JP6303798B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
上記ステアリング装置について、前記ステアリング操作に依存せずに前記第2シャフトの動作角を変化させるアクティブ操舵制御を実行すべく、前記第2シャフトの動作角の目標値に対応するアクティブ動作角指令値を演算する動作角指令値演算部を更に備え、前記ギア比可変機構は、前記第2シャフトの実際の動作角を前記アクティブ動作角指令値に追従させることにより、前記アクティブ操舵制御を実行し、前記補償成分演算部は、前記第2シャフトの実際の回転角から減算する前記第2シャフトの動作角の値として、前記アクティブ動作角指令値を用いることが好ましい。
以下、ステアリング装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、ステアリング装置1は、運転者のステアリングホイール20の操作に基づき転舵輪4a,4bを転舵させる操舵機構2と、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3とを備えている。
図2に示すように、VGR制御装置54は、VGRモータ51を駆動させるための駆動回路55と、駆動回路55を介してVGRモータ51の駆動を制御するマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する)56とを備えている。駆動回路55は、車載バッテリなどの電源(電源電圧「+Vcc」)から供給される交流電力を三相(U相,V相,W相)の交流電力に変換する周知のインバータ回路からなる。駆動回路55は、マイコン56からの制御信号Scvに基づいて三相の交流電力を生成し、生成した三相の交流電力を各相に対応した給電線Wvを介してVGRモータ51に供給する。なお、図2では便宜上、各相の給電線Wvを一つにまとめて図示している。マイコン56は、操舵角センサ6により検出される操舵角θs、車速センサ9により検出される車速V、及びVGR回転角センサ53により検出されるVGRモータ回転角θmvに基づいて制御信号Scvを生成する。
図3に示すように、EPS制御装置33は、EPSモータ31を駆動させるための駆動回路34、及び駆動回路34を介してEPSモータ31の駆動を制御するマイコン35を備えている。駆動回路34は、車載バッテリなどの電源(電源電圧「+Vcc」)から供給される直流電力を三相(U相,V相,W相)の交流電力に変換する周知のインバータ回路からなる。駆動回路34は、マイコン35からの制御信号Sceに基づいて三相の交流電力を生成し、生成した三相の交流電力を各相に対応した給電線Weを介してEPSモータ31に供給する。給電線Weには、EPSモータ31に供給される各相電流値Ieを検出する電流センサ39が設けられている。なお、図3では、便宜上、各相の給電線We及び各相の電流センサ39をそれぞれ一つにまとめて図示している。電流センサ39の出力はマイコン35に取り込まれる。
(1)図1に示すように、第2シャフト21bは減速機構30を介してEPSモータ31の出力軸31aに連結されている。したがって、ギア比可変機構5におけるアクティブ操舵制御の実行により第2シャフト21bの動作角が変化したとき、EPSモータ31の出力軸31aが回転するため、EPS回転角センサ32により検出されるEPSモータ回転角θmeが変化する。したがって、図3に示すEPS制御装置33のマイコン35において回転角演算部42により演算される第2シャフト21bの実回転角θe1も変化する。そのため、仮に回転角演算部42により演算される第2シャフト21bの実回転角θe1に基づいて補償成分演算部41が補償成分Ta2*を演算すると、アクティブ操舵制御の実行に伴って補償成分Ta2*が変化してしまう。結果的に、アクティブ操舵制御の実行に伴ってEPSモータ31のアシスト力が変化してしまう。
次に、ステアリング装置の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
加算器46には、加算器43により演算される基本アシスト成分Ta1*及び補償成分Ta2*の加算値「Ta1*+Ta2*」と、トルクセンサ7により検出される操舵トルクThが入力される。加算器46は、加算値「Ta1*+Ta2*」と操舵トルクThとを加算することにより駆動トルクTc(=Ta1*+Ta2*+Th)を演算し、演算した駆動トルクTcを角度指令値演算部47に出力する。
(3)角度フィードバック制御により生成される角度アシスト成分Ta3*がアシスト指令値Ta*に含まれているため、アシスト指令値Ta*に応じたアシスト力がEPSモータ31から第2シャフト21bに付与されると、第2シャフト21bの回転角が角度指令値θe*に対応した回転角に維持される。そのため、路面状態やブレーキング等に起因して操舵機構2に発生する逆入力を抑制することができる。すなわち、転舵輪4a,4bから操舵機構2に逆入力が伝達される場合であれ、第2シャフト21bの回転角が角度指令値θe*に対応した回転角に維持されるように角度アシスト成分Ta3*が調整される。そのため、第2シャフト21bに対して逆入力を打ち消す方向に操舵補助が行われる。これにより、逆入力に起因する操舵機構2の振動を抑制することができるため、運転者の操舵感を向上させることができる。
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第1実施形態のEPS制御装置33では、回転角演算部42により演算される第2シャフト21bの実回転角θe1から減算する値として、アクティブ動作角指令値θa2*をそのまま用いたが、アクティブ動作角指令値θa2*よりも絶対値の小さい値を用いてもよい。具体的には、図5に示すように、EPS制御装置33のマイコン35には、アクティブ動作角指令値θa2*に基づき補正値θrを演算する補正値演算部49を設ける。補正値演算部49は、例えば「0」よりも大きく、且つ、「1」よりも小さい値からなるゲインをアクティブ動作角指令値θa2*に乗算することにより補正値θrを演算する。そして、減算器44では、回転角演算部42により演算される第2シャフト21bの実回転角θe1から補正値θrを減算することにより補正後の第2シャフト21bの回転角θe2を演算する。このような構成によれば、補正後の第2シャフト21bの回転角θe2には、アクティブ操舵制御に基づく動作角の成分が部分的に残る。そのため、アクティブ操舵制御の実行に伴い第2シャフト21bの動作角が変化したときに、補償成分演算部41により演算される補償成分Ta2*が若干変化する。これにより、アクティブ操舵制御の実行の際に、運転者に違和感を与えない範囲でアシスト力を若干変化させることが可能となる。なお、同様の構成を第2実施形態のEPS制御装置33で採用してもよい。
・各実施形態のVGR制御装置54は、車両がスプリットμ路上を走行している状況で運転者がブレーキ操作をしたときにアクティブ操舵制御を実行するものであったが、VGR制御装置54がアクティブ操舵制御を実行する状況は適宜変更可能である。
Claims (6)
- 互いに分離された第1シャフト及び第2シャフトを有し、車両のステアリングホイールの回転を前記第1シャフト及び前記第2シャフトを介して車両の転舵軸に伝達する操舵機構と、
前記第1シャフトに対する前記第2シャフトの相対的な回転角である動作角を変化させるギア比可変機構と、
前記操舵機構にアシスト力を付与するモータ、及び同モータの出力トルクの目標値に対応するアシスト指令値に基づき前記モータの駆動を制御する制御部を有するアシスト機構と、
を備え、
前記制御部は、
ステアリング操作に伴い前記ステアリングホイールに付与される操舵トルクに基づいて前記アシスト指令値の基礎成分である基本アシスト成分を演算する基本アシスト成分演算部と、
前記第2シャフトの実際の回転角から前記第2シャフトの動作角を減算した値に基づいて補償成分を演算する補償成分演算部と、
前記基本アシスト成分と前記補償成分とを加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、を有することを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1に記載のステアリング装置において、
前記制御部は、
前記操舵トルク、前記基本アシスト成分、及び前記補償成分の加算値に基づいて前記第2シャフトの回転角の目標値に対応する角度指令値を演算する角度指令値演算部と、
前記第2シャフトの実際の回転角を前記角度指令値に追従させる角度フィードバック制御の実行により角度アシスト成分を演算する角度フィードバック制御部と、を更に有し、
前記アシスト指令値演算部は、前記基本アシスト成分、前記角度アシスト成分、及び前記補償成分の加算値を基礎として前記アシスト指令値を演算することを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1又は2に記載のステアリング装置において、
前記第2シャフトの実際の動作角を検出する動作角検出部を更に備え、
前記補償成分演算部は、前記第2シャフトの実際の回転角から減算する前記第2シャフトの動作角の値として、前記動作角検出部により検出される前記第2シャフトの実際の動作角の値を用いることを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1又は2に記載のステアリング装置において、
前記ギア比可変機構は、前記第2シャフトの実際の動作角を動作角指令値に追従させるフィードバック制御の実行により、前記第2シャフトの動作角を変化させるものであり、
前記補償成分演算部は、前記第2シャフトの実際の回転角から減算する前記第2シャフトの動作角の値として、前記動作角指令値を用いることを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1又は2に記載のステアリング装置において、
前記ステアリング操作に依存せずに前記第2シャフトの動作角を変化させるアクティブ操舵制御を実行すべく、前記第2シャフトの動作角の目標値に対応するアクティブ動作角指令値を演算する動作角指令値演算部を更に備え、
前記ギア比可変機構は、前記第2シャフトの実際の動作角を前記アクティブ動作角指令値に追従させることにより、前記アクティブ操舵制御を実行し、
前記補償成分演算部は、前記第2シャフトの実際の回転角から減算する前記第2シャフトの動作角の値として、前記アクティブ動作角指令値を用いることを特徴とするステアリング装置。 - 互いに分離された第1シャフト及び第2シャフトを有し、車両のステアリングホイールの回転を前記第1シャフト及び前記第2シャフトを介して車両の転舵軸に伝達する操舵機構と、
前記第1シャフトに対する前記第2シャフトの相対的な回転角である動作角を変化させるギア比可変機構と、
前記操舵機構にアシスト力を付与するモータ、及び同モータの出力トルクの目標値に対応するアシスト指令値に基づき前記モータの駆動を制御する制御部を有するアシスト機構と、を備え、
前記制御部は、
ステアリング操作に伴い前記ステアリングホイールに付与される操舵トルクに基づいて前記アシスト指令値の基礎成分である基本アシスト成分を演算する基本アシスト成分演算部と、
前記第2シャフトの動作角よりも絶対値の小さい補正値を演算する補正値演算部と、
前記第2シャフトの実際の回転角から前記補正値を減算した値に基づいて補償成分を演算する補償成分演算部と、
前記基本アシスト成分と前記補償成分とを加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、を有することを特徴とするステアリング装置。
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