JP6943174B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、EPS1は、運転者の操舵に基づいて車両の進行方向を変更する操舵機構20、運転者の操舵を補助する操舵補助機構21、および操舵補助機構21の作動を制御する操舵制御装置としてのECU(電子制御装置)22を有している。
このように操舵角θsに対する比ストロークCfを設定することにより、操舵角θsの絶対値が大きくなるほど、転舵輪13の転舵角がより大きく変化する。このため、直進走行時あるいは高速走行時における操縦性を確保しつつ、据え切り時あるいは低速走行時におけるステアリングホイール2の操作性を向上させることができる。
ECU22は、車載センサの検出結果に基づきモータ23の作動を制御する。車載センサとしては、前述した相対角センサ26の他、例えばトルクセンサ31、車速センサ32およびステアリングセンサ33が存在する。トルクセンサ31は、コラム軸7に設けられたトーションバー31aを有している。トルクセンサ31は、トーションバー31aの捻れ角に基づきステアリングシャフト3に付与される操舵トルクThを検出する。車速センサ32は、車両の走行速度である車速Vを検出する。ステアリングセンサ33は、コラム軸7におけるトルクセンサ31とステアリングホイール2との間の部分に設けられている。ステアリングセンサ33は絶対角センサであって、ステアリングホイール2(ステアリングシャフト3)の回転角である操舵角θsを、360°を超える範囲の絶対角で検出する。
図3に示すように、ECU22は駆動回路(インバータ回路)41およびMPU(Micro-Processing Unit)42を備えている。
図4に示すように、電流指令値演算部51は、基本アシスト制御量演算部61、補償制御量演算部62、および加算器63を備えている。
図5に示すように、操舵角演算部70は、第1の中点演算部71、第2の中点演算部72、切替部73および絶対角演算部74を有している。
このように、比ストロークCfが操舵角θsに応じて変化することを踏まえてモータ中点θm01を演算することにより、理論上はモータ中点θm01を演算する際の操舵角θsがどのような角度であっても、モータ中点θm01の演算精度を確保することが可能である。すなわち、先の式(A)に基づき演算されるモータ中点θm01は、実際にステアリングホイール2が操舵中立位置に操舵されたときのモータ23の回転角θm(実際のモータ中点)に対して、近似した値となる。
第2の中点演算部72は、第1の中点演算部71と同様に、換算マップMcを使用して、先の式(A)に基づきモータ中点θm02を演算する。ただし、第2の中点演算部72は、ステアリングセンサ33を通じて検出される操舵角θsが、操舵角θsに対して比ストロークCfが変化しない角度範囲内の値に至ったとき、モータ中点θm02を演算する。
│θs4│≦│θs│≦│θs3│ …(C)
第2の中点演算部72は、ステアリングセンサ33を通じて検出される操舵角θsが第1の角度範囲R1内の角度、あるいは第2の角度範囲R2内の角度に至ったとき、先の式(A)に基づきモータ中点θm02を演算する。また、第2の中点演算部72は、モータ中点θm02の演算を実行完了したかどうかを示す通知信号Sを生成する。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ECU22は、ステアリングセンサ33を通じて検出される操舵角θsが、操舵角θsに対する比ストロークCfが一定となる角度範囲(R1,R2)内の角度に至ったとき、モータ中点を再学習する。すなわち、ECU22は、操舵絶対角θsabを演算する際の基準点として、第1の中点演算部71により演算されたモータ中点θm01に代えて、第2の中点演算部72により演算されたモータ中点θm02を使用する。
なお、本実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本実施の形態では、モータ中点θm01,θm02を基準としてモータ23の回転角θm(相対角)に基づきモータ23の360°を超える多回転の絶対角を演算し、この演算されるモータ23の絶対角に基づき操舵絶対角θsabを演算したが、次のようにしてもよい。すなわち、モータ中点θm01,θm02を基準としたモータ23の絶対角をEPS1の制御で使用される操舵絶対角(いわゆる制御舵角)としてもよい。
・本実施の形態では、操舵角演算部70の切替部73と絶対角演算部74とを別個の演算部として設けたが、切替部73としての機能を絶対角演算部74に持たせてもよい。
・本実施の形態において、第2のラックアンドピニオン機構27として可変ギヤ比(バリアブルギヤレシオ)型のものを採用してもよい。すなわち、第2のラック歯5bの諸元がラック軸5における軸方向位置に応じて異なるように設定されることによって、比ストローク(ここでは、ピニオン軸25、ひいてはモータ23が1回転したときのラック軸5の移動距離)がピニオン軸25、ひいてはモータ23の回転角に応じて変化する。この場合、換算マップMcの換算値θsmは、ピニオン軸9の回転に対する理論上の比ストロークおよびピニオン軸25(モータ23)の回転に対する理論上の比ストロークを考慮して設定される。このようにすれば、ピニオン軸9の回転に対する比ストロークと、ピニオン軸25(モータ23)の回転に対する比ストロークとが異なっている場合であれ、換算マップMcを使用することによって、操舵角θsに対する適切な換算値θsm、ひいては適切なモータ中点θm01,θm02を得ることができる。
Claims (6)
- 可変ギヤ比型のラックアンドピニオンを有する操舵機構に付与される動力を発生するモータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する操舵制御装置であって、
操舵トルクに応じて前記指令値の第1の成分を演算する第1の演算部と、
操舵角に基づき第1の成分に対する補償制御量として前記指令値の第2の成分を演算する第2の演算部と、
絶対角センサを通じて検出される操舵角を比ストロークを考慮して前記モータの回転角に換算した換算値を相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角から減算することにより操舵中立位置に対応するモータの回転角であるモータ中点を演算し、この演算されるモータ中点および前記相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角に基づき前記第2の演算部で使用される操舵角を絶対角で演算する第3の演算部と、を有し、
前記第3の演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角が、操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとの差が操舵角に対する許容範囲に収まる特定の角度範囲内の値であるとき、前記モータ中点を演算する操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記比ストロークは、操舵角の絶対値が第1の操舵角以下である操舵中立位置近傍の第1の領域では第1の比ストロークで一定となるように、
操舵角の絶対値が前記第1の操舵角よりも大きくかつ第2の操舵角以下である第2の領域では操舵角の絶対値が増大するにつれて徐々に大きくなるように、
操舵角の絶対値が前記第2の操舵角よりも大きな値となる操舵限界位置近傍の第3の領域では第2の比ストロークで一定となるように設定されていて、
前記特定の角度範囲は、操舵中立位置に対応する操舵角近傍の第1の角度範囲、および操舵限界位置に対応する操舵角近傍の第2の角度範囲の少なくとも一方を含む操舵制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の操舵制御装置において、
前記第3の演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角が前記特定の角度範囲内の値であるかどうかにかかわらず前記モータ中点を演算する第1の中点演算部と、
前記絶対角センサを通じて検出される操舵角が前記特定の角度範囲内の値であるとき、前記モータ中点を演算する第2の中点演算部と、
前記第1の中点演算部により演算される前記モータ中点、または前記第2の中点演算部により演算される前記モータ中点を使用して、前記第2の演算部で使用される操舵角を絶対角で演算する絶対角演算部と、を備え、
前記絶対角演算部は、前記第2の中点演算部により前記モータ中点が演算されるとき、前記第1の中点演算部により演算される前記モータ中点に代えて、前記第2の中点演算部により演算される前記モータ中点を使用して前記第2の演算部で使用される操舵角を絶対角で演算する操舵制御装置。 - 請求項3に記載の操舵制御装置において、
前記第1の中点演算部は、車両走行用の駆動源が始動された直後に前記モータ中点を演算し、
前記第2の中点演算部は、車両走行用の駆動源が始動された直後において、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角が前記特定の角度範囲内の値であるとき、前記モータ中点の演算を実行しない操舵制御装置。 - 請求項3または請求項4に記載の操舵制御装置において、
前記第1の中点演算部および前記第2の中点演算部は、それぞれ前記モータ中点を演算した以降、前記モータ中点の演算を停止する操舵制御装置。 - 請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記ラックアンドピニオンは、ステアリングホイールの操作に連動して回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸の回転に応じて軸方向に往復動する転舵軸と、を備え、
前記モータの回転は減速機構を介して前記転舵軸に付与されることを前提として、
前記ピニオン軸の回転に対する比ストロークと、前記モータの回転に対する比ストロークとが異なっている操舵制御装置。
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