特許第6040778号(P6040778)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 日産自動車株式会社の特許一覧
特許6040778車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
<>
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000012
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000013
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000014
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000015
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000016
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000017
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000018
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000019
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000020
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000021
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000022
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000023
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000024
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000025
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000026
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000027
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000028
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000029
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000030
  • 特許6040778-車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 図000031
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6040778
(24)【登録日】2016年11月18日
(45)【発行日】2016年12月7日
(54)【発明の名称】車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
(51)【国際特許分類】
   B62D 6/00 20060101AFI20161128BHJP
   B62D 5/04 20060101ALI20161128BHJP
   B62D 101/00 20060101ALN20161128BHJP
   B62D 107/00 20060101ALN20161128BHJP
   B62D 113/00 20060101ALN20161128BHJP
   B62D 119/00 20060101ALN20161128BHJP
   B62D 121/00 20060101ALN20161128BHJP
【FI】
   B62D6/00
   B62D5/04
   B62D101:00
   B62D107:00
   B62D113:00
   B62D119:00
   B62D121:00
【請求項の数】9
【全頁数】44
(21)【出願番号】特願2013-3965(P2013-3965)
(22)【出願日】2013年1月11日
(65)【公開番号】特開2014-133532(P2014-133532A)
(43)【公開日】2014年7月24日
【審査請求日】2015年12月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(72)【発明者】
【氏名】森 浩孝
(72)【発明者】
【氏名】久保川 範規
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 拓
(72)【発明者】
【氏名】塩澤 裕樹
【審査官】 飯島 尚郎
(56)【参考文献】
【文献】 特開2008−174047(JP,A)
【文献】 特開2007−131214(JP,A)
【文献】 特開2008−024025(JP,A)
【文献】 特開2003−205846(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 6/00
B62D 5/04
B62D 101/00−137/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を連結するユニバーサルジョイントと、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて回転し前記転舵輪の転舵を補助するためのトルクであるアシストトルクを出力するアクチュエータと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記ステアリングホイールに加わるトルクである操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
前記操舵角検出部が検出した操舵角を予め設定したユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて算出される前記ユニバーサルジョイントのピニオン角を、さらに機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を算出する位相補正値算出部と、
前記位相補正値算出部が算出した位相補正値に基づいて、前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、前記入力された操舵角に基づき前記ユニバーサルジョイントから出力される出力角と、の比に基づく入出力トルク比を演算するトルク比推定部と、
前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクと、前記トルク比推定部が演算した入出力トルク比と、に基づいて前記アシストトルクの指令値を算出するアシストトルク算出部と、を備え、
前記ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角と、前記ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式であることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項2】
前記位相補正値算出部は、前記ピニオン角を、さらに機械角で45[deg]遅延させて、前記位相補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項3】
前記トルク比推定部は、前記ピニオン角と前記位相補正値算出部が算出した位相補正値との差分を算出し、当該算出した差分に基づいて、前記入出力トルク比を演算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項4】
前記アシストトルクを出力するアクチュエータを、前記転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータとし、
前記トルク伝達経路を機械的に分離する開放状態と、前記トルク伝達経路を機械的に連結する連結状態と、を切り替えるクラッチと、
前記操舵角検出部が検出した操舵角が操舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、前記トルク伝達経路の前記ステアリングホイール側における回転角である操舵側クラッチ角を算出する操舵側クラッチ角算出部と、
前記転舵アクチュエータの回転角である転舵アクチュエータ回転角を検出する転舵アクチュエータ回転角検出部と、
前記転舵アクチュエータ回転角検出部が検出した転舵アクチュエータ回転角が転舵側ユニバーサルジョイントを介して前記クラッチへ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、前記トルク伝達経路の前記転舵輪側における回転角である転舵側クラッチ角を算出する転舵側クラッチ角算出部と、
前記操舵側クラッチ角算出部が算出した操舵側クラッチ角と前記転舵側クラッチ角算出部が算出した転舵側クラッチ角との偏差であるクラッチ角偏差を算出するクラッチ角偏差算出部と、を備え、
前記トルク比推定部は、前記操舵側クラッチ角算出部が算出した操舵側クラッチ角に前記クラッチ角偏差算出部が算出したクラッチ角偏差を加算した転舵角算出用転舵側クラッチ角を前記ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて、前記入出力トルク比を演算し、
前記アシストトルク算出部は、前記クラッチを連結状態に切り替えた状態で前記トルク比推定部が演算した入出力トルク比に基づいて、前記アシストトルクの指令値を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項5】
前記操舵角検出部が検出した操舵角と、当該操舵角に対応する前記入出力トルク比と、の関係を示す入出力トルク比マップを生成するトルク比マップ生成部と、
前記トルク比マップ生成部が生成したトルク比マップを記憶するトルク比マップ記憶部と、を備え、
前記トルク比マップ記憶部は、前記クラッチ角偏差算出部が算出したクラッチ角偏差が変化すると、前記記憶しているトルク比マップを前記変化したクラッチ角偏差に対応する入出力トルク比マップに変更し、
前記アシストトルク算出部は、前記トルク比マップ記憶部が記憶している入出力トルク比マップに基づいて、前記アシストトルクの指令値を算出することを特徴とする請求項4に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項6】
前記操舵角検出部が検出した操舵角と、当該操舵角に対応する前記入出力トルク比と、の関係を示す入出力トルク比マップを生成するトルク比マップ生成部を備え、
前記トルク比マップ生成部は、前記操舵角検出部が検出した操舵角が180度の変化幅で変化する間に前記トルク比推定部が演算した入出力トルク比の変動と、前記操舵角検出部が検出した操舵角と、を対応させて、前記入出力トルク比マップを生成し、
前記アシストトルク算出部は、前記トルク比マップ生成部が生成した入出力トルク比マップに基づいて、前記アシストトルクの指令値を算出することを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項7】
前記トルク比推定部は、前記入出力トルク比を演算するために前記位相補正値に掛ける電流値であるトルク変動抑制電流を演算するトルク変動抑制電流演算部を備え、
前記トルク変動抑制電流演算部は、前記ピニオン角と前記位相補正値算出部が算出した位相補正値との差分に前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクに応じて予め設定したゲインを掛けて、前記トルク変動抑制電流を演算することを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項8】
前記アシストトルク算出部は、前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクを前記トルク比推定部が演算した入出力トルク比により補正して、前記アシストトルクの指令値を算出することを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。
【請求項9】
ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路をユニバーサルジョイントで連結し、前記ステアリングホイールの操舵状態に応じて回転するアクチュエータから前記転舵輪の転舵を補助するためのトルクであるアシストトルクを出力する車両用操舵制御方法であって、
前記ステアリングホイールの操舵角と、前記ステアリングホイールに加わるトルクである操舵トルクと、を検出し、
前記検出した操舵角を予め設定したユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて算出される前記ユニバーサルジョイントのピニオン角を、さらに機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を算出し、
前記算出した位相補正値に基づいて、前記ユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、前記入力された操舵角に基づき前記ユニバーサルジョイントから出力される出力角と、の比に基づく入出力トルク比を演算し、
前記検出した操舵トルクと、前記演算した入出力トルク比と、に基づいて前記アシストトルクの指令値を算出し、
前記ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角と、前記ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式とすることを特徴とする車両用操舵制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に連結した状態で、ステアリングホイールの操作に応じた転舵輪の転舵を転舵モータ等のアクチュエータによりアシストする、車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、ステアリングホイール(操舵輪)と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵輪を、ステアリングホイールの操作に応じた目標転舵角に転舵モータ等のアクチュエータを介して転舵させる操舵制御装置がある。このような操舵制御装置は、一般的に、ステア・バイ・ワイヤ(SBW:Steer By Wire、以降の説明では、「SBW」と記載する場合がある)と呼称するシステム(SBWシステム)を形成する装置であり、例えば、特許文献1に記載されている。
【0003】
特許文献1に記載のSBWシステムでは、転舵輪の実際の転舵角(以降の説明では、「実転舵角」と記載する場合がある)を検出するセンサ(ロータリーエンコーダ等)を備えない構成を実現するとともに、転舵輪の転舵角を算出することを目的としている。このため、ステアリングホイールの操舵角度範囲内の絶対角度と、転舵輪の転舵角度範囲内の角度を複数の周期に亘って検出した転舵絶対角度との偏差との和と、転舵角度範囲内の角度を複数の周期で検出した初期値との差をオフセット量として求める。そして、転舵輪の転舵角度範囲内の角度を複数の周期に亘って検出した転舵絶対角度とオフセット量の和を、相対的な転舵輪の転舵角として算出し、転舵輪の転舵角を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011‐005933号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1に記載されている技術も含め、従来のSBWシステムでは、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を、ユニバーサルジョイントを備えた構成とする場合がある。これは、ステアリングホイールと転舵輪との間における各種構成部品のレイアウト等に応じて構成する。
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、ステアリングホイールにより入力された操舵角の、トルク伝達経路でユニバーサルジョイントにより伝達される変化を考慮することなく、相対的な転舵輪の転舵角を算出して、転舵輪の転舵角を算出する。
【0006】
したがって、SBWシステムの一部に異常が発生した場合等、トルク伝達経路を機械的に連結した状態において、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との対応関係を適切に検出することが困難となる状態が発生する。これにより、トルク伝達経路を機械的に連結した状態において、運転者の操舵操作に応じて転舵輪の転舵を補助するためのアシストトルクを出力するアクチュエータの制御を、適切に行なうことが困難となるという問題がある。この問題は、以下の要因により発生する。
【0007】
ユニバーサルジョイントを用いて連結した二つのシャフトには、ユニバーサルジョイントの不等速性により、回転角の位相が互いに異なる状態となるため、回転時に互いの角速度が異なる状態が発生する。これにより、ユニバーサルジョイントを用いて連結した二つのシャフトには、ユニバーサルジョイントの不等速性によって、予測が困難なトルク変動が発生する。このため、トルク伝達経路を伝達するトルクは、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化に伴って変動することとなる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、アシストトルクを出力するアクチュエータを適切に制御することが可能な車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明は、ステアリングホイールの操舵状態に応じて回転するアクチュエータから出力する、転舵輪の転舵を補助するためのアシストトルクの指令値を、ステアリングホイールに加わる操舵トルクと入出力トルク比に基づいて算出する。ここで、入出力トルク比は、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を連結するユニバーサルジョイントに入力された操舵角と、この入力された操舵角に基づきユニバーサルジョイントから出力される出力角との比に基づく。
【0009】
また、入出力トルク比は、ユニバーサルジョイントのピニオン角を算出し、この算出したピニオン角を、さらに機械角で45[deg]位相変位させて算出した位相補正値に基づいて演算する。ここで、ユニバーサルジョイントのピニオン角は、ステアリングホイールの操舵角を予め設定したユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて算出する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ユニバーサルジョイントの不等速性によりトルク伝達経路に発生し、操舵角の変化に伴って変動するトルク変動を、位相補正値に基づく入出力トルク比に基づいて推定することが可能となる。
このため、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となり、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対してアクチュエータを適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。
図2】本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図3】SBWシステムのステアリング構造を示す図である。
図4】指令演算部の構成を示すブロック図である。
図5】クラッチ角偏差算出部がクラッチ角偏差を算出する処理を示すブロック図である。
図6】波形マップを示す図である。
図7】転舵角算出部が転舵輪の転舵角を算出する処理を示すブロック図である。
図8】EPS制御ブロックの構成を示すブロック図である。
図9】入出力トルク比マップを示す図である。
図10】単体のユニバーサルジョイントが有する回転軸と、回転軸周りの回転運動との関係を示す図である。
図11】ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸と出力側の軸との関係を示す図である。
図12】ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸及び出力側の軸と、位相角との関係を示す図である。
図13】車両の出荷前に行なう処理を示すフローチャートである。
図14】出荷後の車両に対して行なう処理のうち、クラッチ角偏差を算出・記憶する処理を示すフローチャートである。
図15】出荷後の車両に対して行なう処理のうち、転舵輪の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理を示すフローチャートである。
図16】トルク比推定部が入出力トルク比を演算する処理を示すフローチャートである。
図17】操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角との関係を示す図である。
図18】操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角と、位相補正値との関係を示す図である。
図19】操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角と、位相補正値と、トルク変動抑制電流と、補正操舵トルクの関係を示す図である。
図20】本発明の第一実施形態の車両用操舵制御装置を用いた車両の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の車両用操舵制御装置1を備えた車両の概略構成を示す図である。また、図2は、本実施形態の車両用操舵制御装置1の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の車両用操舵制御装置1を備えた車両は、SBWシステムを適用した車両である。
【0013】
ここで、SBWシステムでは、車両の運転者が操舵操作するステアリングホイール(操舵輪)の操作に応じてアクチュエータ(例えば、転舵モータ)を駆動制御して、転舵輪を転舵する制御を行うことにより、車両の進行方向を変化させる。転舵モータの駆動制御は、ステアリングホイールと転舵輪との間に介装するクラッチを、通常状態である開放状態に切り替えて、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で行う。
【0014】
そして、例えば、断線等、SBWシステムの一部に異常が発生した場合には、開放状態のクラッチを締結状態に切り替えて、トルク伝達経路を機械的に接続することにより、運転者がステアリングホイールに加える力を用いて、転舵輪の転舵を継続する。これに加え、運転者によるステアリングホイールの操作状態(操舵量、操舵トルク、操舵速度等)に応じて、転舵モータからアシストトルクを出力するEPS(Electric Power Steering)制御を行なう。なお、車両の構成を、例えば、車室内に配置した制御切り替えスイッチを備える構成として、運転者が制御切り替えスイッチを操作することにより、SBWシステムによる制御からEPS制御への切り替えを、運転者により任意に行なうことが可能な構成としてもよい。
【0015】
図1及び図2中に示すように、本実施形態の車両用操舵制御装置1は、転舵モータ2と、転舵モータ制御部4と、クラッチ6と、反力モータ8と、反力モータ制御部10を備える。
転舵モータ2は、転舵モータ制御部4が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動する電動モータであり、上述した目標転舵角に応じて回転して、転舵輪を転舵制御する転舵アクチュエータを形成する。また、転舵モータ2は、転舵モータ駆動電流に応じて駆動することにより、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する。なお、転舵アクチュエータとしては、電動モータ以外に、動力シリンダーや、ソレノイドを備えた油圧回路等を用いることが可能である。
【0016】
また、転舵モータ2は、回転可能な転舵モータ出力軸12を有する。
転舵モータ出力軸12の先端側には、ピニオンギヤを用いて形成した転舵出力歯車12aを設けてある。
転舵出力歯車12aは、ステアリングラック14に挿通させたラック軸18の両端部間に設けたラックギヤ18aと噛合する。
【0017】
また、転舵モータ2には、転舵モータ角度センサ16と、転舵モータトルクセンサ2tを設ける。
転舵モータ角度センサ16は、転舵モータ2の回転角である転舵モータ回転角を検出し、この検出した転舵モータ回転角を含む情報信号を、転舵モータ制御部4を介して、反力モータ制御部10へ出力する。
【0018】
転舵モータトルクセンサ2tは、転舵モータ2が駆動時に発生させるトルクである転舵モータトルクを検出する。そして、転舵モータトルクセンサ2tは、検出した転舵モータトルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、転舵モータトルクを、「トルクセンサ値Vtm」と記載する場合がある。また、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクは、操舵トルクに変換してもよい。
【0019】
なお、本実施形態では、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
ステアリングラック14は、円筒形状に形成してあり、転舵モータ出力軸12の回転、すなわち、転舵出力歯車12aの回転に応じて車幅方向へ変位するラック軸18を挿通させる。
【0020】
また、ステアリングラック14の内部には、ラック軸18の外径面を全周から覆うストッパ部14aを二つ設ける。二つのストッパ部14aは、それぞれ、ステアリングラック14の内部において、転舵出力歯車12aよりも車幅方向右側及び左側に設ける。なお、図1中では、二つのストッパ部14aのうち、転舵出力歯車12aよりも車幅方向右側に設けたストッパ部14aの図示を省略する。
【0021】
ラック軸18の、ステアリングラック14に挿通させて内部に配置した部分のうち、ストッパ部14aよりも車幅方向右側及び左側の部分には、それぞれ、ストッパ部14aとラック軸18の軸方向で対向する端当て部材18bを設ける。なお、図1中では、二つの端当て部材18bのうち、ストッパ部14aよりも車幅方向右側に設けた端当て部材18bの図示を省略する。
【0022】
ラック軸18の両端は、それぞれ、タイロッド20及びナックルアーム22を介して、転舵輪24に連結する。また、ラック軸18とタイロッド20との間には、タイヤ軸力センサ26を設ける。
タイヤ軸力センサ26は、ラック軸18の軸方向(車幅方向)に作用する軸力を検出し、この検出した軸力(以降の説明では、「タイヤ軸力」と記載する場合がある)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
【0023】
転舵輪24は、車両の前輪(左右前輪)であり、転舵モータ出力軸12の回転に応じてラック軸18が車幅方向へ変位すると、タイロッド20及びナックルアーム22を介して転舵し、車両の進行方向を変化させる。なお、本実施形態では、転舵輪24を、左右前輪で形成した場合を説明する。これに伴い、図1中では、左前輪で形成した転舵輪24を、転舵輪24Lと示し、右前輪で形成した転舵輪24を、転舵輪24Rと示す。
【0024】
転舵モータ制御部4は、反力モータ制御部10と、CAN(Controller Area Network)等の通信ライン28を介して、情報信号の入出力を行う。
また、転舵モータ制御部4は、転舵位置サーボ制御部30と、転舵側前回処理内容記憶部MAを有する。
転舵位置サーボ制御部30は、転舵モータ2を駆動させるための転舵モータ駆動電流を演算し、この演算した転舵モータ駆動電流を、転舵モータ2へ出力する。
【0025】
ここで、転舵モータ駆動電流は、上述した転舵トルクを制御して、ステアリングホイールの操作に応じた目標転舵角を算出し、この算出した目標転舵角に応じて転舵モータ2を駆動制御するための電流である。
転舵モータ駆動電流の演算は、反力モータ制御部10が出力する転舵モータ電流指令と、実際に転舵モータ2へ通電している電流(転舵モータ実電流)の指令値(以降の説明では、「転舵モータ実電流指令It」と記載する場合がある)に基づいて行う。具体的には、転舵モータ実電流指令Itを用いて転舵モータ電流指令を補正し、転舵モータ駆動電流を演算する。
【0026】
また、転舵位置サーボ制御部30は、転舵モータ実電流指令Itを計測し、この計測した転舵モータ実電流指令Itに基づいて、転舵モータ2の温度Ttを推定する。そして、推定した転舵モータ2の温度Ttを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。これは、電流の通電による抵抗発熱に起因するモータ類(転舵モータ2、反力モータ8)の過熱を推定するためである。
なお、転舵モータ実電流指令Itは、例えば、転舵モータ2に基板温度センサ(図示せず)を内蔵し、この内蔵した基板温度センサを用いて計測する。
【0027】
ここで、転舵モータ実電流指令Itに基づいて転舵モータ2の温度Ttを推定する方法としては、例えば、大電流域では、計測した実際の電流値を用いて転舵モータ実電流指令Itを求める。具体的には、計測した実際の電流値と予め記憶している電流閾値とを比較し、計測した実際の電流値が電流閾値よりも大きい場合は、計測した実際の電流値を、転舵モータ実電流指令Itとして採用する。
【0028】
一方、小電流域では、転舵モータ2の回転数とトルクとの関係を定めたモータNT特性を用い、転舵モータ2の回転数に基づいて、転舵モータ実電流指令Itを推定する。具体的には、計測した実際の電流値を転舵モータ実電流指令Itとして採用せず、モータNT特性を用い、転舵モータ2の回転数に基づいて推定した電流値を、転舵モータ実電流指令Itとして採用する。
そして、上記のように採用した転舵モータ実電流指令Itを用いて、転舵モータ2の温度Ttを推定する。
なお、転舵側前回処理内容記憶部MAに関する説明は、後述する。
【0029】
クラッチ6は、運転者が操作するステアリングホイール32と転舵輪24との間に介装し、反力モータ制御部10が出力するクラッチ駆動電流に応じて、開放状態または締結状態を切り替える。なお、クラッチ6は、通常状態では、開放状態である。
ここで、クラッチ6の状態を開放状態に切り替えると、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に分離させて、ステアリングホイール32の操舵操作が転舵輪24へ伝達されない状態とする。一方、クラッチ6の状態を締結状態に切り替えると、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に連結させて、ステアリングホイール32の操舵操作が転舵輪24へ伝達される状態とする。
【0030】
また、ステアリングホイール32とクラッチ6との間には、操舵角センサ34と、操舵トルクセンサ36と、反力モータ8と、反力モータ角度センサ38を配置する。
操舵角センサ34は、例えば、ステアリングホイール32を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
また、操舵角センサ34は、ステアリングホイール32の現在の回転角(操舵角)である現在操舵角を検出する。そして、操舵角センサ34は、検出したステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θH」と記載する場合がある。
【0031】
ここで、近年の車両は、ステアリングホイール32の操舵角を検出可能なセンサを、標準的に備えている場合が多い。このため、本実施形態では、操舵角センサ34として、車両に既存のセンサである、ステアリングホイール32の操舵角を検出可能なセンサを用いた場合について説明する。
操舵トルクセンサ36は、操舵角センサ34と同様、例えば、ステアリングホイール32を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
【0032】
また、操舵トルクセンサ36は、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクを検出する。そして、操舵トルクセンサ36は、検出した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、操舵トルクを、「トルクセンサ値Vts」と記載する場合がある。
なお、反力モータ8及び反力モータ角度センサ38に関する説明は、後述する。
【0033】
また、クラッチ6は、開放状態で互いに離間し、締結状態で互いに噛合する一対のクラッチ板40を有する。なお、図1中及び以降の説明では、一対のクラッチ板40のうち、ステアリングホイール32側に配置するクラッチ板40を、「操舵輪側クラッチ板40a」とし、転舵輪24側に配置するクラッチ板40を、「転舵輪側クラッチ板40b」とする。
【0034】
操舵輪側クラッチ板40aは、ステアリングホイール32と共に回転するステアリングシャフト42に取り付けてあり、ステアリングシャフト42と共に回転する。
転舵輪側クラッチ板40bは、ピニオン軸44の一端に取り付けてあり、ピニオン軸44と共に回転する。
ピニオン軸44の他端は、ピニオン46内に配置してある。
【0035】
ピニオン46には、ラックギヤ18aと噛合するステアリングギヤ(図示せず)を内蔵する。これに加え、ピニオン46には、ピニオン軸トルクセンサ46tを設ける。
ピニオン軸トルクセンサ46tは、ピニオン軸44に加わるトルクであるピニオン軸トルクを検出する。そして、ピニオン軸トルクセンサ46tは、検出したピニオン軸トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、ピニオン軸トルクを、「トルクセンサ値Vtp」と記載する場合がある。
【0036】
なお、本実施形態では、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン軸トルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
ステアリングギヤは、ピニオン軸44と共に回転する。すなわち、ステアリングギヤは、ピニオン軸44を介して、転舵輪側クラッチ板40bと共に回転する。
【0037】
反力モータ8は、反力モータ制御部10が出力する反力モータ駆動電流に応じて駆動する電動モータであり、ステアリングホイール32へ操舵反力を出力可能な反力アクチュエータを形成する。なお。操舵反力の出力は、ステアリングホイール32と共に回転するステアリングシャフト42を回転させて行なう。ここで、反力モータ8がステアリングホイール32へ出力する操舵反力は、転舵輪24に作用しているタイヤ軸力やステアリングホイール32の操舵状態に応じて演算する。この演算は、クラッチ6を開放状態に切り替えて、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に分離させている状態で行なう。これにより、ステアリングホイール32を操舵する運転者へ、適切な操舵反力を伝達する。すなわち、反力モータ8がステアリングホイール32へ出力する操舵反力は、運転者がステアリングホイール32を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。なお、反力アクチュエータとしては、電動モータ以外に、動力シリンダーや、ソレノイドを備えた油圧回路等を用いることが可能である。
【0038】
反力モータ角度センサ38は、反力モータ8に設けるセンサである。
また、反力モータ角度センサ38は、反力モータ8の回転角を検出し、この検出した回転角(以降の説明では、「反力モータ回転角」と記載する場合がある)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
反力モータ制御部10は、転舵モータ制御部4と、通信ライン28を介して、情報信号の入出力を行う。これに加え、反力モータ制御部10は、通信ライン28を介して、車速センサ50及びエンジンコントローラ52が出力する情報信号の入力を受ける。
また、反力モータ制御部10は、通信ライン28を介して入力を受けた情報信号や、各種センサから入力を受けた情報信号に基づき、反力モータ8を駆動制御する。
【0039】
車速センサ50は、例えば、公知の車速センサであり、車両の車速を検出し、この検出した車速を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
エンジンコントローラ52(エンジンECU)は、エンジン(図示せず)の状態(エンジン駆動、または、エンジン停止)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
また、反力モータ制御部10は、指令演算部54と、反力サーボ制御部56と、クラッチ制御部58と、反力側前回処理内容記憶部MBを有する。
【0040】
指令演算部54は、車速センサ50、操舵角センサ34、エンジンコントローラ52、操舵トルクセンサ36、反力モータ角度センサ38、タイヤ軸力センサ26及び転舵モータ角度センサ16が出力した情報信号の入力を受ける。
なお、指令演算部54の詳細な構成についての説明は、後述する。
反力サーボ制御部56は、反力モータ8を駆動させるための反力モータ駆動電流を反力モータ8へ出力する。
また、反力サーボ制御部56は、実際に反力モータ8へ通電している電流(反力モータ実電流)の値(以降の説明では、「反力モータ電流値Ih」と記載する場合がある)を計測する。
【0041】
ここで、反力モータ駆動電流の演算は、指令演算部54が出力する反力モータ電流指令(後述)と、反力モータ電流値Ihに基づいて行う。具体的には、反力モータ電流値Ihを用いて反力モータ電流指令を補正し、反力モータ駆動電流を演算する。
また、反力サーボ制御部56は、計測した反力モータ電流値Ihに基づいて、反力モータ8の温度Thを推定する。なお、反力モータ8の温度Thの推定は、例えば、転舵位置サーボ制御部30が行う転舵モータ2の温度Ttの推定と、同様の手順で行う。
クラッチ制御部58は、指令演算部54が出力するクラッチ電流指令(後述)に基づいて、開放状態のクラッチ6を締結状態へ切り替えるために必要な電流を、クラッチ駆動電流として演算する。そして、演算したクラッチ駆動電流を、クラッチ6へ出力する。
なお、反力側前回処理内容記憶部MBに関する説明は、後述する。
【0042】
次に、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、詳細なステアリング構造について説明する。
図3は、SBWシステムのステアリング構造を示す図である。
ステアリングホイール32は、ステアリングシャフト42の一端に連結してある。
ステアリングシャフト42は、ステアリングコラム5によって回転自在に保持されている。
また、ステアリングシャフト42の他端は、ユニバーサルジョイント7を介して操舵側中間シャフト9の一端に連結している。
【0043】
ステアリングコラム5には、ステアリングシャフト42に連結した反力モータ8を設けている。
反力モータ8は、転舵角に応じて転舵輪側からステアリングホイール方向へ伝達される路面反力に応じた反力トルクをステアリングシャフト42へ付与する。これにより、クラッチ6が解放されているときであっても、運転者は、転舵状態に応じた路面反力を把握できる。
【0044】
操舵側中間シャフト9の他端は、ユニバーサルジョイント11を介してクラッチ入力軸13の一端に連結してある。
クラッチ入力軸13の他端は、クラッチ6を介してクラッチ出力シャフト17の一端に同軸で対向しており、クラッチ6は、クラッチ入力軸13とクラッチ出力シャフト17との断続(締結及び遮断)を行う。
クラッチ出力シャフト17の他端は、ユニバーサルジョイント19を介して転舵側中間シャフト21の一端に連結してある。
【0045】
転舵側中間シャフト21の他端は、ユニバーサルジョイント23を介してピニオンシャフト25の一端に連結してあり、ピニオンシャフト25の他端は、ラック&ピニオン式のステアリングギヤ27に連結してある。なお、図示は省略するが、ステアリングギヤ27の出力側となるラックの両端は、夫々、左右のタイロッドの一端に連結してあり、タイロッドの他端は、車輪に連結してある。以上により、トルク伝達経路は、複数のユニバーサルジョイント(7、11、19、23)で連結されている。
【0046】
したがって、クラッチ6を締結した状態では、ステアリングホイール32を回転させると、ピニオン46及びピニオンシャフト25が回転する。ここで、ピニオン46及びピニオンシャフト25は、ステアリングシャフト42、操舵側中間シャフト9、クラッチ入力軸13、クラッチ出力シャフト17及び転舵側中間シャフト21を介して回転する。ピニオンシャフト25の回転運動は、ステアリングギヤ27によってラックの進退運動となり、ラックの進退に応じてタイロッドを押したり引いたりすることで、車輪が転舵される。
【0047】
ステアリングシャフト42には、反力モータ8を連結してあり、クラッチ6を遮断した状態で、反力モータ8を駆動すると、ステアリングシャフト42に反力トルクが付与される。したがって、車輪を転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ8を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。
【0048】
通常は、クラッチ6を遮断した状態で、転舵モータ31を駆動制御すると共に、反力モータ8を駆動制御することで、ステア・バイ・ワイヤを実行し、所望のステアリング特性や旋回挙動特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。一方、システムに異常が生じた場合には、ステア・バイ・ワイヤを中止し、フェールセーフとしてクラッチ6を締結状態に戻すことで、機械的なバックアップを確保する。
【0049】
ステアリングコラム5は、チルトピボット41を介して揺動可能な状態で車体に支持してある。車体横方向から見て、ステアリングシャフト42及び操舵側中間シャフト9間のユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置とは相違させたレイアウトとしている。
操舵側中間シャフト9、及び転舵側中間シャフト21は、夫々、軸方向に伸縮可能に構成してある。
クラッチ6は、ブラケット43を介してダッシュパネル45に固定してある。
【0050】
以上により、ユニバーサルジョイント7及びユニバーサルジョイント11は、ステアリングホイール32とクラッチ6との間を機械的に連結する操舵側ユニバーサルジョイントを形成する。また、ユニバーサルジョイント19及びユニバーサルジョイント23は、転舵輪24とクラッチ6との間を機械的に連結する転舵側ユニバーサルジョイントを形成する。すなわち、トルク伝達経路は、ステアリングホイール32とクラッチ6との間を機械的に連結する操舵側ユニバーサルジョイントと、転舵輪24とクラッチ6との間を機械的に連結する転舵側ユニバーサルジョイントを備える。
【0051】
(指令演算部54の詳細な構成)
次に、図1から図3を参照しつつ、図4を用いて、指令演算部54の詳細な構成について説明する。
図4は、指令演算部54の構成を示すブロック図である。
図4中に示すように、指令演算部54は、中立位置記憶部60と、転舵モータ電流指令演算部62と、クラッチ状態切り替え部64を備える。これに加え、指令演算部54は、操舵側クラッチ角算出部66と、転舵側クラッチ角算出部68と、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72と、転舵角記憶部74と、転舵角算出部76と、EPS制御ブロック78を備える。
【0052】
中立位置記憶部60は、例えば、車両の製造時や、車両の出荷前に行なう調整工程等において、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置:0[°]へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係を記憶する。なお、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係とは、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差(偏差角[deg])である。本実施形態では、一例として、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係を、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差が0[°]とした場合を説明する。
【0053】
また、中立位置記憶部60は、転舵角算出部76が算出した転舵輪24の転舵角に応じて、記憶している操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正(上書き)する処理を行う。この処理は、例えば、転舵角算出部76が算出した転舵輪24の転舵角が、右回り(車両を右旋回させる方向)へ10[°]である場合、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差を、左回りへ10[°]に補正(上書き)する処理である。
【0054】
転舵モータ電流指令演算部62は、中立位置記憶部60が記憶している操舵角と転舵モータ回転角との関係と、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHと、車速センサ50が検出した車速に基づき、転舵モータ電流指令を演算する。そして、演算した転舵モータ電流指令を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部30へ出力する。
クラッチ状態切り替え部64は、エンジンコントローラ52からエンジンの状態を含む情報信号の入力を受ける。
【0055】
そして、クラッチ状態切り替え部64は、エンジンの状態を含む情報信号が、エンジン駆動の状態を含む場合、車両のイグニッションスイッチがオン状態であると判定し、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を生成する。そして、生成したクラッチ電流指令を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72及びクラッチ制御部58へ出力する。なお、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとの判定は、エンジンの状態を含む情報信号がエンジン駆動の状態を含む場合に限定するものではない。この場合、運転者等によりイグニッションスイッチが操作されたことを検出すると、エンジンが停止していても、車両のイグニッションスイッチがオン状態であると判定してもよい。これは、以降の説明においても同様である。また、エンジンが停止していても、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとは、例えば、イグニッションスイッチの操作位置が、ACC(アクセサリーポジション)となっている場合である。
【0056】
また、クラッチ状態切り替え部64は、エンジンの状態を含む情報信号が、エンジン停止の状態を含む場合、車両のイグニッションスイッチがオフ状態であると判定し、クラッチ6を連結状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を生成する。そして、生成したクラッチ電流指令を含む情報信号を、操舵側クラッチ角算出部66と、転舵側クラッチ角算出部68と、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72及びクラッチ制御部58へ出力する。
【0057】
操舵側クラッチ角算出部66は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、操舵側クラッチ角算出部66は、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、操舵側クラッチ角算出部66は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
【0058】
そして、操舵側クラッチ角算出部66は、クラッチ6を連結状態へ切り替えると、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHに基づいて、トルク伝達経路のステアリングホイール32側における回転角である操舵側クラッチ角を算出する。さらに、算出した操舵側クラッチ角を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70へ出力する。
ここで、本実施形態の操舵側クラッチ角算出部66は、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が、操舵側ユニバーサルジョイントを介してクラッチ6へ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、操舵側クラッチ角を算出する。なお、操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
【0059】
転舵側クラッチ角算出部68は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵側クラッチ角算出部68は、転舵モータ角度センサ16から、転舵モータ回転角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、転舵側クラッチ角算出部68は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
【0060】
そして、転舵側クラッチ角算出部68は、クラッチ6を連結状態へ切り替えると、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角に基づいて、トルク伝達経路の転舵輪24側における回転角である転舵側クラッチ角を算出する。さらに、算出した転舵側クラッチ角を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70へ出力する。なお、転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
【0061】
ここで、本実施形態の転舵側クラッチ角算出部68は、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角が、転舵側ユニバーサルジョイントを介してクラッチ6へ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、操舵側クラッチ角を算出する。なお、操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
クラッチ角偏差算出部70は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、クラッチ角偏差算出部70は、操舵側クラッチ角算出部66から、操舵側クラッチ角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、クラッチ角偏差算出部70は、転舵側クラッチ角算出部68から、転舵側クラッチ角を含む情報信号の入力を受ける。
【0062】
そして、クラッチ角偏差算出部70は、操舵側クラッチ角と転舵側クラッチ角との偏差であるクラッチ角偏差を算出し、この算出したクラッチ角偏差を含む情報信号を、クラッチ角偏差記憶部72及び転舵角算出部76へ出力する。なお、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する具体的な処理については、後述する。
クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受ける。
【0063】
そして、クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ6を連結状態へ切り替えた時点の、クラッチ角偏差を記憶する。また、クラッチ角偏差記憶部72は、記憶しているクラッチ角偏差を更新(上書き)すると、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号を、トルク比マップ記憶部84へ出力する。
転舵角記憶部74は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵角記憶部74は、転舵モータ角度センサ16から、転舵モータ回転角を含む情報信号の入力を受ける。
【0064】
そして、転舵角記憶部74は、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点の、転舵輪24の転舵角を記憶する。
転舵角算出部76は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵角算出部76は、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受ける。また、転舵角算出部76は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
【0065】
そして、転舵角算出部76は、イグニッションスイッチがオン状態となると、クラッチ6を開放状態へ切り替える前に、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差とユニバーサルジョイント変化角に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。さらに、算出した転舵輪24の転舵角を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部30へ出力する。
ここで、上記のユニバーサルジョイント変化角とは、操舵角センサ34が検出した現在操舵角に基づき、トルク伝達経路上で、予め転舵角算出部76が記憶したモデルを用いて算出した角度である。なお、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理と、転舵角算出部76が記憶したモデルについては、後述する。
【0066】
ここで、本実施形態では、一例として、転舵角算出部76の構成を、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が変化しない場合、転舵角記憶部74が記憶した転舵角を、転舵輪24の転舵角として算出する構成とする。なお、転舵角記憶部74が記憶した転舵角は、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が変化しない場合に、転舵角記憶部74から取得する。
【0067】
EPS制御ブロック78は、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。また、EPS制御ブロック78は、転舵モータ角度センサ16から、転舵モータ回転角を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、EPS制御ブロック78は、車速センサ50から、車速を含む情報信号の入力を受ける。さらに、EPS制御ブロック78は、ピニオン軸トルクセンサ46tから、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号の入力を受ける。
【0068】
そして、EPS制御ブロック78は、上述したEPS制御を行なう際に、開放状態のクラッチ6を連結状態へ切り替えると、入力を受けた各情報信号に基づいて、アシストトルクに応じた転舵モータ電流指令を演算する。そして、演算した転舵モータ電流指令を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部30へ出力する。
ここで、転舵モータ電流指令の演算は、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHと、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角と、車速センサ50が検出した車速と、転舵モータトルクセンサ2tが検出したトルクセンサ値Vtmに基づいて行なう。
なお、EPS制御ブロック78の詳細な構成については、後述する。
【0069】
(クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する処理)
以下、図1から図4を参照しつつ、図5及び図6を用いて、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する具体的な処理について説明する。
図5は、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する処理を示すブロック図である。
クラッチ角偏差を算出する処理では、操舵側クラッチ角算出部66により操舵側クラッチ角θcl_inを算出し、転舵側クラッチ角算出部68により転舵側クラッチ角θcl_outを算出する。そして、転舵側クラッチ角θcl_outから操舵側クラッチ角θcl_inを減算した値を、クラッチ角偏差dθCLとして算出(図5中に示す「dθCL=θcl_out−θcl_in」)する。
【0070】
以下、操舵側クラッチ角θcl_inを算出する処理と、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理を具体的に説明する。
・操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理
操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、操舵側クラッチ角算出用トルク閾値は、操舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、操舵側クラッチ角算出部66に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、操舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
【0071】
そして、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチがオフ状態となると、操舵角センサ34が検出した現在操舵角を、ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして以下の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する。なお、以下の式(1)は、各ユニバーサルジョイントの出力角を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを示す式である。また、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理については、後述する。
【0072】
ここで、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、操舵側クラッチ角算出部66及び転舵角算出部76に記憶させておく。
【0073】
【数1】
【0074】
ここで、上記の式(1)中に示す「α」は、予め設定した平面(例えば、上下方向及び車両前後方向に平行な平面)への平面視における、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の入力側の軸と出力側の軸がなす角度である。
したがって、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、操舵輪側入力角と転舵輪側出力角の関係を示すモデル式となる。ここで、操舵輪側入力角は、ユニバーサルジョイントへステアリングホイール32側から入力した角度であり、転舵輪側出力角は、ユニバーサルジョイントを介して操舵輪側入力角を転舵輪24側へ出力した角度である。
【0075】
すなわち、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント7の入力側の軸(ステアリングシャフト42)とユニバーサルジョイント7の出力側の軸(操舵側中間シャフト9)がなす角度となる。なお、以降の説明では、ステアリングシャフト42と操舵側中間シャフト9とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント7のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α」と記載する場合がある。
【0076】
ジョイント角αは、例えば、現在操舵角θHと、予め生成した波形マップを用いて、車両の出荷前に行なう調整工程等において算出し、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶する。なお、ジョイント角αの算出及び記憶は、車両の出荷後は、例えば、整備工場等において行なってもよい。
また、ジョイント角αの算出は、ステアリングホイール32の現在操舵角と転舵輪24の実転舵角とを、互いに対応する角度に調整した状態(例えば、現在操舵角及び実転舵角を、共に中立位置:0[°]に調整した状態)で行なう。
【0077】
ここで、波形マップは、図6中に示すマップであり、例えば、クラッチ角偏差算出部70に記憶させておく。なお、図6は、波形マップを示す図であり、車両の諸元等に因らず、数式等により規定されるマップである。
また、図6中では、横軸に操舵角(図中では、「操舵角[deg]」と記載する)を示し、縦軸にピニオン46の角度(ピニオン角)と操舵角との偏差(図中では、「偏差角[deg]」と記載する)を示す。
【0078】
ここで、各ユニバーサルジョイントには不等速性が有るため、図6中に示すように、例えば、操舵角が0[deg]の状態等を除き、操舵角とピニオン角との関係は一定の関係とはならず、ピニオン角と操舵角との偏差は、操舵角に応じて変化する。
そして、ジョイント角α1を算出する際には、例えば、ステアリングホイール32の操舵角を変化させて、波形マップ中の偏差角[deg]を変化させる。この場合、操舵角を変化させて偏差角[deg]の上限値及び下限値を検出し、これらの検出した上限値及び下限値に基づいて、ジョイント角αを算出する。
【0079】
また、上記の式(1)中に示す「θoffset」は、トルク伝達経路における、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の、入力側の軸に対する出力側の軸のねじれ角を示す位相角である。
すなわち、ユニバーサルジョイント7の位相角θoffsetを算出する際には、上記の式(1)中に示す「θoffset」が、ステアリングシャフト42に対する操舵側中間シャフト9のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、ステアリングシャフト42に対する操舵側中間シャフト9のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント7の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset1」と記載する場合がある。
【0080】
位相角θoffsetは、車両の設計事項であるため、例えば、車両の製造時等において、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶する。なお、位相角θoffsetは、例えば、車両の出荷前に検出及び記憶してもよい。また、位相角θoffsetの検出及び記憶は、車両の出荷後は、例えば、整備工場等において行なってもよい。
また、位相角θoffsetを検出する際には、ステアリングホイール32の現在操舵角と転舵輪24の実転舵角とを、互いに対応する角度に調整した状態(例えば、現在操舵角及び実転舵角を、共に中立位置:0[°]に調整した状態)とする。
【0081】
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント11の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。
ここで、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント11の入力側の軸(操舵側中間シャフト9)とユニバーサルジョイント11の出力側の軸(クラッチ入力軸13)がなす角度となる。なお、以降の説明では、操舵側中間シャフト9とクラッチ入力軸13とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント11のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α」と記載する場合がある。
【0082】
また、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「θoffset」が、操舵側中間シャフト9に対するクラッチ入力軸13のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、操舵側中間シャフト9に対するクラッチ入力軸13のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント11の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset2」と記載する場合がある。
以上により、操舵側クラッチ角算出部66は、予め設定した操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに、操舵角センサ34が検出した現在操舵角を入力して、操舵側クラッチ角θcl_inを算出する。
【0083】
ここで、操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、以下に示す二つのモデル式(E1、E2)である。
E1.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角αを入力し、「θoffset」として位相角θoffset1を入力したモデル式
E2.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角αを入力し、「θoffset」として位相角θoffset2を入力したモデル式
【0084】
・転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理
転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、転舵側クラッチ角算出用トルク閾値は、転舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、転舵側クラッチ角算出部68に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、転舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
【0085】
そして、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして以下の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する。なお、以下の式(2)は、各ユニバーサルジョイントの逆出力角を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを示す式である。
ここで、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵側クラッチ角算出部68に記憶させておく。
【0086】
【数2】
【0087】
ここで、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント23の入力側の軸(転舵側中間シャフト21)とユニバーサルジョイント23の出力側の軸(ピニオンシャフト25)がなす角度となる。なお、以降の説明では、転舵側中間シャフト21とピニオンシャフト25とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント23のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α」と記載する場合がある。
【0088】
したがって、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、転舵輪側逆入力角と操舵輪側逆出力角の関係を示すモデル式となる。ここで、転舵輪側逆入力角は、転舵側ユニバーサルジョイントへ転舵輪24側から入力した角度であり、操舵輪側逆出力角は、転舵側ユニバーサルジョイントを介して転舵輪側逆入力角をステアリングホイール32側へ出力した角度である。
【0089】
また、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「θoffset」が、転舵側中間シャフト21に対するピニオンシャフト25のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、転舵側中間シャフト21に対するピニオンシャフト25のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント23の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset4」と記載する場合がある。
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを、ユニバーサルジョイント19の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを、転舵側クラッチ角θcl_outとして算出する。
【0090】
ここで、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント19の入力側の軸とユニバーサルジョイント19の出力側の軸がなす角度となる。ここで、ユニバーサルジョイント19の入力側の軸は、クラッチ出力シャフト17であり、ユニバーサルジョイント19の出力側の軸は、転舵側中間シャフト21である。なお、以降の説明では、クラッチ出力シャフト17と転舵側中間シャフト21とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント19のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α」と記載する場合がある。
【0091】
また、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「θoffset」が、クラッチ出力シャフト17に対する転舵側中間シャフト21のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、クラッチ出力シャフト17に対する転舵側中間シャフト21のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント19の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset3」と記載する場合がある。
【0092】
以上により、転舵側クラッチ角算出部68は、予め設定したユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角を入力して、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する。
なお、上記の説明では、式(1)及び(2)を用いて処理を行ったが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、現在操舵角と操舵側クラッチ角θcl_inとの関係を示すマップと、転舵モータ回転角と転舵側クラッチ角θcl_outとの関係を示すマップを用いて処理を行ってもよい。
【0093】
(転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理)
以下、図1から図6を参照しつつ、図7を用いて、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する具体的な処理について説明する。
図7は、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理を示すブロック図である。
転舵輪24の転舵角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した転舵角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、転舵角算出用トルク閾値は、転舵角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、転舵角算出部76に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、転舵角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
【0094】
そして、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチをオン状態とした時点において操舵角センサ34が検出した現在操舵角を、ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力する。これにより、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する。
【0095】
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント11の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。
ここで、転舵輪24の転舵角を算出する処理では、クラッチ角偏差記憶部72が記憶しているクラッチ角偏差dθCLに、上記のように算出した操舵側クラッチ角θcl_inを加算する。これにより、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出(図7中に示す「Pθcl_out=θcl_in+dθCL」)する。すなわち、転舵角算出部76は、転舵輪24の転舵角を算出する際に、クラッチ角偏差記憶部72から記憶しているクラッチ角偏差dθCLの情報を取得する。
【0096】
そして、上記のように算出した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを、ユニバーサルジョイント19の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント19の出力角θoutを算出する。
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント19の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント23の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。
【0097】
ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出した後、この算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分を減算する。これにより、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分による影響を除去して、転舵輪24の転舵角を算出する。
【0098】
ここで、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分は、以下の式(3)で示される。なお、以下の式(3)は、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルを示す式である。また、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理については、後述する。
ここで、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵角算出部76に記憶させておく。
【0099】
【数3】
【0100】
したがって、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を示すモデル式となる。
これに加え、転舵輪24の転舵角を算出する処理では、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分を除算したユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、上述したトルクセンサ値Vtpに基づいて補正する。
【0101】
ここで、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutの補正には、トルクセンサ値Vtpに基づく各シャフト及び各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のねじれ角を用いる。なお、各シャフトとは、ステアリングシャフト42、操舵側中間シャフト9、クラッチ出力シャフト17、転舵側中間シャフト21、ピニオンシャフト25である。
【0102】
また、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角は、以下の式(4)で示される。なお、以下の式(4)は、転舵輪24の転舵角を算出する際に、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角による補正を行うためのモデルとして用いることが可能な、トルクセンサモデルを示す式である。
ねじれ角=トルクセンサ値Vtp[Nm]/各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじり剛性[Nm/rad] … (4)
【0103】
したがって、トルクセンサモデルは、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン軸トルクに基づく操舵トルクと、各ユニバーサルジョイントのねじり剛性と、各ユニバーサルジョイントの入力軸及び出力軸のねじり剛性との関係を示すモデル式となる。
ここで、トルクセンサモデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵角算出部76に記憶させておく。
なお、本実施形態では、一例として、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角を用いて補正する際に、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutにねじれ角を加算する場合を説明する。
【0104】
以上により、転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
また、本実施形態の転舵角算出部76は、予め設定した転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを入力した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
【0105】
ここで、転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、以下に示す二つのモデル式(E3、E4)である。
E3.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角αを入力し、「θoffset」として位相角θoffset3を入力したモデル式
E4.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角αを入力し、「θoffset」として位相角θoffset4を入力したモデル式
したがって、操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、上記の式(1)で示すユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づくモデル式である。
【0106】
また、本実施形態の転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角から、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分を減算した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
また、本実施形態の転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を、トルクセンサモデルを用いて算出したトルク伝達経路のねじれ角を用いて補正する。そして、この補正した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
【0107】
(EPS制御ブロック78の詳細な構成)
以下、図1から図7を参照しつつ、図8及び図9を用いて、EPS制御ブロック78の詳細な構成について説明する。
図8中に示すように、EPS制御ブロック78は、トルク比推定部80と、トルク比マップ生成部82と、トルク比マップ記憶部84と、アシストトルク算出部86を備える。なお、図8は、EPS制御ブロック78の構成を示すブロック図である。
トルク比推定部80は、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号と、転舵モータ回転角を含む情報信号と、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号の入力を受ける。
【0108】
そして、トルク比推定部80は、入力を受けた各情報信号に基づいて、トルク伝達経路に入力された操舵角と、入力された操舵角に基づきトルク伝達経路から出力される出力角との比に基づくパラメータである入出力トルク比を演算する。そして、演算した入出力トルク比を含む情報信号を、トルク比マップ生成部82及びアシストトルク算出部86へ出力する。なお、トルク比推定部80が入出力トルク比を演算する処理については、後述する。
また、トルク比推定部80は、位相補正値算出部88と、トルク変動抑制電流演算部90を備える。
【0109】
位相補正値算出部88は、入力を受けた各情報信号に基づき、トルク伝達経路に入力された操舵角に基づいて算出した、トルク伝達経路から出力される出力角を、さらに、機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を算出する。なお、位相補正値算出部88が位相補正値を算出する処理については、後述する。
トルク変動抑制電流演算部90は、位相補正値算出部88が算出した位相補正値及びトルクセンサ値Vtpに基づき、入出力トルク比を演算するために位相補正値に掛ける電流値であるトルク変動抑制電流を演算する。なお、トルク変動抑制電流演算部90がトルク変動抑制電流を演算する処理については、後述する。
【0110】
トルク比マップ生成部82は、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、トルク比マップ生成部82は、トルク比推定部80から、入出力トルク比を含む情報信号の入力を受ける。
そして、トルク比マップ生成部82は、トルク伝達経路に入力された現在操舵角と、現在操舵角に対応する入出力トルク比との関係を示す入出力トルク比マップを生成する。
【0111】
具体的には、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間、すなわち、現在操舵角が180度の変化幅で変化する間における、現在操舵角に対応する入出力トルク比を検出する。そして、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間における入出力トルク比の変動を算出し、この算出した入出力トルク比の変動と現在操舵角とを対応させて、入出力トルク比マップを生成する。
【0112】
ここで、入出力トルク比マップは、図9中に示すように、横軸に現在操舵角(図中では、「操舵角」と記載する)を示し、縦軸に入出力トルク比(図中では、「トルク比」と記載する)を示すマップである。なお、図9は、入出力トルク比マップを示す図である。
また、図9中に示すように、入出力トルク比マップは、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で、入出力トルク比の変化が一周期となるマップである。すなわち、現在操舵角に対する入出力トルク比は、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で一周期分の変動を生じる。
【0113】
また、入出力トルク比マップの生成は、例えば、車両の出荷前に行なう処理や、車両の出荷後に行なう処理で行う。
トルク比マップ記憶部84は、トルク比マップ生成部82から、入出力トルク比マップを含む情報信号の入力を受ける。これに加え、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差記憶部72から、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号の入力を受ける。
【0114】
そして、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程時等、入出力トルク比マップを記憶していない状態では、トルク比マップ生成部82から入力を受けた情報信号に基づいて、入出力トルク比マップを記憶する。
また、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差を更新した内容を含む情報信号の入力を受けると、トルク比マップ生成部82から入力を受けた情報信号に基づいて、記憶している入出力トルク比マップを更新する。
【0115】
すなわち、トルク比マップ記憶部84は、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差dθCLが変化すると、記憶しているトルク比マップを、変化したクラッチ角偏差dθCLに対応する入出力トルク比マップに変更する。
アシストトルク算出部86は、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号と、転舵モータ回転角を含む情報信号と、トルクセンサ値Vtpを含む情報信号と、車速を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、アシストトルク算出部86は、トルク比推定部80から、入出力トルク比を含む情報信号の入力を受ける。さらに、アシストトルク算出部86は、トルク比マップ記憶部84から、記憶している入出力トルク比マップを含む情報を取得する。
【0116】
そして、アシストトルク算出部86は、入力を受けた各情報信号と、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。そして、算出したアシストトルクの指令値を含む情報信号(図中では、「アシストトルク指令値」と示す)を、転舵モータ制御部4へ出力する。
ここで、アシストトルクは、EPS制御中に、ステアリングホイール32の操舵状態に応じて、転舵輪24の転舵を転舵モータ2により補助(アシスト)するためのトルクである。
【0117】
また、アシストトルクの指令値を算出する際には、トルク比推定部80から入力を受けた情報信号が含む入出力トルク比と、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方を用いる。
すなわち、アシストトルク算出部86は、トルクセンサ値Vtpと、トルク比推定部80が演算した入出力トルク比及びトルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
また、本実施形態のアシストトルク算出部86は、トルクセンサ値Vtpをトルク比推定部80が演算した入出力トルク比により補正して、アシストトルクの指令値を算出する。
【0118】
(ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理)
以下、図1から図9を参照しつつ、図10から図12を用いて、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理について説明する。
図10は、単体のユニバーサルジョイントが有する回転軸と、回転軸周りの回転運動との関係を示す図である。なお、図10中には、説明のために、ステアリングホイール32を模式的に示している。すなわち、図10中に示す単体のユニバーサルジョイントは、ユニバーサルジョイント7を示す。
【0119】
図10中に示すように、ユニバーサルジョイントは、三本の回転軸(x軸、y軸、z軸)を有しており、各回転軸周りの回転行列Rは、それぞれ、以下の式(5)〜(7)で示される。なお、式(5)は、x軸周りの回転行列R(x,θ)を示す式であり、式(6)は、y軸周りの回転行列R(y,θ)を示す式であり、式(7)は、z軸周りの回転行列R(z,θ)を示す式である。
【0120】
【数4】
【0121】
そして、上記の式(5)〜(7)中に示す各回転軸周りの回転行列R(x,θ)、R(y,θ)、R(z,θ)は、以下の式(8)に示すように、一つの回転行列Rに変換することが可能である。
【0122】
【数5】
【0123】
また、図11中に示すように、入力側の軸の回転を図10中に示すθから記号「φ」で置き換え、z軸を基準とした出力側の軸の傾斜角を記号「θ」で規定し、出力側の軸の回転角(以降の説明では、「出力角」と記載する場合がある)を記号「Ψ」で規定する。これにより、ユニバーサルジョイントにおける姿勢角の定義は、以下の式(9)〜(11)で示される。なお、図11は、ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸と出力側の軸との関係を示す図である。また、図11中には、説明のために、入力側の軸から出力側の軸への力の流れを、直線の矢印で示している。
【0124】
【数6】
【0125】
ここで、上記の式(9)〜(11)に、以下の式(12)及び(13)で示す拘束条件を追加すると、ユニバーサルジョイントへの入力角tanθと出力角Ψとの関係は、以下の式(14)で示される。
【0126】
【数7】
【0127】
そして、上記の式(14)において、出力角Ψをユニバーサルジョイントの出力角θoutに置き換え、入力角tanθをユニバーサルジョイントの入力角tanθInに置き換えると、以下の式(15)が成立する。
【0128】
【数8】
【0129】
ここで、上記の式(15)は、ユニバーサルジョイントの位相角θoffsetが存在していない状態における、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係を示す式となる。
また、車両の構成としては、ステアリングホイール32と転舵輪24との間における各種構成部品のレイアウト等に応じて、各ユニバーサルジョイントの入力軸と出力軸を直列に配列することは少ない。このため、ユニバーサルジョイントの位相角θoffsetが存在する構成が一般的である。
【0130】
すなわち、図12中に示すように、一般的な構成の車両では、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの間に、位相角θoffsetが存在することとなる。なお、図12は、ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸及び出力側の軸と、位相角との関係を示す図である。また、図12中には、説明のために、入力側の軸から出力側の軸への力の流れを、直線の矢印で示している。
したがって、上記の式(15)で示す、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係に対して、入力角tanθInに位相角θoffsetを加算すると、上記の式(1)で示されるユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する。
【0131】
(ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理)
以下、図1から図12を参照して、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理について説明する。
転舵輪24の転舵角を算出する際には、上述したように、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分による影響を除去する。したがって、上記の式(15)において、ユニバーサルジョイントの入力角tanθIn及び出力角θoutを0[°]とすると、以下の式(16)からオフセット成分を減算することにより、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分による影響を除去する。
【0132】
【数9】
【0133】
したがって、上記の式(15)で示す、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係から、ユニバーサルジョイントのオフセット成分を減算すると、上記の式(3)で示されるユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する。
【0134】
(転舵側前回処理内容記憶部MA、反力側前回処理内容記憶部MB)
以下、図1から図12を参照して、転舵側前回処理内容記憶部MAの構成と、反力側前回処理内容記憶部MBの構成について説明する。
転舵側前回処理内容記憶部MAは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read‐Only Memory)を用いて形成する。
【0135】
また、転舵側前回処理内容記憶部MAは、エンジンコントローラ52から、エンジンの状態を含む情報信号の入力を受け、さらに、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵側前回処理内容記憶部MAは、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受け、さらに、転舵角算出部76から、転舵輪24の転舵角を含む情報信号の入力を受ける。
そして、転舵側前回処理内容記憶部MAは、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における、現在操舵角と、クラッチ角偏差と、転舵輪24の転舵角を記憶する。
【0136】
反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、例えば、EEPROMを用いて形成する。
また、反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、エンジンコントローラ52、操舵角センサ34、クラッチ角偏差算出部70、転舵角算出部76から、それぞれ、情報信号の入力を受ける。
そして、反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における、現在操舵角と、クラッチ角偏差と、転舵輪24の転舵角を記憶する。
【0137】
(指令演算部54が行なう処理)
次に、図1から図12を参照しつつ、図13から図15を用いて、指令演算部54が行なう処理について説明する。
指令演算部54が行なう処理としては、例えば、車両の出荷前に行なう処理と、出荷後の車両に対して行なう処理がある。
【0138】
・車両の出荷前に行なう処理
図13は、車両の出荷前に行なう処理を示すフローチャートである。
指令演算部54が車両の出荷前に行なう処理としては、ジョイント角αを算出及び記憶する処理と、位相角θoffsetを記憶する処理がある。
図13中に示すように、車両の出荷前に行なう処理を開始(START)すると、まず、ステップS10の処理を行う。
【0139】
ステップS10では、例えば、整備工場等において、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を、共に中立位置へ調整(図中に示す「操舵角と実転舵角を中立位置に調整」)する。ステップS10において、操舵角及び実転舵角を中立位置へ調整すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS20へ移行する。
ステップS20では、ジョイント角α〜α4を算出し、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶(図中に示す「ジョイント角αを算出・記憶」)する。ステップS20において、ジョイント角αを算出及び記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS30へ移行する。
【0140】
ステップS30では、位相角θoffset1〜θoffset4を、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶(図中に示す「位相角θoffsetを記憶」)する。ステップS30において、位相角θoffsetを記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS40へ移行する。
ステップS40では、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差を、操舵角と転舵モータ回転角との関係として、中立位置記憶部60に記憶(図中に示す「中立位置を記憶」)する。ステップS40において、操舵角と転舵モータ回転角との関係を記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は終了(END)する。
【0141】
・出荷後の車両に対して行なう処理
出荷後の車両に対して指令演算部54が行なう処理としては、クラッチ角偏差を算出・記憶する処理と、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理がある。
図14は、出荷後の車両に対して行なう処理のうち、クラッチ角偏差を算出・記憶する処理を示すフローチャートである。なお、指令演算部54は、予め設定した周期(例えば、5[ms])で、以下に説明する処理を行う。
図14中に示すように、クラッチ角偏差を算出する処理を開始(START)すると、まず、ステップS100の処理を行う。
【0142】
ステップS100では、イグニッションスイッチがオフ状態であるか否かを判定する処理(図中に示す「IGN−OFF?」)を行う。
ステップS100において、イグニッションスイッチがオフ状態である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS110へ移行する。
一方、ステップS100において、イグニッションスイッチがオフ状態ではない(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS100の処理を繰り返す。
【0143】
ステップS110では、クラッチ状態切り替え部64により、クラッチ6を連結状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力する。これに加え、クラッチ6へ出力したクラッチ駆動電流を参照して、クラッチ6が締結状態(滑り締結状態を含まない完全締結状態)であるか否かを判定する処理(図中に示す「クラッチ締結?」)を行う。
ステップS110において、クラッチ6が締結状態である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS120へ移行する。
一方、ステップS110において、クラッチ6が締結状態ではない(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS110の処理を繰り返す。
【0144】
ステップS120では、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS120において、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS130へ移行する。
【0145】
一方、ステップS120において、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS120の処理を繰り返す。
ステップS130では、操舵側クラッチ角算出部66により、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いて、操舵側クラッチ角θcl_inを算出(図中に示す「操舵側クラッチ角θcl_inを算出」)する処理を行う。ステップS130において、操舵側クラッチ角θcl_inを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS140へ移行する。
【0146】
ステップS140では、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS140において、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS150へ移行する。
【0147】
一方、ステップS140において、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS140の処理を繰り返す。
ステップS150では、転舵側クラッチ角算出部68により、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを用いて、転舵側クラッチ角θcl_outを算出(図中に示す「転舵側クラッチ角θcl_outを算出」)する処理を行う。ステップS150において、転舵側クラッチ角θcl_outを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS160へ移行する。
【0148】
ステップS160では、ステップS150で算出した転舵側クラッチ角θcl_outから、ステップS130で算出した操舵側クラッチ角θcl_inを減算する。これにより、ステップS160では、クラッチ角偏差算出部70が、クラッチ角偏差dθCLを算出(図中に示す「クラッチ角偏差dθCLを算出」)する処理を行う。ステップS160において、クラッチ角偏差dθCLを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS170へ移行する。
ステップS170では、クラッチ角偏差記憶部72が、ステップS160で算出したクラッチ角偏差dθCLを記憶(図中に示す「クラッチ角偏差dθCLを記憶」)する処理を行う。ステップS170において、クラッチ角偏差dθCLを記憶すると、クラッチ角偏差を算出する処理は終了(END)する。
【0149】
・転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理
図15は、出荷後の車両に対して行なう処理のうち、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理を示すフローチャートである。
図15中に示すフローチャートは、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となると開始(START)し、まず、ステップS200の処理を行う。
【0150】
ステップS200では、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS200において、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS210へ移行する。
【0151】
一方、ステップS200において、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS200の処理を繰り返す。
ステップS210では、イグニッションスイッチをオン状態とした時点の現在操舵角を、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。これにより、ステップS210では、操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出(図中に示す「操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出」)する処理を行う。ステップS210において、操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS220へ移行する。
【0152】
ステップS220では、ステップS210で算出した操舵側ユニバーサルジョイントの出力角である操舵側クラッチ角θcl_inに、ステップS170で記憶したクラッチ角偏差dθCLを加算する。これにより、ステップS220では、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出(図中に示す「転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出」)する処理を行う。ステップS220において、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS230へ移行する。
【0153】
ステップS230では、ステップS220で算出した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。これにより、ステップS230では、転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出(図中に示す「転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出」)する処理を行う。ステップS230において、転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS240へ移行する。
【0154】
ステップS240では、ステップS230で算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルに基づくオフセット成分を減算(図中に示す「オフセット成分を減算」)する処理を行う。これにより、ステップS240では、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分による影響を除去する。ステップS240において、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutからオフセット成分を減算すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS250へ移行する。
【0155】
ステップS250では、ステップS240オフセット成分を減算したユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、トルクセンサモデルを用いて補正(図中に示す「トルクセンサモデルにより補正」)する処理を行う。ステップS250において、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutをトルクセンサモデルにより補正すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS260へ移行する。そして、転舵輪24の転舵角を算出する処理から、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理へ移行する。
【0156】
ステップS260では、ステップS210で用いた現在操舵角とステップS250で補正した出力角θoutとの関係と、上述したステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を参照する。そして、ステップS210で用いた現在操舵角とステップS250で補正した出力角θoutとの偏差である出荷後偏差と、中立位置記憶部60に記憶した偏差である出荷前偏差が異なるか否かを判定(図中に示す「出荷後偏差≠出荷前偏差?」)する処理を行う。
ステップS260において、出荷後偏差と出荷前偏差が異なる(図中に示す「Yes」)と判定した場合、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS270へ移行する。
【0157】
一方、ステップS260において、出荷後偏差と出荷前偏差が等しい(図中に示す「No」)と判定した場合、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS280へ移行する。
ステップS270では、ステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を、ステップS250で補正した出荷後偏差に基づく関係に補正(図中に示す「中立位置を補正」)する処理を行う。ステップS270において、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS290へ移行する。
【0158】
ステップS280では、ステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正せずに維持(図中に示す「中立位置を維持」)する処理を行う。ステップS280において、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を維持すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS290へ移行する。
【0159】
ステップS290では、クラッチ状態切り替え部64により、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力(図中に示す「クラッチ開放指令を出力」)を行う。ステップS290において、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は終了(END)する。
【0160】
(トルク比推定部80が行なう処理)
以下、図1から図15を参照しつつ、図16から図19を用いて、EPS制御ブロック78が行なう処理のうち、トルク比推定部80が行なう処理について説明する。
図16は、トルク比推定部80が行なう処理を示すフローチャートである。
図16中に示すフローチャートを開始(START)すると、まず、ステップS300の処理として、イグニッションスイッチをオン状態に維持しつつ、クラッチ6を締結状態(図中に示す「クラッチ締結」)とする処理を行う。なお、ステップS300では、クラッチ6を、滑り締結状態を含まない完全締結状態とする処理を行う。ステップS300において、クラッチ6を締結状態とすると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS310へ移行する。
【0161】
ステップS310では、クラッチ角偏差記憶部72が記憶しているクラッチ角偏差が、最新のクラッチ角偏差dθCLに更新されているか否かを判定する処理(図中に示す「クラッチ角偏差更新済み?」)を行う。
ステップS310において、クラッチ角偏差dθCLが更新されていない(図中に示す「No」)と判定した場合、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS320へ移行する。
【0162】
一方、ステップS310において、クラッチ角偏差dθCLが更新されている(図中に示す「Yes」)と判定した場合、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS340へ移行する。
ステップS320では、クラッチ角偏差算出部70によりクラッチ角偏差dθCLを算出(図中に示す「クラッチ角偏差算出」)する処理を行う。ステップS320において、クラッチ角偏差dθCLを算出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS330へ移行する。なお、クラッチ角偏差dθCLを算出する処理としては、例えば、イグニッションスイッチをオン状態としてクラッチ6を締結状態とした時点の現在操舵角及び転舵モータ回転角を用いる点を除き、上述したステップS120〜S160と同様の処理を用いる。
【0163】
ステップS330では、クラッチ角偏差記憶部72に記憶しているクラッチ角偏差を、ステップS320で算出したクラッチ角偏差dθCLに更新(図中に示す「クラッチ角偏差更新」)する処理を行う。ステップS330において、クラッチ角偏差dθCLを更新すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS310へ移行する。なお、クラッチ角偏差dθCLを更新する処理としては、例えば、上述したステップS170と同様の処理を用いる。
ステップS340では、操舵角センサ34により、クラッチ6を締結状態とした時点の現在操舵角θHを検出(図中に示す「現在操舵角検出」)する処理を行う。ステップS340において、現在操舵角θHを検出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS350へ移行する。
【0164】
ステップS350では、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の入力角tanθInの推定値を算出(図中に示す「各UJ入力角推定」)する処理を行う。ここで、各ユニバーサルジョイントの入力角tanθInの推定値を算出する際には、ステップS340で検出した現在操舵角θHと、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いる。ステップS350において、各ユニバーサルジョイントの入力角tanθInの推定値を算出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS360へ移行する。
【0165】
ステップS360では、クラッチ6を締結状態とした時点における転舵輪24の転舵角を、ピニオン軸トルクセンサ46tへの入力角(ピニオン軸44の回転角)の推定値として算出(図中に示す「トルクセンサ入力角を推定」)する処理を行う。ステップS360において、ピニオン軸トルクセンサ46tへの入力角の推定値を算出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS370へ移行する。なお、以降の説明では、ステップS360で算出したピニオン軸トルクセンサ46tへの入力角の推定値を、「トルクセンサ推定入力角f(θH)」と示す場合がある。
【0166】
ここで、トルクセンサ推定入力角f(θH)を算出する際には、ステップS350で検出した各ユニバーサルジョイントの入力角tanθInの推定値を用いる。
また、ステップS360で算出したトルクセンサ推定入力角f(θH)は、トルク伝達経路から出力される出力角であり、全ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のピニオン角を形成する。
【0167】
ステップS370では、位相補正値算出部88により、ステップS360で算出したトルクセンサ推定入力角f(θH)に基づいて、位相補正値を算出する処理を行う。具体的には、ステップS360で算出したトルクセンサ推定入力角f(θH)を、機械角で−45[deg]位相変位(45[deg]遅延)させて、位相補正値を算出(図中に示す「位相を−45[deg]変位させた補正値を算出」)する処理を行う。ステップS370において、位相補正値を算出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS380へ移行する。
【0168】
ここで、上記のように、トルクセンサ推定入力角f(θH)を−45[deg]位相変位させる理由は、図17中に示すように、操舵トルクと入出力角偏差との間には、操舵角(機械角)に換算して45[deg]の位相遅れが発生するためである。なお、入出力角偏差とは、ピニオン角と操舵角との偏差である。
また、操舵トルクと入出力角偏差との間に発生する45[deg]の位相遅れは、電気角に換算すると90[deg]の位相遅れである。また、操舵トルクと入出力角偏差との間に発生する45[deg]の位相遅れは、ステアリングホイール32から入力した操舵角を、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)を介してピニオン46に伝達する際に発生する。
【0169】
なお、図17は、操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角との関係を示す図であり、操舵角を中立位置(図中で「0」と示す位置)から左右に操舵した状態における、操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角との関係を示す。また、図17中では、横軸に操舵角(図中では、「操舵角[deg]」と記載する)を示す。さらに、図17中では、右側の縦軸に操舵トルク(図中では、「操舵トルク[Nm]」と記載する)を示し、左側の縦軸に入出力角偏差(図中では、「入出力角偏差[deg]」と記載する)を示す。
【0170】
また、図17中では、操舵角に応じて変化する操舵トルクの最大値(ピーク値)の一つを点P1と示し、操舵角に応じて変化する入出力角偏差の最大値(ピーク値)のうち、操舵トルク最大値P1と対応する値を点P2と示す。さらに、図17中では、操舵角に応じて変化する操舵トルクを破線L1で示し、操舵角に応じて変化する入出力角偏差を実線L2で示す。
そして、トルクセンサ推定入力角f(θH)に基づいて算出した位相補正値は、図18中に示すように、その最大値(ピーク値)点P3が、操舵トルクの最大値と近似することとなる。
【0171】
なお、図18は、操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角と、位相補正値との関係を示す図である。また、図18中では、図17中と同様、操舵角を中立位置(図中で「0」と示す位置)から左右に操舵した状態における各要素の関係を示す。
また、図18中では、横軸に操舵角(図中では、「操舵角[deg]」と記載する)を示す。さらに、図18中では、右側の縦軸に操舵トルク(図中では、「操舵トルク[Nm]」と記載する)を示し、左側の縦軸に入出力角偏差(図中では、「入出力角偏差[deg]」と記載する)を示す。また、図18中では、位相補正値を一点鎖線L3で示す。
【0172】
ステップS380では、ステップS360で算出したトルクセンサ推定入力角f(θH)とステップS370で算出した位相補正値との差分を算出(図中に示す「トルクセンサ入力角と位相補正値との差分を算出」)する処理を行う。ステップS380において、トルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値との差分を算出すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS390へ移行する。
【0173】
ステップS390では、ステップS380で算出したトルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値との差分に、トルクセンサ値Vtpに応じたゲインを掛ける(図中に示す「トルクセンサ値に応じたゲインを掛ける」)処理を行う。これにより、上述したトルク変動抑制電流を演算する。ステップS390において、トルク変動抑制電流を演算すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS400へ移行する。
【0174】
すなわち、ステップS390では、トルク変動抑制電流演算部90により、トルク変動抑制電流を演算する処理を行う。また、上記のトルクセンサ値Vtpに応じたゲインとは、予め、実験により測定して求めた値であり、例えば、トルク変動抑制電流演算部90に記憶させておく。
そして、ステップS390で演算したトルク変動抑制電流は、図19中に示すように、ステップS370で算出した位相補正値に対して、操舵角に応じた互いの最大値(ピーク値)が近似することとなる。また、トルク変動抑制電流の変位幅(図中における上下方向への変位幅)は、位相補正値の変位幅よりも小さいものとなる。
【0175】
なお、図19は、操舵トルクと、入出力角偏差と、操舵角と、位相補正値と、トルク変動抑制電流と、補正操舵トルクの関係を示す図である。また、図19中では、図17中と同様、操舵角を中立位置(図中で「0」と示す位置)から左右に操舵した状態における各要素の関係を示す。
また、図19中では、横軸に操舵角(図中では、「操舵角[deg]」と記載する)を示す。さらに、図19中では、右側の縦軸に操舵トルク(図中では、「操舵トルク[Nm]」と記載する)を示し、左側の縦軸に入出力角偏差(図中では、「入出力角偏差[deg]」と記載する)を示す。また、図19中では、トルク変動抑制電流を二点鎖線L4で示し、補正操舵トルクを点線L5で示す。なお、補正操舵トルクに関する説明は、後述する。
【0176】
ステップS400では、ステップS370で算出した位相補正値を、ステップS390で演算したトルク変動抑制電流により補正(図中に示す「位相補正値をトルク変動抑制電流により補正」)する処理を行う。これにより、図19中に点線L5で示すように、トルク変動抑制電流よりも変位幅(図中における上下方向への変位幅)が小さい補正操舵トルクを生成する。ステップS400において、補正操舵トルクを生成すると、トルク比推定部80が行なう処理は、ステップS410へ移行する。
【0177】
ここで、補正操舵トルクは、操舵角の変化に応じたピークがトルクセンサ値Vtpと近似しているとともに、操舵角の変化に応じた変位量が抑制された操舵トルクを示すパラメータである。
ステップS410では、ステップS400で生成した補正操舵トルクを用いて、入出力トルク比を演算(図中に示す「入出力トルク比を演算」)する処理を行う。ステップS410において、入出力トルク比を演算すると、トルク比推定部80が行なう処理は終了(END)する。
【0178】
以上により、位相補正値算出部88は、全ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のピニオン角を、さらに、機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を算出する。ここで、全ユニバーサルジョイントのピニオン角は、現在操舵角θHをユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて算出する。
本実施形態では、位相補正値算出部88が、全ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のピニオン角を、機械角で45[deg]遅延させて、位相補正値を算出する。
【0179】
また、トルク比推定部80は、位相補正値算出部88が算出した位相補正値に基づいて、入出力トルク比を演算する。
これに加え、トルク比推定部80は、トルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値との差分を算出し、この算出した差分に基づいて、入出力トルク比を演算する。
また、トルク比推定部80は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outをユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて、入出力トルク比を演算する。
【0180】
また、トルク変動抑制電流演算部90は、トルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値との差分に、トルクセンサ値Vtpに応じて予め設定したゲインを掛けて、トルク変動抑制電流を演算する。
また、アシストトルク算出部86は、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態でトルク比推定部80が演算した入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
【0181】
(動作)
次に、図1から図19を参照しつつ、図20を用いて、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いて行なう動作の一例を説明する。なお、図20は、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いた車両の動作を示すタイムチャートである。
図20中に示すタイムチャートは、車両の走行中等、イグニッションスイッチがオン状態であり、トルク伝達経路を機械的に分離させて、SBWシステムの制御を実施している状態(図中に示す「SBWシステム制御中」)からスタートする。なお、SBWシステムの制御とは、例えば、高速走行時には低速走行時よりも操舵角に対する転舵角の変化度合いを減少させる制御(可変ギヤ制御)等、車速に応じた転舵角の制御である。また、SBWシステムの制御は、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係と、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHと、車速センサ50が検出した車速を用いて行なう。
【0182】
そして、例えば、運転者が制御切り替えスイッチを操作して、SBWシステムによる制御からEPS制御へ切り替えた時点t1で、SBWシステムの制御を終了し、EPS制御の開始時における処理(図中に示す「EPS制御開始時の処理」)を行う。
時点t1で行なう処理は、クラッチ6を連結状態(図中に示す「クラッチ締結」)に切り替えてトルク伝達経路を機械的に連結し、さらに、クラッチ角偏差dθCLを算出・記憶する処理である。これに加え、時点t1では、入出力トルク比を演算する処理を行なう。
【0183】
そして、演算した入出力トルク比に基づいて算出したアシストトルクの指令値を用いて、EPS制御を実施する。
EPS制御を実施している状態(図中に示す「EPSシステム制御中」)から、EPS制御からSBWシステムによる制御へ切り替えた時点t2で、SBWシステム制御の起動時における処理(図中に示す「SBWシステム起動時の処理」)を行う。
なお、EPS制御からSBWシステムによる制御へ切り替えは、例えば、運転者が制御切り替えスイッチを操作すると行なう。
【0184】
時点t2で行なう処理は、クラッチ6を開放状態(図中に示す「クラッチ開放」)に切り替える前に行なう処理であり、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理である。
そして、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理を終了すると、連結状態のクラッチ6を開放状態に切り替え、SBWシステムの制御を開始(図中に示す「SBWシステム制御中」)する。
【0185】
ここで、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、EPS制御の開始時に、現在操舵角θHを検出し、この検出した現在操舵角θHをユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、上記の位相補正値を算出する。そして、算出した位相補正値に基づいて、入出力トルク比を算出する。
そして、算出した入出力トルク比と、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップのうち、少なくとも一方を用いてアシストトルクの指令値を算出し、算出したアシストトルクの指令値に基づいてEPS制御を実施する。
【0186】
すなわち、ユニバーサルジョイントのピニオン角(トルクセンサ推定入力角f(θH))を、機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を用いて、入出力トルク比を算出する。
したがって、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、トルク伝達経路へ入力する操舵角の変化に応じた入出力トルク比を算出することが可能となる。このため、ユニバーサルジョイントの不等速性によりトルク伝達経路に発生するトルク変動を推定することが可能となり、EPS制御において、運転者の操舵操作に対して転舵角を適切に制御することが可能となる。
【0187】
なお、上述した操舵角センサ34は、操舵角検出部に対応する。
また、上述した転舵モータ角度センサ16は、転舵アクチュエータ回転角検出部に対応する。
また、上述したピニオン軸トルクセンサ46tは、操舵トルク検出部に対応する。
また、上述したように、本実施形態の車両用操舵制御装置1の動作で実施する車両用操舵制御方法は、トルクセンサ値Vtpと入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する方法である。ここで、入出力トルク比は、トルクセンサ推定入力角f(θH)を、さらに、機械角で45[deg]位相変位させて算出した位相補正値に基づいて演算する。
【0188】
(第一実施形態の効果)
本実施形態では、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)位相補正値算出部88が、トルクセンサ推定入力角f(θH)を、さらに、機械角で45[deg]位相変位させてなる位相補正値を算出する。これに加え、トルク比推定部80が、位相補正値算出部が算出した位相補正値に基づいて、入出力トルク比を演算し、アシストトルク算出部86が、トルクセンサ値Vtpと入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
【0189】
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、操舵角に応じて変化する最大値(ピーク値)が操舵トルクと近似する位相補正値に基づいて演算した入出力トルク比に応じて、トルク変動を推定することが可能となる。
その結果、EPS制御において、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づき、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。これにより、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
【0190】
(2)位相補正値算出部88が、トルクセンサ推定入力角f(θH)を、さらに、機械角で45[deg]遅延させて、位相補正値を算出する。
このため、操舵トルクと入出力角偏差との間に発生する機械角で45[deg]の位相遅れに対し、操舵角の変化に応じた位相補正値の最大値と操舵トルクの最大値を近似させることが可能となる。
その結果、互いに近似した操舵トルクと位相補正値の最大値(ピーク値)に応じて、トルク変動を推定することが可能となる。
【0191】
(3)トルク比推定部80が、トルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値との差分を算出し、この算出した差分に基づいて、入出力トルク比を演算する。
その結果、互いに近似した操舵トルクと位相補正値の最大値(ピーク値)の差分に応じて、トルク変動を推定することが可能となる。
【0192】
(4)トルク比推定部80が、操舵側クラッチ角θcl_inにクラッチ角偏差dθCLを加算した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outをユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力した値に基づいて、入出力トルク比を演算する。これに加え、アシストトルク算出部86が、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態でトルク比推定部80が演算した入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
【0193】
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、クラッチ6を連結状態に切り替えた状態におけるクラッチ角偏差dθCLに応じた入出力トルク比に基づいて、トルク変動を推定することが可能となる。
その結果、クラッチ6の連結状態における締結角度が変化した場合であっても、トルク伝達経路に発生したトルク変動に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
【0194】
(5)トルク比マップ記憶部84が、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差dθCLが変化すると、記憶しているトルク比マップを、変化したクラッチ角偏差dθCLに対応する入出力トルク比マップに変更する。これに加え、アシストトルク算出部86が、トルク比マップ記憶部84が記憶している入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
【0195】
このため、クラッチ6の連結状態における締結角度の違いにより変化する入出力トルク比マップの特性に応じて、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
その結果、クラッチ6の連結状態における締結角度が変化した場合であっても、入出力トルク比マップの特性に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
【0196】
(6)トルク比マップ生成部82が、現在操舵角θHが180度の変化幅で変化する間にトルク比推定部80が演算した入出力トルク比の変動と、現在操舵角θHとを対応させて、入出力トルク比マップを生成する。これに加え、アシストトルク算出部86が、トルク比マップ生成部82が生成した入出力トルク比マップに基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
【0197】
このため、現在操舵角が0[°]〜180[°]まで変化する間で一周期分の変動を生じる、現在操舵角に対する入出力トルク比に基づいて、入出力トルク比マップを生成することが可能となる。
その結果、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、入出力トルク比の一周期分の変動を示す入出力トルク比マップに基づいて、トルク変動を推定することが可能となる。
【0198】
(7)トルク変動抑制電流演算部90が、トルクセンサ推定入力角f(θH)と位相補正値算出部88が算出した位相補正値との差分に、トルクセンサ値Vtpに応じて予め設定したゲインを掛けて、トルク変動抑制電流を演算する。これに加え、トルク比推定部80が、位相補正値算出部88が算出した位相補正値をトルク変動抑制電流により補正して、入出力トルク比を演算する。
【0199】
このため、操舵角の変化に応じた最大値(ピーク値)がトルクセンサ値Vtpと近似しているとともに、操舵角の変化に応じた変位量が抑制された操舵トルクを示す補正操舵トルクを用いて、入出力トルク比を演算することが可能となる。
その結果、EPS制御において、操舵角の変化に応じた最大値がトルクセンサ値Vtpと近似しているとともに、操舵角の変化に応じた変位量が抑制された操舵トルクを用いて演算した入出力トルク比に基づき、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
【0200】
(8)アシストトルク算出部86が、トルクセンサ値Vtpをトルク比推定部80が演算した入出力トルク比により補正して、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクをトルク伝達経路に発生したトルク変動に応じて補正し、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。
その結果、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者がステアリングホイール32に加えているトルク及びトルク変動に応じて、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
【0201】
(9)本実施形態の車両用操舵制御方法では、トルクセンサ値Vtpと、トルクセンサ推定入力角f(θH)を、さらに、機械角で45[deg]位相変位させて算出した位相補正値に基づいて演算した入出力トルク比に基づいて、アシストトルクの指令値を算出する。
このため、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、操舵角に応じて変化する最大値(ピーク値)が操舵トルクと近似する位相補正値に基づいて演算した入出力トルク比に応じて、トルク変動を推定することが可能となる。
その結果、EPS制御において、トルク変動に応じた入出力トルク比に基づき、アシストトルクの指令値を算出することが可能となる。これにより、トルク伝達経路にトルク変動が発生した場合であっても、運転者の操舵操作に対して転舵モータ2を適切に制御することが可能となる。
【0202】
(変形例)
(1)本実施形態では、トルク伝達経路が四つのユニバーサルジョイント(7,11,19,23)を備える構成としたが、これに限定するものではなく、ユニバーサルジョイントの数は、例えば、車両のレイアウト等に応じた数であればよい。
この場合、例えば、操舵側ユニバーサルジョイントと転舵側ユニバーサルジョイントを、共に一つのユニバーサルジョイントのみで形成した場合、転舵輪24の転舵角は、以下の式(17)を用いて算出する。
【0203】
【数10】
【0204】
(2)本実施形態では、車両に、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68、クラッチ角偏差算出部70を備える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、車両の出荷後に、整備工場において、現在操舵角及び実転舵角を共に中立位置に調整した状態で、車外の設備を用いて、操舵側クラッチ角、転舵側クラッチ角及びクラッチ角偏差を算出してもよい。これに加え、算出したクラッチ角偏差を、ケーブル接続等によりクラッチ角偏差記憶部72へ入力してもよく、また、不揮発性メモリ(Non‐volatile Memory)等の記憶媒体を介してクラッチ角偏差記憶部72に記憶させてもよい。
【0205】
(3)本実施形態では、ピニオン軸トルクセンサ46tにより、操舵トルク検出部を形成したが、操舵トルク検出部の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、操舵トルクセンサ36及び転舵モータトルクセンサ2tのうち少なくとも一方により、操舵トルク検出部を形成してもよい。ここで、転舵モータトルクセンサ2tにより操舵トルク検出部を形成する場合には、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する処理を行う。
【0206】
(4)本実施形態では、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理において、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力した。しかしながら、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理は、これに限定するものではない。
すなわち、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角に、転舵側ユニバーサルジョイント(19、23)のオフセット成分を加算した値を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力してもよい。
【0207】
(5)本実施形態では、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理において、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力した。しかしながら、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理は、これに限定するものではない。
すなわち、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角から、トルクセンサ値Vtp及びトルクセンサモデルに基づき、転舵側シャフト及び転舵側ユニバーサルジョイント(19、23)のねじれ角を減算した値を算出する。そしてこの算出した値を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力してもよい。なお、上記の転舵側シャフトとは、クラッチ出力シャフト17、転舵側中間シャフト21、ピニオンシャフト25である。
【0208】
(6)本実施形態では、車両用操舵制御装置1を備えた車両を、SBWシステムを適用した車両としたが、これに限定するものではない。すなわち、車両の構成を、SBWシステムを適用しておらず、クラッチ6を備えずに、トルク伝達経路が常にユニバーサルジョイントにより機械的に連結されている構成としてもよい。
この場合、トルク比推定部80が入出力トルク比を演算する処理は、ステップS300からステップS330の処理を行なわない(図16参照)。すなわち、トルク比推定部80が入出力トルク比を演算する処理を開始すると、ステップS340の処理を行う。
【0209】
(7)本実施形態では、EPS制御において、転舵モータ2(転舵アクチュエータ)からアシストトルクを出力する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、EPS制御において、反力モータ8(反力アクチュエータ)からアシストトルクを出力する構成としてもよい。また、EPS制御において、転舵モータ2及び反力モータ8を用い、転舵モータ2と反力モータ8を協調させてアシストトルクを出力する構成としてもよい。
【符号の説明】
【0210】
1 車両用操舵制御装置
2 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
2t 転舵モータトルクセンサ
4 転舵モータ制御部
6 クラッチ
7,11 ユニバーサルジョイント(操舵側ユニバーサルジョイント)
19,23 ユニバーサルジョイント(転舵側ユニバーサルジョイント)
8 反力モータ(反力アクチュエータ)
10 反力モータ制御部
16 転舵モータ角度センサ
24 転舵輪
32 ステアリングホイール
34 操舵角センサ
40 クラッチ板
42 ステアリングシャフト
44 ピニオン軸
46 ピニオン
46t ピニオン軸トルクセンサ
50 車速センサ
52 エンジンコントローラ
54 指令演算部
56 反力サーボ制御部
58 クラッチ制御部
60 中立位置記憶部
62 転舵モータ電流指令演算部
64 クラッチ状態切り替え部
66 操舵側クラッチ角算出部
68 転舵側クラッチ角算出部
70 クラッチ角偏差算出部
72 クラッチ角偏差記憶部
74 転舵角記憶部
76 転舵角算出部
78 EPS制御ブロック
80 トルク比推定部
82 トルク比マップ生成部
84 トルク比マップ記憶部
86 アシストトルク算出部
88 位相補正値算出部
90 トルク変動抑制電流演算部
MA 転舵側前回処理内容記憶部
MB 反力側前回処理内容記憶部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20