JP6528910B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
[条件1]
直前操舵状態が「自動操舵1」又は「自動操舵2」において、切換信号SWが「アシスト制御モード」又は手入力判定信号Jhが「手入力あり3」の場合、操舵状態は「手動操舵」と判定する。
[条件2]
直前操舵状態が「自動操舵1」において、切換信号SWが「舵角制御モード」且つ手入力判定信号Jhが「手入力あり2」の場合、操舵状態は「自動操舵2」と判定する。
[条件3]
直前操舵状態が「自動操舵2」において、切換信号SWが「舵角制御モード」且つ手入力判定信号Jhが「手入力あり1」又は「手入力あり2」の場合、操舵状態は変わらず「自動操舵2」と判定する。
[条件4]
直前操舵状態が「自動操舵2」において、切換信号SWが「舵角制御モード」且つ手入力判定信号Jhが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵1」と判定する。
[条件5]
直前操舵状態が「手動操舵」において、切換信号SWが「舵角制御モード」且つ手入力判定信号Jhが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵1」と判定する。
上記の条件1〜条件5を、さらに詳細にすると、下記表1のようになる。なお、表1において、「−」は任意の値(つまり、判定には関係しない)を意味し、「(継続)」は操舵状態が変わらないことを意味し、各列の条件をAND条件として連結して判定する。
上記表1に従って操舵状態を判定し、判定結果は操舵状態判定信号Jsとして徐変ゲイン生成部222に出力されると共に、舵角制御部300にも出力される。舵角制御部300では、後述の可変レート制限部320での制限値設定において操舵状態判定信号Jsが使用される。なお、切換信号SWを使用せずに操舵状態を判定しても良い。
[条件A]
直前操舵状態が「自動操舵1」又は「自動操舵2」において、切換信号SWが「アシスト制御モード」又は判定信号αが「手入力あり3」の場合、操舵状態は「手動操舵」と判定する。
[条件B]
直前操舵状態が「自動操舵1」において、切換信号SWが「舵角制御モード」であり且つ判定信号αが「手入力あり2」であり且つ判定信号βが「手入力あり3」以外の場合、操舵状態は「自動操舵2」と判定する。
[条件C]
直前操舵状態が「自動操舵2」において、切換信号SWが「舵角制御モード」であり且つ判定信号αが「手入力あり1」又は「手入力あり2」であり且つ判定信号βが「手入力あり3」以外の場合、操舵状態は変わらず「自動操舵2」と判定する。
[条件D]
直前操舵状態が「自動操舵2」において、切換信号SWが「舵角制御モード」であり且つ判定信号αが「手入力なし」であり且つ判定信号βが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵1」と判定する。
[条件E]
直前操舵状態が「手動操舵」において、切換信号SWが「舵角制御モード」であり且つ判定信号αが「手入力なし」であり且つ判定信号βが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵1」と判定する。
上記の条件A〜条件Eを、さらに詳細にすると、下記表2〜表4のようになる。なお、表2において、「−」は任意の値(つまり、判定には関係しない)を意味し、「(継続)」は操舵状態が変わらないことを意味し、各列の条件をAND条件として連結して判定する。表3は、表2での直前操舵状態が「自動操舵1」で且つ切換信号SWが「舵角制御モード」の場合の判定結果を示しており、表4は、表2での直前操舵状態が「自動操舵2」で且つ切換信号SWが「舵角制御モード」の場合の判定結果を示しており、αは「判定信号α」を、βは「判定信号β」を表わしている。
上記表2〜表4に従って操舵状態を判定し、判定結果は操舵状態判定信号Jsとして徐変ゲイン生成部222に出力されると共に、舵角制御部700にも出力される。なお、第2実施形態の場合と同様に、切換信号SWを使用せずに操舵状態を判定しても良い。
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 バッテリ
20 モータ
21 回転角センサ
30 コントロールユニット(ECU)
31 電流指令値演算部
33 電流制限部
34 補償信号生成部
35 PI制御部
36 PWM制御部
37 インバータ
38 モータ電流検出器
100 車両側ECU
110 車両状態量検出部
120 切換指令部
130 目標軌道演算部
140 車両運動制御部
141 舵角指令値生成部
200、600、800 EPS側ECU
210 EPS状態量検出部
220、620、820 切換判定/徐変ゲイン生成部
221、621 切換判定部
222 徐変ゲイン生成部
223、523、623 手入力判定部
224、624 操舵状態判定部
225、525A、525B、625A、625B 平滑化フィルタ部
226、526A、526B、626A、626B 絶対値化部
227、527、627 判定処理部
230 アシスト制御部
240 切換部
250 電流制御/駆動部
300、700、900 舵角制御部
310 舵角指令値可変制限部
320、920 可変レート制限部
330 ハンドル振動除去部
340 位置制御部
341 規範モデル部
342 比例ゲイン部
343 フィルタ部
350 操舵介入補償部
351 操舵介入位相補償部
352 不感帯設定部
353 補償マップ部
360 速度指令値可変制限部
370、370A、370B、470、570 舵角速度制御部
371、372 ゲイン乗算部
373 積分部
380 ハンドル制振部
381 ゲイン部
382 制振位相補償部
390 舵角制御電流指令値制限部
400 プラント
523A、623A 判定部
628 舵角制御モデル部
Claims (29)
- 電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う電動パワーステアリング装置において、
少なくとも舵角指令値及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部と、
手入力の判定に基づいて操舵状態を判定し、前記操舵状態の切換を行う切換判定/徐変ゲイン生成部とを備え、
前記切換判定/徐変ゲイン生成部は、
操舵トルクに対して閾値を用いて、又は、前記舵角指令値に基づいて推定される推定操舵角と前記実操舵角の誤差に対して誤差閾値を用いて、前記手入力の判定を行う手入力判定部を具備し、
前記舵角制御部は、
前記舵角指令値及び前記実操舵角に基づいて舵角速度指令値を演算する位置制御部と、
前記舵角速度指令値及び実舵角速度に基づいて前記舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、
前記操舵トルクに応じて操舵介入補償のための補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部とを具備し、
前記補償舵角速度指令値を用いて前記舵角速度指令値を補償し、
前記位置制御部は、規範モデルを用いて前記舵角指令値を目標操舵角に変換する規範モデル部と、前記目標操舵角と前記実操舵角の偏差に比例ゲインを乗算して舵角速度指令値1を算出する比例ゲイン部と、FFフィルタを用いて、前記舵角指令値を舵角速度指令値2に変換するフィルタ部とを具備し、前記舵角速度指令値1に前記舵角速度指令値2を加算して前記舵角速度指令値を演算し、
前記操舵介入補償部は、前記操舵トルクに対する前記補償舵角速度指令値の特性を定めた操舵介入補償マップを有する補償マップ部を具備し、前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求め、
少なくとも前記舵角制御電流指令値を用いて前記電流指令値を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記手入力判定部が、
平滑化フィルタで平滑化される前記操舵トルクに対して前記閾値を用いて前記手入力の判定を行う請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記手入力判定部が、
前記操舵トルクに対して複数の前記閾値を用い、手入力ありの判定結果として複数の判定結果を有する請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記手入力判定部が、
特性が異なる複数の平滑化フィルタを有し、前記平滑化フィルタそれぞれで前記操舵トルクを平滑化して複数の平滑化操舵トルクを求め、前記平滑化操舵トルクそれぞれに対して前記閾値を用いて前記手入力の判定を行う請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記手入力判定部が、
少なくとも1つの前記平滑化操舵トルクに対して複数の前記閾値を用い、手入力ありの判定結果として複数の判定結果を有する請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記切換判定/徐変ゲイン生成部が、
動作モードをアシスト制御モード又は舵角制御モードに切り換える切換信号及び前記手入力判定部の判定結果に基づいて前記操舵状態を判定する操舵状態判定部と、
前記操舵状態に応じて、前記アシスト制御の制御量及び前記舵角制御の制御量を調整する徐変ゲインを生成する徐変ゲイン生成部とを具備する請求項3又は5に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵状態判定部が、
前記切換信号が前記アシスト制御モードの場合、
又は、直前の前記操舵状態が自動操舵1若しくは自動操舵2であり、且つ前記判定結果が手入力あり3の場合、
前記操舵状態を手動操舵と判定する請求項6に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵状態判定部が、
直前の前記操舵状態が前記手動操舵又は前記自動操舵2であり、且つ前記切換信号が前記舵角制御モードであり、且つ前記判定結果が手入力なしの場合、
前記操舵状態を前記自動操舵1と判定する請求項7に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記徐変ゲイン生成部が、
前記自動操舵1に対して所定の第1ゲイン値を前記徐変ゲインに設定し、前記手動操舵に対して所定の第2ゲイン値を前記徐変ゲインに設定し、
前記操舵状態が前記自動操舵1に変わった場合、前記徐変ゲインを前記第1ゲイン値に遷移させ、前記操舵状態が前記手動操舵に変わった場合、前記徐変ゲインを前記第2ゲイン値に遷移させる請求項7又は8に記載の電動パワーステアリング装置。 - 電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う電動パワーステアリング装置において、
少なくとも舵角指令値及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部と、
手入力の判定に基づいて操舵状態を判定し、前記操舵状態の切換を行う切換判定/徐変ゲイン生成部とを備え、
前記切換判定/徐変ゲイン生成部は、
前記舵角指令値に基づいて推定される推定操舵角と前記実操舵角の誤差に対して誤差閾値を用いて前記手入力の判定を行う第1判定部を具備する手入力判定部を備え、
前記舵角制御部は、
前記舵角指令値及び前記実操舵角に基づいて舵角速度指令値を演算する位置制御部と、
前記舵角速度指令値及び実舵角速度に基づいて前記舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、
操舵トルクに応じて操舵介入補償のための補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部とを具備し、
前記補償舵角速度指令値を用いて前記舵角速度指令値を補償し、
前記位置制御部は、規範モデルを用いて前記舵角指令値を目標操舵角に変換する規範モデル部と、前記目標操舵角と前記実操舵角の偏差に比例ゲインを乗算して舵角速度指令値1を算出する比例ゲイン部と、FFフィルタを用いて、前記舵角指令値を舵角速度指令値2に変換するフィルタ部とを具備し、前記舵角速度指令値1に前記舵角速度指令値2を加算して前記舵角速度指令値を演算し、
前記操舵介入補償部は、前記操舵トルクに対する前記補償舵角速度指令値の特性を定めた操舵介入補償マップを有する補償マップ部を具備し、前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求め、
少なくとも前記舵角制御電流指令値を用いて前記電流指令値を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記第1判定部が、
特性が異なる複数の誤差用平滑化フィルタを有し、前記誤差用平滑化フィルタそれぞれで前記誤差を平滑化して複数の平滑化誤差を求め、前記平滑化誤差それぞれに対して前記誤差閾値を用いて前記手入力の判定を行う請求項10に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第1判定部が、
少なくとも1つの前記平滑化誤差に対して複数の前記誤差閾値を用い、手入力ありの判定結果として複数の判定結果を有する請求項11に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記手入力判定部が、
前記操舵トルクに対してトルク閾値を用いて前記手入力の判定を行う第2判定部を更に具備する請求項10乃至12のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第2判定部が、
特性が異なる複数のトルク用平滑化フィルタを有し、前記トルク用平滑化フィルタそれぞれで前記操舵トルクを平滑化して複数の平滑化操舵トルクを求め、前記平滑化操舵トルクそれぞれに対して前記トルク閾値を用いて前記手入力の判定を行う請求項13に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第2判定部が、
少なくとも1つの前記平滑化操舵トルクに対して複数の前記トルク閾値を用い、手入力ありの判定結果として複数の判定結果を有する請求項14に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記切換判定/徐変ゲイン生成部が、
動作モードをアシスト制御モード又は舵角制御モードに切り換える切換信号、前記第1判定部の第1判定結果及び前記第2判定部の第2判定結果に基づいて前記操舵状態を判定する操舵状態判定部と、
前記操舵状態に応じて、前記アシスト制御の制御量及び前記舵角制御の制御量を調整する徐変ゲインを生成する徐変ゲイン生成部とを具備する請求項15に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵状態判定部が、
前記切換信号が前記アシスト制御モードの場合、
又は、直前の前記操舵状態が自動操舵1若しくは自動操舵2であり、且つ前記第1判定結果若しくは前記第2判定結果が手入力あり3の場合、
前記操舵状態を手動操舵と判定する請求項16に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵状態判定部が、
直前の前記操舵状態が前記手動操舵又は前記自動操舵2であり、且つ前記切換信号が前記舵角制御モードであり、且つ前記第1判定結果及び前記第2判定結果が手入力なしの場合、
前記操舵状態を前記自動操舵1と判定する請求項17に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記徐変ゲイン生成部が、
前記自動操舵1に対して所定の第1ゲイン値を前記徐変ゲインに設定し、前記手動操舵に対して所定の第2ゲイン値を前記徐変ゲインに設定し、
前記操舵状態が前記自動操舵1に変わった場合、前記徐変ゲインを前記第1ゲイン値に遷移させ、前記操舵状態が前記手動操舵に変わった場合、前記徐変ゲインを前記第2ゲイン値に遷移させる請求項17又は18に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記徐変ゲイン生成部が、
前記舵角指令値に対して乗算される舵角指令徐変ゲインを生成し、
前記操舵状態が前記自動操舵2に変わった場合、前記舵角指令徐変ゲインを前記第2ゲイン値に遷移させる請求項19に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記舵角制御部が、
前記舵角指令値の変化量に対して、前記操舵状態に応じて設定される制限値によって制限をかける可変レート制限部を更に具備する請求項7乃至9及び17乃至20のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記可変レート制限部が、
前記操舵状態が前記自動操舵1から前記自動操舵2又は前記手動操舵に変わった場合、前記制限値をゼロに遷移させる請求項21に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記可変レート制限部が、
前記操舵状態が前記自動操舵1以外から前記自動操舵1に変わった場合、前記制限値を所定の値に遷移させる請求項21又は22に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵介入補償マップが、前記操舵トルクが増加すると前記補償舵角速度指令値も増加する特性を有する請求項1又は10記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵介入補償マップが、車速が増加すると前記補償舵角速度指令値が減少する特性を有する請求項1、10又は28に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵介入補償部が、
前記操舵トルクに対して位相補償を行う操舵介入位相補償部を更に具備し、
前記操舵介入位相補償部及び前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求める請求項1又は10に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記FFフィルタのフィルタゲインが車速に応じて変化する請求項1又は10に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記舵角速度制御部が、前記舵角速度指令値及び前記実舵角速度を用いて、I−P制御によって前記舵角制御電流指令値を演算する請求項1、10、28乃至30及び33のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 少なくとも前記操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のためのアシスト制御電流指令値を演算するアシスト制御部を更に備え、
前記アシスト制御電流指令値及び前記舵角制御電流指令値より前記電流指令値を演算する請求項1乃至23、28乃至30、33及び34のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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