JP7147473B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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Description
以下、操舵制御装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置(EPS)1は、運転者によるステアリングホイール2の操作に基づいて転舵輪3を転舵させる操舵機構4を備えている。また、EPS1は、操舵機構4にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト機構5と、アシスト機構5の作動を制御する操舵制御装置6とを備えている。
図2に示すように、操舵制御装置6は、モータ制御信号Smを出力するマイコン51と、モータ制御信号Smに基づいてモータ21に駆動電力を供給する駆動回路52とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路52には、複数のスイッチング素子(例えば、FET等)を有する周知のPWMインバータが採用されている。そして、マイコン51の出力するモータ制御信号Smは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、モータ制御信号Smに応答して各スイッチング素子がオンオフし、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源53の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ21へと出力される。なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン51が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期(検出周期)で各状態量を検出し、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理が実行される。
アシスト指令値演算部61は、後述するように、操舵トルクThに基づく第1アシスト成分Ta1と、ピニオン角θpを目標ピニオン角θp*に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づく第2アシスト成分Ta2との加算値に基づいて、操舵機構4が付与すべきアシスト力に対応したアシスト指令値Ta*を演算する。
アシスト指令値演算部61には、操舵トルクTh、車速V、モータ角θm、センサ軸力Fse及びq軸電流値Iqが入力される。アシスト指令値演算部61は、これらの状態量に基づいてアシスト指令値Ta*を演算する。
このモデル式は、ステアリングホイール2の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものである。そして、このモデル式は、EPS1の摩擦等をモデル化した粘性係数C、EPS1の慣性をモデル化した慣性係数Jを用いて表される。なお、粘性係数C及び慣性係数Jは、車速Vに応じて可変設定される。このように演算された目標ピニオン角θp*は、減算器77及び反力成分演算部72に出力される。
反力成分演算部72には、車速V、センサ軸力Fse、q軸電流値Iq及び目標ピニオン角θp*が入力される。反力成分演算部72は、これらの状態量に基づいてラック軸12に作用する軸力に応じた反力成分Firを演算し、目標ピニオン角演算部73に出力する。
(1)基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常がある軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseをゼロにすることで、該異常な軸力の反力成分Fir(基礎反力)に対する寄与率をゼロにするようにした。具体的には、基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseに異常がない場合には、電流軸力Ferを30%、角度軸力Fibを45%、センサ軸力Fseを70%の割合で配分して反力成分Firを演算する。ここで、例えばセンサ軸力Fseの値が異常となる場合を想定すると、基礎反力演算部82は、電流軸力Ferを45%、角度軸力Fibを60%、センサ軸力Fseを0%の割合で配分して反力成分Firを演算する。これにより、反力成分Firの値に対する異常な軸力の影響(寄与)がなくなるため、アシスト指令値Ta*が異常な値となることを好適に抑制できる。したがって、ステアリングホイール2に伝達される路面反力の調整をアシスト指令値Ta*の変化によって行っても、該調整が不適切なものとなることを好適に抑制できる。
次に、操舵制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第3実施形態)
次に、操舵制御装置の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第4実施形態)
次に、操舵制御装置の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第1~第3実施形態では、角度軸力Fibを目標ピニオン角θp*及び車速Vに基づいて演算したが、これに限らず、目標ピニオン角θp*のみに基づいて演算してもよい。同様に、上記第4実施形態において、角度軸力Fibをピニオン角θpのみに基づいて演算してもよい。さらに、例えば操舵トルクThや車速V等、他のパラメータを加味する等、他の方法で角度軸力Fibを演算してもよい。
(イ)前記基礎反力演算部は、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算した配分軸力又は前記タイヤ力を前記基礎反力として演算する操舵制御装置。
Claims (5)
- モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵装置を制御対象とし、
操舵トルクに基づいて第1アシスト成分を演算する第1アシスト成分演算部と、
転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも1つを含む基礎反力を演算する基礎反力演算部と、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角の目標となる目標回転角を演算する目標回転角演算部と、
前記回転角及び前記目標回転角に基づく角度フィードバック制御の実行により第2アシスト成分を演算する第2アシスト成分演算部とを備え、
前記第1アシスト成分及び前記第2アシスト成分に基づくアシスト指令値に応じたアシスト力が発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置であって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵装置を制御対象とし、
前記操舵機構に入力すべき操舵トルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、
前記操舵トルク及び前記トルク指令値に基づくトルクフィードバック制御の実行により第1アシスト成分を演算する第1アシスト成分演算部と、
転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも1つを含む基礎反力を演算する基礎反力演算部と、
前記基礎反力に基づく反力成分及び前記第1アシスト成分を用いて、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角の目標となる目標回転角を演算する目標回転角演算部と、
前記回転角及び前記目標回転角に基づく角度フィードバック制御の実行により第2アシスト成分を演算する第2アシスト成分演算部とを備え、
前記第2アシスト成分に基づくアシスト指令値に応じたアシスト力が発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置であって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - モータを駆動源とするアシスト機構により操舵機構にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵装置を制御対象とし、
転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも1つを含む基礎反力を演算する基礎反力演算部と、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵機構に入力すべき操舵トルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、
前記操舵トルク及び前記トルク指令値に基づくトルクフィードバック制御の実行によりアシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部とを備え、
前記アシスト指令値に応じたアシスト力が発生するように前記モータの作動を制御する操舵制御装置であって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率がゼロとなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力以外の力の前記基礎反力に対する寄与率が高くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。
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