of a reaction force control system. 反力制御系の構成例（第６実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (sixth embodiment) of the reaction force control system. 反力制御系の動作例（第６実施形態）の一部を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a part of the operation example (sixth embodiment) of a reaction force control system.

本発明は、操舵可能な限界となる操舵終端に対応する終端角度に操舵角が達する前に反力アクチュエータが生成する反力を上昇させるためのトルク信号に加え、舵角速度が速くなるほど反力アクチュエータが生成する反力の立ち上がりを大きくするためのトルク信号より算出される目標操舵トルクに基づいて反力を生成する。これにより、操舵終端での衝突を、舵角速度が速い場合でも的確に抑制することができる。 In the present invention, in addition to the torque signal for increasing the reaction force generated by the reaction force actuator before the steering angle reaches the end angle corresponding to the steering end which is the limit of steering, the reaction force actuator increases as the steering angular velocity increases. The reaction force is generated based on the target steering torque calculated from the torque signal for increasing the rise of the reaction force generated by. As a result, the collision at the steering end can be accurately suppressed even when the steering angular velocity is high.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明に係る制御装置を備えるＳＢＷシステムの構成例について説明する。 First, a configuration example of an SBW system including the control device according to the present invention will be described.

図１はＳＢＷシステムの構成例を示した図である。ＳＢＷシステムは、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構を構成する反力装置３０、転舵輪を転舵する転舵機構を構成する転舵装置４０、及び両装置の制御を行う制御装置５０を備える。ＳＢＷシステムには、一般的な電動パワーステアリング装置が備える、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、運転者によるハンドル１の操作を電気信号によって、具体的には反力装置３０から出力される操舵角θｈを電気信号として伝える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an SBW system. The SBW system includes a reaction force device 30 that constitutes a steering mechanism having a steering wheel operated by the driver, a steering device 40 that constitutes a steering mechanism that steers the steering wheel, and a control device 50 that controls both devices. Be prepared. The SBW system does not have an intermediate shaft that is mechanically coupled to the column shaft (steering shaft, steering wheel shaft) 2 provided in a general electric power steering device, and the driver operates the steering wheel 1 by an electric signal. Specifically, the steering angle θh output from the reaction force device 30 is transmitted as an electric signal.

反力装置３０は、反力用モータ３１及び反力用モータ３１の回転速度を減速する減速機構３２を備え、転舵輪５Ｌ，５Ｒから伝わる車両の運動状態を、反力用モータ３１により生成される反力（トルク）として運転者に伝達する。反力装置３０は、コラム軸２に設けられる舵角センサ３３及び角度センサ３４を更に備えている。コラム軸２への舵角センサ３３及び角度センサ３４の配設は、具体的には図２のようになっている。即ち、舵角センサ３３はコラム軸２の上部に設けられ、操舵角θｈを検出する。コラム軸２にはトーションバー２Ａが介挿されており、角度センサ３４として、トーションバー２Ａを挟んでコラム軸２のハンドル１側に上側角度センサ３４Ａが設けられ、トーションバー２Ａを挟んでコラム軸２のハンドル１の反対側に下側角度センサ３４Ｂが設けられており、上側角度センサ３４Ａはハンドル角θ１を検出し、下側角度センサ３４Ｂはコラム角θ２を検出する。ハンドル角θ１及びコラム角θ２は捩れ角演算部３６に入力され、捩れ角演算部３６は下記数１によってトーションバーの捩れ角Δθを求める。 The reaction force device 30 includes a reaction force motor 31 and a reduction mechanism 32 that reduces the rotational speed of the reaction force motor 31, and the reaction force motor 31 generates the motion state of the vehicle transmitted from the steering wheels 5L and 5R. It is transmitted to the driver as a reaction force (torque). The reaction force device 30 further includes a steering angle sensor 33 and an angle sensor 34 provided on the column shaft 2. Specifically, the arrangement of the steering angle sensor 33 and the angle sensor 34 on the column shaft 2 is as shown in FIG. That is, the steering angle sensor 33 is provided on the upper part of the column shaft 2 and detects the steering angle θh. A torsion bar 2A is inserted in the column shaft 2, and as an angle sensor 34, an upper angle sensor 34A is provided on the handle 1 side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween. A lower angle sensor 34B is provided on the opposite side of the handle 1 of 2, the upper angle sensor 34A detects the handle angle θ 1 , and the lower angle sensor 34B detects the column angle θ 2 . The handle angle θ 1 and the column angle θ 2 are input to the twist angle calculation unit 36, and the twist angle calculation unit 36 obtains the twist angle Δθ of the torsion bar by the following equation 1.

Figure 2022048669000002
なお、磁歪式や光学式等の公知のセンサを用いて、捩れ角Δθを直接求めても良い。
Figure 2022048669000002
 The torsion angle Δθ may be directly obtained by using a known sensor such as a magnetostrictive type or an optical type.

コラム軸２は、操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ３５を備える。操舵終端まで操舵したときの操舵角θｈが終端角度であり、操舵角θｈの大きさ（絶対値）の限界値となる。ストッパ３５として、例えば特許文献１に記載の回転制限機構等を使用する。なお、反力アクチュエータは反力用モータ３１、減速機構３２等により構成されるが、反力用モータ３１のみを反力アクチュエータと呼ぶこともある。 The column shaft 2 includes a stopper 35 that physically sets a steering end that is a steerable limit. The steering angle θh when steering to the steering end is the end angle, which is the limit value of the magnitude (absolute value) of the steering angle θh. As the stopper 35, for example, the rotation limiting mechanism described in Patent Document 1 or the like is used. The reaction force actuator is composed of a reaction force motor 31, a reduction mechanism 32, and the like, but only the reaction force motor 31 may be referred to as a reaction force actuator.

転舵装置４０は、転舵用モータ４１、転舵用モータ４１の回転速度を減速する減速機構４２及び回転運動を直線運動に変換するピニオンラック機構４４を備える。操舵角θｈの変化に合わせて、転舵用モータ４１を駆動し、その駆動力を、減速機構４２を介してピニオンラック機構４４に付与し、タイロッド３ａ，３ｂを経て、転舵輪５Ｌ，５Ｒを転舵する。ピニオンラック機構４４の近傍には角度センサ４３が配置されており、転舵輪５Ｌ，５Ｒの転舵角θｔを検出する。転舵角θｔとして、転舵用モータ４１のモータ角やラックの位置等を使用しても良い。 The steering device 40 includes a steering motor 41, a deceleration mechanism 42 for decelerating the rotational speed of the steering motor 41, and a pinion rack mechanism 44 for converting rotational motion into linear motion. The steering motor 41 is driven according to the change in the steering angle θh, and the driving force is applied to the pinion rack mechanism 44 via the reduction mechanism 42, and the steering wheels 5L and 5R are applied via the tie rods 3a and 3b. Steer. An angle sensor 43 is arranged in the vicinity of the pinion rack mechanism 44, and detects the steering angle θt of the steering wheels 5L and 5R. As the steering angle θt, the motor angle of the steering motor 41, the position of the rack, or the like may be used.

制御装置５０は、反力装置３０及び転舵装置４０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１０で検出される車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ３１を駆動制御するための電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び転舵用モータ４１を駆動制御するための電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。制御装置５０には、バッテリ１２から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。また、制御装置５０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）２０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ２０から受信することも可能である。更に、制御装置５０には、ＣＡＮ２０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ２１も接続可能である。 In order to coordinately control the reaction force device 30 and the steering device 40, the control device 50 adds information such as the steering angle θh and the steering angle θt output from both devices, and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 10. Based on the above, a voltage control command value Vref1 for driving and controlling the reaction force motor 31 and a voltage control command value Vref2 for driving and controlling the steering motor 41 are generated. Power is supplied to the control device 50 from the battery 12, and an ignition key signal is input via the ignition key 11. Further, a CAN (Controller Area Network) 20 for exchanging various information of the vehicle is connected to the control device 50, and the vehicle speed Vs can be received from the CAN 20. Further, a non-CAN 21 that transmits / receives communications, analog / digital signals, radio waves, and the like other than the CAN 20 can also be connected to the control device 50.

制御装置５０はＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）を有し、反力装置３０及び転舵装置４０の協調制御は、主としてＣＰＵ内部においてプログラムで実行される。その制御を行うための構成例（第１実施形態）を図３に示す。図３において、反力用モータ３１、舵角センサ３３、角度センサ３４、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部３７、インバータ３８及びモータ電流検出器３９を反力装置３０が具備し、転舵用モータ４１、角度センサ４３、ＰＷＭ制御部４７、インバータ４８及びモータ電流検出器４９を転舵装置４０が具備し、その他の構成要素が制御装置５０で実現される。なお、制御装置５０の構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。制御装置５０は、データやプログラム等を格納するために、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等を搭載しても良い。また、制御装置５０がＰＷＭ制御部３７、インバータ３８、モータ電流検出器３９、ＰＷＭ制御部４７、インバータ４８及びモータ電流検出器４９を具備しても良い。 The control device 50 has a CPU (including an MCU, an MPU, etc.), and the coordinated control of the reaction force device 30 and the steering device 40 is mainly executed by a program inside the CPU. FIG. 3 shows a configuration example (first embodiment) for performing the control. In FIG. 3, the reaction force device 30 includes a reaction force motor 31, a steering angle sensor 33, an angle sensor 34, a PWM (pulse width modulation) control unit 37, an inverter 38, and a motor current detector 39, and a steering motor. The steering device 40 includes 41, an angle sensor 43, a PWM control unit 47, an inverter 48, and a motor current detector 49, and other components are realized by the control device 50. Note that some or all of the components of the control device 50 may be realized by hardware. The control device 50 may be equipped with a RAM (random access memory), a ROM (read-only memory), or the like in order to store data, programs, and the like. Further, the control device 50 may include a PWM control unit 37, an inverter 38, a motor current detector 39, a PWM control unit 47, an inverter 48, and a motor current detector 49.

制御装置５０は、反力装置３０の制御を行う構成（以下、「反力制御系」とする）と、転舵装置４０の制御を行う構成（以下、「転舵制御系」とする）を有し、反力制御系６０と転舵制御系７０が協調して、反力装置３０及び転舵装置４０を制御する。 The control device 50 has a configuration for controlling the reaction force device 30 (hereinafter referred to as “reaction force control system”) and a configuration for controlling the steering device 40 (hereinafter referred to as “steering control system”). The reaction force control system 60 and the steering control system 70 cooperate to control the reaction force device 30 and the steering device 40.

反力制御系６０は、目標操舵トルク生成部１００及び２００、変換部３００、捩れ角制御部４００、電流制御部５００、加算部５１０並びに減算部５２０及び５３０を備え、トーションバー２Ａの捩れ角が目標捩れ角に追従するような制御を行う。目標操舵トルク生成部１００にて操舵角θｈ及び車速Ｖｓに基づいて目標操舵トルクＴｒｅｆＡが生成され、目標操舵トルク生成部２００にて操舵角θｈに基づいて目標操舵トルクＴｒｅｆＢが生成され、目標操舵トルクＴｒｅｆＡ及びＴｒｅｆＢの加算値である目標操舵トルクＴｒｅｆが変換部３００にて目標捩れ角Δθｒｅｆに変換される。目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差ｄΔθ（＝Δθｒｅｆ－Δθ）が捩れ角制御部４００に入力され、捩れ角制御部４００にて、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるような電流指令値Ｉｍｃが演算される。そして、電流指令値Ｉｍｃとモータ電流検出器３９で検出される反力用モータ４１の電流値（モータ電流値）Ｉｍｒの偏差Ｉ１（＝Ｉｍｃ－Ｉｍｒ）が減算部５３０で算出され、偏差Ｉ１に基づいて電流制御部５００にて電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１が求められる。反力装置３０では、電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１に基づいて、ＰＷＭ制御部３７及びインバータ３８を介して反力用モータ３１が駆動制御される。 The reaction force control system 60 includes target steering torque generation units 100 and 200, a conversion unit 300, a torsion angle control unit 400, a current control unit 500, an addition unit 510, and a subtraction unit 520 and 530, and the torsion bar 2A has a torsion angle. Control is performed so as to follow the target twist angle. The target steering torque generation unit 100 generates a target steering torque TrefA based on the steering angle θh and the vehicle speed Vs, and the target steering torque generation unit 200 generates a target steering torque TrefB based on the steering angle θh. The target steering torque Tref, which is the sum of TrefA and TrefB, is converted into the target twist angle Δθref by the conversion unit 300. The deviation dΔθ (= Δθref−Δθ) between the target twist angle Δθref and the twist angle Δθ is input to the twist angle control unit 400, and the twist angle control unit 400 sets the twist angle Δθ to the target twist angle Δθref. Imc is calculated. Then, the deviation I1 (= Imc-Imr) of the current command value Imc and the current value (motor current value) Imr of the reaction force motor 41 detected by the motor current detector 39 is calculated by the subtraction unit 530 and becomes the deviation I1. Based on this, the current control unit 500 obtains the voltage control command value Vref1. In the reaction force device 30, the reaction force motor 31 is driven and controlled via the PWM control unit 37 and the inverter 38 based on the voltage control command value Vref1.

目標操舵トルク生成部１００の構成例を図４に示す。目標操舵トルク生成部１００は、基本マップ部１１０、微分部１２０、ダンパゲイン部１３０、乗算部１４０及び加算部１５０を備える。操舵角θｈは基本マップ部１１０及び微分部１２０に入力され、車速Ｖｓは基本マップ部１１０及びダンパゲイン部１３０に入力される。 FIG. 4 shows a configuration example of the target steering torque generation unit 100. The target steering torque generation unit 100 includes a basic map unit 110, a differentiation unit 120, a damper gain unit 130, a multiplication unit 140, and an addition unit 150. The steering angle θh is input to the basic map unit 110 and the differential unit 120, and the vehicle speed Vs is input to the basic map unit 110 and the damper gain unit 130.

基本マップ部１１０は、基本マップを有し、基本マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを出力する。トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａは、基本となる反力を生成するために使用される。基本マップはチューニングにより調整されており、例えば、図５（Ａ）に示されるように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａは、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が増加するにつれて増加し、車速Ｖｓが増加するにつれても増加するようになっている。つまり、操舵角θｈの大きさが大きくなるにつれ、また、車速Ｖｓが速くなるにつれ、反力が大きくなる。なお、図５（Ａ）において、符号部１１１は操舵角θｈの符号（＋１、－１）を乗算部１１２に出力しており、操舵角θｈの大きさからマップによりトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａの大きさを求め、これに操舵角θｈの符号を乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを求める構成となっている。または、図５（Ｂ）に示されるように、正負の操舵角θｈに応じてマップを構成しても良く、この場合、操舵角θｈが正の場合と負の場合とで変化の態様を変えても良い。また、図５に示される基本マップは車速感応であるが、車速感応でなくても良い。 The basic map unit 110 has a basic map, and outputs a torque signal Tref_a with the vehicle speed Vs as a parameter using the basic map. The torque signal Tref_a is used to generate the underlying reaction force. The basic map is adjusted by tuning. For example, as shown in FIG. 5A, the torque signal Tref_a increases as the magnitude | θh | of the steering angle θh increases, and as the vehicle speed Vs increases. Is also increasing. That is, as the magnitude of the steering angle θh increases, and as the vehicle speed Vs increases, the reaction force increases. In FIG. 5A, the sign unit 111 outputs the sign (+1, -1) of the steering angle θh to the multiplication unit 112, and the magnitude of the torque signal Tref_a is determined by the map from the magnitude of the steering angle θh. The torque signal Tref_a is obtained by multiplying this by the sign of the steering angle θh. Alternatively, as shown in FIG. 5B, the map may be configured according to the positive and negative steering angles θh. In this case, the mode of change is changed depending on whether the steering angle θh is positive or negative. May be. Further, although the basic map shown in FIG. 5 is vehicle speed sensitive, it does not have to be vehicle speed sensitive.

微分部１２０は、操舵角θｈを微分して角速度情報である舵角速度ωｈ１を算出し、舵角速度ωｈ１は乗算部１４０に入力される。なお、舵角速度ωｈ１の代わりに反力用モータ３１のモータ角速度を角速度情報として使用しても良い。この場合、微分部１２０は不要となる。 The differentiation unit 120 differentiates the steering angle θh to calculate the steering angle velocity ωh1 which is the angular velocity information, and the steering angle velocity ωh1 is input to the multiplication unit 140. Instead of the steering angular velocity ωh1, the motor angular velocity of the reaction force motor 31 may be used as the angular velocity information. In this case, the differential unit 120 becomes unnecessary.

ダンパゲイン部１３０は、舵角速度ωｈ１に乗算されるダンパゲインＤＧを出力する。乗算部１４０にてダンパゲインＤＧを乗算された舵角速度ωｈ１は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂとして加算部１５０に入力される。ダンパゲインＤＧは、ダンパゲイン部１３０が有する車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Ｖｓに応じて求められる。ダンパゲインマップは、例えば、図６に示されるように、車速Ｖｓが速くなるに従って徐々に大きくなる特性を有する。このようなダンパゲインＤＧを舵角速度ωｈ１に乗算して舵角速度ωｈ１に比例した目標操舵トルクの補償を行うことにより、フィーリングとしての粘性感を持たせることができ、また、ステアリングを切った状態から手放しの状態にした場合、ハンドルが発振することなく収れん性を持たせられ、システム安定性の向上を図れる。ダンパゲインマップは操舵角θｈに応じて可変としても良い。なお、ダンパゲイン部１３０及び乗算部１４０でダンパ演算部を構成している。 The damper gain unit 130 outputs a damper gain DG multiplied by the steering angular velocity ωh1 . The rudder angular velocity ωh1 multiplied by the damper gain DG by the multiplication unit 140 is input to the addition unit 150 as a torque signal Tref_b. The damper gain DG is obtained according to the vehicle speed Vs by using the vehicle speed-sensitive damper gain map of the damper gain unit 130. The damper gain map has a characteristic that it gradually increases as the vehicle speed Vs increases, as shown in FIG. 6, for example. By multiplying the steering angular velocity ωh1 by such a damper gain DG to compensate for the target steering torque proportional to the steering angular velocity ωh1, it is possible to give a viscous feeling as a feeling, and the steering is turned off. If you let go of the steering wheel, the steering wheel will not oscillate and will be convergent, improving system stability. The damper gain map may be variable according to the steering angle θh. The damper gain unit 130 and the multiplication unit 140 constitute a damper calculation unit.

トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ及びＴｒｅｆ＿ｂは、加算部１５０で加算され、加算結果は目標操舵トルクＴｒｅｆＡとして出力される。 The torque signals Tref_a and Tref_b are added by the addition unit 150, and the addition result is output as the target steering torque TrefA.

目標操舵トルク生成部２００の構成例を図７に示す。目標操舵トルク生成部２００は、擬似バネ生成部２１０、位相補償部２２０、微分部２３０、ダンピング生成部２４０及び加算部２５０を備える。操舵角θｈは擬似バネ生成部２１０、微分部２３０及びダンピング生成部２４０に入力される。 FIG. 7 shows a configuration example of the target steering torque generation unit 200. The target steering torque generation unit 200 includes a pseudo spring generation unit 210, a phase compensation unit 220, a differentiation unit 230, a damping generation unit 240, and an addition unit 250. The steering angle θh is input to the pseudo spring generation unit 210, the differentiation unit 230, and the damping generation unit 240.

擬似バネ生成部２１０は、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が、終端角度の近傍に設定される所定の閾値θｔｈ１を超えてから、操舵反力としてのトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０を出力するような特性のマップ（以下、「擬似バネ特性マップ」とする）を有する。擬似バネ特性マップは、例えば、図８（Ａ）に示されるように、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が閾値θｔｈ１を超えてから大きくなるに従って、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０はゼロから徐々に大きくなる特性を有する。図８（Ａ）において、擬似バネ特性マップは、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が閾値θｔｈ１を超えてから傾きが連続的に大きくなるような特性になっており、これにより、反力に急激な変化をつけることで操舵終端での衝突の抑制を図る。この際、傾きの最大値は、図５（Ａ）に示される基本マップの傾きよりも大きい値となっており、例えば、操舵角１０ｄｅｇに対して３Ｎｍ（ニュートンメートル）以上の傾きとする。更に、閾値θｔｈ１における傾きをゼロに設定した場合、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０が働き始めた際の切り替わりの違和感をより抑え、円滑な切り替えを実現することができる。図８（Ａ）において、θｌｉｍは操舵角の機械的な限界値である終端角度又は操舵角検出の測定限界値であり、擬似バネ特性マップはθｌｉｍ以下の領域で定義される。このように、擬似バネ生成部によれば、操舵角θｈの大きさが閾値θｔｈ１を超えた場合に大きな反力となる目標操舵トルクを与えることができる。なお、擬似バネ特性マップは、図８（Ａ）に示されるような曲線的な特性ではなく、傾きが一定の直線的な特性でも良い。また、マップではなく、数式、例えば二次関数等によって特性を定義しても良い。更に、図８（Ａ）では、符号部２１１は操舵角θｈの符号（＋１、－１）を乗算部２１２に出力しており、操舵角θｈの大きさからマップによりトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０の大きさを求め、これに操舵角θｈの符号を乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０を求める構成となっているが、図８（Ｂ）に示されるように、正負の操舵角θｈに応じてマップを構成しても良く、この場合、操舵角θｈが正の場合と負の場合とで変化の態様を変えても良い。より柔軟な操舵終端での衝突抑制を実現するために、閾値ｔｈ１を車速Ｖｓによって変更しても良い。 The pseudo spring generation unit 210 has a characteristic that the torque signal Tref_c0 as the steering reaction force is output after the magnitude | θh | of the steering angle θh exceeds a predetermined threshold value θth1 set in the vicinity of the termination angle. It has a map (hereinafter referred to as "pseudo-spring characteristic map"). In the pseudo-spring characteristic map, for example, as shown in FIG. 8A, the torque signal Tref_c0 gradually increases from zero as the magnitude | θh | of the steering angle θh exceeds the threshold value θth1 and then increases. Has. In FIG. 8A, the pseudo-spring characteristic map has a characteristic that the inclination becomes continuously large after the magnitude | θh | of the steering angle θh exceeds the threshold value θth1. By making a sudden change, the collision at the steering end is suppressed. At this time, the maximum value of the inclination is larger than the inclination of the basic map shown in FIG. 5A, and for example, the inclination is 3 Nm (Newton meter) or more with respect to the steering angle of 10 deg. Further, when the slope at the threshold value θth1 is set to zero, it is possible to further suppress the discomfort of switching when the torque signal Tref_c0 starts to work, and to realize smooth switching. In FIG. 8A, θlim is a measurement limit value for detecting the end angle or steering angle, which is the mechanical limit value of the steering angle, and the pseudo spring characteristic map is defined in the region below θlim. As described above, according to the pseudo-spring generation unit, it is possible to provide a target steering torque that becomes a large reaction force when the magnitude of the steering angle θh exceeds the threshold value θth1. The pseudo-spring characteristic map may not be a curvilinear characteristic as shown in FIG. 8A, but may be a linear characteristic having a constant inclination. Further, the characteristics may be defined by a mathematical formula, for example, a quadratic function, instead of the map. Further, in FIG. 8A, the sign unit 211 outputs the sign (+1, -1) of the steering angle θh to the multiplication unit 212, and the magnitude of the torque signal Tref_c0 is determined by the map from the magnitude of the steering angle θh. The torque signal Tref_c0 is obtained by multiplying this by the sign of the steering angle θh. However, as shown in FIG. 8B, even if the map is configured according to the positive and negative steering angle θh. In this case, the mode of change may be changed depending on whether the steering angle θh is positive or negative. In order to realize more flexible collision suppression at the steering end, the threshold value th1 may be changed according to the vehicle speed Vs.

位相補償部２２０は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０に対して位相進み補償を行い、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。操舵終端付近まで操舵した際に、擬似バネ生成部２１０の効果で抑制がかかることにより、跳ね返される事象が生じる可能性があるので、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０に対して位相進み補償を行うことにより、この跳ね返りの低減を図る。位相補償部２２０は、下記数２で表される１次の位相補償フィルタを有し、分子の遮断周波数を分母の遮断周波数よりも小さい値に設定することにより位相進みの設定とする。 The phase compensation unit 220 performs phase lead compensation for the torque signal Tref_c0 and calculates the torque signal Tref_c. When steering to the vicinity of the steering end, suppression is applied by the effect of the pseudo-spring generation unit 210, which may cause a bounce event. Therefore, this bounce is performed by performing phase lead compensation for the torque signal Tref_c0. To reduce. The phase compensation unit 220 has a first-order phase compensation filter represented by the following equation 2, and sets the phase lead by setting the cutoff frequency of the numerator to a value smaller than the cutoff frequency of the denominator.

Figure 2022048669000003
ここで、Ｔｎ＝１／（２π・ｆｎ）、Ｔｄ＝１／（２π・ｆｄ）で、ｆｎ及びｆｄは遮断周波数であり、ｆｎ＜ｆｄとなっている。位相補償部２２０は、入力したトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０に対して、上記数２で表される位相補償フィルタによる位相進み補償を行い、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを算出する。操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が閾値θｔｈ１以下の場合、図８に示されるようにトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０はゼロであるから、位相補償部２２０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃもゼロとなり、位相進み補償は機能しないことになる。このように、擬似バネ生成部２１０と位相補償部２２０を組み合わせることにより、操舵終端での衝突抑制と同時に跳ね返り低減を実現することができる。位相補償フィルタは１次ではなく、２次以上でも良く、位相進み補償を実現するのであれば、ＰＤ（比例微分）制御等で位相進み補償を行っても良い。位相補償フィルタの特性を車速及び／又は舵角速度に応じて変更しても良い。例えば、車速又は舵角速度が速いときには応答性が速くなるように、Ｔｎを大きくするか、Ｔｄを小さくする。これにより、より適切な跳ね返り低減を実現することができる。なお、跳ね返り低減を他の手段で実現する場合等では、位相補償部２２０はなくても良い。
Figure 2022048669000003
 Here, Tn = 1 / (2π · fn), Td = 1 / (2π · fd), fn and fd are cutoff frequencies, and fn <fd. The phase compensation unit 220 performs phase lead compensation for the input torque signal Tref_c0 by the phase compensation filter represented by the above equation 2, and calculates the torque signal Tref_c. When the magnitude | θh | of the steering angle θh is equal to or less than the threshold value θth1, the torque signal Tref_c0 is zero as shown in FIG. Will not work. In this way, by combining the pseudo-spring generation unit 210 and the phase compensation unit 220, it is possible to suppress collision at the steering end and at the same time reduce rebound. The phase compensation filter may be second-order or higher instead of first-order, and if phase lead compensation is realized, phase lead compensation may be performed by PD (proportional derivative) control or the like. The characteristics of the phase compensation filter may be changed according to the vehicle speed and / or the steering angular velocity. For example, Tn is increased or Td is decreased so that the responsiveness becomes faster when the vehicle speed or the steering angular velocity is high. As a result, more appropriate bounce reduction can be realized. The phase compensation unit 220 may not be provided when the bounce reduction is realized by other means.

微分部２３０は、操舵角θｈを微分して舵角速度ωｈ２を算出し、舵角速度ωｈ２はダンピング生成部２４０に入力される。 The differentiation unit 230 differentiates the steering angle θh to calculate the steering angular velocity ωh2, and the steering angular velocity ωh2 is input to the damping generation unit 240.

ダンピング生成部２４０は、舵角速度ωｈ２が速いほど反力の立ち上がりを大きくするようなダンピングゲインＧｄを生成し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄを出力する。ダンピング生成部２４０の構成例を図９に示す。ダンピング生成部２４０は、角度感応ゲイン部２４１、角速度感応ゲイン部２４２、符号部２４３並びに乗算部２４４及び２４５を備え、操舵角θｈは角度感応ゲイン部２４１に入力され、舵角速度ωｈ２は角速度感応ゲイン部２４２及び符号部２４３に入力される。 The damping generation unit 240 generates a damping gain Gd such that the rise of the reaction force increases as the steering angular velocity ωh2 increases, and outputs the torque signal Tref_d. FIG. 9 shows a configuration example of the damping generation unit 240. The damping generation unit 240 includes an angle-sensitive gain unit 241, an angular velocity-sensitive gain unit 242, a coding unit 243, and multiplication units 244 and 245. The steering angle θh is input to the angle-sensitive gain unit 241 and the steering angle velocity ωh2 is the angular velocity-sensitive gain. It is input to the unit 242 and the code unit 243.

角度感応ゲイン部２４１は、角度感応ゲインマップを有し、角度感応ゲインマップを用いて、操舵角θｈより角度感応ゲインＧａを求める。角度感応ゲインマップは、例えば、図１０に示されるように、操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜が閾値θｔｈ２を超えてから大きくなる程、つまり、操舵角θｈが終端角度に近づく程、角度感応ゲインＧａが単調に大きくなる特性を有する。なお、閾値θｔｈ２は、擬似バネ特性マップでの閾値θｔｈ１と同じ値でも異なる値でも良い。 The angle-sensitive gain unit 241 has an angle-sensitive gain map, and the angle-sensitive gain Ga is obtained from the steering angle θh using the angle-sensitive gain map. For example, as shown in FIG. 10, the angle-sensitive gain map is angle-sensitive as the magnitude | θh | of the steering angle θh becomes larger after the threshold value θth2 is exceeded, that is, the steering angle θh approaches the end angle. It has a characteristic that the gain Ga becomes monotonously large. The threshold value θth2 may be the same as or different from the threshold value θth1 in the pseudo-spring characteristic map.

角速度感応ゲイン部２４２は、角速度感応ゲインマップを有し、角速度感応ゲインマップを用いて、舵角速度ωｈ２より角速度感応ゲインＧｖを求める。角速度感応ゲインマップは、例えば、図１１に示されるように、舵角速度ωｈ２の大きさ｜ωｈ２｜が大きくなる程、つまり、舵角速度ωｈ２が速くなる程、角速度感応ゲインＧｖが単調に大きくなる特性を有する。 The angular velocity sensitive gain unit 242 has an angular velocity sensitive gain map, and obtains an angular velocity sensitive gain Gv from the rudder angular velocity ωh2 using the angular velocity sensitive gain map. As shown in FIG. 11, for example, the angular velocity sensitive gain map has a characteristic that the larger the magnitude | ωh2 | of the steering angle velocity ωh2, that is, the faster the steering angle velocity ωh2, the monotonously increasing the angular velocity sensitive gain Gv. Has.

角度感応ゲインＧａ及び角速度感応ゲインＧｖを乗算部２４４で乗算することによりダンピングゲインＧｄが生成される。図１０に示される特性を有する角度感応ゲインＧａと図１１に示される特性を有する角速度感応ゲインＧｖを乗算する場合、ダンピングゲインＧｄは図１２に示されるような特性になる。即ち、ダンピングゲインＧｄは、操舵角θｈが閾値θｔｈ２を超えて終端角度に近づく程、大きくなり、舵角速度ωｈ２が速くなる程、その大きくなる割合が大きくなる。ダンピングゲインＧｄは乗算部２４５に入力され、符号部２４３にて判定された舵角速度ωｈ２の符号Ｓｇｎ（＋１、－１）が乗算され、乗算結果がトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとして出力される。このように、図１２に示されるような特性のダンピングゲインＧｄに基づいた反力を生成することにより、舵角速度が速い場合の操舵終端での衝突（以下、「高速時衝突」とする）を抑制することができる。 The damping gain Gd is generated by multiplying the angular velocity sensitive gain Ga and the angular velocity sensitive gain Gv by the multiplication unit 244. When the angle-sensitive gain Ga having the characteristics shown in FIG. 10 and the angular velocity-sensitive gain Gv having the characteristics shown in FIG. 11 are multiplied, the damping gain Gd becomes the characteristics shown in FIG. That is, the damping gain Gd increases as the steering angle θh exceeds the threshold value θth2 and approaches the end angle, and increases as the steering angular velocity ωh2 increases. The damping gain Gd is input to the multiplication unit 245, the code Sgn (+1, -1) of the steering angular velocity ωh2 determined by the code unit 243 is multiplied, and the multiplication result is output as a torque signal Tref_d. In this way, by generating a reaction force based on the damping gain Gd having the characteristics shown in FIG. 12, a collision at the steering end when the steering angular velocity is high (hereinafter referred to as "high-speed collision") is generated. It can be suppressed.

なお、角度感応ゲインマップ及び角速度感応ゲインマップは、それぞれ操舵角の大きさ及び舵角速度の大きさに対して増加する特性であれば、図１０及び図１１に示される特性に限られない。例えば、角度感応ゲインマップが、図１３（Ａ）に示されるような直線的に増加する特性、図１３（Ｂ）に示されるようなステップ関数的に変化する特性、図１３（Ｃ）に示されるような直線的に増加した後に一定値となる特性、図１３（Ｄ）に示されるような折れ線グラフ的に増加した後に一定値になる特性、図１３（Ｅ）に示されるような階段状に増加する特性等を有するようにしても良い。角速度感応ゲインマップも、同様な変化をする特性を有するようにしても良い。また、操舵角に関連する反力の特性は擬似バネ生成部２１０に任せ、ダンピング生成部２４０は舵角速度に関連する反力の特性に特化する場合等では、角度感応ゲイン部２４１は省略しても良い。 The angle-sensitive gain map and the angular velocity-sensitive gain map are not limited to the characteristics shown in FIGS. 10 and 11 as long as they have characteristics that increase with respect to the magnitude of the steering angle and the magnitude of the steering angular velocity, respectively. For example, the angle-sensitive gain map has a characteristic of linearly increasing as shown in FIG. 13 (A), a characteristic of changing step-function as shown in FIG. 13 (B), and FIG. 13 (C). A characteristic that becomes a constant value after increasing linearly, a characteristic that becomes a constant value after increasing linearly as shown in FIG. 13 (D), and a stepped shape as shown in FIG. 13 (E). It may have characteristics that increase in number. The angular velocity sensitive gain map may also have characteristics that make similar changes. Further, the reaction force characteristics related to the steering angle are left to the pseudo-spring generation unit 210, and the damping generation unit 240 omits the angle-sensitive gain unit 241 when specializing in the reaction force characteristics related to the steering angular velocity. May be.

トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ及びＴｒｅｆ＿ｄは、加算部２５０で加算され、加算結果は目標操舵トルクＴｒｅｆＢとして出力される。 The torque signals Tref_c and Tref_d are added by the addition unit 250, and the addition result is output as the target steering torque TrefB.

説明を図３に戻すと、目標操舵トルク生成部１００及び２００からそれぞれ出力される目標操舵トルクＴｒｅｆＡ及びＴｒｅｆＢは、加算部５１０で加算され、加算結果は目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力される。 Returning to FIG. 3, the target steering torques TrefA and TrefB output from the target steering torque generation units 100 and 200, respectively, are added by the addition unit 510, and the addition result is output as the target steering torque Tref.

変換部３００は、トーションバー２Ａのバネ定数Ｋｔの逆数の符号を反転した－１／Ｋｔの特性を有しており、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。 The conversion unit 300 has a characteristic of -1 / Kt in which the sign of the reciprocal of the spring constant Kt of the torsion bar 2A is inverted, and converts the target steering torque Tref into the target twist angle Δθref.

減算部５２０では、目標捩れ角Δθｒｅｆが加算入力され、トーションバー２Ａの捩れ角Δθが減算入力され、減算結果である偏差ｄΔθが捩れ角制御部４００に入力される。 In the subtraction unit 520, the target twist angle Δθref is additionally input, the twist angle Δθ of the torsion bar 2A is subtraction input, and the deviation dΔθ which is the subtraction result is input to the twist angle control unit 400.

捩れ角制御部４００は、偏差ｄΔθに対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような電流指令値Ｉｍｃを出力する。補償値ＣＦＢは単純なゲインでも、ＰＩ（比例積分）制御やＰＩＤ（比例積分微分）制御等の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。 The twist angle control unit 400 multiplies the deviation dΔθ by the compensation value CFB (transfer function), and outputs a current command value Imcc such that the twist angle Δθ follows the target twist angle Δθref. The compensation value C FB may be a simple gain or a commonly used compensation value such as a compensation value for PI (proportional integral) control or PID (proportional integral differential) control.

電流指令値Ｉｍｃは減算部５３０に加算入力され、減算部５３０にて、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍｒとの偏差Ｉ１が演算される。電流制御部５００は偏差Ｉ１を入力し、ＰＩ制御等により電流制御を行い、電流制御された電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１を出力する。 The current command value Imc is additionally input to the subtraction unit 530, and the subtraction unit 530 calculates the deviation I1 from the fed-back motor current value Imr. The current control unit 500 inputs the deviation I1, performs current control by PI control or the like, and outputs the current-controlled voltage control command value Vref1.

電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１は反力装置３０に送られ、ＰＷＭ制御部３７に入力されてデューティが演算され、ＰＷＭ制御部３７からのＰＷＭ信号により、インバータ３８を介して反力用モータ３１がＰＷＭ駆動される。反力用モータ３１のモータ電流値Ｉｍｒはモータ電流検出器３９で検出され、反力制御系６０の減算部５３０にフィードバックされる。 The voltage control command value Vref1 is sent to the reaction force device 30, input to the PWM control unit 37 to calculate the duty, and the PWM signal from the PWM control unit 37 causes the reaction force motor 31 to be PWM-driven via the inverter 38. Will be done. The motor current value Imr of the reaction force motor 31 is detected by the motor current detector 39 and fed back to the subtraction unit 530 of the reaction force control system 60.

なお、目標操舵トルク生成部１００での微分部１２０で算出される舵角速度ωｈ１及び目標操舵トルク生成部２００での微分部２３０で算出される舵角速度ωｈ２は、操舵角θｈに対する微分演算により求めているが、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を実施している。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とゲインにより、微分演算とＬＰＦの処理を実施しても良い。更に、舵角速度ωｈ１及びωｈ２は、操舵角θｈではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ１又は下側角度センサが検出するコラム角θ２に対して微分演算とＬＰＦの処理を行って算出しても良い。微分部１２０及び２３０を１つにして共用しても良い。 The steering angular velocity ωh1 calculated by the differential unit 120 in the target steering torque generation unit 100 and the steering angular velocity ωh2 calculated by the differential unit 230 in the target steering torque generation unit 200 are obtained by differential calculation with respect to the steering angle θh. However, in order to reduce the influence of high frequency noise, low pass filter (LPF) processing is appropriately performed. Further, the differential operation and the LPF processing may be performed by the high-pass filter (HPF) and the gain. Further, the rudder angular velocities ωh1 and ωh2 are calculated by performing differential calculation and LPF processing on the handle angle θ1 detected by the upper angle sensor or the column angle θ2 detected by the lower angle sensor, not the steering angle θh. You may. The differential units 120 and 230 may be combined into one and shared.

転舵制御系７０は、目標転舵角生成部６００、転舵角制御部７００、電流制御部８００並びに減算部８１０及び８２０を備え、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆに追従するような制御を行う。目標転舵角生成部６００にて操舵角θｈに基づいて目標転舵角θｔｒｅｆが生成され、目標転舵角θｔｒｅｆと転舵角θｔの偏差ｄθｔ（＝θｔｒｅｆ－θｔ）が転舵角制御部７００に入力され、転舵角制御部７００にて、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるような電流指令値Ｉｍｃｔが演算される。そして、電流指令値Ｉｍｃｔとモータ電流検出器４９で検出される転舵用モータ４１の電流値（モータ電流値）Ｉｍｄの偏差Ｉ２（＝Ｉｍｃｔ－Ｉｍｄ）が減算部８２０で算出され、偏差Ｉ２に基づいて電流制御部８００にて電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２が求められる。転舵装置４０では、電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２に基づいて、ＰＷＭ制御部４７及びインバータ４８を介して転舵用モータ４１が駆動制御される。 The steering control system 70 includes a target steering angle generation unit 600, a steering angle control unit 700, a current control unit 800, and subtraction units 810 and 820, so that the steering angle θt follows the target steering angle θtref. Take control. The target steering angle generation unit 600 generates a target steering angle θtref based on the steering angle θh, and the deviation dθt (= θtref−θt) between the target steering angle θtref and the steering angle θt is the steering angle control unit 700. The current command value Imct is calculated by the steering angle control unit 700 so that the steering angle θt becomes the target steering angle θtref. Then, the deviation I2 (= Imct-Imd) between the current command value Imct and the current value (motor current value) Imd of the steering motor 41 detected by the motor current detector 49 is calculated by the subtraction unit 820, and the deviation I2 is calculated. Based on this, the current control unit 800 obtains the voltage control command value Vref2. In the steering device 40, the steering motor 41 is driven and controlled via the PWM control unit 47 and the inverter 48 based on the voltage control command value Vref2.

目標転舵角生成部６００の構成例を図１４に示す。目標転舵角生成部６００は、制限部６１０、レート制限部６２０及び補正部６３０を備える。 FIG. 14 shows a configuration example of the target steering angle generation unit 600. The target steering angle generation unit 600 includes a limiting unit 610, a rate limiting unit 620, and a correction unit 630.

制限部６１０は、操舵角θｈの上下限値を制限して、操舵角θｈ１を出力する。操舵角θｈの上下限値を制限することにより、ハードウェアエラー等によるＲＡＭのデータ化けや通信異常等の影響で操舵角θｈが異常値となった場合に、異常な値の出力を抑える。図１５に示されるように、操舵角に対する上限値及び下限値を予め設定し、入力する操舵角θｈが、上限値以上の場合は上限値を、下限値以下の場合は下限値を、それ以外の場合は操舵角θｈを、操舵角θｈ１として出力する。なお、操舵角が異常値とならない場合や、他の手段で異常な値の出力を抑える場合等では制限部６１０は省略可能である。 The limiting unit 610 limits the upper and lower limit values of the steering angle θh and outputs the steering angle θh1. By limiting the upper and lower limit values of the steering angle θh, when the steering angle θh becomes an abnormal value due to the influence of RAM data garbled due to a hardware error or communication abnormality, the output of the abnormal value is suppressed. As shown in FIG. 15, the upper limit value and the lower limit value for the steering angle are set in advance, and when the input steering angle θh is equal to or more than the upper limit value, the upper limit value is set, and when the input steering angle θh is equal to or less than the lower limit value, the lower limit value is set. In the case of, the steering angle θh is output as the steering angle θh1. The limiting unit 610 can be omitted when the steering angle does not become an abnormal value or when the output of an abnormal value is suppressed by other means.

レート制限部６２０は、非常に急激な操舵が行われた場合、又は、上記のように操舵角が異常値になった場合に、操舵角の急変を防止するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけて、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算し、操舵角θｈ２として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけることにより、目標転舵角の急変を防止し、車両の不安定挙動を抑制する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。また、操舵角が急変しない場合や、他の手段で急変を回避する場合等ではレート制限部６２０は省略可能である。 The rate limiting unit 620 changes the steering angle θh1 in order to prevent a sudden change in the steering angle when a very sudden steering is performed or when the steering angle becomes an abnormal value as described above. A limit value is set for the limit value, the limit is applied, and the steering angle θh2 is output. For example, the difference from the steering angle θh1 one sample before is used as the change amount, and when the absolute value of the change amount is larger than a predetermined value (limit value), the steering angle is set so that the absolute value of the change amount becomes the limit value. θh1 is added or subtracted and output as the steering angle θh2, and if it is equal to or less than the limit value, the steering angle θh1 is output as it is as the steering angle θh2. By limiting the amount of change in the steering angle θh1, sudden changes in the target steering angle are prevented and unstable behavior of the vehicle is suppressed. Instead of setting a limit value for the absolute value of the amount of change, an upper limit value and a lower limit value may be set for the amount of change to impose a limit, and the rate of change or the difference may be applied instead of the amount of change. You may put a limit on the rate. Further, the rate limiting unit 620 can be omitted when the steering angle does not change suddenly or when the sudden change is avoided by other means.

補正部６３０は、操舵角θｈ２を補正して、目標転舵角θｔｒｅｆを出力する。例えば、目標操舵トルク生成部１００内の基本マップ部１１０のように、操舵角θｈ２の大きさ｜θｈ２｜に対する目標転舵角θｔｒｅｆの特性を定義したマップを用いて、操舵角θｈ２より目標転舵角θｔｒｅｆを求める。或いは、単純に、操舵角θｈ２に所定のゲインを乗算することにより、目標転舵角θｔｒｅｆを求めるようにしても良い。 The correction unit 630 corrects the steering angle θh2 and outputs the target steering angle θtref. For example, like the basic map unit 110 in the target steering torque generation unit 100, a map that defines the characteristics of the target steering angle θtref with respect to the magnitude | θh2 | of the steering angle θh2 is used, and the target steering is performed from the steering angle θh2. Find the angle θtref. Alternatively, the target steering angle θtref may be obtained by simply multiplying the steering angle θh2 by a predetermined gain.

減算部８１０では、目標転舵角θｔｒｅｆが加算入力され、転舵角θｔが減算入力され、減算結果である偏差ｄθｔが転舵角制御部７００に入力される。 In the subtraction unit 810, the target steering angle θtref is additionally input, the steering angle θt is subtracted and input, and the deviation dθt which is the subtraction result is input to the steering angle control unit 700.

転舵角制御部７００は、捩れ角制御部４００と同様に、偏差ｄθｔに対して補償値ＣｔＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標転舵角θｔｒｅｆに転舵角θｔが追従するような電流指令値Ｉｍｃｔを出力する。 Similar to the twist angle control unit 400, the steering angle control unit 700 multiplies the deviation dθt by the compensation value Ct FB (transfer function), and the current such that the steering angle θt follows the target steering angle θtref. The command value Imct is output.

減算部８２０、電流制御部８００、ＰＷＭ制御部４７、インバータ４８及びモータ電流検出器４９は、それぞれ減算部５３０、電流制御部５００、ＰＷＭ制御部３７、インバータ３８及びモータ電流検出器３９と同様な構成で同様な動作を行う。 The subtraction unit 820, the current control unit 800, the PWM control unit 47, the inverter 48 and the motor current detector 49 are the same as the subtraction unit 530, the current control unit 500, the PWM control unit 37, the inverter 38 and the motor current detector 39, respectively. Do the same with the configuration.

このような構成において、本実施形態の動作例を図１６～図１９のフローチャートを参照して説明する。 In such a configuration, an operation example of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 16 to 19.

動作を開始すると、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、捩れ角Δθ及び転舵角θｔが検出又は算出され（ステップＳ１０）、操舵角θｈは目標操舵トルク生成部１００及び２００並びに目標転舵角生成部６００に、車速Ｖｓは目標操舵トルク生成部１００に、捩れ角Δθは減算部５２０に、転舵角θｔは減算部８１０にそれぞれ入力される。 When the operation is started, the steering angle θh, the vehicle speed Vs, the twist angle Δθ and the steering angle θt are detected or calculated (step S10), and the steering angle θh is the target steering torque generation units 100 and 200 and the target steering angle generation unit 600. The vehicle speed Vs is input to the target steering torque generation unit 100, the twist angle Δθ is input to the subtraction unit 520, and the steering angle θt is input to the subtraction unit 810.

操舵角θｈ及び車速Ｖｓを入力した目標操舵トルク生成部１００は、目標操舵トルクＴｒｅｆＡを生成する（ステップＳ２０）。目標操舵トルク生成部１００の動作例については、図１７のフローチャートを参照して説明する。 The target steering torque generation unit 100 in which the steering angle θh and the vehicle speed Vs are input generates the target steering torque TrefA (step S20). An operation example of the target steering torque generation unit 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標操舵トルク生成部１００に入力された操舵角θｈは基本マップ部１１０及び微分部１２０に、車速Ｖｓは基本マップ部１１０及びダンパゲイン部１３０にそれぞれ入力される（ステップＳ２１）。 The steering angle θh input to the target steering torque generation unit 100 is input to the basic map unit 110 and the differential unit 120, and the vehicle speed Vs is input to the basic map unit 110 and the damper gain unit 130 (step S21).

基本マップ部１１０は、図５（Ａ）又は（Ｂ）に示される基本マップを用いて、操舵角θｈ及び車速Ｖｓに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを生成して、加算部１５０に出力する（ステップＳ２２）。 Using the basic map shown in FIG. 5A or FIG. 5B, the basic map unit 110 generates a torque signal Tref_a corresponding to the steering angle θh and the vehicle speed Vs, and outputs the torque signal Tref_a to the addition unit 150 (step S22). ).

微分部１２０は操舵角θｈを微分して舵角速度ωｈ１を出力し（ステップＳ２３）、ダンパゲイン部１３０は図６に示されるダンパゲインマップを用いて車速Ｖｓに応じたダンパゲインＤＧを出力し（ステップＳ２４）、乗算部１４０は舵角速度ωｈ１及びダンパゲインＤＧを乗算してトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂを演算し、加算部１５０に出力する（ステップＳ２５）。そして、加算部１５０にてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ及びＴｒｅｆ＿ｂが加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆＡが演算される（ステップＳ２６）。 The differentiation unit 120 differentiates the steering angle θh and outputs the steering angular velocity ωh1 (step S23), and the damper gain unit 130 outputs the damper gain DG corresponding to the vehicle speed Vs using the damper gain map shown in FIG. 6 (step). S24), the multiplication unit 140 multiplies the rudder angular velocity ωh1 and the damper gain DG to calculate the torque signal Tref_b, and outputs the torque signal to the addition unit 150 (step S25). Then, the torque signals Tref_a and Tref_b are added by the addition unit 150, and the target steering torque TrefA is calculated (step S26).

操舵角θｈを入力した目標操舵トルク生成部２００は、目標操舵トルクＴｒｅｆＢを生成する（ステップＳ３０）。目標操舵トルク生成部２００の動作例については、図１８のフローチャートを参照して説明する。 The target steering torque generation unit 200 in which the steering angle θh is input generates the target steering torque TrefB (step S30). An operation example of the target steering torque generation unit 200 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標操舵トルク生成部２００に入力された操舵角θｈは擬似バネ生成部２１０、微分部２３０及びダンピング生成部２４０に入力される（ステップＳ３１）。 The steering angle θh input to the target steering torque generation unit 200 is input to the pseudo spring generation unit 210, the differentiation unit 230, and the damping generation unit 240 (step S31).

擬似バネ生成部２１０は、図８（Ａ）又は（Ｂ）に示される擬似バネ特性マップを用いて、操舵角θｈに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０を求め、位相補償部２２０に出力する（ステップＳ３２）。位相補償部２２０は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ０に対して位相進み補償を行い、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを算出し、加算部２５０に出力する（ステップＳ３３）。 The pseudo-spring generation unit 210 obtains the torque signal Tref_c0 according to the steering angle θh using the pseudo-spring characteristic map shown in FIG. 8A or FIG. 8B, and outputs the torque signal Def_c0 to the phase compensation unit 220 (step S32). .. The phase compensation unit 220 performs phase lead compensation for the torque signal Tref_c0, calculates the torque signal Tref_c, and outputs the torque signal Tref_c to the addition unit 250 (step S33).

微分部２３０は操舵角θｈを微分して舵角速度ωｈ２を算出し、ダンピング生成部２４０に出力する（ステップＳ３４）。 The differential unit 230 differentiates the steering angle θh to calculate the steering angular velocity ωh2, and outputs the rudder angular velocity ωh2 to the damping generation unit 240 (step S34).

ダンピング生成部２４０は、入力した操舵角θｈを角度感応ゲイン部２４１に、舵角速度ωｈ２を角速度感応ゲイン部２４２及び符号部２４３に入力する。角度感応ゲイン部２４１は、図１０に示される角度感応ゲインマップを用いて、操舵角θｈに応じた角度感応ゲインＧａを求め（ステップＳ３５）、角速度感応ゲイン部２４２は、図１１に示される角速度感応ゲインマップを用いて、舵角速度ωｈ２に応じた角速度感応ゲインＧｖを求める（ステップＳ３６）。角度感応ゲインＧａと角速度感応ゲインＧｖは乗算部２４４で乗算され、ダンピングゲインＧｄとして出力される（ステップＳ３７）。符号部２４３は舵角速度ωｈ２の符号Ｓｇｎを出力し、乗算部２４５でダンピングゲインＧｄと符号Ｓｇｎが乗算され、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄが求められる（ステップＳ３８）。トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄは加算部２５０に出力される。 The damping generation unit 240 inputs the input steering angle θh to the angle-sensitive gain unit 241 and the steering angular velocity ωh2 to the angular velocity-sensitive gain unit 242 and the coding unit 243. The angle-sensitive gain unit 241 obtains the angle-sensitive gain Ga corresponding to the steering angle θh using the angle-sensitive gain map shown in FIG. 10 (step S35), and the angular velocity-sensitive gain unit 242 uses the angular velocity as shown in FIG. Using the sensitive gain map, the angular velocity sensitive gain Gv corresponding to the steering angular velocity ωh2 is obtained (step S36). The angular velocity sensitive gain Ga and the angular velocity sensitive gain Gv are multiplied by the multiplication unit 244 and output as a damping gain Gd (step S37). The code unit 243 outputs the code Sgn of the steering angular velocity ωh2, the damping gain Gd and the code Sgn are multiplied by the multiplication unit 245, and the torque signal Tref_d is obtained (step S38). The torque signal Tref_d is output to the adder 250.

加算部２５０では、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ及びＴｒｅｆ＿ｄが加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆＢが出力される（ステップＳ３９）。 In the addition unit 250, the torque signals Tref_c and Tref_d are added, and the target steering torque TrefB is output (step S39).

加算部５１０において目標操舵トルクＴｒｅｆＡ及びＴｒｅｆＢが加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆが変換部３００に出力される（ステップＳ４０）。 The target steering torques TrefA and TrefB are added in the addition unit 510, and the target steering torque Tref is output to the conversion unit 300 (step S40).

変換部３００は、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換し（ステップＳ５０）、目標捩れ角Δθｒｅｆは減算部５２０に加算入力される。 The conversion unit 300 converts the target steering torque Tref into the target twist angle Δθref (step S50), and the target twist angle Δθref is additionally input to the subtraction unit 520.

減算部５２０には捩れ角Δθが減算入力されており、目標捩れ角Δθｒｅｆから捩れ角Δθを減算することにより、偏差ｄΔθが算出される（ステップＳ６０）。偏差ｄΔθは捩れ角制御部４００に入力され、捩れ角制御部４００は、偏差ｄΔθに補償値ＣＦＢを乗算することにより電流指令値Ｉｍｃを求める（ステップＳ７０）。 The twist angle Δθ is subtracted and input to the subtraction unit 520, and the deviation dΔθ is calculated by subtracting the twist angle Δθ from the target twist angle Δθref (step S60). The deviation dΔθ is input to the twist angle control unit 400, and the twist angle control unit 400 obtains the current command value Imc by multiplying the deviation dΔθ by the compensation value CFB (step S70).

電流指令値Ｉｍｃは減算部５３０に加算入力され、モータ電流検出器３９で検出されたモータ電流値Ｉｍｒとの偏差Ｉ１が減算部５３０で算出される（ステップＳ８０）。偏差Ｉ１は電流制御部５００に入力され、電流制御部５００は電流制御により電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１を算出する（ステップＳ９０）。その後、電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１に基づいて、ＰＷＭ制御部３７及びインバータ３８を介して、反力用モータ３１が駆動制御される（ステップＳ１００）。 The current command value Imc is additionally input to the subtraction unit 530, and the deviation I1 from the motor current value Imr detected by the motor current detector 39 is calculated by the subtraction unit 530 (step S80). The deviation I1 is input to the current control unit 500, and the current control unit 500 calculates the voltage control command value Vref1 by current control (step S90). After that, the reaction force motor 31 is driven and controlled via the PWM control unit 37 and the inverter 38 based on the voltage control command value Vref1 (step S100).

一方、操舵角θｈを入力した目標転舵角生成部６００は、目標転舵角θｔｒｅｆを生成する（ステップＳ１１０）。目標転舵角生成部６００の動作例については、図１９のフローチャートを参照して説明する。 On the other hand, the target steering angle generation unit 600 in which the steering angle θh is input generates the target steering angle θtref (step S110). An operation example of the target steering angle generation unit 600 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標転舵角生成部６００に入力された操舵角θｈは制限部６１０に入力される。制限部６１０は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θｈの上下限値を制限し（ステップＳ１１１）、操舵角θｈ１としてレート制限部６２０に出力する。レート制限部６２０は、予め設定された制限値により操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけ（ステップＳ１１２）、操舵角θｈ２として補正部６３０に出力する。補正部６３０は、操舵角θｈ２を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを求める（ステップＳ１１３）。目標転舵角θｔｒｅｆは減算部８１０に加算入力される。 The steering angle θh input to the target steering angle generation unit 600 is input to the limiting unit 610. The limiting unit 610 limits the upper and lower limit values of the steering angle θh by the preset upper limit value and the lower limit value (step S111), and outputs the steering angle θh1 to the rate limiting unit 620. The rate limiting unit 620 limits the amount of change in the steering angle θh1 by a preset limit value (step S112), and outputs the steering angle θh2 to the correction unit 630. The correction unit 630 corrects the steering angle θh2 to obtain the target steering angle θtref (step S113). The target steering angle θtref is additionally input to the subtraction unit 810.

減算部８１０には転舵角θｔが減算入力されており、目標転舵角θｔｒｅｆから転舵角θｔを減算することにより、偏差ｄθｔが算出される（ステップＳ１２０）。偏差ｄθｔは転舵角制御部７００に入力され、転舵角制御部７００は、偏差ｄθｔに補償値ＣｔＦＢを乗算することにより電流指令値Ｉｍｃｔを求める（ステップＳ１３０）。 The steering angle θt is subtracted and input to the subtraction unit 810, and the deviation dθt is calculated by subtracting the steering angle θt from the target steering angle θtref (step S120). The deviation dθt is input to the steering angle control unit 700, and the steering angle control unit 700 obtains the current command value Imct by multiplying the deviation dθt by the compensation value Ct FB (step S130).

電流指令値Ｉｍｃｔは減算部８２０に加算入力され、モータ電流検出器４９で検出されたモータ電流値Ｉｍｄとの偏差Ｉ２が減算部８２０で算出される（ステップＳ１４０）。偏差Ｉ２は電流制御部８００に入力され、電流制御部８００は電流制御により電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を算出する（ステップＳ１５０）。その後、電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２に基づいて、ＰＷＭ制御部４７及びインバータ４８を介して、転舵用モータ４１が駆動制御される（ステップＳ１６０）。 The current command value Imct is additionally input to the subtraction unit 820, and the deviation I2 from the motor current value Imd detected by the motor current detector 49 is calculated by the subtraction unit 820 (step S140). The deviation I2 is input to the current control unit 800, and the current control unit 800 calculates the voltage control command value Vref2 by current control (step S150). After that, the steering motor 41 is driven and controlled via the PWM control unit 47 and the inverter 48 based on the voltage control command value Vref2 (step S160).

なお、図１６～図１９におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 The order of data input and calculation in FIGS. 16 to 19 can be changed as appropriate.

上述の実施形態において、目標操舵トルク生成部１００はダンパ演算部（ダンパゲイン部１３０、乗算部１４０）を備えるが、ダンパ演算部による効果を別の手段で実現する場合や、演算量削減を重視する場合等では、ダンパ演算部を削減しても良い。この場合、微分部１２０及び加算部１５０も削減可能となる。目標操舵トルクＴｒｅｆＡに基づいて生成される反力にヒステリシス特性を付加するために、即ちハンドルの切増し操舵と切戻し操舵とで異なる反力を生成するために、ヒステリシス特性を有するトルク信号を目標操舵トルクＴｒｅｆＡに加算するようにしても良い。更に、基本マップ部１１０の前段又は後段に位相補償を行なう位相補償部１６０を挿入しても良い。つまり、図４中の破線で囲まれた領域Ｒの構成を、図２０（Ａ）又は（Ｂ）に示されるような構成にしても良い。位相補償部１６０において、位相補償として位相進み補償を設定し、例えば、分子の遮断周波数を１．０Ｈｚ、分母の遮断周波数を１．３Ｈｚとした１次フィルタで位相進み補償を行う場合、スッキリしたフィールを実現することができる。目標操舵トルク生成部１００に関しては、操舵角に基づいた構成であるならば、上述の構成に限られない。 In the above-described embodiment, the target steering torque generation unit 100 includes a damper calculation unit (damper gain unit 130, multiplication unit 140), but when the effect of the damper calculation unit is realized by another means or the reduction of the calculation amount is emphasized. In some cases, the damper calculation unit may be reduced. In this case, the differentiation unit 120 and the addition unit 150 can also be reduced. Target Steering torque In order to add a hysteresis characteristic to the reaction force generated based on TrefA, that is, to generate different reaction forces between the additional steering and the cutback steering of the steering wheel, a torque signal having the hysteresis characteristic is targeted. It may be added to the steering torque TrefA. Further, a phase compensation unit 160 that performs phase compensation may be inserted in the front stage or the rear stage of the basic map unit 110. That is, the configuration of the region R surrounded by the broken line in FIG. 4 may be configured as shown in FIGS. 20A or 20B. In the phase compensation unit 160, when phase advance compensation is set as phase compensation and, for example, phase advance compensation is performed with a primary filter having a numerator cutoff frequency of 1.0 Hz and a denominator cutoff frequency of 1.3 Hz, it is refreshing. Feel can be realized. The target steering torque generation unit 100 is not limited to the above configuration as long as it has a configuration based on the steering angle.

また、反力制御系６０の機能を、目標操舵トルクＴｒｅｆＢを基にした反力の生成に特化する場合等では、目標操舵トルク生成部１００を削減しても良い。この場合、加算部５１０も削減可能で、目標操舵トルク生成部２００から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆＢが変換部３００に入力されることになる。 Further, when the function of the reaction force control system 60 is specialized in the generation of the reaction force based on the target steering torque TrefB, the target steering torque generation unit 100 may be reduced. In this case, the addition unit 510 can also be reduced, and the target steering torque TrefB output from the target steering torque generation unit 200 is input to the conversion unit 300.

本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以降の各実施形態において、既出の他の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明の一部又は全てを省略する。 Other embodiments of the present invention will be described. In each of the following embodiments, the same components as those of the other embodiments described above are designated by the same reference numerals, and some or all of the description thereof will be omitted.

第１実施形態でのダンピング生成部２４０では、ダンピングゲインＧｄに舵角速度ωｈ２の符号を乗算してトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄを算出しているが、ダンピングゲインＧｄに舵角速度ωｈ２を乗算したものをトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとすることにより、粘性感を与え、フィーリング向上を図ることができ、また、舵角速度に応じたダンピングの調整を行うことができる。 In the damping generation unit 240 in the first embodiment, the torque signal Tref_d is calculated by multiplying the damping gain Gd by the sign of the steering angular velocity ωh2, but the torque signal Tref_d is obtained by multiplying the damping gain Gd by the steering angular velocity ωh2. By doing so, it is possible to give a viscous feeling and improve the feeling, and it is possible to adjust the damping according to the steering angular velocity.

上述に対応したダンピング生成部の構成例（第２実施形態）を図２１に示す。第２実施形態でのダンピング生成部２４０Ａでは、図９に示される第１実施形態でのダンピング生成部２４０と比べると、角速度感応ゲイン部２４２が角速度感応ゲイン部２４２Ａに代わっており、符号部２４３がなく、乗算部２４５には舵角速度ωｈ２が入力されており、ダンピングゲインＧｄに舵角速度ωｈ２を乗算したものがトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとして出力される。 FIG. 21 shows a configuration example (second embodiment) of the damping generation unit corresponding to the above. In the damping generation unit 240A in the second embodiment, the angular velocity sensitive gain unit 242 replaces the angular velocity sensitive gain unit 242A as compared with the damping generation unit 240 in the first embodiment shown in FIG. 9, and the code unit 243. However, the steering angular velocity ωh2 is input to the multiplication unit 245, and the damping gain Gd multiplied by the steering angular velocity ωh2 is output as the torque signal Tref_d.

角速度感応ゲイン部２４２Ａは、角速度感応ゲイン部２４２と同様に、角速度感応ゲインマップを用いて、舵角速度ωｈ２より角速度感応ゲインＧｖを求めるが、角速度感応ゲインマップの特性が、角速度感応ゲイン部２４２が有する角速度感応ゲインマップの特性と若干異なる。即ち、角速度感応ゲイン部２４２Ａが有する角速度感応ゲインマップは、図２２に示されるように、舵角速度ωｈ２が速くなる程、角速度感応ゲインＧｖが単調に大きくなる特性を有するが、後段で舵角速度ωｈ２が乗算されるので、角速度感応ゲイン部２４２が有する角速度感応ゲインマップと比べると、舵角速度ωｈ２が高速なときの角速度感応ゲインＧｖの増加率が緩やかになっている。 Similar to the angular velocity sensitive gain section 242, the angular velocity sensitive gain unit 242A obtains the angular velocity sensitive gain Gv from the steering angle velocity ωh2 using the angular velocity sensitive gain map, but the characteristic of the angular velocity sensitive gain map is that the angular velocity sensitive gain section 242 It is slightly different from the characteristics of the angular velocity sensitive gain map. That is, as shown in FIG. 22, the angular velocity sensitive gain map possessed by the angular velocity sensitive gain unit 242A has a characteristic that the angular velocity sensitive gain Gv becomes monotonously larger as the steering angle velocity ωh2 becomes faster, but the steering angle velocity ωh2 in the subsequent stage. Is multiplied, so that the rate of increase of the angular velocity sensitive gain Gv when the steering angular velocity ωh2 is high is slower than that of the angular velocity sensitive gain map of the angular velocity sensitive gain unit 242.

第２実施形態の動作は、第１実施形態の動作と比べると、図１８に示されるフローチャートでのステップＳ３８でのトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄの演算が上述のように異なるだけで、他の動作は同じである。 The operation of the second embodiment is different from the operation of the first embodiment except that the calculation of the torque signal Tref_d in step S38 in the flowchart shown in FIG. 18 is different as described above, and the other operations are the same. be.

第１実施形態では、角度感応ゲインＧａと角速度感応ゲインＧｖを乗算することによりダンピングゲインＧｄを算出しているが、舵角速度が速いときに大きくなる特性をダンピングゲインＧｄが有するのであれば、他の方法でダンピングゲインＧｄを求めることが可能である。 In the first embodiment, the damping gain Gd is calculated by multiplying the angle-sensitive gain Ga and the angular velocity-sensitive gain Gv, but if the damping gain Gd has a characteristic that increases when the steering angle velocity is high, other It is possible to obtain the damping gain Gd by the above method.

例えば、ハンドル操舵によりコラム軸２に発生するエネルギーに基づいて設定されるエネルギー感応ゲインをダンピングゲインＧｄとする。この場合のダンピング生成部の構成例（第３実施形態）を図２３に示す。第３実施形態のダンピング生成部２４０Ｂは、エネルギー演算部２４６、エネルギー感応ゲイン部２４７、符号部２４３及び乗算部２４５を備え、舵角速度ωｈ２のみが入力される。 For example, the energy-sensitive gain set based on the energy generated in the column shaft 2 by steering the steering wheel is defined as the damping gain Gd. FIG. 23 shows a configuration example (third embodiment) of the damping generation unit in this case. The damping generation unit 240B of the third embodiment includes an energy calculation unit 246, an energy sensitive gain unit 247, a code unit 243 and a multiplication unit 245, and only the steering angular velocity ωh2 is input.

エネルギー演算部２４６は、舵角速度ωｈ２を入力し、下記の数３よりエネルギーＥｇを算出する。 The energy calculation unit 246 inputs the steering angular velocity ωh2 and calculates the energy Eg from the following equation 3.

Figure 2022048669000004
Ｊは慣性モーメントであり、エネルギー演算部２４６に予め記憶されている。
Figure 2022048669000004
 J is a moment of inertia and is stored in advance in the energy calculation unit 246.

エネルギー感応ゲイン部２４７は、エネルギー感応ゲインマップを有し、エネルギー感応ゲインマップを用いて、エネルギーＥｇよりエネルギー感応ゲインＧｅを求め、エネルギー感応ゲインＧｅをダンピングゲインＧｄとして出力する。エネルギー感応ゲインマップは、例えば、図２４に示されるように、エネルギーＥｇが大きくなる程、エネルギー感応ゲインＧｅが単調に大きくなる特性を有する。エネルギーＥｇは舵角速度ωｈ２が速くなると大きくなるので、舵角速度ωｈ２が速くなる程、エネルギー感応ゲインＧｅは大きくなることになる。 The energy-sensitive gain unit 247 has an energy-sensitive gain map, obtains an energy-sensitive gain Ge from the energy Eg using the energy-sensitive gain map, and outputs the energy-sensitive gain Ge as a damping gain Gd. As shown in FIG. 24, for example, the energy-sensitive gain map has a characteristic that the energy-sensitive gain Ge increases monotonically as the energy Eg increases. Since the energy Eg increases as the steering angular velocity ωh2 increases, the energy-sensitive gain Ge increases as the steering angular velocity ωh2 increases.

第３実施形態の動作は、第１実施形態の動作と比べると、ダンピング生成部においてダンピングゲインＧｄ演算までの動作（図１８でのステップＳ３５～Ｓ３７）が上述のように異なるだけで、他の動作は同じである。 The operation of the third embodiment is different from the operation of the first embodiment except that the operation up to the damping gain Gd calculation (steps S35 to S37 in FIG. 18) in the damping generation unit is different as described above. The operation is the same.

なお、エネルギー感応ゲインマップは、エネルギーに対して増加する特性であれば、図２４に示される特性に限られず、角度感応ゲインマップと同様に、図１３に示されるような変化をする特性を有するようにしても良い。また、第２実施形態の場合と同様に、ダンピングゲインＧｄに舵角速度ωｈ２を乗算したものをトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとしても良い。 The energy-sensitive gain map is not limited to the characteristics shown in FIG. 24 as long as the characteristics increase with respect to energy, and has the characteristics of changing as shown in FIG. 13 like the angle-sensitive gain map. You may do so. Further, as in the case of the second embodiment, the torque signal Tref_d may be obtained by multiplying the damping gain Gd by the steering angular velocity ωh2.

ダンピングゲインＧｄとして、角度感応ゲインＧａとエネルギー感応ゲインＧｅを乗算したものを使用しても良い。この場合のダンピング生成部の構成例（第４実施形態）を図２５に示す。第４実施形態のダンピング生成部２４０Ｃは、角度感応ゲイン部２４１、エネルギー演算部２４６、エネルギー感応ゲイン部２４７、符号部２４３並びに乗算部２４４及び２４５を備える。 As the damping gain Gd, a product obtained by multiplying the angle-sensitive gain Ga and the energy-sensitive gain Ge may be used. FIG. 25 shows a configuration example (fourth embodiment) of the damping generation unit in this case. The damping generation unit 240C of the fourth embodiment includes an angle-sensitive gain unit 241, an energy calculation unit 246, an energy-sensitive gain unit 247, a code unit 243, and multiplication units 244 and 245.

ダンピング生成部２４０Ｃでは、角度感応ゲイン部２４１から出力される角度感応ゲインＧａとエネルギー感応ゲイン部２４７から出力されるエネルギー感応ゲインＧｅが乗算部２４４で乗算され、乗算結果がダンピングゲインＧｄとなる。 In the damping generation unit 240C, the angle-sensitive gain Ga output from the angle-sensitive gain unit 241 and the energy-sensitive gain Ge output from the energy-sensitive gain unit 247 are multiplied by the multiplication unit 244, and the multiplication result is the damping gain Gd.

第４実施形態の動作は、第１実施形態の動作と比べると、ダンピング生成部において角速度感応ゲインＧｖを求める動作（図１８でのステップＳ３６）がエネルギー感応ゲインＧｅを求める動作に代わるだけで、他の動作は同じである。 Compared with the operation of the first embodiment, the operation of the fourth embodiment is such that the operation of obtaining the angular velocity sensitive gain Gv (step S36 in FIG. 18) in the damping generation unit is replaced with the operation of obtaining the energy sensitive gain Ge. Other operations are the same.

なお、第４実施形態においても、第２実施形態の場合と同様に、ダンピングゲインＧｄに舵角速度ωｈ２を乗算したものをトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとしても良い。 Also in the fourth embodiment, as in the case of the second embodiment, the torque signal Tref_d may be obtained by multiplying the damping gain Gd by the steering angular velocity ωh2.

上述の実施形態（第１～第４実施形態）では、高速時衝突を含めた操舵終端での衝突を抑制するための反力の基となる目標操舵トルクＴｒｅｆＢを目標操舵トルクＴｒｅｆＡに加算しているが、目標操舵トルク生成から電流指令値算出までの各段階において、操舵終端での衝突抑制のための反力の基となる要素の加算を行うことが可能である。 In the above-described embodiment (first to fourth embodiments), the target steering torque TrefB, which is the basis of the reaction force for suppressing the collision at the steering end including the collision at high speed, is added to the target steering torque TrefA. However, at each stage from the generation of the target steering torque to the calculation of the current command value, it is possible to add the elements that are the basis of the reaction force for suppressing the collision at the steering end.

図２６に示す反力制御系の構成例（第５実施形態）では、目標捩れ角演算後に上記加算を行っている。第５実施形態での反力制御系６０Ａでは、図３に示される第１実施形態での反力制御系６０と比べると、変換部３１０が追加され、目標操舵トルク生成部１００の後段に配置されている加算部５１０が削除され、代わりに変換部３００の後段に加算部５１１が配置されている。 In the configuration example (fifth embodiment) of the reaction force control system shown in FIG. 26, the above addition is performed after the target twist angle calculation. In the reaction force control system 60A in the fifth embodiment, as compared with the reaction force control system 60 in the first embodiment shown in FIG. 3, a conversion unit 310 is added and arranged after the target steering torque generation unit 100. The addition unit 510 is deleted, and instead, the addition unit 511 is arranged after the conversion unit 300.

変換部３１０は、変換部３００と同様に、トーションバー２Ａのバネ定数Ｋｔの逆数の符号を反転した－１／Ｋｔの特性を有しており、目標操舵トルク生成部２００から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆＢを目標捩れ角ΔθｒｅｆＢに変換する。目標捩れ角ΔθｒｅｆＢは加算部５１１に入力される。また、変換部３００は、目標操舵トルク生成部１００から出力される目標操舵トルクＴｒｅｆＡを目標捩れ角ΔθｒｅｆＡに変換し、目標捩れ角ΔθｒｅｆＡは加算部５１１に入力される。そして、目標捩れ角ΔθｒｅｆＡとΔθｒｅｆＢの加算結果が目標捩れ角Δθｒｅｆとなる。 Like the conversion unit 300, the conversion unit 310 has a characteristic of -1 / Kt in which the sign of the reciprocal of the spring constant Kt of the torsion bar 2A is inverted, and the target steering output from the target steering torque generation unit 200 The torque TrefB is converted into the target twist angle ΔθrefB. The target twist angle ΔθrefB is input to the addition unit 511. Further, the conversion unit 300 converts the target steering torque TrefA output from the target steering torque generation unit 100 into the target twist angle ΔθrefA, and the target twist angle ΔθrefA is input to the addition unit 511. Then, the addition result of the target twist angle ΔθrefA and ΔθrefB becomes the target twist angle Δθref.

第５実施形態の動作は、第１実施形態の動作と比べると、反力制御系において目標操舵トルクＴｒｅｆＡ及びＴｒｅｆＢの生成後から偏差ｄΔθの算出前までの動作（図１６でのステップＳ４０～Ｓ５０）が異なる。異なる動作について、図２７のフローチャートを参照して説明する。 Compared with the operation of the first embodiment, the operation of the fifth embodiment is an operation from the generation of the target steering torques TrefA and TrefB to the calculation of the deviation dΔθ in the reaction force control system (steps S40 to S50 in FIG. 16). ) Is different. The different operations will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップＳ３０の後、変換部３００は目標操舵トルクＴｒｅｆＡを目標捩れ角ΔθｒｅｆＡに変換し（ステップＳ４１）、変換部３１０は目標操舵トルクＴｒｅｆＢを目標捩れ角ΔθｒｅｆＢに変換する（ステップＳ４２）。そして、加算部５１１は、目標捩れ角ΔθｒｅｆＡとΔθｒｅｆＢを加算し、目標捩れ角Δθｒｅｆを出力する（ステップＳ４３）。目標捩れ角Δθｒｅｆは減算部５２０に加算入力され、ステップＳ６０へと続く。 After step S30, the conversion unit 300 converts the target steering torque TrefA into the target twist angle ΔθrefA (step S41), and the conversion unit 310 converts the target steering torque TrefB into the target twist angle ΔθrefB (step S42). Then, the addition unit 511 adds the target twist angles ΔθrefA and ΔθrefB, and outputs the target twist angle Δθref (step S43). The target twist angle Δθref is additionally input to the subtraction unit 520 and continues to step S60.

図２８に示す反力制御系の構成例（第６実施形態）では、電流指令値演算後に上記加算を行っている。第６実施形態での反力制御系６０Ｂでは、図２６に示される第５実施形態での反力制御系６０Ａと比べると、捩れ角制御部４１０が更に追加され、加算部が捩れ角制御部４００の後段に移動している。 In the configuration example (sixth embodiment) of the reaction force control system shown in FIG. 28, the above addition is performed after the current command value calculation. In the reaction force control system 60B in the sixth embodiment, as compared with the reaction force control system 60A in the fifth embodiment shown in FIG. 26, a twist angle control unit 410 is further added, and the addition unit is a twist angle control unit. It has moved to the latter stage of 400.

捩れ角制御部４１０は、捩れ角制御部４００と同様に、目標捩れ角ΔθｒｅｆＢに対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、電流指令値ＩｍｃＢを出力する。電流指令値ＩｍｃＢは加算部５１２に入力される。減算部５２０は、変換部３００から出力される目標捩れ角ΔθｒｅｆＡからトーションバー２Ａの捩れ角Δθを減算し、減算結果である偏差ｄΔθＡが捩れ角制御部４００に入力される。捩れ角制御部４００は、偏差ｄΔθＡに対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、電流指令値ＩｍｃＡを出力する。電流指令値ＩｍｃＡは加算部５１２に入力される。そして、電流指令値ＩｍｃＡとＩｍｃＢの加算結果が電流指令値Ｉｍｃとなる。 Similar to the twist angle control unit 400, the twist angle control unit 410 multiplies the target twist angle ΔθrefB by the compensation value CFB (transfer function) and outputs the current command value ImcB. The current command value ImcB is input to the addition unit 512. The subtraction unit 520 subtracts the twist angle Δθ of the torsion bar 2A from the target twist angle ΔθrefA output from the conversion unit 300, and the deviation dΔθA, which is the subtraction result, is input to the twist angle control unit 400. The twist angle control unit 400 multiplies the deviation dΔθA by the compensation value CFB (transfer function) and outputs the current command value ImcA. The current command value ImcA is input to the addition unit 512. Then, the addition result of the current command values ImccA and ImcB becomes the current command value Imc.

第６実施形態の動作は、第５実施形態の動作と比べると、反力制御系において目標捩れ角ΔθｒｅｆＡ及びΔθｒｅｆＢの演算後から偏差Ｉ１の算出前までの動作（図１６及び２７でのステップＳ４３～Ｓ７０）が異なる。異なる動作について、図２９のフローチャートを参照して説明する。 Compared with the operation of the fifth embodiment, the operation of the sixth embodiment is an operation from after the calculation of the target twist angles ΔθrefA and ΔθrefB to before the calculation of the deviation I1 in the reaction force control system (steps S43 in FIGS. 16 and 27). ~ S70) is different. The different operations will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップＳ４２の後、減算部５２０は、目標捩れ角ΔθｒｅｆＡから捩れ角Δθを減算することにより、偏差ｄΔθＡを算出する（ステップＳ５１）。偏差ｄΔθＡは捩れ角制御部４００に入力され、捩れ角制御部４００は、偏差ｄΔθＡに補償値ＣＦＢを乗算することにより電流指令値ＩｍｃＡを求める（ステップＳ５２）。一方、捩れ角制御部４１０は、目標捩れ角ΔθｒｅｆＢに補償値ＣＦＢを乗算することにより電流指令値ＩｍｃＢを求める（ステップＳ５３）。そして、加算部５１２は、電流指令値ＩｍｃＡとＩｍｃＢを加算し、電流指令値Ｉｍｃを出力する（ステップＳ５４）。電流指令値Ｉｍｃは減算部５３０に加算入力され、ステップＳ８０へと続く。 After step S42, the subtraction unit 520 calculates the deviation dΔθA by subtracting the twist angle Δθ from the target twist angle ΔθrefA (step S51). The deviation dΔθA is input to the twist angle control unit 400, and the twist angle control unit 400 obtains the current command value ImcA by multiplying the deviation dΔθA by the compensation value CFB (step S52). On the other hand, the twist angle control unit 410 obtains the current command value ImccB by multiplying the target twist angle ΔθrefB by the compensation value CFB (step S53). Then, the addition unit 512 adds the current command values ImcA and ImcB, and outputs the current command value Imc (step S54). The current command value Imc is additionally input to the subtraction unit 530 and continues to step S80.

第１及び第２実施形態での角度感応ゲインマップ及び角速度感応ゲインマップ、第３実施形態でのエネルギー感応ゲインマップ、並びに第４実施形態での角度感応ゲインマップ及びエネルギー感応ゲインマップの具体的な特性としては、例えば、１８０ｄｅｇ／ｓ以上の舵角速度で操舵した場合に、終端角度から１１５～７５ｄｅｇ手前の位置において反力が２～４Ｎｍ以上となるようなダンピングゲインＧｄを生成するように、各実施形態でのマップの特性を設定する。望ましくは、１８０ｄｅｇ／ｓ以上の舵角速度で操舵した場合に、終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において反力が２Ｎｍ以上となるようなダンピングゲインＧｄを生成するように、各実施形態でのマップの特性を設定する。 Specific examples of the angle-sensitive gain map and the angular velocity-sensitive gain map in the first and second embodiments, the energy-sensitive gain map in the third embodiment, and the angle-sensitive gain map and the energy-sensitive gain map in the fourth embodiment. As a characteristic, for example, when steering at a steering angular velocity of 180 deg / s or more, each damping gain Gd is generated so that the reaction force becomes 2 to 4 Nm or more at a position 115 to 75 deg before the end angle. Set the characteristics of the map in the embodiment. Desirably, the characteristics of the map in each embodiment so as to generate a damping gain Gd such that the reaction force becomes 2 Nm or more at a position 90 deg before the end angle when steered at a steering angular velocity of 180 deg / s or more. To set.

また、例えば、１８０ｄｅｇ／ｓ以上の舵角速度で操舵した場合に、終端角度から３０～６０ｄｅｇ手前の位置において反力が２～４Ｎｍ以上となるようなダンピングゲインＧｄを生成するように、各実施形態でのマップの特性を設定しても良い。望ましくは、１８０ｄｅｇ／ｓ以上の舵角速度で操舵した場合に、終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において反力が４Ｎｍ以上となるようなダンピングゲインＧｄを生成するように、各実施形態でのマップの特性を設定する。 Further, for example, when steering at a steering angular velocity of 180 deg / s or more, each embodiment generates a damping gain Gd such that the reaction force becomes 2 to 4 Nm or more at a position 30 to 60 deg before the end angle. You may set the characteristics of the map in. Desirably, the characteristics of the map in each embodiment so as to generate a damping gain Gd such that the reaction force becomes 4 Nm or more at a position 45 deg before the end angle when steered at a steering angular velocity of 180 deg / s or more. To set.

また、例えば、１８０ｄｅｇ／ｓ以上の舵角速度で操舵した場合に、終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において反力が２Ｎｍ以上となり、かつ、終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において反力が４Ｎｍ以上となるようなダンピングゲインＧｄを生成するように、各実施形態でのマップの特性を設定しても良い。 Further, for example, when steering at a steering angular velocity of 180 deg / s or more, the reaction force is 2 Nm or more at a position 90 deg before the end angle, and the reaction force is 4 Nm or more at a position 45 deg before the end angle. The characteristics of the map in each embodiment may be set so as to generate a large damping gain Gd.

上述の実施形態（第１～第６実施形態）では１つの制御装置が反力制御系及び転舵制御系を有しているが、反力制御系のみを有する制御装置と転舵制御系のみを有する制御装置をそれぞれ設けても良い。この場合、制御装置同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。また、図１に示されるＳＢＷシステムは反力装置３０と転舵装置４０の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸２と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるＳＢＷシステムにも、本発明は適用可能である。このようなＳＢＷシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。更に、反力装置３０はトーションバーを備えているが、ハンドル１と反力用モータ３１の間に任意のバネ定数を有する機構であればトーションバーに限定しなくても良い。 In the above-described embodiment (1st to 6th embodiments), one control device has a reaction force control system and a steering control system, but only a control device having only a reaction force control system and a steering control system. A control device having the above may be provided respectively. In this case, the control devices transmit and receive data by communication. Further, the SBW system shown in FIG. 1 does not have a mechanical coupling between the reaction force device 30 and the steering device 40, but when an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism are clutched. The present invention can also be applied to an SBW system provided with a mechanical torque transmission mechanism that is mechanically coupled by such means. In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to open the mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable mechanical torque transmission. Further, although the reaction force device 30 includes a torsion bar, the reaction force device 30 does not have to be limited to the torsion bar as long as it has a mechanism having an arbitrary spring constant between the handle 1 and the reaction force motor 31.

上述の実施形態での捩れ角制御部は直接的に電流指令値を演算しているが、電流指令値を演算する前に、先ず出力したいモータトルク（目標トルク）を演算してから、電流指令値を演算するようにしても良い。この場合、モータトルクから電流指令値を求めるには、一般的に用いられている、モータ電流とモータトルクの関係を使用する。 The twist angle control unit in the above-described embodiment directly calculates the current command value, but before calculating the current command value, first calculates the motor torque (target torque) to be output, and then the current command. The value may be calculated. In this case, in order to obtain the current command value from the motor torque, the commonly used relationship between the motor current and the motor torque is used.

なお、上述で使用した図は、本発明に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The figures used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present invention, and are not limited thereto. Further, the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be carried out without departing from the gist of the present invention.

本発明の主たる目的は、操舵終端での衝突を抑制するための目標操舵トルクの実現手段についてであり、目標操舵トルクに対する操舵トルクの追従性の実現手段に関しては、上記の変換部及び捩れ角制御部に限定しなくても良い。 A main object of the present invention is a means for realizing a target steering torque for suppressing a collision at the steering end, and a means for realizing the followability of the steering torque with respect to the target steering torque is the above-mentioned conversion unit and twist angle control. It does not have to be limited to the department.

１ ハンドル
２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
２Ａ トーションバー
１０ 車速センサ
３０ 反力装置
３１ 反力用モータ
３２、４２ 減速機構
３３ 舵角センサ
３４、４３ 角度センサ
３５ ストッパ
３６ 捩れ角演算部
３７、４７ ＰＷＭ制御部
３８、４８ インバータ
３９、４９ モータ電流検出器
４０ 転舵装置
４１ 転舵用モータ
５０ 制御装置
６０、６０Ａ、６０Ｂ 反力制御系
７０ 転舵制御系
１００、２００ 目標操舵トルク生成部
１１０ 基本マップ部
１２０、２３０ 微分部
１３０ ダンパゲイン部
１６０、２２０ 位相補償部
２１０ 擬似バネ生成部
２４０、２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ ダンピング生成部
２４１ 角度感応ゲイン部
２４２、２４２Ａ 角速度感応ゲイン部
２４６ エネルギー演算部
２４７ エネルギー感応ゲイン部
３００、３１０ 変換部
４００、４１０ 捩れ角制御部
５００、８００ 電流制御部
６００ 目標転舵角生成部
６１０ 制限部
６２０ レート制限部
６３０ 補正部
７００ 転舵角制御部
1 Handle 2 Column shaft (steering shaft, handle shaft)
2A Torque bar 10 Vehicle speed sensor 30 Reaction force device 31 Reaction force motor 32, 42 Deceleration mechanism 33 Steering angle sensor 34, 43 Angle sensor 35 Stopper 36 Twist angle calculation unit 37, 47 PWM control unit 38, 48 Inverter 39, 49 motor Current detector 40 Steering device 41 Steering motor 50 Control device 60, 60A, 60B Reaction force control system 70 Steering control system 100, 200 Target steering torque generation unit 110 Basic map unit 120, 230 Differentiation unit 130 Damper gain unit 160 , 220 Phase compensation unit 210 Pseudo-spring generation unit 240, 240A, 240B, 240C Damping generation unit 241 Angle-sensitive gain unit 242, 242A Angle speed-sensitive gain unit 246 Energy calculation unit 247 Energy-sensitive gain unit 300, 310 Conversion unit 400, 410 Twisting Angle control unit 500, 800 Current control unit 600 Target steering angle generation unit 610 Limiting unit 620 Rate limiting unit 630 Correction unit 700 Turning angle control unit

Claims (13)

トーションバーを備え、操舵可能な限界となる操舵終端を有し、反力アクチュエータを駆動制御することにより、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置であって、
第１目標操舵トルクを生成する第１目標操舵トルク生成部と、
前記第１目標操舵トルクを第１目標捩れ角に変換する第１変換部と、
前記第１目標捩れ角に基づいて、前記トーションバーの捩れ角を追従させるような第１電流指令値を演算する第１捩れ角制御部とを備え、
前記第１目標操舵トルク生成部が、
操舵角の大きさが、前記操舵終端に対応する終端角度の近傍に設定される閾値の大きさを超えた場合、出力する第１トルク信号が操舵反力として機能する擬似バネ生成部と、
舵角速度が速いときに大きくなる特性を少なくとも有するダンピングゲインより第２トルク信号を出力するダンピング生成部とを具備し、
前記第１トルク信号及び前記第２トルク信号より前記第１目標操舵トルクを算出し、
前記第１電流指令値に基づいて前記反力アクチュエータを駆動制御することを特徴とする車両用操向システムの制御装置。 It is a control device for a steering system for vehicles that has a torsion bar, has a steering end that is the limit of steering, and controls the steering mechanism by driving and controlling a reaction force actuator.
The first target steering torque generator that generates the first target steering torque,
The first conversion unit that converts the first target steering torque into the first target torsion angle, and
A first twist angle control unit that calculates a first current command value that follows the twist angle of the torsion bar based on the first target twist angle is provided.
The first target steering torque generation unit
When the magnitude of the steering angle exceeds the magnitude of the threshold value set in the vicinity of the termination angle corresponding to the steering termination, the first torque signal to be output functions as a steering reaction force, and a pseudo spring generator.
It is equipped with a damping generator that outputs a second torque signal from the damping gain, which has at least the characteristic of increasing when the steering angular velocity is high.
The first target steering torque is calculated from the first torque signal and the second torque signal.
A control device for a steering system for a vehicle, characterized in that the reaction force actuator is driven and controlled based on the first current command value. 前記ダンピング生成部が、
前記操舵角が前記終端角度に近いときに大きくなる特性を有する角度感応ゲインを出力する角度感応ゲイン部と、
前記舵角速度が速いときに大きくなる特性を有する角速度感応ゲインを出力する角速度感応ゲイン部とを具備し、
前記角度感応ゲインと前記角速度感応ゲインを乗算することにより前記ダンピングゲインを求める請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。 The damping generator
An angle-sensitive gain unit that outputs an angle-sensitive gain having a characteristic that the steering angle increases when the steering angle is close to the end angle.
It is provided with an angular velocity sensitive gain unit that outputs an angular velocity sensitive gain having a characteristic of increasing when the rudder angular velocity is high.
The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the damping gain is obtained by multiplying the angle-sensitive gain and the angular velocity-sensitive gain. 前記ダンピング生成部が、
前記舵角速度より求められるエネルギーが大きいときに大きくなる特性を有するエネルギー感応ゲインを出力するエネルギー感応ゲイン部を具備し、
前記エネルギー感応ゲインを前記ダンピングゲインとする請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。 The damping generator
It is provided with an energy-sensitive gain unit that outputs an energy-sensitive gain having a characteristic that increases when the energy required from the steering angular velocity is large.
The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the energy-sensitive gain is the damping gain. 前記ダンピング生成部が、
前記操舵角が前記終端角度に近いときに大きくなる特性を有する角度感応ゲインを出力する角度感応ゲイン部と、
前記舵角速度より求められるエネルギーが大きいときに大きくなる特性を有するエネルギー感応ゲインを出力するエネルギー感応ゲイン部とを具備し、
前記角度感応ゲインと前記エネルギー感応ゲインを乗算することにより前記ダンピングゲインを求める請求項１に記載の車両用操向システムの制御装置。 The damping generator
An angle-sensitive gain unit that outputs an angle-sensitive gain having a characteristic that the steering angle increases when the steering angle is close to the end angle.
It is provided with an energy-sensitive gain unit that outputs an energy-sensitive gain having a characteristic that increases when the energy required from the steering angular velocity is large.
The control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein the damping gain is obtained by multiplying the angle-sensitive gain and the energy-sensitive gain. 前記ダンピング生成部が、
前記ダンピングゲインに前記舵角速度を乗算することにより前記第２トルク信号を求める請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The damping generator
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 4, wherein the second torque signal is obtained by multiplying the damping gain by the steering angular velocity. 前記擬似バネ生成部が、
前記操舵角の大きさが前記閾値の大きさを超えてから大きくなるに従って、前記第１トルク信号が大きくなる特性を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The pseudo spring generator
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 5, which has a characteristic that the first torque signal increases as the size of the steering angle increases after exceeding the size of the threshold value. .. 前記第１目標操舵トルク生成部が、
前記擬似バネ生成部からの出力に対して位相進み補償を行う位相補償部を更に具備し、
前記位相補償部からの出力を前記第１トルク信号とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The first target steering torque generation unit
Further, a phase compensation unit that compensates for the phase lead with respect to the output from the pseudo spring generation unit is further provided.
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 6, wherein the output from the phase compensation unit is the first torque signal. 基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部を更に備え、
前記第１目標操舵トルク生成部からの出力及び前記第２目標操舵トルクより前記第１目標操舵トルクを算出する請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 A basic map unit for obtaining a third torque signal according to the steering angle using the basic map is provided, and a second target steering torque generation unit for outputting the third torque signal as a second target steering torque is further provided.
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first target steering torque is calculated from the output from the first target steering torque generation unit and the second target steering torque. 基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部と、
前記第２目標操舵トルクを第２目標捩れ角に変換する第２変換部とを更に備え、
前記第１変換部からの出力及び前記第２目標捩れ角より前記第１目標捩れ角を算出する請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 A second target steering torque generation unit that includes a basic map unit that obtains a third torque signal according to the steering angle using a basic map and outputs the third torque signal as a second target steering torque.
Further provided with a second conversion unit that converts the second target steering torque into a second target twist angle.
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first target twist angle is calculated from the output from the first conversion unit and the second target twist angle. 基本マップを用いて前記操舵角に応じた第３トルク信号を求める基本マップ部を具備し、前記第３トルク信号を第２目標操舵トルクとして出力する第２目標操舵トルク生成部と、
前記第２目標操舵トルクを第２目標捩れ角に変換する第２変換部と、
前記第２目標捩れ角に基づいて第２電流指令値を演算する第２捩れ角制御部とを更に備え、
前記第１捩れ角制御部からの出力及び前記第２電流指令値より前記第１電流指令値を算出する請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 A second target steering torque generation unit that includes a basic map unit that obtains a third torque signal according to the steering angle using a basic map and outputs the third torque signal as a second target steering torque.
A second conversion unit that converts the second target steering torque into a second target torsion angle, and
Further provided with a second twist angle control unit that calculates a second current command value based on the second target twist angle.
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first current command value is calculated from the output from the first twist angle control unit and the second current command value. 前記第２目標操舵トルク生成部が、
車速感応であるダンパゲインマップを用いて角速度情報に基づいて第４トルク信号を求めるダンパ演算部を更に具備し、
前記第３トルク信号及び前記第４トルク信号より前記第２目標操舵トルクを算出する請求項８乃至１０のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The second target steering torque generation unit
It is further equipped with a damper calculation unit that obtains a fourth torque signal based on angular velocity information using a damper gain map that is sensitive to vehicle speed.
The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 8 to 10, wherein the second target steering torque is calculated from the third torque signal and the fourth torque signal. 前記ダンピング生成部が、
前記舵角速度が１８０ｄｅｇ／ｓ以上の場合、前記終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において、前記反力アクチュエータが生成する反力が２Ｎｍ以上となり、前記終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において、前記反力が４Ｎｍ以上となるように設計されている請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 The damping generator
When the steering angular velocity is 180 deg / s or more, the reaction force generated by the reaction force actuator is 2 Nm or more at a position 90 deg before the end angle, and the reaction force is 4 Nm at a position 45 deg before the end angle. The control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 11, which is designed to be as described above. トーションバーを備え、操舵可能な限界となる操舵終端を有し、反力アクチュエータを駆動制御することにより、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置であって、
前記操舵機構での舵角速度が１８０ｄｅｇ／ｓ以上の場合、前記操舵終端に対応する終端角度から９０ｄｅｇ手前の位置において、前記反力アクチュエータが生成する反力が２Ｎｍ以上となり、前記終端角度から４５ｄｅｇ手前の位置において、前記反力が４Ｎｍ以上となるように設計されていることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。 It is a control device for a steering system for vehicles that has a torsion bar, has a steering end that is the limit of steering, and controls the steering mechanism by driving and controlling a reaction force actuator.
When the steering angular velocity of the steering mechanism is 180 deg / s or more, the reaction force generated by the reaction force actuator is 2 Nm or more at a position 90 deg before the end angle corresponding to the steering end, and 45 deg before the end angle. A control device for a vehicle steering system, characterized in that the reaction force is designed to be 4 Nm or more at the position of.
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