JP5012314B2 - Vehicle steering system - Google Patents
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Description
本発明は、車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus.
近年、車速やヨーレイト等といった各種の状態量を検出することにより車両のステアリング特性(ステア特性)を判定し、その判定結果に基づいて、車両のヨーモーメントを積極的に制御する操舵制御システムが提案されている。 In recent years, a steering control system that determines the steering characteristics (steer characteristics) of a vehicle by detecting various state quantities such as vehicle speed and yaw rate, and actively controls the yaw moment of the vehicle based on the determination results has been proposed. Has been.
例えば、特許文献1に記載の車両用操舵装置は、ステアリング操作に基づく転舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の第2の舵角(ACT角)を上乗せすることにより、ステアリングと転舵輪との間の伝達比(ギヤ比)を変更可能な伝達比可変装置を備えている。そして、そのステア特性がオーバーステアである場合には、ヨーモーメントと反対方向(カウンタ方向)の転舵角を発生させるべくACT角を制御することにより車輌姿勢の安定化を図る所謂アクティブステア機能を有している。
For example, in the vehicle steering apparatus described in
また、特許文献2に記載の車両用操舵装置は、そのステア特性がオーバーステアであると判定された場合には、操舵トルクに基づき演算される基本アシスト成分に、ステアリングを切り戻す方向(カウンタ方向)の反力成分を重畳する。そして、これにより、運転者にカウンタ操舵を促して、速やかな車輌姿勢の安定化を図る構成となっている。
ところで、凍結路等、車輌姿勢が不安定となりやすい状況下においては、その姿勢安定化までに、連続した複数回のアクティブステア制御の実行を要する場合がある。しかしながら、運転者によるカウンタ操舵は、その開始タイミングに遅れが生じやすいため、このような場合、アクティブステア制御による転舵角の変更と運転者のカウンタ操舵とが一致しなくなる可能性が高い。そのため、こうした状況下における上記カウンタ誘導制御の実行は、アクティブステア制御による舵角変更と運転者によるカウンタ操舵との不一致を助長し、ひいては、その速やかな姿勢安定化の妨げとなるおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 By the way, in situations where the vehicle posture is likely to be unstable, such as on a frozen road, it may be necessary to execute active steer control a plurality of times before the posture is stabilized. However, since the counter steering by the driver is likely to be delayed in the start timing, in such a case, there is a high possibility that the change of the turning angle by the active steering control and the counter steering of the driver do not coincide. Therefore, the execution of the counter guidance control in such a situation promotes the discrepancy between the steering angle change by the active steer control and the counter steering by the driver, which may hinder the prompt posture stabilization. In this respect, there was still room for improvement.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、アクティブステア制御とカウンタ誘導制御との親和性を高めて、より迅速に車輌姿勢を安定化させることのできる車両用操舵装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to improve the affinity between the active steering control and the counter guidance control, and to stabilize the vehicle posture more quickly. The object is to provide a vehicle steering system.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ステアリングと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング操作に基づく前記転舵輪の第1の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第2の舵角を上乗せすることによりステアリングと前記転舵輪との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、操舵系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力補助装置と、前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、カウンタ操舵の有無を判定するカウンタ操舵判定手段とを備え、前記ステア特性がオーバーステア状態にある場合には、前記伝達比可変装置は、ヨーモーメントと逆方向に前記第2の舵角を変更すべく作動し、前記制御手段は、前記カウンタ操舵を促すような操舵反力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御する車両用操舵装置において、前記制御手段は、前記オーバーステア状態における前記伝達比可変装置を用いたアクティブステア制御の開始から、最初の前記カウンタ操舵が開始されるまでの間は、該カウンタ操舵の開始以降よりも、前記カウンタ操舵を促すような操舵反力を発生させるカウンタ誘導制御を強化すること、を要旨とする。
In order to solve the above problem, the invention according to
即ち、連続的なアクティブステア制御の実行時には、当該アクティブステア制御による転舵角の変更と運転者のカウンタ操舵とが不一致となりやすく、このような状況下におけるカウンタ誘導制御の実行は、アクティブステア制御による舵角変更と運転者によるカウンタ操舵との不一致を助長し、ひいては、速やかな姿勢安定化の妨げとなるおそれがある。しかしながら、このようなアクティブステア制御とカウンタ操舵との不一致は、基本的に、運転者によるカウンタ操舵の開始遅れによるものであり、それ以降に連続して行われるアクティブステアの制御量よりも比較的大きな制御量(カウンタ量)を有する最初のオーバーステア制御時であれば、多少の開始遅れがあっても、その不一致は起こりにくい。従って、上記構成によれば、オーバーステア制御による転舵角の変更とカウンタ操舵との不一致を助長することなく、運転者による早期のカウンタ操舵を促すことができる。その結果、アクティブステア制御とカウンタ誘導制御との親和性を高めて、より速やかな車輌姿勢の安定化を図ることができるようになる。 In other words, when continuous active steering control is executed, the change of the steering angle by the active steering control and the counter steering of the driver are likely to be inconsistent. This may promote a discrepancy between the change in the steering angle by the driver and the counter steering by the driver, which may hinder quick posture stabilization. However, such discrepancy between the active steering control and the counter steering is basically due to the delay in the start of the counter steering by the driver, and is relatively smaller than the control amount of the active steering continuously performed thereafter. In the first oversteer control having a large control amount (counter amount), even if there is a slight start delay, the mismatch is unlikely to occur. Therefore, according to the above configuration, early counter steering by the driver can be urged without promoting the discrepancy between the change in the turning angle by the oversteer control and the counter steering. As a result, the affinity between the active steering control and the counter guidance control can be enhanced, and the vehicle posture can be stabilized more promptly.
請求項2に記載の発明は、前記カウンタ誘導制御は、操舵トルクに基づく基本アシスト成分に対するカウンタ方向の制御成分の重畳を含んでなり、該カウンタ誘導制御の強化は、前記基本アシスト成分の低減を含んでなること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the counter guidance control includes superimposition of a control component in the counter direction on a basic assist component based on a steering torque, and the enhancement of the counter guidance control reduces the basic assist component. It is made into a summary.
即ち、カウンタ誘導制御を強化すべくカウンタ方向の制御成分を増大させたとしても、それに伴い発生する反カウンタ方向の値を有する基本アシスト成分によって、当該カウンタ方向の制御成分は相殺されてしまう。しかしながら、上記構成によれば、その基本アシスト成分の低減により、相対的にカウンタ方向の制御成分が強化される。その結果、パワーアシスト制御との干渉を抑制しつつ、効率よくカウンタ方向の操舵反力を発生させることができ、ひいては、より効果的に運転者によるカウンタ操舵を誘導して、速やかに車輌姿勢の安定化を図ることができる。 That is, even if the control component in the counter direction is increased in order to enhance the counter guidance control, the control component in the counter direction is canceled out by the basic assist component having the counter counter direction value generated accordingly. However, according to the above configuration, the control component in the counter direction is relatively strengthened by reducing the basic assist component. As a result, it is possible to efficiently generate the steering reaction force in the counter direction while suppressing the interference with the power assist control. As a result, the counter steering by the driver is more effectively guided, and the vehicle posture can be promptly changed. Stabilization can be achieved.
請求項3に記載の発明は、前記制御手段は、前記オーバーステア状態における前記伝達比可変装置の作動時には、前記第2の舵角の変更を補助する前記アシスト力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御すること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, the control means assists the steering force so as to generate the assist force that assists the change of the second steering angle when the transmission ratio variable device operates in the oversteer state. The gist is to control the operation of the apparatus.
即ち、例えば、第2の舵角の変更を補助する前記アシスト力を発生させる制御として、基本アシスト成分の増大を行う構成では、該制御が上記カウンタ誘導制御による基本アシスト成分の低減と干渉する。しかしながら、最初のオーバーステア制御時且つ運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでにおいてのみカウンタ誘導制御を強化する構成とすることで、その干渉による影響を限定的なものに留めることができる。 That is, for example, in the configuration in which the basic assist component is increased as the control for generating the assist force for assisting the change of the second steering angle, the control interferes with the reduction of the basic assist component by the counter guidance control. However, by adopting a configuration in which the counter guidance control is strengthened only during the first oversteer control and until the first counter steering by the driver is started, the influence of the interference can be limited.
本発明によれば、アクティブステア制御とカウンタ誘導制御との親和性を高めて、より迅速に車輌姿勢を安定化させることが可能な車輌姿勢の安定化を可能とする車両用操舵装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which enables stabilization of a vehicle attitude | position which can improve the affinity of active steering control and counter guidance control, and can stabilize a vehicle attitude | position more quickly is provided. be able to.
以下、本発明を伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の車両用操舵装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング(ハンドル)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラック&ピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラック&ピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により転舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a vehicle steering apparatus including a transmission ratio variable device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
本実施形態の車両用操舵装置1は、ステアリング2と転舵輪6との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング2の舵角(操舵角)に対する転舵輪6の伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ7と、該ギヤ比可変アクチュエータ7の作動を制御するIFSECU8とを備えている。
The
詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト9とラック&ピニオン機構4に連結される第2シャフト10とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ7は、第1シャフト9及び第2シャフト10を連結する差動機構11と、該差動機構11を駆動するモータ12とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ7は、ステアリング操作に伴う第1シャフト9の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト10に伝達することにより、ラック&ピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)する。
More specifically, the steering shaft 3 includes a
つまり、図2及び図3に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ7は、ステアリング操作に基づく転舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪6の転舵角θtの比率、即ち伝達比(ギヤ比)を可変させる。そして、IFSECU8は、モータ12に対する駆動電力の供給を通じてギヤ比可変アクチュエータ7の制御を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比(ギヤ比)を制御する(ギヤ比可変制御)。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the gear
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/転舵角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(転舵角θt大、図2参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(転舵角θt小、図3参照)。そして、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第1の舵角を構成し、ACT角θtaが第2の舵角を構成する。 In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “gear ratio of the steering angle θt to the steering angle θs” is expressed as an overall gear ratio (steering angle θs / steering angle θt), the ACT angle θta in the same direction as the steering angle θts should be added. Thus, the overall gear ratio becomes small (large turning angle θt, see FIG. 2). Then, the overall gear ratio is increased by adding the ACT angle θta in the reverse direction (small turning angle θt, see FIG. 3). In this embodiment, the steer turning angle θts constitutes the first rudder angle, and the ACT angle θta constitutes the second rudder angle.
また、図1に示すように、車両用操舵装置1は、操舵系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力補助装置としてのEPSアクチュエータ17と、該EPSアクチュエータ17の作動を制御する制御手段としてのEPSECU18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態のEPSアクチュエータ17は、その駆動源であるモータ22がラック5に設けられた所謂ラックアシスト型のEPSアクチュエータであり、モータ22が発生するアシストトルクは、ボール螺子機構(図示略)を介してラック5に伝達される。そして、EPSECU18は、このモータ22が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する(パワーアシスト制御)。
The
本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ7を制御するIFSECU8、及びEPSアクチュエータ17を制御するEPSECU18は、車内ネットワーク(CAN:Controller Area Network)23を介して接続されており、該車内ネットワーク23には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク23には、操舵角センサ24、トルクセンサ25、車輪速センサ26a,26b、横Gセンサ28、車速センサ29、ブレーキセンサ30、及びヨーレイトセンサ31が接続されている。そして、上記各センサにより検出される複数の車両状態量、即ち操舵角θs、操舵トルクτ、車輪速Vtr,Vtl、転舵角θt、スリップ角θsp、車速V、ブレーキ信号Sbk、及びヨーレイトRyは、車内ネットワーク23を介してIFSECU8及びEPSECU18に入力される。
In the present embodiment, the
尚、本実施形態では、トルクセンサ25には、一対のレゾルバにより検出されるトーションバーの捻れ角に基づいてトルク検出を行う所謂ツインレゾルバ型のトルクセンサが採用されており、同トルクセンサ25は、第2シャフトの途中、即ちギヤ比可変アクチュエータ7とEPSアクチュエータ17との間に設けられている。また、転舵角θtは、操舵角θsにラック&ピニオン機構4のベースギヤ比を乗じた値、即ちステア転舵角θtsにACT角θtaを加算することにより求められる。そして、スリップ角θspは、横Gセンサ28により検出される横方向加速度及びヨーレイトRyに基づいて求められる。
In the present embodiment, the
更に、IFSECU8及びEPSECU18は、車内ネットワーク23を介した相互通信により、制御信号の送受信を行う。そして、IFSECU8及びEPSECU18は、車内ネットワーク23を介して入力された上記各車両状態量及び制御信号に基づいて、上記のギヤ比可変制御及びパワーアシスト制御を統合的に実行する。
Further, the
次に、本実施形態のステアリング装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図4は、本実施形態の車両用操舵装置1の制御ブロック図、図5は、IFSECU側の演算処理手順を示すフローチャート、そして、図6は、EPSECU側の演算処理手順を示すフローチャートである。尚、図4中の各制御ブロックは、IFSECU側及びEPSECU側にそれぞれ設けられた情報処理装置(マイコン)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る。
Next, the electrical configuration and control mode of the steering apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a control block diagram of the
図4に示すように、IFSECU8は、モータ制御信号を出力するマイコン33と、モータ制御信号に基づいてモータ12に駆動電力を供給する駆動回路34とを備えている。
本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ7の駆動源であるモータ12には、ブラシレスモータが採用されている。そして、駆動回路34は、マイコン33から入力されるモータ制御信号に基づいて、モータ12に三相(U,V,W)の駆動電力を供給する構成となっている。
As shown in FIG. 4, the
In the present embodiment, a brushless motor is employed as the
詳述すると、本実施形態のマイコン33は、IFS制御演算部35、ギヤ比可変制御演算部36、及びLeadSteer制御演算部37を備えており、各制御演算部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいて、その目的に応じたACT角θtaの制御成分(及び制御信号)を演算する。そして、マイコン33は、その演算された各制御成分に基づいて、モータ12、即ちギヤ比可変アクチュエータ7の作動を制御するためのモータ制御信号を生成する。
More specifically, the
IFS制御演算部35には、操舵角θs、転舵角θt、車速V、車輪速Vtr,Vtl、ブレーキ信号Sbk、ヨーレイトRy及びスリップ角θspが入力される。そして、IFS制御演算部35は、これらの車両状態量に基づいて、所謂アクティブステア機能、即ち車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御するためのACT角θtaの制御成分の演算、並びに関連する制御信号の演算を行う(IFS制御演算)。
A steering angle θs, a turning angle θt, a vehicle speed V, a wheel speed Vtr, Vtl, a brake signal Sbk, a yaw rate Ry, and a slip angle θsp are input to the IFS
具体的には、IFS制御演算部35は、入力される上記各状態量に基づいて、車両のステアリング特性(ステア特性)を判定する。即ち、本実施形態では、このIFS制御演算部35がステア特性判定手段を構成する。そして、そのステア特性に応じたアクティブステア機能を実現するためのACT角θtaの制御成分として、IFS_ACT指令角θifs*、及びUS制御ゲインKusを演算する。
Specifically, the IFS
IFS_ACT指令角θifs*は、主として車両のステア特性がオーバーステア(OS)である場合に対応する制御成分であり、このIFS_ACT指令角θifs*に基づいて、ヨーモーメントの方向と逆方向の舵角(カウンタステア)を与えるべくACT角θtaを変更するオーバーステア制御が実行される。また、US制御ゲインKusは、ステア特性がアンダーステア(US)である場合に、切り込み操作に対する転舵角θtの変化量を小さくする、即ち転舵輪6の切れ角を小さくするための制御ゲインであり、当該US制御ゲインKusは、上記ギヤ比可変制御演算部36へと出力される。そして、このUS制御ゲインKusにより、ギヤ比可変制御演算部36の演算する制御成分(の絶対値)が低減されることにより、上記のようなアンダーステア制御が実行される。
The IFS_ACT command angle θifs * is a control component mainly corresponding to the case where the steering characteristic of the vehicle is oversteer (OS). Based on the IFS_ACT command angle θifs *, the steering angle (in the direction opposite to the yaw moment direction) Oversteer control is performed to change the ACT angle θta so as to give a counter steer). Further, the US control gain Kus is a control gain for reducing the amount of change in the turning angle θt with respect to the cutting operation, that is, reducing the turning angle of the steered
尚、本実施形態では、上記ステア特性判定の判定結果を示すOS/US特性値Val_st及びUS制御ゲインKusは、同じくIFS制御演算部35において生成されるドライバ操舵状態St_ds及び実行中のアクティブステア制御の内容を示すアクティブ制御信号S_acvとともに、制御信号としてEPSECU18に出力される(図1参照)。ここで、ドライバ操舵状態St_dsは、ステアリング2の操作方向及び操作量に応じて連続的に変化するアナログ値により表現され、その操作方向(「切り込み」又は「切り戻し」)は符号(正/負)に、その操作量は、大きさ(絶対値)に示されている。そして、これらの各制御信号に基づいて、EPSECU18が、上記のようなアクティブステア制御と協調したパワーアシスト制御を実行する構成となっている。
In this embodiment, the OS / US characteristic value Val_st and the US control gain Kus indicating the determination result of the steering characteristic determination are the driver steering state St_ds generated by the IFS
一方、ギヤ比可変制御演算部36には、操舵角θs、転舵角θt及び車速Vが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部36は、これらの車両状態量(及び制御信号)に基づいて、車速Vに応じてギヤ比を可変させるための制御成分としてギヤ比可変ACT指令角θgr*を演算する(ギヤ比可変制御演算)。
On the other hand, the steering angle θs, the turning angle θt, and the vehicle speed V are input to the gear ratio variable
また、LeadSteer制御演算部37には、車速V及び操舵速度ωsが入力される。尚、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより演算される(以下同様)。そして、LeadSteer制御演算部37は、これら車速V及び操舵速度ωsに基づいて操舵速度に応じて、車両の応答性を向上させるための制御成分としてLS_ACT指令角θls*を演算する(LeadSteer制御演算)。
In addition, the vehicle speed V and the steering speed ωs are input to the Lead Steer
IFS制御演算部35、ギヤ比可変制御演算部36及びLeadSteer制御演算部37は、上記各演算により演算された各制御成分、即ちIFS_ACT指令角θifs*、ギヤ比可変ACT指令角θgr*、及びLS_ACT指令角θls*を加算器38aに出力する。そして、この加算器38aにおいて、これらIFS_ACT指令角θifs*、ギヤ比可変ACT指令角θgr*、及びLS_ACT指令角θls*が重畳されることによりACT角θtaの制御目標となるACT指令角θta*が演算される。
The IFS
加算器38aにて演算されたACT指令角θta*は、F/F制御演算部39及びF/B制御演算部40に入力される。尚、本実施形態では、当該ACT指令角θta*は、制御信号としてEPSECU18に出力されるようになっており、上記の協調的パワーアシスト制御の実行に用いられる。また、F/B制御演算部40には、モータ12に設けられた回転角センサ41により検出されるACT角θtaが入力される。そして、F/F制御演算部39は、入力されたACT指令角θta*に基づくフィードフォワード演算により制御量εffを演算し、F/B制御演算部40は、ACT指令角θta*及びACT角θtaに基づくフィードバック演算により制御量εfbを演算する。
The ACT command angle θta * calculated by the
F/F制御演算部39及びF/B制御演算部40は、演算された制御量εff及び制御量εfbを加算器38bに出力する。そして、同加算器38bにおいて、これら制御量εff及び制御量εfbが重畳されることにより電流指令が演算され、当該電流指令は、モータ制御信号出力部42へと出力される。そして、モータ制御信号出力部42は、その入力された電流指令に基づいてモータ制御信号を生成し駆動回路34に出力する。
The F / F
即ち、図5のフローチャートに示すように、マイコン33は、車両状態量として上記各センサからセンサ値を取り込むと(ステップ101)、先ずIFS制御演算を行い(ステップ102)、続いてギヤ比可変制御演算(ステップ103)、及びLeadSteer制御演算を行う(ステップ104)。そして、マイコン33は、上記ステップ102〜ステップ104の各演算処理を実行することにより演算されたIFS_ACT指令角θifs*、ギヤ比可変ACT指令角θgr*、及びLS_ACT指令角θls*を重畳し、これによりACT角θtaの制御目標となるACT指令角θta*を演算する。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, when the
次に、マイコン33は、この演算されたACT指令角θta*に基づいてフィードフォワード演算(ステップ105)及びフィードバック演算(ステップ106)を行うことにより電流指令を演算し、その電流指令に基づいてモータ制御信号の出力を行う(ステップ107)。そして、車内ネットワーク23を介して、その他の上記各種制御信号、即ちOS/US特性値Val_st、US制御ゲインKus、ドライバ操舵状態St_ds、及びアクティブ制御信号S_acv、並びにACT指令角θta*をEPSECU18に出力する(ステップ108)。
Next, the
一方、EPSECU18もまた、上記IFSECU8と同様に、マイコン43と、駆動回路44とを備えている。尚、本実施形態では、EPSアクチュエータ17の駆動源であるモータ22もまた、ブラシレスモータが採用されている。そして、駆動回路44は、マイコン43から入力されるモータ制御信号に基づいて、モータ22に三相(U,V,W)の駆動電力を供給する構成となっている。
On the other hand, the
詳述すると、マイコン43は、アシスト制御部45、トルク慣性補償制御部46、ステアリング戻し制御部47、及びダンパ補償制御部48を備え、これら各制御部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいてモータ22が発生するアシストトルクの制御成分を演算する。
More specifically, the
詳述すると、アシスト制御部45には、操舵トルクτ及び車速Vが入力されるようになっており、同アシスト制御部45は、これら操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、アシスト力の基礎的な制御成分、即ち基本アシスト成分として基本アシスト電流指令Ias*を演算する。具体的には、図7に示すように、操舵トルクτ(の絶対値)が大きいほど、また車速Vが遅いほど大きな基本アシスト電流指令Ias*が演算される。
More specifically, the steering torque τ and the vehicle speed V are input to the assist
また、トルク慣性補償制御部46には、操舵トルクτの微分値である操舵トルク微分値dτ及び車速Vが入力される。そして、トルク慣性補償制御部46は、EPSの慣性による影響を補償するための制御成分として慣性補償電流指令Iti*を演算する。
The torque inertia
ここで、「トルク慣性補償制御」は、アシスト力を強化することにより、慣性により操舵系に生ずる「捩れ」を抑制する制御であり、モータやアクチュエータ等の慣性により発生するステアリング操作における「切り始め」時の「引っ掛かり感(追従遅れ)」、及び「切り終わり」時の「流れ感(オーバーシュート)」を抑制する効果がある。また、このトルク慣性補償制御は、ステアリングに入力される操舵トルクの変化を伴わない転舵角の変化については、これを打ち消す方向に作用する。従って、転舵輪6に対する逆入力の印加により操舵系に生じる振動を抑制する効果がある。
Here, the “torque inertia compensation control” is a control that suppresses “twist” that occurs in the steering system due to inertia by strengthening the assist force. In the steering operation that occurs due to inertia of the motor, actuator, etc., "A feeling of catching (following delay)" at the time of "", and an "flow feeling (overshoot)" at the time of "cutting end". Further, this torque inertia compensation control acts in a direction to cancel the change of the turning angle not accompanied by the change of the steering torque inputted to the steering. Therefore, there is an effect of suppressing the vibration generated in the steering system due to the application of the reverse input to the steered
ステアリング戻し制御部47には、車速V、操舵トルクτ、及び転舵角θtが入力され、ダンパ補償制御部48には、車速V及び操舵速度ωsが入力される。そして、ステアリング戻し制御部47は、ステアリング2の戻り特性を改善するための制御成分であるステアリング戻し電流指令Isb*を演算し、ダンパ補償制御部48は、高速走行時のパワーアシスト特性を改善するための制御成分であるダンパ補償電流指令Idp*を演算する。
The vehicle speed V, the steering torque τ, and the turning angle θt are input to the steering
また、マイコン43は、上記各制御部に加え、上述のアクティブステア制御と協調したパワーアシスト制御を実行するためのIFSトルク補償ゲインKifsを演算するIFSトルク補償制御部49、及びIFSトルク補償電流指令Iifs*を演算する第2IFSトルク補償制御部50を備えている。
The
本実施形態では、IFSトルク補償制御部49には、操舵速度ωsとともに、車内ネットワーク23を介してIFSECU8側から出力された上記の各種制御信号、即ちOS/US特性値Val_st、US制御ゲインKus、ドライバ操舵状態St_ds、及びアクティブ制御信号S_acv、並びにACT指令角θta*が入力される。また、第2IFSトルク補償制御部50には、ACT指令角θta*が入力される。そして、IFSトルク補償制御部49、及び第2IFSトルク補償制御部50は、それぞれ上記入力される各状態量、及び制御信号に制御信号に基づいてIFSトルク補償ゲインKifs、及びIFSトルク補償電流指令Iifs*を演算する。
In the present embodiment, the IFS
本実施形態では、IFSトルク補償制御部49において演算されたIFSトルク補償ゲインKifsは、アシスト制御部45において演算された基本アシスト電流指令Ias*とともに乗算器51に入力される。乗算器51においてIFSトルク補償ゲインKifsが乗ぜられることにより補正された補正後の基本アシスト電流指令Ias**は、その他の各種補償成分、即ち慣性補償電流指令Iti*、ステアリング戻し電流指令Isb*、及びダンパ補償電流指令Idp*とともに、加算器52に入力される。また、第2IFSトルク補償制御部50において演算されたIFSトルク補償電流指令Iifs*は、この加算器52に入力される。そして、同加算器52において、これら各制御成分が基本アシスト電流指令Ias**に重畳されることにより、モータ22が発生するアシストトルクの制御目標である電流指令が演算される。
In the present embodiment, the IFS torque compensation gain Kifs calculated in the IFS torque
加算器52において演算された電流指令は、モータ制御信号出力部53に入力される。また、モータ制御信号出力部53には、電流センサ54により検出される実電流及び回転センサ55により検出される回転角が入力される。そして、モータ制御信号出力部53は、これら電流指令、実電流及び回転角に基づいてフィードバック制御を行うことによりモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路44に出力する。
The current command calculated by the
即ち、図6のフローチャートに示すように、マイコン43は、車両状態量として上記各センサからセンサ値を取り込むと(ステップ201)、先ずアシスト制御演算を行う(ステップ202)。次に、トルク慣性補償制御演算(ステップ203)、ハンドル戻し制御演算(ステップ204)、及びダンパ補償制御演算を行い(ステップ205)、続いてIFSトルク補償制御演算(ステップ206)を行う。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 6, when the
次に、マイコン43は、上記ステップ202のアシスト制御演算により算出された基本アシスト電流指令Ias*にステップ206において算出されたIFSトルク補償ゲインKifsを乗ずることにより同基本アシスト電流指令Ias*を補正する。そして、この補正後の基本アシスト電流指令Ias**に上記ステップ203〜ステップ205の各演算処理により算出された慣性補償電流指令Iti*、ステアリング戻し電流指令Isb*、及びダンパ補償電流指令Idp*を重畳することにより制御目標となる電流指令を算出し、その電流指令に基づいてモータ制御信号の出力を行う(ステップ207)。
Next, the
(IFSトルク補償演算)
次に、本実施形態の車両用操舵装置におけるIFSトルク補償演算の態様について説明する。
(IFS torque compensation calculation)
Next, an aspect of the IFS torque compensation calculation in the vehicle steering apparatus of the present embodiment will be described.
図8に示すように、本実施形態のIFSトルク補償制御部49は、オーバーステア制御(OS制御)との協調制御を実行するためのOS制御時補償ゲイン演算部61、及びアンダーステア制御(US制御)との協調制御を実行するためのUS制御時補償ゲイン演算部62とを備えている。
As shown in FIG. 8, the IFS torque
詳述すると、OS制御時補償ゲイン演算部61には、アクティブ制御信号S_acv、ACT指令角θta*、ドライバ操舵状態St_ds、ヨーレイトRy及び操舵速度ωsが入力されるようになっている。そして、OS制御時補償ゲイン演算部61は、これらの各状態量(制御信号)に基づいて、オーバーステア制御との協調制御を実行するためのOS制御時補償ゲインKifs_osを演算する。詳しくは、運転者によるカウンタ操舵をアシストし、及びギヤ比可変アクチュエータ7の作動に伴う操舵反力の変動を抑えて操舵フィーリングの改善を図るためのOS制御時補償ゲインKifs_osを演算する。
More specifically, the active control signal S_acv, the ACT command angle θta *, the driver steering state St_ds, the yaw rate Ry, and the steering speed ωs are input to the OS control compensation
一方、US制御時補償ゲイン演算部62には、OS/US特性値Val_st、及びUS制御ゲインKusが入力されるようになっている。そして、同US制御時補償ゲイン演算部62は、これらの各制御信号に基づいて、US制御との協調制御を実行するためのUS制御時補償ゲインKifs_usを演算する。詳しくは、現在の舵角以上の操舵角θsの発生を抑制するようなアシスト力付与を実行するためのUS制御時補償ゲインKifs_usを演算する。
On the other hand, the OS control
本実施形態では、OS制御時補償ゲイン演算部61において演算されたOS制御時補償ゲインKifs_os、及びUS制御時補償ゲイン演算部62において演算されたUS制御時補償ゲインKifs_usは、切替制御部63に入力される。また、この切替制御部63には、OS/US特性値Val_stが入力されるようになっており、同切替制御部63は、そのOS/US特性値Val_stがオーバーステア(OS)を示す値である場合には、OS制御時補償ゲインKifs_osを出力し、アンダーステア(US)を示す値である場合には、US制御時補償ゲインKifs_usを出力するように構成されている。尚、本実施形態の切替制御部63は、OS/US特性値Val_stがニュートラルステア(NS)を示す値である場合には、「1」を出力するように構成されている。
In this embodiment, the OS control compensation gain Kifs_os calculated by the OS control
そして、本実施形態のIFSトルク補償制御部49は、その切替制御部63が出力するOS制御時補償ゲインKifs_os、又はUS制御時補償ゲインKifs_us(或いは「1」)をIFSトルク補償ゲインKifsとして出力する構成となっている。
Then, the IFS torque
さらに詳述すると、図9に示すように、本実施形態のOS制御時補償ゲイン演算部61は、オーバーステア制御時、そのギヤ比可変アクチュエータ7の作動に伴う操舵反力の変動を抑えるためのOS補償ゲインK_osを演算するOS補償ゲイン演算部64を備えている。
More specifically, as shown in FIG. 9, the OS control time compensation
本実施形態では、このOS補償ゲイン演算部64には、ACT角θtaの制御目標であるACT指令角θta*、及び同ACT指令角θta*を微分値であるACT指令角速度ωta*が入力されるようになっており、同OS補償ゲイン演算部64は、そのACT指令角θta*及びACT指令角速度ωta*に基づき「ACT角θtaの変化の大きさ」を判定する。そして、OS補償ゲイン演算部64は、そのACT角θtaの変化が大きいと判定されるほど、より大きく基本アシスト電流指令Ias*を増大させるようなOS補償ゲインK_osを演算する。
In the present embodiment, an ACT command angle θta * that is a control target of the ACT angle θta and an ACT command angular velocity ωta * that is a differential value of the ACT command angle θta * are input to the OS compensation
尚、本実施形態のOS補償ゲイン演算部64は、ACT指令角θta*及びACT指令角速度ωta*に基づくマップ演算によりOS補償ゲインK_osを算出する構成となっており、そのマップにおけるOS補償ゲインK_osのベース値は「1」、つまりその値は「1」以上に設定されている。
The OS
即ち、オーバーステア制御時、カウンタ方向(車輌のヨーモーメントと逆方向)のACT角θtaを発生させるべくギヤ比可変アクチュエータ7が作動することにより、そのカウンタ方向とは逆方向(切り込み方向)に該ステアリング2を回転させるようなモータ反力が発生する。つまり、ギヤ比可変アクチュエータ7の駆動源であるモータ12の発生するモータトルクが大きいほど、ステアリングに作用する反力もまた大となる。従って、このようなモータ反力の影響は、オーバーステア制御の実行によるACT角θtaの変化が大きく、ギヤ比可変アクチュエータ7が急峻に作動するような状況にあるほど大きなものとなる。
That is, during oversteer control, the gear
ここで、こうしたギヤ比可変アクチュエータ7の作動時、操舵系においては、当該ギヤ比可変アクチュエータ7と転舵輪6との間が、いわば「捩れた」状態となる。そして、EPSによるパワーアシスト制御の本質は、このような操舵系の捩れをトルクセンサにより検出し、その捩れを解消する方向に転舵角θtを変更させるべく操舵系にアシスト力を付与するものである。
Here, when the gear
つまり、ギヤ比可変アクチュエータ7の作動時、操舵系には、カウンタ方向への転舵角θtの変更を補助するようなアシスト力が付与される。従って、そのパワーアシストを強化することでギヤ比可変アクチュエータ7の作動を補助、即ち小さなモータトルクでのACT角θtaの変更を可能とすることにより、ステアリング2に作用するモータ反力を抑制することができる。そして、本実施形態では、上記のようにOS補償ゲイン演算部64により、その基本アシスト電流指令Ias*を増大させるようなOS補償ゲインK_osを演算することにより、オーバーステア制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えて操舵フィーリングの改善を図る構成となっている。
That is, when the gear
また、図9に示すように、本実施形態のOS制御時補償ゲイン演算部61は、上記のようなギヤ比可変アクチュエータ7を用いたオーバーステア制御時、運転者がカウンタ操舵を行った場合における操舵フィーリングを改善するためのカウンタ補正ゲインK_csを演算するIFSカウンタ補正ゲイン演算部65を備えている。
Further, as shown in FIG. 9, the OS control time compensation
本実施形態では、このIFSカウンタ補正ゲイン演算部65には、ACT指令角θta*及びACT指令角速度ωta*、並びにドライバ操舵状態St_dsが入力されるようになっており、同IFSカウンタ補正ゲイン演算部65は、これらの各状態量に基づいて、OS制御によるACT角θtaの動きと運転者のカウンタ操舵とが一致しているか否かを判定する。そして、ACT角θtaの動きとカウンタ操舵とが一致している場合には、過大カウンタの発生を抑制すべく基本アシスト電流指令Ias*を低減するような値を、また不一致である場合には、上述のようにACT角θtaの動きを補助すべく基本アシスト電流指令Ias*を増大させる値を有するカウンタ補正ゲインK_csを演算する。
In the present embodiment, an ACT command angle θta *, an ACT command angular velocity ωta *, and a driver steering state St_ds are input to the IFS counter correction
尚、本実施形態のIFSカウンタ補正ゲイン演算部65は、ACT角θtaの動きとカウンタ操舵との一致/不一致にそれぞれ対応するマップ65a,65bを備えている。「一致」時に対応するマップ65aにおいて、カウンタ補正ゲインK_csは、運転者によるカウンタ操舵量が大きいほど、より大きく基本アシスト電流指令Ias*を低減するような値に設定されている。また、「不一致」時に対応するマップ65bにおいて、カウンタ補正ゲインK_csは、運転者によるカウンタ操舵量が大きいほど、より大きく基本アシスト電流指令Ias*を増大させるような値に設定されている。そして、IFSカウンタ補正ゲイン演算部65は、その判定に応じて、これら二つのマップ65a,65bを用いたマップ演算によって、カウンタ補正ゲインK_csを算出する構成となっている。
Note that the IFS counter
本実施形態では、IFSカウンタ補正ゲイン演算部65において演算されたカウンタ補正ゲインK_csは、後述する切替制御部66を介して乗算器67へと入力される。また、この乗算器67には、上記OS補償ゲイン演算部64により演算されたOS補償ゲインK_osが入力されるようになっている。そして、OS制御時補償ゲイン演算部61は、これらOS補償ゲインK_os及びカウンタ補正ゲインK_csを乗じた値を、OS制御時補償ゲインKifs_osとして、IFSトルク補償制御部49に設けられた上記切替制御部63(図8参照)へと出力する構成となっている。
In the present embodiment, the counter correction gain K_cs calculated by the IFS counter correction
また、本実施形態の第2IFSトルク補償制御部50(図4参照)は、その出力するIFSトルク補償電流指令Iifs*として、アクティブステア制御によるカウンタ方向への転舵角θtの変更を補助するようなアシスト力付与を行うための制御成分を演算する。そして、上述のOS補償ゲイン演算部64において演算されるOS補償ゲインK_osと同様、オーバーステア制御時におけるギヤ比可変アクチュエータ7の作動を円滑化し、その作動により生ずるモータ反力に起因した操舵反力の変動を抑制することにより、当該OS制御時における操舵フィーリングの改善を図る構成となっている。
Further, the second IFS torque compensation control unit 50 (see FIG. 4) of the present embodiment assists the change of the turning angle θt in the counter direction by the active steer control as the IFS torque compensation current command Iifs * that is output. A control component for applying a strong assist force is calculated. Then, like the OS compensation gain K_os calculated by the OS compensation
尚、本実施形態の第2IFSトルク補償制御部50は、OS補償ゲイン演算部64と同様のマップ演算を実行することによりIFSトルク補償電流指令Iifs*を算出する。従って、その出力するIFSトルク補償電流指令Iifs*の特性については、図9に示されるOS補償ゲイン演算部64におけるマップ演算に関する概念図を参照されたい。
Note that the second IFS torque
ここで、このようなカウンタ方向への転舵角θtの変更を補助するようなアシスト力付与の実行によって、ステアリング2は、転舵角θtの変更に伴いカウンタ方向へと回転する。そして、運転者は、そのカウンタ方向へと回転するステアリングから受ける操舵反力の増大により、カウンタ操舵の実行を促されることとなる。
Here, the
即ち、本実施形態では、この第2IFSトルク補償制御部50の出力するIFSトルク補償電流指令Iifs*は、運転者によるカウンタ操舵を誘導する制御成分としての側面を有している。そして、これにより、上記アクティブステア機能とあわせて、より速やかな車輌姿勢の安定化を図る構成となっている。
That is, in the present embodiment, the IFS torque compensation current command Iifs * output from the second IFS
さて、上述のように、連続的なアクティブステア制御の実行時には、当該アクティブステア制御による転舵角の変更と運転者のカウンタ操舵とが不一致となりやすい。そのため、このような状況下における上記カウンタ誘導制御の実行は、アクティブステア制御による舵角変更と運転者によるカウンタ操舵との不一致を助長し、ひいては、その速やかな姿勢安定化の妨げとなるおそれがある。 As described above, when the continuous active steering control is performed, the change of the turning angle by the active steering control and the counter steering of the driver tend to be inconsistent. For this reason, the execution of the counter guidance control under such a situation promotes a discrepancy between the steering angle change by the active steering control and the counter steering by the driver, which may hinder the prompt posture stabilization. is there.
この点を踏まえ、本実施形態のEPSECU18(マイコン43)は、ギヤ比可変アクチュエータ7を用いたアクティブステア制御としてオーバーステア制御が開始されてから、運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでの間は、そのカウンタ操舵を促すような操舵反力を発生させるためのパワーアシスト制御、即ちカウンタ誘導制御を強化する。
In consideration of this point, the EPS ECU 18 (microcomputer 43) of the present embodiment has started from oversteer control as active steer control using the gear
即ち、図10のフローチャートに示すように、マイコン43は、オーバーステア制御が開始から運転者による最初のカウンタ操舵の開始前であるか否かを判定する(ステップ301)。そして、最初のカウンタ操舵開始前であると判定した場合(ステップ301:YES)には、そのカウンタ誘導制御を強化し(強化カウンタ誘導制御、ステップ302)、最初のカウンタ操舵開始以降であると判定した場合(ステップ301:NO)には、通常のカウンタ誘導制御を実行する(通常カウンタ誘導制御、ステップ303)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 10, the
つまり、アクティブステア制御による転舵角θtの変更と運転者のカウンタ操舵との不一致は、基本的に、そのカウンタ操舵の開始遅れによるものである。この点、最初のオーバーステア制御における制御量(カウンタ量)は、通常、それ以降に連続して行われるアクティブステアの制御量よりも大きく、多少の開始遅れがあっても、そのカウンタ操舵と当該オーバーステア制御による転舵角θtの変更とが不一致とはなりにくい。従って、この最初のオーバーステア制御時においてのみ上記カウンタ誘導制御を強化する構成とすることで、当該オーバーステア制御による転舵角θtの変更とカウンタ操舵との不一致を助長することなく運転者による早期のカウンタ操舵を促すことができる。 That is, the discrepancy between the change of the steering angle θt by the active steering control and the counter steering of the driver is basically due to the start delay of the counter steering. In this respect, the control amount (counter amount) in the first oversteer control is usually larger than the control amount of active steer continuously performed thereafter, and even if there is a slight start delay, the counter steering and It is difficult for the change of the turning angle θt by the oversteer control to be inconsistent. Therefore, by adopting a configuration in which the counter guidance control is strengthened only at the time of the first oversteer control, early change by the driver can be achieved without promoting the discrepancy between the change of the turning angle θt by the oversteer control and the counter steering. Counter steering can be encouraged.
尚、この場合における「強化」とは、運転者によるカウンタ操舵後、即ち通常のカウンタ誘導制御との比較においての強化である。従って、通常は実質的にカウンタ誘導制御が行われない場合、即ち上記通常カウンタ誘導制御による操舵反力の付加が実質的に「0」である場合も含まれる。 In this case, “strengthening” is strengthening after counter steering by the driver, that is, in comparison with normal counter guidance control. Accordingly, the case where the counter guidance control is not substantially performed normally, that is, the case where the addition of the steering reaction force by the normal counter guidance control is substantially “0” is also included.
また、特に、本実施形態のようにアクティブ制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えるべく、基本アシスト電流指令Ias*を増大させる構成では、そのカウンタ誘導制御の強化が、こうしたアクティブ制御時における操舵反力の変動抑制制御と干渉する場合がある。尚、この「干渉する場合」とは、後述するように、基本アシスト成分の低減によりカウンタ誘導制御の強化を行う場合である。しかし、最初のオーバーステア制御時且つ運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでにおいてのみカウンタ誘導制御を強化する構成とすることで、その干渉による影響を限定的なものに留めることができる。そして、本実施形態では、これにより、アクティブステア制御とカウンタ誘導制御との親和性を高めて、より速やかな車輌姿勢の安定化を図る構成となっている。 In particular, in the configuration in which the basic assist current command Ias * is increased in order to suppress the fluctuation of the steering reaction force accompanying the execution of the active control as in the present embodiment, the enhancement of the counter guidance control is performed at the time of the active control. There may be interference with the steering reaction force fluctuation suppression control. The “in case of interference” is a case where counter guidance control is strengthened by reducing the basic assist component, as will be described later. However, by adopting a configuration in which the counter guidance control is strengthened only during the first oversteer control and until the first counter steering by the driver is started, the influence of the interference can be limited. In the present embodiment, this improves the affinity between the active steer control and the counter guidance control, thereby stabilizing the vehicle posture more quickly.
詳述すると、本実施形態では、上記オーバーステア制御の開始から運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでの間におけるカウンタ誘導制御の強化は、操舵トルクτに基づく基本アシスト成分、即ち基本アシスト電流指令Ias*を低減することにより行われる。 More specifically, in the present embodiment, the strengthening of the counter guidance control from the start of the oversteer control to the start of the first counter steering by the driver is the basic assist component based on the steering torque τ, that is, the basic assist. This is done by reducing the current command Ias *.
上述のように、本実施形態におけるカウンタ誘導制御は、カウンタ方向の制御成分であるIFSトルク補償電流指令Iifs*を、トルクセンサ25により検出された操舵トルクτに基づく基本アシスト成分である基本アシスト電流指令Ias*に重畳することにより行われる。しかしながら、このような構成においては、その基本アシスト成分への重畳成分であるIFSトルク補償電流指令Iifs*の増大のみにより当該カウンタ誘導制御を強化しようとしても、その強化の程度には限りがある。
As described above, the counter guidance control according to the present embodiment uses the IFS torque compensation current command Iifs *, which is a control component in the counter direction, and the basic assist current, which is a basic assist component based on the steering torque τ detected by the
即ち、カウンタ方向の制御成分を増大させていくことで、当該カウンタ誘導制御の実行によりEPSアクチュエータ17の発生する駆動力は、いずれオーバーステア制御の実行によりギヤ比可変アクチュエータ7の発生する駆動力を超えることになる。そして、これによりステアリング2には、当該ステアリング2を積極的にカウンタ方向へと回転させる操舵反力が発生することとなる。
That is, by increasing the control component in the counter direction, the driving force generated by the
ところが、このとき、操舵系には、それまでとは逆方向の捩れが発生、即ち転舵輪6側がカウンタ方向に捩れた状態となる。そのため、パワーアシスト制御の基礎成分である基本アシスト電流指令Ias*は、その捩れを解消する方向、即ち反カウンタ方向のアシスト力を発生させる値となり、上記IFSトルク補償電流指令Iifs*の増加分は、その反転した基本アシスト電流指令Ias*によって打ち消されることになる。そして、この基本アシスト電流指令Ias*は、トルクセンサ25により検出される操舵トルクτに基づき演算されることから、その基礎となる操舵トルクτ、即ち操舵系の捩れが大となるほど、その絶対値は大となる。従って、IFSトルク補償電流指令Iifs*の更なる増大を行ったとしても、それに伴う基本アシスト電流指令Ias*の増大(図7参照、例えば、点P1から点P2へ移動)によって相殺されるため、積極的にステアリング2をカウンタ方向に回転させるように大きな操舵反力は発生させることができない。
However, at this time, the steering system is twisted in the opposite direction, that is, the steered
しかしながら、基本アシスト成分である基本アシスト電流指令Ias*を低減することにより、カウンタ操舵を誘導する制御成分としてのIFSトルク補償電流指令Iifs*を相対的に強めることができる。そして、本実施形態では、これにより、カウンタ誘導制御の強化を図る構成となっている。 However, by reducing the basic assist current command Ias * that is the basic assist component, the IFS torque compensation current command Iifs * as a control component for inducing counter steering can be relatively strengthened. In this embodiment, the counter guidance control is thereby strengthened.
さらに詳述すると、図9に示すように、本実施形態のOS制御時補償ゲイン演算部61は、基本アシスト電流指令Ias*を低減させるためのアシスト低減ゲインK_dcを演算するアシスト低減ゲイン演算部68と、運転者によるカウンタ操舵の有無を判定するカウンタ操舵判定部69とを備えている。
More specifically, as shown in FIG. 9, the OS control compensation
本実施形態のアシスト低減ゲイン演算部68は、アシスト低減ゲインK_dcとして、予め設定された所定の値を出力するように構成され、カウンタ操舵判定部69は、操舵速度ωs及びヨーレイトRyに基づいて運転者によるカウンタ操舵の有無を判定する。
The assist reduction gain calculation unit 68 of the present embodiment is configured to output a predetermined value as the assist reduction gain K_dc, and the counter
具体的には、図11のフローチャートに示すように、本実施形態のカウンタ操舵判定部69は、操舵速度ωsの符号とヨーレイトRyの符号とが逆であるか否か(相違するか否か)を判定する(ステップ401)。そして、符号が逆である場合(ステップ401:YES)には、カウンタ操舵有りと判定し(ステップ402)、符号が同じである場合(ステップ401:NO)には、カウンタ操舵なしと判定する(ステップ403)。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 11, the counter
本実施形態では、アシスト低減ゲイン演算部68の出力するアシスト低減ゲインK_dc、及びカウンタ操舵判定部69による判定結果を示す判定信号Scsは、上記IFSカウンタ補正ゲイン演算部65の出力するカウンタ補正ゲインK_csとともに、切替制御部66に入力される。また、この切替制御部66には、実行中のアクティブステア制御の内容を示すアクティブ制御信号S_acvが入力されるようになっており、切替制御部66は、当該アクティブ制御信号S_acv及び判定信号Scsに基づいて、オーバーステア制御の開始から最初のカウンタ操舵の開始前であるか否かを判定する。そして、最初のカウンタ操舵の開始前である場合には、アシスト低減ゲイン演算部68から入力されたアシスト低減ゲインK_dcを乗算器67に出力し、最初のカウンタ操舵の開始後は、IFSカウンタ補正ゲイン演算部65から入力されたカウンタ補正ゲインK_csを乗算器67へと出力するように構成されている。
In this embodiment, the assist reduction gain K_dc output from the assist reduction gain calculation unit 68 and the determination signal Scs indicating the determination result by the counter
このように、本実施形態では、最初のカウンタ操舵の開始前には、基本アシスト電流指令Ias*を低減する値を有するアシスト低減ゲインK_dcが、OS制御時補償ゲインKifs_osとしてOS制御時補償ゲイン演算部61から出力される。そして、そのOS制御時補償ゲインKifs_osがIFSトルク補償ゲインKifsとしてIFSトルク補償制御部49から出力され(図8参照)、乗算器51において基本アシスト電流指令Ias*乗ぜられることにより(図4参照)、当該基本アシスト電流指令Ias*を低減し、カウンタ誘導制御の強化を図る構成となっている。
Thus, in this embodiment, before the start of the first counter steering, the assist reduction gain K_dc having a value for reducing the basic assist current command Ias * is calculated as the OS control compensation gain Kifs_os. Output from the
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)EPSECU18(マイコン43)は、ギヤ比可変アクチュエータ7を用いたアクティブステア制御としてオーバーステア制御が開始されてから、運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでの間は、そのカウンタ操舵を促すような操舵反力を発生させるためのパワーアシスト制御、即ちカウンタ誘導制御を強化する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The EPS ECU 18 (the microcomputer 43) performs the counter steering from the start of the oversteer control as the active steer control using the gear
即ち、連続的なアクティブステア制御の実行時には、当該アクティブステア制御による転舵角の変更と運転者のカウンタ操舵とが不一致となりやすく、このような状況下におけるカウンタ誘導制御の実行は、アクティブステア制御による舵角変更と運転者によるカウンタ操舵との不一致を助長し、ひいては、速やかな姿勢安定化の妨げとなるおそれがある。しかしながら、このようなアクティブステア制御とカウンタ操舵との不一致は、基本的に、運転者によるカウンタ操舵の開始遅れによるものであり、それ以降に連続して行われるアクティブステアの制御量よりも比較的大きな制御量(カウンタ量)を有する最初のオーバーステア制御時であれば、多少の開始遅れがあっても、その不一致は起こりにくい。従って、上記構成によれば、当該オーバーステア制御による転舵角θtの変更とカウンタ操舵との不一致を助長することなく、運転者による早期のカウンタ操舵を促すことができる。その結果、アクティブステア制御とカウンタ誘導制御との親和性を高めて、より速やかな車輌姿勢の安定化を図ることができるようになる。 In other words, when continuous active steering control is executed, the change of the steering angle by the active steering control and the counter steering of the driver are likely to be inconsistent. This may promote a discrepancy between the change in the steering angle by the driver and the counter steering by the driver, which may hinder quick posture stabilization. However, such discrepancy between the active steering control and the counter steering is basically due to the delay in the start of the counter steering by the driver, and is relatively smaller than the control amount of the active steering continuously performed thereafter. In the first oversteer control having a large control amount (counter amount), even if there is a slight start delay, the mismatch is unlikely to occur. Therefore, according to the above configuration, early counter steering by the driver can be urged without encouraging the discrepancy between the change in the turning angle θt by the oversteer control and the counter steering. As a result, the affinity between the active steering control and the counter guidance control can be enhanced, and the vehicle posture can be stabilized more promptly.
(2)カウンタ誘導制御は、カウンタ方向の制御成分であるIFSトルク補償電流指令Iifs*を、トルクセンサ25により検出された操舵トルクτに基づく基本アシスト成分である基本アシスト電流指令Ias*に重畳することにより行われる。そして、当該カウンタ誘導制御の強化は、操舵トルクτに基づく基本アシスト成分である基本アシスト電流指令Ias*を低減することにより行われる。
(2) In the counter guidance control, the IFS torque compensation current command Iifs *, which is a control component in the counter direction, is superimposed on the basic assist current command Ias *, which is a basic assist component based on the steering torque τ detected by the
即ち、カウンタ誘導制御を強化すべくIFSトルク補償電流指令Iifs*を増大させたとしても、それに伴い発生する反カウンタ方向の基本アシスト電流指令Ias*によって、当該IFSトルク補償電流指令Iifs*の増加分は相殺されてしまう。しかしながら、上記構成のように、基本アシスト電流指令Ias*の低減により相対的にIFSトルク補償電流指令Iifs*を強化することで、上記のようなパワーアシスト制御との干渉を抑制しつつ、効率よくカウンタ方向の操舵反力を発生させることができる。その結果、より効果的に運転者によるカウンタ操舵を誘導して、より速やかに車輌姿勢の安定化を図ることができる。加えて、本実施形態のようにアクティブ制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えるべく、基本アシスト電流指令Ias*を増大させる構成では、上記のような基本アシスト電流指令Ias*の低減が当該アクティブ制御時における操舵反力の変動抑制制御と干渉する。しかしながら、最初のオーバーステア制御時且つ運転者による最初のカウンタ操舵が開始されるまでにおいてのみカウンタ誘導制御を強化する構成とすることで、その干渉による影響を限定的なものに留めることができる。 That is, even if the IFS torque compensation current command Iifs * is increased to strengthen the counter guidance control, the increment of the IFS torque compensation current command Iifs * is caused by the counter-counter basic assist current command Ias * that is generated along with it. Will be offset. However, as in the above configuration, the IFS torque compensation current command Iifs * is relatively strengthened by reducing the basic assist current command Ias *, thereby efficiently suppressing the interference with the power assist control as described above. A steering reaction force in the counter direction can be generated. As a result, the counter steering by the driver can be guided more effectively, and the vehicle posture can be stabilized more quickly. In addition, in the configuration in which the basic assist current command Ias * is increased in order to suppress the fluctuation of the steering reaction force due to the execution of the active control as in the present embodiment, the reduction of the basic assist current command Ias * as described above is concerned. It interferes with fluctuation suppression control of steering reaction force during active control. However, by adopting a configuration in which the counter guidance control is strengthened only during the first oversteer control and until the first counter steering by the driver is started, the influence of the interference can be limited.
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、運転者によるカウンタ操舵を誘導するための制御成分として、同じくカウンタ方向の制御成分であるIFSトルク補償電流指令Iifs*、即ち本来、アクティブステア制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えるべくカウンタ方向への転舵角θtの変更を補助するようなアシスト力付与を行うための制御成分を用いることとした。しかし、これに限らず、運転者にカウンタ操舵を促すための制御成分として、別途カウンタ方向の制御成分を演算し、これを基本アシスト成分である基本アシスト電流指令Ias*に重畳する構成としてもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, as a control component for guiding the counter steering by the driver, the IFS torque compensation current command Iifs *, which is also a control component in the counter direction, that is, the steering reaction force originally associated with the execution of the active steering control In order to suppress the fluctuation, a control component for applying an assist force that assists in changing the steering angle θt in the counter direction is used. However, the present invention is not limited to this, and a control component in the counter direction may be separately calculated as a control component for prompting the driver to perform counter steering, and this may be superimposed on the basic assist current command Ias * that is the basic assist component. .
・また、本実施形態では、アクティブステア制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えるべく、第2IFSトルク補償制御部50において演算されるIFSトルク補償電流指令Iifs*以外にも、OS補償ゲイン演算部64において、基本アシスト電流指令Ias*を増大させるようなOS補償ゲインK_osを演算することとした。しかし、これに限らず、基本アシスト成分への制御成分の重畳、又は基本アシスト成分の増大の何れか一方により、ギヤ比可変アクチュエータ7の作動に伴う操舵反力の変動抑制制御を実行する構成としてもよい。
In this embodiment, in addition to the IFS torque compensation current command Iifs * calculated in the second IFS torque
・本実施形態では、運転者によるカウンタ操舵を誘導する制御成分及びアクティブステア制御の実行に伴う操舵反力の変動を抑えるための制御成分としてのIFSトルク補償電流指令Iifs*(並びにOS補償ゲインK_os)の演算は、ACT指令角θta*及びACT指令角速度ωta*に基づき演算されることとした。しかし、これに限らず、何れか一方に基づき演算することとしてもよい。また、その更なる微分値(角加速度)を用いる構成としてもよく、更に、例えば、その実際のACT角θtaや電流指令値及び実電流値、或いはこれらの微分値(の更に微分値)等、その他の状態量を用いて演算する構成としてもよい。 In this embodiment, the IFS torque compensation current command Iifs * (and the OS compensation gain K_os as the control component for inducing counter steering by the driver and the control component for suppressing the fluctuation of the steering reaction force accompanying the execution of the active steering control. ) Is calculated based on the ACT command angle θta * and the ACT command angular velocity ωta *. However, the present invention is not limited to this, and the calculation may be performed based on either one. Moreover, it is good also as a structure which uses the further differential value (angular acceleration), Furthermore, for example, the actual ACT angle (theta) ta, an electric current command value, an actual electric current value, or these differential values (further differential value), etc. It is good also as a structure calculated using another state quantity.
・本実施形態では、操舵判定は、操舵速度ωs及びヨーレイトRyに基づいて行われることとした。しかし、これに限らず、ACT指令角速度ωta*やACT角速度、或いは操舵トルク等、その他の状態量を用いることにより行うこととしてもよい。 In the present embodiment, the steering determination is made based on the steering speed ωs and the yaw rate Ry. However, the present invention is not limited to this, and other state quantities such as ACT command angular velocity ωta *, ACT angular velocity, or steering torque may be used.
・本実施形態では、カウンタ誘導制御を実行するためのアシスト低減ゲインK_dcを予め設定された所定値としたが、随時、演算により求める構成としてもよい。 In the present embodiment, the assist reduction gain K_dc for executing the counter guidance control is set to a predetermined value, but may be obtained by calculation as needed.
1…車両用操舵装置、2…ステアリング、6…転舵輪、7…ギヤ比可変アクチュエータ、8…IFSECU、17…EPSアクチュエータ、18…EPSECU、43…マイコン、45…アシスト制御部、49…IFSトルク補償制御部、50…第2IFSトルク補償制御部、51,67…乗算器、52…加算器、61…OS制御時補償ゲイン演算部、64…OS補償ゲイン演算部、66…切替制御部、68…アシスト低減ゲイン演算部、69…カウンタ操舵判定部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、θt…転舵角、θts…ステア転舵角、θta…ACT角、θta*…ACT指令角、ωta*…ACT指令角速度、Ias*,Ias**…基本アシスト電流指令、τ…操舵トルク、Ry…ヨーレイト、Iifs*…IFSトルク補償電流指令、Kifs…IFSトルク補償ゲイン、Kifs_os…OS制御時補償ゲイン、K_os…OS補償ゲイン、K_dc…アシスト低減ゲイン、S_acv…アクティブ制御信号、Scs…判定信号。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御手段は、前記オーバーステア状態における前記伝達比可変装置を用いたアクティブステア制御の開始から、最初の前記カウンタ操舵が開始されるまでの間は、該カウンタ操舵の開始以降よりも、前記カウンタ操舵を促すような操舵反力を発生させるカウンタ誘導制御を強化すること、を特徴とする車両用操舵装置。 Steering is performed by adding a second rudder angle of the steered wheel based on motor drive to a first rudder angle of the steered wheel that is provided in the middle of a steering transmission system between the steering wheel and the steered wheel based on a steering operation. A transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between the steering wheel and the steered wheel, a steering force assist device that applies an assist force for assisting a steering operation to a steering system, and an operation of the steering force assist device is controlled. A control means, a steer characteristic judging means for judging the steering characteristic of the vehicle, and a counter steering judging means for judging the presence or absence of counter steering, and when the steer characteristic is in an oversteer state, the transmission ratio variable device Operates to change the second rudder angle in the direction opposite to the yaw moment, and the control means generates the steering reaction force to promote the counter steering. The vehicular steering device for controlling the operation of the steering force assist device,
The control means is configured so that the period from the start of the active steer control using the transmission ratio variable device in the oversteer state to the start of the first counter steering is greater than that after the start of the counter steering. A vehicle steering apparatus characterized by strengthening counter guidance control for generating a steering reaction force that promotes steering.
前記カウンタ誘導制御は、操舵トルクに基づく基本アシスト成分に対するカウンタ方向の制御成分の重畳を含んでなり、該カウンタ誘導制御の強化は、前記基本アシスト成分の低減を含んでなること、を特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 1,
The counter guidance control includes superimposition of a control component in a counter direction on a basic assist component based on a steering torque, and the enhancement of the counter guidance control includes reduction of the basic assist component. Vehicle steering system.
前記制御手段は、前記オーバーステア状態における前記伝達比可変装置の作動時には、前記第2の舵角の変更を補助する前記アシスト力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。 The vehicle steering apparatus according to claim 2,
The control means controls the operation of the steering force assisting device to generate the assist force that assists the change of the second steering angle when the transmission ratio variable device operates in the oversteer state. A vehicle steering apparatus.
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