JP6314752B2 - 電動ステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
従って、本発明によれば、モータの制御がセンサに含まれるノイズの影響を受けることによって発生する制御系の振動を抑制することができる。特に状態量(例えば路面反力)の推定に使用する信号の1つであるアシストトルクは、その指令値を使用した場合、検出したトルク電流から求めたアシストトルクを使用する場合とは異なりノイズが重畳されないため、より一層、ノイズの影響を抑制することができる。また、操舵トルクの目標値は、ドライバが操作した結果ではなく、その予定値でもあることから、操舵トルクの目標値に基づく制御は先回りの制御となるため、制御の応答性を向上させることができる。
[第1実施形態]
<構成>
本実施形態の電動パワーステアリングシステム1は、図1に示すように、ドライバによるハンドル2の操作をモータ6によってアシストするものである。ハンドル2は、ステアリングシャフト3の一端に固定され、ステアリングシャフト3の他端にはトルクセンサ4が接続されており、このトルクセンサ4の他端には、インターミディエイトシャフト5が接続されている。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト3からトルクセンサ4を経てインターミディエイトシャフト5に至る軸体全体を、まとめてハンドル軸ともいう。
ベースアシスト部20は、操舵トルクTsと車速Vに基づき、ドライバがハンドルを操作する操舵力を補助するアシスト力を決定するブロックである。また、ベースアシスト部20は、ドライバに与える操舵フィーリング(ハンドルの重さ、粘性感、切り/戻し時のヒス特性など)をマップ等で調整できる機能を有しており、調整された操舵フィールを実現するためのモータへのアシストトルク指令を生成する。
ベースアシスト部20は、図3に示すように、サーボコントローラ21と、目標生成部22と、偏差演算器23とを備えている。すなわち、このベースアシスト部20は、現在出力しているベースアシスト指令Tb*を考慮(フィードバック)して適切な操舵トルクTsになるような、ベースアシスト指令Tb*を生成するものである。そして、目標生成部22は、ベースアシスト指令Tb*と自車両の走行速度(車速V)とに基づいて、操舵トルクの目標値である目標操舵トルクTs*を生成する。偏差演算器23は、操舵トルクTsと目標操舵トルクTs*との差であるトルク偏差(Ts−Ts*)を演算する。サーボコントローラ21は、比例器、積分器、および微分器を備えた周知のPID制御器として構成されている。そして、トルク偏差(操舵トルクTsと目標操舵トルクTs*との差)が0に近づくよう、すなわち自ら(サーボコントローラ21)が出力している状態を帰還しながら安定したアシスト操舵力(アシストトルクまたはアシスト量ともいう)を発生させるための、そのアシスト操舵力を示すベースアシスト指令Tb*を生成する。
<モデルを用いたシミュレーション>
次に、操舵系メカを模したモデルを用いてベースアシスト部20による特性を解析した結果を、図7,図8に示す。ここでは、目標操舵トルクゲインkを0.05程度から4程度まで変化させている。
以上説明したように、本実施形態では、操舵トルクの予定値(目標操舵トルク)Ts*とアシストトルクの指令値(ベースアシスト指令)Tb*とから路面反力(Ts*+Tb*)を求め、この路面反力を用いて、サーボコントローラ21に追従させる目標操舵トルクTs*を生成している。つまり、目標操舵トルクTsの生成に、ノイズが重畳され易い操舵トルクTsや通電電流Imを使用していないため、目標操舵トルクTs*がノイズの影響を受けること、ひいてはその目標操舵トルクTs*を用いた制御によって振動が発生することを抑制することができる。換言すれば、本実施形態では操舵系のノイズに対するロバスト性を向上させることができる。
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
<ベースアシスト部>
本実施形態におけるベースアシスト部20aにおいて、目標生成部22aは、図9に示すように、図3に示す目標生成部22と比較して、トルク変換器34の代わりにトルク変換器34aを備える点、および絶対値生成器33とトルク変換器34aの間に横加速度(横G)推定器37が挿入されている点が異なっている。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
(3)上記実施形態では、路面反力を求める際に、ベースアシスト指令Tb*を用いているが、通電電流Imから求めたアシストトルクを用いてもよい。
Claims (5)
- ハンドル軸に加わる操舵トルクの検出値に応じたアシストトルクをモータによって出力することで操舵特性を制御する電動ステアリング制御装置(15)であって、
前記操舵トルクの目標値と前記アシストトルクとの和から路面反力を推定し、前記路面反力と前記操舵トルクの目標値との対応関係を示す予め用意された関数を用いて、前記路面反力から前記操舵トルクの新たな目標値を生成する操舵目標値生成手段(22)と、
前記操舵トルクの目標値と前記操舵トルクの検出値との偏差が小さくなるように前記モータを制御するための指令値を生成する指令値生成手段(21,23)と、
前記指令値に基づいて前記モータを駆動させるモータ駆動手段(42)と、
を備えることを特徴とする電動ステアリング制御装置。 - ハンドル軸に加わる操舵トルクの検出値に応じたアシストトルクをモータによって出力することで操舵特性を制御する電動ステアリング制御装置(15)であって、
前記操舵トルクの目標値と前記アシストトルクとの和から路面反力を推定し、前記路面反力に予め設定された換算係数を乗じることで車両の旋回運動を表す物理量を求め、前記物理量と前記操舵トルクの目標値との対応関係を示す予め用意された関数を用いて、前記物理量から前記操舵トルクの新たな目標値を生成する操舵目標値生成手段(22a)と、
前記操舵トルクの目標値と前記操舵トルクの検出値との偏差が小さくなるように前記モータを制御するための指令値を生成する指令値生成手段(21,23)と、
前記指令値に基づいて前記モータを駆動させるモータ駆動手段(42)と、
を備えることを特徴とする電動ステアリング制御装置。 - 前記物理量は、車両の横加速度であること特徴とする請求項2に記載の電動ステアリング制御装置。
- 前記物理量は、車両のヨーレートであることを特徴とする請求項2に記載の電動ステアリング制御装置。
- 前記関数は車速毎に用意されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の電動ステアリング制御装置。
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