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JP2013203238A - Steering device - Google Patents

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JP2013203238A
JP2013203238A JP2012074393A JP2012074393A JP2013203238A JP 2013203238 A JP2013203238 A JP 2013203238A JP 2012074393 A JP2012074393 A JP 2012074393A JP 2012074393 A JP2012074393 A JP 2012074393A JP 2013203238 A JP2013203238 A JP 2013203238A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
inertial force
torque
target
angular acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012074393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Doi
崇司 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012074393A priority Critical patent/JP2013203238A/en
Publication of JP2013203238A publication Critical patent/JP2013203238A/en
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Abstract

【課題】ステアリングホイールが交換され、その慣性力が変化した場合に、操舵特性の変化に伴う、運転手の操作感の悪化を抑制する。
【解決手段】ステアリング装置は、ステアリングホイール11の慣性力を特定する慣性力特定手段102aと、特定された慣性力に応じて、ステアリングホイールの操舵角加速度の特性を補正する特性補正手段102bとを備える。さらに、運転手のステアリング操作に応じた操舵角に基づいて目標操舵トルクを決定する。目標操舵トルクの決定には、例えば、操舵角を二段微分した操舵角加速度の特性が加味される。
【選択図】図1
When a steering wheel is replaced and its inertial force is changed, deterioration of a driver's operational feeling due to a change in steering characteristics is suppressed.
A steering apparatus includes an inertia force specifying means 102a for specifying an inertial force of a steering wheel 11 and a characteristic correcting means 102b for correcting a steering angular acceleration characteristic of the steering wheel in accordance with the specified inertial force. Prepare. Further, the target steering torque is determined based on the steering angle corresponding to the driver's steering operation. In determining the target steering torque, for example, the characteristics of steering angular acceleration obtained by differentiating the steering angle by two stages are taken into account.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、運転手のステアリング操作に応じた操舵角に基づいて目標操舵トルクを決定するステアリング装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a steering device that determines a target steering torque based on a steering angle corresponding to a driver's steering operation.

この種の装置として、ステアリングホイールの操作に伴って変化する操舵角と、該操舵角から算出した操舵角速度及び操舵角加速度とを用いて、必要となる操舵力(即ち、目標操舵トルク)を算出するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、操舵角に比例する弾性項と、操舵角速度に比例する粘性項と、操舵角加速度に比例する慣性項とを含む運動方程式を用いて目標操舵トルクを算出するとされる。また、慣性項を含んでいる目標操舵トルクが、ステアリングホイールや、電動式パワーステアリング装置の電動モータ等の慣性力を打ち消すことにより、運転手の操舵感が向上するとされる。   As this type of device, the required steering force (ie, target steering torque) is calculated using the steering angle that changes as the steering wheel is operated and the steering angular velocity and steering angular acceleration calculated from the steering angle. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the target steering torque is calculated using an equation of motion including an elastic term proportional to the steering angle, a viscosity term proportional to the steering angular velocity, and an inertial term proportional to the steering angular acceleration. Further, the target steering torque including the inertia term cancels the inertial force such as the steering wheel or the electric motor of the electric power steering device, thereby improving the steering feeling of the driver.

また、運転手の人間系力学特性と操作機構の機械系力学特性との系全体の力学特性に、人間系力学特性の値を入力して、系全体の力学特性における機械系力学特性の値を定め、該機械系力学特性の値に基づいて操作機構の操作反力を制御するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2では、運転手毎の個人差に合わせて車両の操作機構の反力を得ることにより、運転負担をより軽減するとされる。   In addition, input the value of the human system dynamic characteristic into the mechanical characteristic of the entire system of the human system dynamic characteristic of the driver and the mechanical system mechanical characteristic of the operation mechanism, and the value of the mechanical system dynamic characteristic in the dynamic characteristic of the entire system is input. A method has been proposed in which an operation reaction force of an operation mechanism is controlled based on a value of the mechanical system dynamic characteristic (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, it is assumed that the driving burden is further reduced by obtaining the reaction force of the operation mechanism of the vehicle in accordance with the individual difference for each driver.

特開2008−149961号公報JP 2008-149961 A 特開2008−296605号公報JP 2008-296605 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載の装置では、仮にステアリングホイールが交換され、ステアリングホイールの慣性力が変化した場合、操舵特性が変化してしまう。すると、ステアリングホイール交換前の操舵特性で決定される目標操舵トルクではステアリングホイールの慣性力を完全に打ち消すことができず、運転手の操舵感が悪化し兼ねないといった技術的問題点がある。   However, in the apparatus described in Patent Document 1 described above, if the steering wheel is replaced and the inertial force of the steering wheel changes, the steering characteristics change. As a result, the target steering torque determined by the steering characteristics before the steering wheel replacement cannot completely cancel the inertial force of the steering wheel, and there is a technical problem that the steering feeling of the driver may deteriorate.

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、ステアリングホイールの慣性力が変化した場合に、操舵特性の変化に伴う、運転手の操舵感の悪化を抑制し得るステアリング装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and provides a steering device that can suppress deterioration of a driver's steering feeling caused by a change in steering characteristics when the inertial force of a steering wheel changes. The task is to do.

上述した課題を解決するために、本発明に係るステアリング装置は、ステアリングホイールの慣性力を特定する慣性力特定手段と、前記特定された慣性力に応じて、前記ステアリングホイールの操舵角加速度の特性を補正する特性補正手段とを備える。   In order to solve the above-described problems, a steering device according to the present invention includes an inertial force specifying unit that specifies an inertial force of a steering wheel, and a characteristic of steering angular acceleration of the steering wheel according to the specified inertial force. Characteristic correction means for correcting.

本発明に係るステアリング装置は、運転手のステアリング操作に応じた操舵角に基づいて目標操舵トルクを決定する。目標操舵トルクの決定には、例えば、操舵角を二段微分した操舵角加速度の特性が加味される。尚、本発明に係るステアリング装置は、電動モータを用いた電動式パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)の他、ステアリングバイワイヤを用いたステアリングに適用されてもよい。   The steering device according to the present invention determines a target steering torque based on a steering angle corresponding to a driver's steering operation. In determining the target steering torque, for example, the characteristic of the steering angular acceleration obtained by differentiating the steering angle by two stages is taken into account. The steering device according to the present invention may be applied to steering using a steering-by-wire in addition to electric power steering (EPS) using an electric motor.

本発明に係る慣性力を「特定する」とは、慣性力センサ等の各種センサを用いて、直接的若しくは間接的に検出或いは出力する、又は、質点、操舵角加速度及びこれを受ける回転軸回りの距離等を変数或いはパラメータとして、数式、関数、マップ或いはコンピュータプログラムを用いて、算出、推定或いは決定することを意図する。本発明に係る「操舵角加速度の特性」は、例えば慣性モーメント又はこれに応じた値であって、数式、関数或いはマップで示される。こうした操舵角加速度の特性を「補正する」とは、操舵角加速度の特性値が、ステアリングホイール本来の慣性力(言い換えれば、設計上或いは装置仕様上で意図された、ステアリングホイールの慣性力)に対応する値をとるように、操舵角加速度の特性を変更することを意図する。   “Identify” the inertial force according to the present invention is to detect or output directly or indirectly by using various sensors such as an inertial force sensor, or around a rotation axis that receives the mass point, steering angular acceleration, and this. This is intended to be calculated, estimated or determined using a mathematical formula, function, map or computer program using the distance or the like as a variable or parameter. The “steering angular acceleration characteristic” according to the present invention is, for example, a moment of inertia or a value corresponding to the moment of inertia, and is represented by an equation, a function, or a map. “Correcting” the characteristics of steering angular acceleration means that the characteristic value of steering angular acceleration is the inertial force inherent to the steering wheel (in other words, the inertial force of the steering wheel intended by design or device specifications). It is intended to change the characteristic of the steering angular acceleration so as to take a corresponding value.

本発明によれば、例えばステアリングホイールが交換された後には、慣性力特定手段により、ステアリングホイールの慣性力が特定される。すると、特性補正手段により、特定されたステアリングホイールの慣性力に応じて、ステアリングホイールの操舵角加速度の特性が補正される。これにより、操舵角加速度の特性を、搭載されているステアリングホイールの慣性力に対応したものに更新することが可能である。従って、ステアリングホイールの慣性力が変化した場合に、運転手が感じるところの操舵特性の変化を抑制できる。よって、例えば目標操舵トルクの決定に最新の操舵角加速度の特性が加味されるから、運転手の操舵感の悪化を抑制することが可能である。   According to the present invention, for example, after the steering wheel is replaced, the inertial force of the steering wheel is specified by the inertial force specifying means. Then, the characteristic correction means corrects the characteristic of the steering angular acceleration of the steering wheel according to the specified inertial force of the steering wheel. Thereby, it is possible to update the characteristics of the steering angular acceleration to those corresponding to the inertial force of the mounted steering wheel. Therefore, when the inertial force of the steering wheel changes, it is possible to suppress changes in steering characteristics that are felt by the driver. Therefore, for example, since the latest steering angular acceleration characteristic is added to the determination of the target steering torque, it is possible to suppress the deterioration of the steering feeling of the driver.

尚、本発明は、ステアリングホイールの慣性力の変化に応じて、操舵角加速度の特性を補正するが、補正の指標はこれに限定されない。例えば、ステアリングホイールの慣性力が変化する要因になり得る、パワーステアリング機構を構成する電動モータ及びそのギア比の何かしらの変化を補正の指標にしても構わない。   In the present invention, the characteristic of the steering angular acceleration is corrected according to the change in the inertial force of the steering wheel, but the correction index is not limited to this. For example, any change in the electric motor that constitutes the power steering mechanism and its gear ratio, which may cause the inertial force of the steering wheel to change, may be used as an index for correction.

本発明に係るステアリング装置の一態様では、前記ステアリングホイールに係る情報を取得する情報取得手段を更に備え、前記慣性力特定手段は、前記取得された情報に基づいて前記慣性力を特定する。   One aspect of the steering apparatus according to the present invention further includes information acquisition means for acquiring information relating to the steering wheel, and the inertial force specifying means specifies the inertial force based on the acquired information.

本発明に係る「情報」は、例えばステアリングホイールの種類毎の識別番号や、予め設定されるステアリングホイールの慣性モーメント等の他、ステアリングホイールの慣性力を特定するための各種情報を示す。   The “information” according to the present invention indicates various information for specifying the inertial force of the steering wheel in addition to the identification number for each type of steering wheel, the inertial moment of the steering wheel set in advance, and the like.

この態様によれば、情報取得手段により、ステアリングホイールに係る情報が取得されると、慣性力特定手段により、取得された情報に基づいてステアリングホイール本来の慣性力が特定される。   According to this aspect, when information related to the steering wheel is acquired by the information acquisition unit, the inertial force inherent in the steering wheel is specified by the inertial force specifying unit based on the acquired information.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.

本発明の実施形態に係るステアリング装置の構成を概念的に表すブロック図である。1 is a block diagram conceptually showing the structure of a steering device according to an embodiment of the present invention. 図1のステアリング装置におけるモータ制御処理について説明する制御ブロック図である。It is a control block diagram explaining the motor control processing in the steering device of FIG. 実施形態に係る目標操舵トルク算出処理について説明する制御ブロック図である。It is a control block diagram explaining the target steering torque calculation process which concerns on embodiment. 実施形態に係る目標操舵トルク算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the target steering torque calculation process which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
<実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、実施形態に係るステアリング装置の構成について説明する。ここに、図1は、ステアリング装置の構成を概念的に表すブロック図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment>
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of the steering apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the structure of the steering device.

図1において、本発明に係る「ステアリング装置」を備える車両10は、ステアリングホイール11と、ステアリングシャフト12と、モータ13と、ラックアンドピニオン部14と、タイロッド15と、ナックルアーム16と、前輪17fと、操舵角センサ21と、実操舵トルクセンサ22と、車速センサ23と、ECU100とを備えている。   In FIG. 1, a vehicle 10 including a “steering device” according to the present invention includes a steering wheel 11, a steering shaft 12, a motor 13, a rack and pinion portion 14, a tie rod 15, a knuckle arm 16, and a front wheel 17f. A steering angle sensor 21, an actual steering torque sensor 22, a vehicle speed sensor 23, and an ECU 100.

ステアリングホイール11(以下、単に「ステアリング11」と適宜称する)は、車両10を回転させるために運転手によって操作される。ステアリング11は、ステアリングシャフト12を介して、ラックアンドピニオン部14に接続されている。ステアリングシャフト12には、操舵角センサ21、実操舵トルクセンサ22、及びモータ13が設けられている。   A steering wheel 11 (hereinafter simply referred to as “steering 11” as appropriate) is operated by a driver to rotate the vehicle 10. The steering 11 is connected to the rack and pinion unit 14 via the steering shaft 12. The steering shaft 12 is provided with a steering angle sensor 21, an actual steering torque sensor 22, and a motor 13.

操舵角センサ21は、運転手によるステアリング11の操作に対応する操舵角を検出する。操舵角センサ21は、検出した操舵角に対応する検出信号をECU100に供給するように構成されている。   The steering angle sensor 21 detects a steering angle corresponding to the operation of the steering 11 by the driver. The steering angle sensor 21 is configured to supply a detection signal corresponding to the detected steering angle to the ECU 100.

実操舵トルクセンサ22は、ステアリング11を介してステアリングシャフト12に付与されるトルクを実操舵トルクとして検出する。トルクセンサ22は、検出した実操舵トルクに対応する検出信号をECU100に供給するように構成されている。   The actual steering torque sensor 22 detects the torque applied to the steering shaft 12 via the steering 11 as the actual steering torque. The torque sensor 22 is configured to supply a detection signal corresponding to the detected actual steering torque to the ECU 100.

車速センサ23は、車両10の車速を検出し、検出した車速に対応する検出信号をECU100に供給するように構成されている。   The vehicle speed sensor 23 is configured to detect the vehicle speed of the vehicle 10 and supply a detection signal corresponding to the detected vehicle speed to the ECU 100.

モータ13は、ECU100による制御下で、ステアリングシャフト12にトルクを付与するように構成されている。尚、以下では、モータ13がステアリングシャフト12に付与するトルクを「アシストトルク」と適宜称する。   The motor 13 is configured to apply torque to the steering shaft 12 under the control of the ECU 100. Hereinafter, the torque that the motor 13 applies to the steering shaft 12 is appropriately referred to as “assist torque”.

ラックアンドピニオン部14は、ラックギア及びピニオンギアから構成されており、ステアリングシャフト12から回転が伝達されて動作するように構成されている。ラックアンドピニオン部14には、タイロッド15及びナックルアーム16が連結されており、ナックルアーム16には、前輪17fが連結されている。この場合、タイロッド15及びナックルアーム16がラックアンドピニオン部14によって動作されることにより、ナックルアーム16に連結された前輪17fが転舵されることとなる。   The rack and pinion unit 14 includes a rack gear and a pinion gear, and is configured to operate by receiving rotation from the steering shaft 12. A tie rod 15 and a knuckle arm 16 are connected to the rack and pinion portion 14, and a front wheel 17 f is connected to the knuckle arm 16. In this case, when the tie rod 15 and the knuckle arm 16 are operated by the rack and pinion portion 14, the front wheel 17f connected to the knuckle arm 16 is steered.

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えた電子制御ユニット(Electronic Control Unit)であり、車両10の各部の動作を制御可能に構成されている。ECU100は、ステアリング情報取得部101、目標操舵トルク算出部102、アシストトルク算出部103、及びモータ制御部104を備えており、後述するEPS制御処理及び目標操舵トルク算出処理を実行可能に構成されている。本実施形態では、ECU100は、ステアリング11が当該車両10の本体に搭載される際に、該ステアリング11の識別番号を記憶するように構成されている。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the operation of each part of the vehicle 10. ing. The ECU 100 includes a steering information acquisition unit 101, a target steering torque calculation unit 102, an assist torque calculation unit 103, and a motor control unit 104, and is configured to be able to execute an EPS control process and a target steering torque calculation process described later. Yes. In the present embodiment, the ECU 100 is configured to store an identification number of the steering wheel 11 when the steering wheel 11 is mounted on the main body of the vehicle 10.

ステアリング情報取得部101は、本発明に係る「情報取得手段」の一例として、ECU100に記憶されているステアリング11の識別番号を読み取り、読み取られた識別番号に対応するステアリング11の種類を検出するように構成されている。ステアリング情報取得部101は、ステアリング11の種類から、例えば質点や、操舵角加速度を受ける回転軸回りの距離等の、ステアリング11の慣性力を求めるための情報(即ち、ステアリング種類情報)を取得するように構成されている。   As an example of the “information acquisition unit” according to the present invention, the steering information acquisition unit 101 reads the identification number of the steering 11 stored in the ECU 100 and detects the type of the steering 11 corresponding to the read identification number. It is configured. The steering information acquisition unit 101 acquires information (that is, steering type information) for obtaining the inertial force of the steering 11 such as the mass point and the distance around the rotation axis that receives the steering angular acceleration from the type of the steering 11. It is configured as follows.

目標操舵トルク算出部103は、典型的には、操舵角センサ21により検出された操舵角、及び車速センサ23により検出された車速に基づいて、目標操舵トルクを算出可能に構成されている。本実施形態では、目標操舵トルク算出部103は、ばね部、減衰部及び慣性部の3つの算出部(図3に示される)を含んでいる。ばね部では、操舵角に対応するばね項が算出され、減衰部では、操舵角速度に対応する減衰項が算出され、慣性部では、操舵角加速度に対応する慣性項が算出される。目標操舵トルク算出部103は、3つの算出部で算出される、ばね項、減衰項及び慣性項の3つの項を合算した値を目標操舵トルクとして算出可能に構成されている。ばね項は、操舵角を入力として、弾性係数を表す関数を用いて算出される。減衰項は、操舵角速度を入力として、粘性摩擦係数を表す関数を用いて算出される。   The target steering torque calculation unit 103 is typically configured to be able to calculate the target steering torque based on the steering angle detected by the steering angle sensor 21 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 23. In the present embodiment, the target steering torque calculation unit 103 includes three calculation units (shown in FIG. 3): a spring unit, a damping unit, and an inertia unit. In the spring portion, a spring term corresponding to the steering angle is calculated, in the attenuation portion, an attenuation term corresponding to the steering angular velocity is calculated, and in the inertia portion, an inertia term corresponding to the steering angular acceleration is calculated. The target steering torque calculation unit 103 is configured to be able to calculate a value obtained by adding the three terms of the spring term, the attenuation term, and the inertia term calculated by the three calculation units as the target steering torque. The spring term is calculated using a function representing an elastic coefficient with the steering angle as an input. The attenuation term is calculated using a function representing a viscous friction coefficient with the steering angular velocity as an input.

目標操舵トルク算出部103は、慣性力算出部102aと、特性補正部102bとを含んでいる。慣性力算出部102aは、本発明に係る「慣性力特定手段」の一例として、ステアリング情報取得部101により取得された情報を入力として、所定の関数を用いて、ステアリング11の慣性力を算出するように構成されている。   The target steering torque calculation unit 103 includes an inertial force calculation unit 102a and a characteristic correction unit 102b. As an example of the “inertia force specifying means” according to the present invention, the inertial force calculation unit 102a calculates the inertial force of the steering wheel 11 using information obtained by the steering information acquisition unit 101 as an input. It is configured as follows.

特性補正部102bは、本発明に係る「特性補正手段」の一例として、慣性力算出部102aにより算出された慣性力に基づいて、慣性モーメントを表す関数(即ち、本発明に係る「操舵角加速度の特性」の一例)を補正するように構成されている。慣性項は、操舵角加速度を入力として、補正された関数を用いて算出される。   The characteristic correction unit 102b is an example of the “characteristic correction unit” according to the present invention. Based on the inertial force calculated by the inertial force calculation unit 102a, the characteristic correction unit 102b is a function (ie, “steering angular acceleration according to the present invention”). An example of “characteristics of” is corrected. The inertia term is calculated using the corrected function with the steering angular acceleration as an input.

アシストトルク算出部104は、目標操舵トルク算出部103により算出された目標操舵トルクと、実操舵トルクセンサ22により検出された実操舵トルクとの差をアシストトルクとして算出するように構成されている。   The assist torque calculation unit 104 is configured to calculate a difference between the target steering torque calculated by the target steering torque calculation unit 103 and the actual steering torque detected by the actual steering torque sensor 22 as the assist torque.

モータ制御部105は、アシストトルク算出部103により算出されたアシストトルクを付与するように、モータ13を制御可能に構成されている。   The motor control unit 105 is configured to be able to control the motor 13 so as to apply the assist torque calculated by the assist torque calculation unit 103.

<実施形態の動作>
<EPS制御処理>
次に、図2を参照し、本実施形態におけるモータ制御処理について説明する。ここに、図2は、運転手のステアリング操作をアシストするためのモータ制御処理を示す制御ブロック図である。
<Operation of Embodiment>
<EPS control processing>
Next, the motor control process in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a control block diagram showing a motor control process for assisting the driver's steering operation.

図2において、操舵角センサ21により操舵角θが検出され、車速センサ23により車速Vが検出されると、目標操舵トルク算出部102により目標操舵トルクTxが算出される。これと並行して、実操舵トルクセンサ22によりフィードバック要素としての実操舵トルクTsが検出される。続いて、制御要素としてのサーボコントローラ(即ち、モータ制御部104)には、目標操舵トルクTxと実操舵トルクTsとが入力される。すると、アシストトルク算出部103により、目標操舵トルクTxと実操舵トルクTsとの差がアシストトルクTa1として算出され、サーボコントローラにより、アシストトルクTa1がステアリングシャフト12に付与されるように、制御対象としてのEPS装置(即ち、モータ13等)が制御される。この際、実操舵トルクセンサ22により実操舵トルクTsが検出され、サーボコントローラにフィードバックされる。こうしたフィードバック制御により、アシストトルクTa1が更新されることで、運転手のステアリング操作が常時アシストされる。   In FIG. 2, when the steering angle θ is detected by the steering angle sensor 21 and the vehicle speed V is detected by the vehicle speed sensor 23, the target steering torque Tx is calculated by the target steering torque calculation unit 102. In parallel with this, the actual steering torque Ts as a feedback element is detected by the actual steering torque sensor 22. Subsequently, the target steering torque Tx and the actual steering torque Ts are input to a servo controller (that is, the motor control unit 104) as a control element. Then, the assist torque calculation unit 103 calculates the difference between the target steering torque Tx and the actual steering torque Ts as the assist torque Ta1, and the servo controller applies the assist torque Ta1 to the steering shaft 12 as a control target. The EPS apparatus (that is, the motor 13 or the like) is controlled. At this time, the actual steering torque Ts is detected by the actual steering torque sensor 22 and fed back to the servo controller. By such feedback control, the assist torque Ta1 is updated, so that the driver's steering operation is always assisted.

本実施形態では、目標操舵トルク算出部102において、目標操舵トルクTxを算出するために、操舵角に対応するばね項、操舵角速度に対応する減衰項、及び操舵角加速度に対応する慣性項が夫々算出される。本実施形態では、特に、例えばステアリング11が交換された後には、慣性項の算出に先立って操舵角加速度の特性が補正され、補正された特性に対応する慣性項が算出される。算出された慣性項がばね項及び減衰項と共に目標操舵トルクを構成することで、ステアリング11の慣性力を完全に打ち消すことができる。   In this embodiment, in order to calculate the target steering torque Tx in the target steering torque calculation unit 102, a spring term corresponding to the steering angle, an attenuation term corresponding to the steering angular velocity, and an inertia term corresponding to the steering angular acceleration are respectively provided. Calculated. In the present embodiment, particularly, for example, after the steering 11 is replaced, the characteristic of the steering angular acceleration is corrected prior to the calculation of the inertia term, and the inertia term corresponding to the corrected property is calculated. The calculated inertial term constitutes the target steering torque together with the spring term and the damping term, so that the inertial force of the steering 11 can be completely canceled.

<目標操舵トルク算出処理>
次に、図3及び図4を参照し、本実施形態における目標操舵トルク算出処理について詳細に説明する。ここに、図3は、目標操舵トルク算出部103による目標操舵トルク算出処理を示す制御ブロック図であり、図4は、目標操舵トルク算出処理を示すフローチャートである。
<Target steering torque calculation process>
Next, the target steering torque calculation process in the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a control block diagram showing target steering torque calculation processing by the target steering torque calculation unit 103, and FIG. 4 is a flowchart showing target steering torque calculation processing.

図3において、目標操舵トルク算出部102には、ばね部、減衰部及び慣性部の3つの算出部が備えられている。ばね部には、操舵角θに対する弾性係数を表す関数が示されている。減衰部には、操舵角θを一段微分した操舵角速度ωに対する、粘性摩擦係数を表す関数が示されている。慣性部には、操舵角θを二段微分した操舵角加速度αに対する、慣性モーメントIを表す関数が示されている。慣性部には、操舵角加速度αに加えて、慣性モーメントIを表す関数を補正する指標とされる慣性力Fが入力される。   In FIG. 3, the target steering torque calculation unit 102 includes three calculation units: a spring unit, a damping unit, and an inertia unit. A function representing an elastic coefficient with respect to the steering angle θ is shown in the spring portion. In the attenuation portion, a function representing a viscous friction coefficient with respect to the steering angular velocity ω obtained by differentiating the steering angle θ by one step is shown. In the inertia part, a function representing the inertia moment I with respect to the steering angular acceleration α obtained by differentiating the steering angle θ by two stages is shown. In addition to the steering angular acceleration α, an inertial force F, which is an index for correcting a function representing the moment of inertia I, is input to the inertia part.

慣性モーメントIを表す関数(図3中、慣性部に示される)について、実線で示される線分は、ゲインKiで設定され、現在搭載されるステアリング11の慣性力Fに対応する慣性モーメントIである。一方、点線で示される線分は、ゲインKi’で設定され、前回搭載されていたステアリングの慣性力に対応する慣性モーメントである。   For a function representing the moment of inertia I (shown in the inertia part in FIG. 3), a line segment indicated by a solid line is set by a gain Ki, and is an inertia moment I corresponding to the inertial force F of the steering 11 currently mounted. is there. On the other hand, the line segment indicated by the dotted line is the moment of inertia corresponding to the inertial force of the steering wheel which was set with the gain Ki ′ and was mounted last time.

図3及び図4において、目標操舵トルク算出処理では、先ず、操舵角センサ21により検出された操舵角θがばね部に入力されると、操舵角θに対応するばね項Tθが算出される(ステップS31)。他方、操舵角速度ωが減衰部に入力されると、操舵角速度ωに対応する減衰項Tωが算出される(ステップS32)。他方、ステアリング情報取得部101により取得されたステアリング種類情報に基づいて、慣性力算出部102aによりステアリング11の慣性力Fが算出される(ステップS33)。すると、特性補正部102bにより、算出された慣性力に応じたゲインKiが設定され、設定されたゲインKiで慣性モーメントIの傾き(値)が変更される。即ち、操舵角加速度αの特性が補正される(ステップS34)。この後、操舵角加速度αが慣性部に入力されると、操舵角加速度α及び補正された特性に対応する慣性項Tαが算出される(ステップS35)。 3 and 4, in the target steering torque calculation process, first, when the steering angle θ detected by the steering angle sensor 21 is input to the spring portion, the spring term T θ corresponding to the steering angle θ is calculated. (Step S31). On the other hand, when the steering angular velocity ω is input to the attenuation unit, an attenuation term T ω corresponding to the steering angular velocity ω is calculated (step S32). On the other hand, based on the steering type information acquired by the steering information acquisition unit 101, the inertial force F of the steering wheel 11 is calculated by the inertial force calculation unit 102a (step S33). Then, the characteristic correction unit 102b sets a gain Ki corresponding to the calculated inertial force, and the inclination (value) of the inertia moment I is changed with the set gain Ki. That is, the characteristic of the steering angular acceleration α is corrected (step S34). Thereafter, when the steering angular acceleration α is input to the inertia part, the inertial term T α corresponding to the steering angular acceleration α and the corrected characteristic is calculated (step S35).

上述したステップS31、S32及びS35の処理により、3つの項Tθ、Tω及びTαが算出されると、3つ項の項Tθ、Tω及びTαが合算され、目標操舵トルクTxが算出される(ステップS36)。これにより、一連の目標操舵トルク算出処理が終了する。 When the three terms T θ , T ω, and T α are calculated by the processing of steps S 31, S 32, and S 35 described above, the three terms T θ , T ω, and T α are added together to obtain the target steering torque Tx. Is calculated (step S36). Thereby, a series of target steering torque calculation processes are completed.

このように、目標操舵トルク算出処理によれば、操舵角加速度αの特性を、搭載されているステアリング11の慣性力Fに対応したものに更新することが可能である。従って、ステアリング11の慣性力Fが変化した場合に、目標操舵トルクTxの決定に最新の操舵角加速度αの特性が加味されるから、運転手の操舵感の悪化を抑制することが可能である。   As described above, according to the target steering torque calculation process, the characteristic of the steering angular acceleration α can be updated to one corresponding to the inertial force F of the mounted steering 11. Therefore, when the inertial force F of the steering wheel 11 changes, the latest steering angular acceleration α characteristic is added to the determination of the target steering torque Tx, so that the driver's steering feeling can be prevented from deteriorating. .

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うステアリング装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. A steering apparatus that includes such changes can also be used. It is included in the technical scope of the present invention.

10…車両、11…ステアリング、21…操舵角センサ、100…ECU、101…ステアリング情報取得部、102…目標操舵トルク算出部、102a…慣性力算出部、102b…特性補正部、   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 11 ... Steering, 21 ... Steering angle sensor, 100 ... ECU, 101 ... Steering information acquisition part, 102 ... Target steering torque calculation part, 102a ... Inertial force calculation part, 102b ... Characteristic correction part,

Claims (1)

ステアリングホイールの慣性力を特定する慣性力特定手段と、
前記特定された慣性力に応じて、前記ステアリングホイールの操舵角加速度の特性を補正する特性補正手段と
を備えることを特徴とするステアリング装置。
An inertial force specifying means for specifying the inertial force of the steering wheel;
A steering apparatus comprising: a characteristic correction unit that corrects a characteristic of a steering angular acceleration of the steering wheel according to the specified inertial force.
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