JP2021195096A - Steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、転舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device.
トラック、バス等の大型車両では、左右の車輪がアクスルビームで連結されているリジットアクスルサスペンションが広く用いられている。リジットアクスルサスペンションを有する車両では、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構を備えた操舵装置が広く採用されている。このような大型車両の操舵装置は、ステアリングホイール、ステアリングコラム、ステアリングギアボックス、ピットマンアーム、ドラッグリング、ナックルアーム、タイロッド等を備えており、インデペンデントサスペンションが用いられている乗用車の操舵装置に比べて複雑である。また、大型車両の操舵装置は乗用車の操舵装置に比べて、ステアリングシャフト等の長さが長い。 In large vehicles such as trucks and buses, rigid axle suspensions in which the left and right wheels are connected by axle beams are widely used. In vehicles having a rigid axle suspension, a steering device equipped with a ball screw type hydraulic power steering mechanism is widely adopted. The steering device of such a large vehicle is equipped with a steering wheel, a steering column, a steering gearbox, a pitman arm, a drag ring, a knuckle arm, a tie rod, etc. It's more complicated than that. Further, the steering device of a large vehicle has a longer steering shaft and the like than the steering device of a passenger car.
特許文献1には、前述のような大型車両の操舵装置のステアリングコラムに電動モータを追加し、この電動モータを使用して、目標軌道に沿って自動走行させる技術が開示されている。このような自動走行制御は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、まず、目標軌跡と自車両位置との関係から、転舵輪の目標転舵角を算出し、その値にステアリングギア比(転舵角に対する操舵角の比)を乗算して目標操舵角を算出する。そして、目標操舵角と実操舵角との偏差が零になるように、電動モータに対して角度フィードバック制御を行う。
前述したように、大型車両の操舵装置は、乗用車の操舵装置よりも複雑であり、ステアリングシャフトに生じる捻じれや撓みが比較的大きいため、ステアリングホイールから転舵輪までの間のあそび(allowance)が大きい。このため、操舵の応答性が悪いという問題がある。
したがって、大型車両の操舵装置に対して例えば前述のような自動走行制御を行った場合には、目標操舵角を与えても、あそびにより目標操舵角と転舵輪の転舵角との間にずれが生じるため、軌跡追従性が悪くなる。
As mentioned above, the steering system of a large vehicle is more complicated than the steering system of a passenger car, and the twist and deflection that occur in the steering shaft are relatively large, so that there is an allowance between the steering wheel and the steering wheel. big. Therefore, there is a problem that the steering response is poor.
Therefore, for example, when the automatic running control as described above is performed on the steering device of a large vehicle, even if the target steering angle is given, the target steering angle and the steering angle of the steering wheel deviate due to play. Therefore, the locus followability is deteriorated.
なお、乗用車においても、前述の大型車両ほどではないが、ステアリングホイールから転舵輪までの間にあそびが存在するので、操舵の応答性が悪いという問題がある。
この発明の目的は、操舵の応答性を向上させることができる車両用操舵装置を提供することである。
It should be noted that the passenger car also has a problem that the responsiveness of steering is poor because there is play between the steering wheel and the steering wheel, although it is not as large as the above-mentioned large vehicle.
An object of the present invention is to provide a vehicle steering device capable of improving steering responsiveness.
この発明の一実施形態は、左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、前記左右の転舵輪に速度差を発生させる転舵輪速度差発生装置と、前記転舵輪速度差発生装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、操舵状態が切り始め状態および切り返し状態のいずれかである場合に、あそびを詰めるためのあそび補償制御を実行するように構成されており、前記あそび補償制御では、前記転舵輪速度差発生装置によって、操舵予定方向と反対方向のトルクが発生するように、前記左右の転舵輪に車輪速度差が発生される、転舵制御装置を提供する。 In one embodiment of the present invention, a steering mechanism for steering the left and right steering wheels, a steering wheel speed difference generating device for generating a speed difference between the left and right steering wheels, and the steering wheel speed difference generating device are provided. The control unit includes a control unit for controlling, and the control unit is configured to execute play compensation control for reducing play when the steering state is either a turning start state or a turning state. Compensation control provides a steering control device in which a wheel speed difference is generated between the left and right steering wheels so that the steering wheel speed difference generating device generates torque in a direction opposite to the planned steering direction.
この構成では、操舵の応答性を向上させることができるようになる。
この発明の一実施形態では、前記転舵輪速度差発生装置は、前記左右の転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の転舵輪に車輪速度差を発生させるものである。
この発明の一実施形態では、左右の非転舵輪に速度差を発生させる非転舵輪速度差発生装置を備え、前記制御部は、前記あそび補償制御によって生じるヨーモーメントを低減するように、前記非転舵輪速度差発生装置を制御する。
With this configuration, the responsiveness of steering can be improved.
In one embodiment of the present invention, the steering wheel speed difference generating device generates a wheel speed difference between the left and right steering wheels by generating a difference in braking force between the left and right steering wheels.
In one embodiment of the present invention, the non-steering wheel speed difference generating device for generating a speed difference between the left and right non-steering wheels is provided, and the control unit is provided with the non-steering wheel so as to reduce the yaw moment generated by the play compensation control. Controls the steering wheel speed difference generator.
この発明の一実施形態では、前記非転舵輪速度差発生装置は、前記左右の非転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の非転舵輪に速度差を発生させるものである。
この発明の一実施形態では、前記転舵機構に転舵力を与えるためのアクチュエータと、実操舵角が自動操舵のための目標操舵角に等しくなるように、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部とを含む。
In one embodiment of the present invention, the non-steering wheel speed difference generator generates a speed difference between the left and right non-steering wheels by generating a difference in braking force between the left and right non-steering wheels. ..
In one embodiment of the present invention, an actuator for applying a steering force to the steering mechanism and an actuator control unit for controlling the actuator so that the actual steering angle becomes equal to the target steering angle for automatic steering. including.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の転舵制御装置が適用されたパワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図1において破線の左側は、車両を側方から見た側面図であり、破線の右側は、車両を上方から見た平面図である。
このパワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2、ステアリングシャフト3を有するステアリングコラム4、ベベルギア部5、動力伝達軸6、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構(以下、「油圧パワーステアリング機構7」という。)、転舵機構8、電動モータ9等を備えている。電動モータ9は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a power steering device to which the steering control device of the present invention is applied. In FIG. 1, the left side of the broken line is a side view of the vehicle viewed from the side, and the right side of the broken line is a plan view of the vehicle viewed from above.
The
ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト3を介してベベルギア部5の入力軸に連結されている。ベベルギア部5の出力軸は、動力伝達軸6を介して油圧パワーステアリング機構7の入力軸に連結されている。
転舵機構8は、ピットマンアーム11、ドラッグリンク12、ナックルアーム13、キングピン軸14,15、タイロッドアーム16およびタイロッド17を備える。
The steering wheel 2 is connected to the input shaft of the
The
ピットマンアーム11の一端は、油圧パワーステアリング機構7のセクターシャフトに連結されている。ピットマンアーム11の他端には、ドラッグリンク12の一端が連結されている。ドラッグリンク12の他端は、右転舵輪(右前輪)22のナックルアーム13の一端に連結されている。ナックルアーム13の他端は、右転舵輪22のキングピン軸14に連結されている。右転舵輪22のキングピン軸14と左転舵輪(左前輪)21のキングピン軸15とは、タイロッドアーム16およびタイロッド17によって連結されている。図の破線18は、アクスルビームである。
One end of the
電動モータ9は、ステアリングコラム4に設けられており、図示しない減速機を介してステアリングシャフト3に連結されている。減速機は、ウォームギヤと、このウォームギヤと噛み合うウォームホイールとを含むウォームギヤ機構からなる。以下において、減速機の減速比をicで表す。減速比icは、ウォームホイールの回転角であるウォームホイール角に対するウォームギヤの回転角であるウォームギヤ角の比として定義される。電動モータ9のロータ回転角θmは、回転角センサ25によって検出される。
The
ステアリングコラム4には、操舵トルクTdを検出するためのトルクセンサ26が設けられている。この実施形態では、トルクセンサ26によって検出される操舵トルクTdは、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクTdの大きさが大きくなる。
The
また、パワーステアリング装置1は、転舵輪21,22の転舵角θtを検出するための転舵角センサ27(図2参照)を備えている。この実施形態では、転舵角センサ27は、転舵輪21,22の中立位置(転舵中立位置)から左方向への旋回量を正の値として出力し、転舵中立位置から右方向への旋回量を負の値として出力する。
ステアリングホイール2が回転すると、この回転トルクが、ステアリングシャフト3、ベベルギア部5、動力伝達軸6およびボールねじ式油圧パワーステアリング機構7に伝達されて、ピットマンアーム11が揺動される。このピットマンアーム11の揺動により、ドラッグリンク12が前後方向に移動され、ナックルアーム13が揺動され、転舵輪21,22が転舵される。
Further, the
When the steering wheel 2 rotates, this rotational torque is transmitted to the
電動モータ9が回転されると、この回転トルクがステアリングシャフト3に伝達されるので、前述と同様な動力伝達経路を介して転舵輪21,22が転舵される。すなわち、電動モータ9によってステアリングシャフト3を回転させることにより、転舵輪21,22の転舵が可能となる。
図2は、操舵制御および制動制御を行うための電気的構成を示すブロック図である。
When the
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration for performing steering control and braking control.
車両には、自動操舵用ECU101、モータ制御用ECU102および制動用ECU103が設けられている。
自動操舵用ECU101は、操舵モードが自動操舵モードであるか手動操舵モードであるかを示すモード信号Smodeを出力する。また、自動操舵用ECU101は、自動操舵モードに、自動操舵のための目標操舵角θautoおよび自動操舵のための減速度aを生成する。
The vehicle is provided with an
Automatic steering ECU101 outputs a mode signal S mode indicating whether the steering mode is either manual steering mode is an automatic steering mode. Further, the
目標操舵角θautoは、自動操舵モード時における操舵角θdの目標値である。この実施形態では、操舵角θdは、ステアリングホイール2の中立位置(操舵中立位置)からのステアリングシャフト3の正逆両方向の回転量(回転角)であり、操舵中立位置から左方向への回転量が正の値で表され、操舵中立位置から右方向への回転量が負の値で表される。操舵角θdは、回転角センサ25によって検出されるロータ回転角θmから求めることができる。
The target steering angle θ auto is a target value of the steering angle θ d in the automatic steering mode. In this embodiment, the steering angle θ d is the amount of rotation (rotation angle) of the
モード信号Smodeおよび目標操舵角θautoは、モータ制御用ECU102および制動用ECU103に与えられる。減速度aは、制動用ECU103に与えられる。
モータ制御用ECU102は、自動操舵モード時に、目標操舵角θautoおよび回転角センサ25の出力信号に基づいて電動モータ9を駆動制御する。具体的には、モータ制御用ECU102は、回転角センサ25の出力信号に基づいてロータ回転角θmを演算し、ロータ回転角θmを減速比icで除算することによって操舵角θdを演算する。そして、モータ制御用ECU102は、目標操舵角θautoと操舵角θdとの差が零となるように、電動モータ9を角度フィードバック制御する。これにより、操舵角θdが目標操舵角θautoに等しくなるように、電動モータ9が制御される。
The mode signal Mode and the target steering angle θ auto are given to the
The
制動用ECU103は、左転舵輪(左前輪)21、右転舵輪(右前輪)22、左非転舵輪(左後輪)23(図4A参照)および右非転舵輪(右後輪)24(図4A参照)に対する制動力を制御する。
左転舵輪21、右転舵輪22、左非転舵輪23および右非転舵輪24には、それぞれブレーキチャンバー31FL、31FR、31RLおよび31RRが設けられている。各車輪21,22,23,24の制動力は、空圧回路30により31FL、31FR、31RLおよび31RR内の圧力である制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRが制御されることによって制御される。空圧回路30は、エアーポンプ、各種の弁装置などを含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。空圧回路30およびブレーキチャンバー31FL、31FR、31RLおよび31RRは、本発明の「転舵輪速度差発生装置」および「非転舵輪速度差発生装置」の一例である。
The braking
The
空圧回路30には、ブレーキペダル32の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ33が接続されている。マスタシリンダ33には、マスタシリンダの圧力を検出する圧力センサ34が設けられている。圧力センサ34によって検出されるマスタシリンダ圧力Pmを示す信号は、制動用ECU103に与えられる。
制動用ECU103は、モード信号Smode、マスタシリンダ圧力Pm、減速度a、操舵角θd、転舵角θtおよび目標操舵角θautoに基づいて、空圧回路30を制御することにより、制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRを制御する。
A
The
制動用ECU103は、転舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかである場合には、ステアリングホイール2から転舵輪21,22までの間のあそびを詰めるためのあそび補償制御を実行する。「切り始め状態」とは、操舵角が変化していない状態から操舵角が変化し始める状態をいう。「切り返し状態」とは、操舵方向が逆転する状態をいう。
When the steering state is either the "starting state" or the "turning state", the braking
あそび補償制御では、操舵されようとする方向(操舵予定方向)と反対方向のトルクが発生するように、左右の転舵輪21,22に制動力差(車輪速度差)を発生させる。あそび補償制御が行われる時間長は、あそびを詰めるのに十分な時間長に設定される。この実施形態では、あそび補償制御は、制動が行われる場合にのみ、実行される。
図3Aおよび図3Bは、制動用ECU103の動作を説明するためのフローチャートである。
In play compensation control, a braking force difference (wheel speed difference) is generated between the left and
3A and 3B are flowcharts for explaining the operation of the
以下の説明において、車両は、図4Aに示すように、左右転舵輪21,22に、右転舵輪22の制動力FFRが左転舵輪21の制動力FFLよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、転舵輪21,22に右転舵方向の転舵トルクが発生する車両であるとする。この場合、図4Aに示すように、車体には右回転方向のヨーモーメントMが発生する。
In the following description, as shown in FIG. 4A, the vehicle has a braking force on the left and
なお、この車両では、図4Bに示すように、左右非転舵輪23,24に、左非転舵輪23の制動力FRLが右非転舵輪24の制動力FRRよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、非転舵輪23,24に左転舵方向の転舵トルクが発生する。この場合、図4Bに示すように、車体には左回転方向のヨーモーメントMが発生する。
したがって、図4Cに示すように、左右転舵輪21,22に、右転舵輪22の制動力FFRが左転舵輪21の制動力FFLよりも大きくなるような制動力差を与える場合に、左右非転舵輪23,24に、左非転舵輪23の制動力FRLが右非転舵輪24の制動力FRRよりも大きくなるような制動力差を与えると、左右転舵輪21,22の制動力差に基づいて発生するヨーモーメントを低減できる。
In this vehicle, as shown in FIG. 4B, the left and right
Therefore, as shown in FIG. 4C, when a braking force difference is applied to the left and
同様に、この車両では、左右転舵輪21,22に、左転舵輪21の制動力FFLが右転舵輪22の制動力FFRよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、転舵輪21,22に左転舵方向の転舵トルクが発生する。また、左右非転舵輪23,24に、右非転舵輪24の制動力FRRが左非転舵輪23の制動力FRLよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、非転舵輪23,24に右転舵方向の転舵トルクが発生する。
Similarly, in this vehicle, the left and
したがって、左右転舵輪21,22に、左転舵輪21の制動力FFLが右転舵輪22の制動力FFRよりも大きくなるような制動力差を与える場合に、左右非転舵輪23,24に、右非転舵輪24の制動力FRRが左非転舵輪23の制動力FRLよりも大きくなるような制動力差を与えると、左右転舵輪21,22の制動力差に基づいて発生するヨーモーメントを低減できる。
Therefore, the left and right steered
図3Aに戻り、制動用ECU103は、まず、モード信号Smodeに基づいて、操舵モードが自動操舵モードであるか、手動操舵モードであるかを判別する(ステップS1)。
自動操舵モードである場合には(ステップS1:YES)、制動用ECU103は、減速度a、目標操舵角θauto、マスタシリンダ圧力Pmおよび転舵角θtを取得する(ステップS2)。そして、制動用ECU103は、減速度aおよびマスタシリンダ圧力Pmに基づいて、制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRの基本目標値である基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを演算する(ステップS3)。なお、自動操舵モード時において、ブレーキペダル32が操作されていない場合には、減速度aのみに基づいて基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRが演算される。
Returning to Figure 3A, braking ECU103, first, on the basis of the mode signal S mode, the steering mode is whether the automatic steering mode to determine whether a manual steering mode (step S1).
In the automatic steering mode (step S1: YES), the braking
次に、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRの全てが0であるか否かを判別する(ステップS4)。基本目標制動圧の全てが0である場合には(ステップS4:YES)、制動用ECU103は、ステップS5に移行する。
ステップS5では、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとし、制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRが、それぞれ目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRと等しくなるように空圧回路30を制御する。そして、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
Next, the braking
In step S5, the braking
ステップS4において、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRのいずれかが0ではないと判別された場合には(ステップS4:NO)、制動用ECU103は、操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかの状態であるという第1条件を満たしているか否かを判別する(ステップS6)。
第1条件は、例えば、次のように設定される。今回取得した目標操舵角θauto,nと前回取得した目標操舵角θauto,n−1との差(θauto,n−θauto,n−1)をΔθautoとする。今回取得した転舵角θt,nと前回取得した転舵角θt,n−1との差(θt,n−θt,n−1)をΔθtとする。第1条件は、|Δθauto|>Th1かつ|Δθt|<Th2であるという条件である。Th1およびTh2は、それぞれ0より大きな所定値である。なお、第1条件は、|Δθauto|>Th1であるという条件であってもよい。
When it is determined in step S4 that any one of the basic target braking pressures P BFL , P BFR , P BRL and P BRR is not 0 (step S4: NO), the steering state of the
The first condition is set as follows, for example. Currently obtained target steering angle theta auto, n and the previous obtained target steering angle θ auto, n-1 difference between the (θ auto, n -θ auto, n-1) and [Delta] [theta] auto. The difference of the steering angle theta t acquired this time has, n and the previous obtained steering angle θ t, n-1 (θ t, n -θ t, n-1) is referred to as [Delta] [theta] t. The first condition is that | Δθ auto |> Th1 and | Δθ t | <Th2. Th1 and Th2 are predetermined values larger than 0, respectively. The first condition may be a condition that | Δθ auto |> Th1.
第1条件を満たしてない場合には(ステップS6:NO)、ステップS5に移行する。つまり、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとして、空圧回路30を制御する。そして、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
一方、第1条件を満たしていると判別された場合には(ステップS6:YES)、制動用ECU103は、操舵予定方向が左操舵方向であるか否かを判別する(ステップS7)。具体的には、制動用ECU103は、Δθauto(=θauto,n−θauto,n−1)>0であれば、操舵予定方向が左操舵方向であると判別し、Δθauto<0であれば、操舵予定方向が右操舵方向であると判別する。
If the first condition is not satisfied (step S6: NO), the process proceeds to step S5. That is, the braking
On the other hand, when it is determined that the first condition is satisfied (step S6: YES), the braking
図3Aおよび図3Bを参照して、操舵予定方向が左操舵方向である場合には(ステップS7:YES)、制動用ECU103は、あそびを詰めるために、左右転舵輪21,22に右転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪21,22に対する基本目標制動圧PBFL、PBFRを補正する(ステップS8)。ステップS7およびステップS8の処理は、あそび補償制御処理である。
With reference to FIGS. 3A and 3B, when the planned steering direction is the left steering direction (step S7: YES), the braking
具体的には、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBFL、PBFRの合計値が補正前の基本目標制動圧PBFL、PBFRの合計値と同じでかつ右転舵輪22に対する補正後の基本目標制動圧PBFRが左転舵輪21に対する補正後の基本目標制動圧PBFLよりも所定の制動圧差ΔPaだけ大きくなるように、基本目標制動圧PBFL、PBFRを補正する。ΔPaは、零よりも大きな値であって、ステアリングホイール2から転舵輪21,22までの間のあそびを詰めることができる程度の大きさに設定される。
Specifically, braking ECU103 the basic target braking pressure P BFL after correction, to the basic goal of the previous sum of P BFR correction braking pressure P BFL, and right steered
ステップS7およびS8のあそび補償処理が実行された場合、左右転舵輪21,22の制動圧差によって右回転方向のヨーモーメントが発生する。そこで、左右転舵輪21,22の制動圧差に基づく右回転方向のヨーモーメントを抑制するために、制動用ECU103は、左右非転舵輪23,24に左転舵方向にトルクが発生するように、左右非転舵輪23,24に対する基本目標制動圧PBRL、PBRRを補正する(ステップS9)。
When the play compensation processing of steps S7 and S8 is executed, a yaw moment in the right rotation direction is generated due to the braking pressure difference between the left and
具体的には、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBRL、PBRRの合計値が補正前の基本目標制動圧PBRL、PBRRの合計値と同じでかつ左非転舵輪23に対する補正後の基本目標制動圧PBRLが右非転舵輪24に対する補正後の基本目標制動圧PBRRよりもΔPaだけ大きくなるように、基本目標制動圧PBRL、PBRRを補正する。
Specifically, braking ECU103 the basic goal of the corrected braking pressure P BRL, basic target braking pressure sum is before correction of P BRR P BRL, P BRR total value the same as and left
そして、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとし、制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRが、それぞれ目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRと等しくなるように空圧回路30を制御する(ステップS12)。なお、あそび補償制御の時間長さは、予め設定された時間長となるように制御される。この後、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
Then, the braking
ステップS7で、操舵予定方向が右操舵方向であると判別された場合には(ステップS7:NO)、制動用ECU103は、あそびを詰めるために、左右転舵輪21,22に左転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪21,22に対する基本目標制動圧PBFL、PBFRを補正する(ステップS10)。ステップS7およびステップS10の処理は、あそび補償制御処理である。
If it is determined in step S7 that the planned steering direction is the right steering direction (step S7: NO), the braking
具体的には、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBFL、PBFRの合計値が補正前の基本目標制動圧PBFL、PBFRの合計値と同じでかつ左転舵輪21に対する補正後の基本目標制動圧PBFLが右転舵輪22に対する補正後の基本目標制動圧PBFRよりも差ΔPaだけ大きくなるように、基本目標制動圧PBFL、PBFRを補正する。
Specifically, braking ECU103 the basic target braking pressure P BFL after correction, to the basic goal of the previous sum of P BFR correction braking pressure P BFL, and left steered
ステップS7およびS10のあそび補償処理が実行された場合、左右転舵輪21,22の制動圧差によって左回転方向のヨーモーメントが発生する。そこで、左右転舵輪21,22の制動圧差に基づく左回転方向のヨーモーメントを抑制するために、制動用ECU103は、左右非転舵輪23,24に右転舵方向にトルクが発生するように、左右非転舵輪23,24に対する基本目標制動圧PBRL、PBRRを補正する(ステップS11)。
When the play compensation processing in steps S7 and S10 is executed, a yaw moment in the left rotation direction is generated due to the braking pressure difference between the left and
具体的には、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBRL、PBRRの合計値が補正前の基本目標制動圧PBRL、PBRRの合計値と同じでかつ右非転舵輪24に対する補正後の基本目標制動圧PBRRが左非転舵輪23に対する補正後の基本目標制動圧PBRLよりもΔPaだけ大きくなるように、基本目標制動圧PBRL、PBRRを補正する。
Specifically, braking ECU103 the basic goal of the corrected braking pressure P BRL, basic target braking pressure P BRL previous sum of P BRR correction, and right
そして、制動用ECU103は、補正後の基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとし、制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRが、それぞれ目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRと等しくなるように空圧回路30を制御する(ステップS12)。なお、あそび補償制御の時間長さは、予め設定された時間長となるように制御される。この後、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
Then, the braking
操舵モードが自動操舵モードである場合において操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」であると判別されたときには、ステップS7およびステップS8によるあそび補償処理またはステップS7およびステップS10によるあそび補償処理が行われる。これにより、あそびが詰められるので、操舵の応答性が向上する。また、ステップS9またはステップS11の処理によって、左右転舵輪21,22の制動力差によるヨーモーメントの発生が抑制される。
When it is determined that the steering state is the "turning start state" and the "turning state" when the steering mode is the automatic steering mode, the play compensation process according to steps S7 and S8 or the play compensation process according to step S7 and step S10. Is done. As a result, the play is reduced and the steering responsiveness is improved. Further, by the process of step S9 or step S11, the generation of yaw moment due to the difference in braking force between the left and
図3Aを参照して、ステップS1において、操舵モードが手動操舵モードであると判別された場合には(ステップS1:NO)、制動用ECU103は、マスタシリンダ圧力Pm、操舵トルクTdおよび転舵角θtを取得する(ステップS13)。そして、制動用ECU103は、マスタシリンダ圧力Pmに基づいて、ブレーキチャンバー31FL、31FR、31RLおよび31RRに対する基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを演算する(ステップS14)。
With reference to FIG. 3A, when it is determined in step S1 that the steering mode is the manual steering mode (step S1: NO), the braking
次に、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRの全てが0であるか否かを判別する(ステップS15)。基本目標制動圧の全てが0である場合には(ステップS15:YES)、制動用ECU103は、ステップS5に移行する。
ステップS5では、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとし、制動圧PFL、PFR、PRLおよびPRRが、それぞれ目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRと等しくなるように空圧回路30を制御する。そして、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
Next, the braking
In step S5, the braking
ステップS15において、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRのいずれかが0ではないと判別された場合には(ステップS15:NO)、制動用ECU103は、操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかの状態であるという第2条件を満たしているか否かを判別する(ステップS16)。
第2条件は、例えば、次のように設定される。今回取得した操舵トルクTd,nと前回取得した操舵トルクTd,n−1との差(Td,n−Td,n−1)をΔTdとする。今回取得した転舵角θt,nと前回取得した転舵角θt,n−1との差(θt,n−θt,n−1)をΔθtとする。第2条件は、|ΔTd|>Th3かつ|Δθt|<Th4であるという条件である。Th3およびTh4は、それぞれ0より大きな所定値である。
When it is determined in step S15 that any one of the basic target braking pressures P BFL , P BFR , P BRL and P BRR is not 0 (step S15: NO), the steering state of the
The second condition is set as follows, for example. Currently obtained steering torque T d, n and the steering torque T d acquired last time, the difference between the n-1 (T d, n -T d, n-1) is referred to as [Delta] T d. The difference of the steering angle theta t acquired this time has, n and the previous obtained steering angle θ t, n-1 (θ t, n -θ t, n-1) is referred to as [Delta] [theta] t. The second condition is that | ΔT d |> Th3 and | Δθ t | <Th4. Th3 and Th4 are predetermined values larger than 0, respectively.
第2条件を満たしてない場合には(ステップS16:NO)、ステップS5に移行する。つまり、制動用ECU103は、基本目標制動圧PBFL、PBFR、PBRLおよびPBRRを目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRとして、空圧回路30を制御する。そして、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。
一方、第2条件を満たしていると判別された場合には(ステップS16:YES)、制動用ECU103は、ステップS17に移行する。ステップS17では、制動用ECU103は、まず、操舵予定方向が左操舵方向であるか否かを判別する。具体的には、制動用ECU103は、Td>0であれば、操舵予定方向が左操舵方向であると判別し、Td<0であれば、操舵予定方向が右操舵方向であると判別する。
If the second condition is not satisfied (step S16: NO), the process proceeds to step S5. That is, the braking
On the other hand, if it is determined that the second condition is satisfied (step S16: YES), the braking
図3Aおよび図3Bを参照して、操舵予定方向が左操舵方向である場合には(ステップS17:YES)、制動用ECU103は、前述したステップS8、S9およびS12の処理を行う。この後、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。この場合、ステップS17およびステップS8の処理が、あそび補償制御処理である。
操舵予定方向が右操舵方向であると判別された場合には(ステップS17:NO)、前述したステップS10、S11およびS12の処理を行う。この後、制動用ECU103は、ステップS1に戻る。この場合、ステップS17およびステップS10の処理が、あそび補償制御処理である。
With reference to FIGS. 3A and 3B, when the planned steering direction is the left steering direction (step S17: YES), the braking
When it is determined that the planned steering direction is the right steering direction (step S17: NO), the processes of steps S10, S11 and S12 described above are performed. After that, the braking
操舵モードが手動操舵モードである場合において操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」であると判別されたときには、ステップS17およびステップS8によるあそび補償処理またはステップS17およびステップS10によるあそび補償処理が行われる。これにより、あそびが詰められるので、操舵の応答性が向上する。また、ステップS9またはステップS11の処理によって、左右転舵輪21,22の制動力差によるヨーモーメントの発生が抑制される。
When the steering mode is the manual steering mode and it is determined that the steering state is the "turning start state" and the "turning state", the play compensation process according to steps S17 and S8 or the play compensation process according to step S17 and step S10. Is done. As a result, the play is reduced and the steering responsiveness is improved. Further, by the process of step S9 or step S11, the generation of yaw moment due to the difference in braking force between the left and
図5は、自動操舵によって車両が減速しながら幅寄せする場合の目標制動圧PTFL、
PTFR、PTRLおよびPTRRの変化例を示すタイムチャートである。図5において、横偏差は、車両位置から路肩までの横偏差を表している。
直進状態から時点t1で減速が開始される。このため、時点t1で、目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRが、それぞれ0から所定値に設定されている。図5では、説明の便宜上、目標制動圧PTFL、PTFR、PTRLおよびPTRRは、全て同じ値に設定されている。
FIG. 5 shows the target braking pressure PTFL when the vehicle is decelerated and moved to the width by automatic steering.
It is a time chart which shows the change example of P TFR , P TRL and P TRR. In FIG. 5, the lateral deviation represents the lateral deviation from the vehicle position to the road shoulder.
Deceleration starts at time point t1 from the straight running state. Therefore, at time t1, the target braking pressure P TFL, P TFR, the P TRL and P TRR, are respectively set from 0 to a predetermined value. In Figure 5, for convenience of explanation, the target braking pressure P TFL, P TFR, P TRL and P TRR are all set to the same value.
時点t2で操舵状態が左転舵方向への「切り始め状態」となり、左右転舵輪21,22に右転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪21,22に対する目標制動圧PTFL,PTFRが設定される(あそび補償制御)。具体的には、左右転舵輪21,22に対する目標制動圧PTFL,PTFRの総和を変化させることなく、右転舵輪22に対する目標制動圧PTFRが左転舵輪21に対する目標制動圧PTFLよりもPaだけ大きくなるように、目標制動圧PTFL,PTFRが設定される。
At time t2, the steering state becomes the "starting state" in the left steering direction, and the target braking pressure PTFL for the left and
また、左右非転舵輪23,24に対する目標制動圧PTRL,PTRRの総和を変化させることなく、左非転舵輪23に対する目標制動圧PTRLが右非転舵輪24に対する目標制動圧PTRRよりもPaだけ大きくなるように、目標制動圧PTRL,PTRRが設定される。このような制御は、時点t2から所定時間経過後の時点t3まで行われる。
また、時点t4において、操舵状態が右転舵方向への「切り返し状態」となり、左右転舵輪21,22に左転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪21,22に対する目標制動圧PTFL,PTFRが設定される(あそび補償制御)。具体的には、左右転舵輪21,22に対する目標制動圧PTFL,PTFRの総和を変化させることなく、左転舵輪21に対する目標制動圧PTFLが右転舵輪22に対する目標制動圧PTFRよりもPaだけ大きくなるように、目標制動圧PTFL,PTFRが設定される。
Further, the target braking pressure P TRL for the left and right
Further, at the time point t4, the steering state becomes the "turning state" in the right steering direction, and the target braking pressure for the left and
また、左右非転舵輪23,24に対する目標制動圧PTRL,PTRRの総和を変化させることなく、右非転舵輪24に対する目標制動圧PTRRが左転舵輪23に対する目標制動圧PTRLよりもPaだけ大きくなるように、目標制動圧PTRL,PTRRが設定される。このような制御は、時点t4から所定時間経過後の時点t5まで行われる。
時点t6において、操舵状態が左転舵方向への「切り返し状態」となり、時点t2〜t3と同様なあそび補償制御制御が行われる(時点t6〜t7)。このようなあそび補償制御により、精度の高い正着制御が可能となる。
Further, the target braking pressure P TRL for the left and right
At the time point t6, the steering state becomes the "turning state" in the left steering direction, and the play compensation control control similar to the time points t2 to t3 is performed (time points t6 to t7). Such play compensation control enables highly accurate correct arrival control.
前述の実施形態では、左右転舵輪21,22の制動力差を発生させることにより、左右転舵輪21,22の速度差を発生させて、あそびを詰めるようにしている。しかし、あそびを詰める方法としては、左右転舵輪21,22の速度差を発生させることができるのであれば、左右転舵輪21,22の制動力差を発生させる方法以外の方法を用いてもよい。例えば、左右転舵輪21,22にインホイールモータを設け、これらのインホイールモータを駆動制御することにより、左右転舵輪21,22の速度差を発生させてもよい。
In the above-described embodiment, the braking force difference between the left and
また、前述の実施形態では、あそび補償制御が行われる際に、左右転舵輪21,22の制動力差(速度差)によるヨーモーメントの発生を抑制するために、左右非転舵輪23,24に制動力差(速度差)を発生させている。しかし、あそび補償制御が行われる際に、左右非転舵輪23,24に制動力差(速度差)を発生させなくてもよい。この場合には、図3BのステップS9およびS11の処理は省略される。
Further, in the above-described embodiment, in order to suppress the generation of yaw moment due to the braking force difference (speed difference) between the left and
また、前述の実施形態では、あそび補償制御は、制動が行われる場合にのみ実行されるようになっているが、制動が行われていない場合にも、あそび補償制御が実行されるようにしてもよい。
その他、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the play compensation control is executed only when braking is performed, but the play compensation control is executed even when braking is not performed. May be good.
In addition, the present invention can be modified in various ways within the scope of the matters described in the claims.
1…パワーステアリング装置、8…転舵機構、9…電動モータ、21,22…転舵輪、23,24…非転舵輪、25…回転角センサ、26…トルクセンサ、27…転舵角センサ、30…空圧回路、31FL,31FR,31RL,31RR…ブレーキチャンバー、101…自動操舵用ECU、102…モータ制御用ECU、103…制動用ECU 1 ... Power steering device, 8 ... Steering mechanism, 9 ... Electric motor, 21,22 ... Steering wheel, 23,24 ... Non-steering wheel, 25 ... Rotation angle sensor, 26 ... Torque sensor, 27 ... Steering angle sensor, 30 ... Pneumatic circuit, 31 FL , 31 FR , 31 RL , 31 RR ... Brake chamber, 101 ... Automatic steering ECU, 102 ... Motor control ECU, 103 ... Braking ECU
Claims (5)
前記左右の転舵輪に速度差を発生させる転舵輪速度差発生装置と、
前記転舵輪速度差発生装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、操舵状態が切り始め状態および切り返し状態のいずれかである場合に、あそびを詰めるためのあそび補償制御を実行するように構成されており、
前記あそび補償制御では、前記転舵輪速度差発生装置によって、操舵予定方向と反対方向のトルクが発生するように、前記左右の転舵輪に車輪速度差が発生される、転舵制御装置。 A steering mechanism for steering the left and right steering wheels,
The steering wheel speed difference generator that generates a speed difference between the left and right steering wheels,
It is equipped with a control unit that controls the steering wheel speed difference generator.
The control unit is configured to execute play compensation control for reducing play when the steering state is either a turning start state or a turning state.
In the play compensation control, a steering control device in which a wheel speed difference is generated between the left and right steering wheels so that the steering wheel speed difference generating device generates torque in a direction opposite to the planned steering direction.
前記制御部は、前記あそび補償制御によって生じるヨーモーメントを低減するように、前記非転舵輪速度差発生装置を制御する、請求項1または2に記載の転舵制御装置。 Equipped with a non-steering wheel speed difference generator that generates a speed difference between the left and right non-steering wheels.
The steering control device according to claim 1 or 2, wherein the control unit controls the non-steering wheel speed difference generator so as to reduce the yaw moment generated by the play compensation control.
実操舵角が自動操舵のための目標操舵角に等しくなるように、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部とを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転舵制御装置。 An actuator for applying a steering force to the steering mechanism,
The steering control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an actuator control unit that controls the actuator so that the actual steering angle becomes equal to the target steering angle for automatic steering.
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