技術分野
車両の操舵系を運転者が操舵するに際して、操舵系にアシスト力を付与するモータを制御するアシストモードと、車両が自律走行するに際して車両から随時与えられる目標操舵角に応じてモータを制御する自動モードとを有する電動パワーステアリング装置に関し、特にトルクセンサより下流にあるモータの角度情報を利用し、手放し時の周波数応答に合わせた2次以上の共振フィルタを用いてハンドル角度を推定し、手放し状態の推定ハンドル角度と実ハンドル角度との比較を行うことでハンドON/OFF判定(ステアリングの片手(hand)把持(ON)若しくは両手(hands)把持(ON)と、ステアリングを把持していない状態(OFF)との判定)を行い、ハンドルの共振を含めた自由振動系に絡むノイズの影響を受けることなく、精度の良い手入力の判定を行う電動パワーステアリング装置
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
特許文献1及び特許文献2に開示された自動操舵装置では、コラム軸(ステアリングシャフト)に発生する捩れトルクTtを検出し、操舵角加速度θ”とハンドル1の慣性モーメントIhから操舵中トルクTiを求めて比較(Tt−Ti)を実施する。その後、必要に応じてステアリングの自動操舵運転を解除又は設定を行う。従って、慣性モーメントIhに相当する部分は、アシストされる負荷側より上流側の情報(チューニング作業で決定)で求められるので、バネ定数Kh等による自由振動系に絡むノイズの影響を受け易くなる問題がある。角加速度θ”を求めるために2階微分が必要であり、非常にノイズ多くなる問題がある。操舵の変化点で微分すれば、特にノイズが大きくなる。
また、特許文献1及び特許文献2に開示された自動操舵装置では手入力をトルク検出値(捩れトルク)で判定しており、コラム軸角度で行う手法については全く言及していない。
更に、ハンドルにタッチセンサを設けて手入力を検出する手法もあるが、タッチセンサの取付けにコストがかかると共に、手袋などの装着や環境によって検出精度が低下してしまう問題がある。
本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、コストアップを生じることなく、バネ定数等による自由振動系に絡むノイズの影響を受けずに、外乱の影響を受けない状況で精度良く手入力(ハンドON/OFF)を判定することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。ステアリングを両手若しくは片手で把持した場合をハンドON(手入力有り)とし、ステアリングを把持していない場合をハンドOFF(手入力無し)としている。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明は、ハンドルに連結されたコラム軸にトーションバーを備え、減速機構を介し、電流指令値により車両の操舵機構にアシストトルクを付与するモータを駆動制御すると共に、アシストモードと自動モードを切り替える機能を有する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の目的は、前記トーションバーに関するトルク情報に基づいてトーションバー捩れ角を求めるトーションバー捩れ角算出部と、前記モータの電気角信号か・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサより下流にあるモータの角度情報若しくはトルク検出値(捩れトルク)を利用し、手放し時の周波数応答に合わせた共振フィルタによりハンドル角度を推定し、実ハンドル角度との比較(差)に基づいてハンドON/OFFの判定を行っているので、ハンドルの共振を含めた自由振動系に絡むノイズの影響を受けることなく、精度の良い手入力の判定を行うことができる。本発明では2階微分を行うことはないので、判定が簡易であり、ノイズの影響も受け難い。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図2】 電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図3】 コラム式ステアリングのステアリングシャフト(コラム軸)の機構を示す図である。
【図4】 ステアリングシャフト(コラム軸)にかかる力を解析するためのモデル図である。
【図5】 トーションバーとハンドル角度、出力側コラム角度の関係を示す機構図である。
【図6】 センサの装着例及びコラム角度、ハンドル角度の関係を示す図である。
【図7】 本発明に係る手入力判定部の構成例を示すブロック図である。
【図8】 捩れトルクを入力する場合の構成例の一部を示すブロック図である。
【図9】 本発明に用いる共振フィルタの特性例を示すボード線図である。
【図10】 ハンドON/OFF判定部の構成例を示すブロック図である。
【図11】 本発明の動作例を示すフローチャートである。
【図12】 ハンドルに触れている場合の操舵系角度特性の一例を示すタイムチャートである。
【図13】 ハンドルに触れていない場合の操舵系角度特性の一例を示すタイムチャートである。
1 ハンドル(ステアリングホイール)
2 コラム軸(ハンドル軸)
2A 入力側コラム軸(IS)
2B 出力側コラム軸(OS)
20 モータ
23、201 トーションバー
100 コントロールユニット
120 入出力(IS/OS)差角度生成部
130 ハンドON/OFF判定部
140 共振フィルタ
150 出力側(OS)相対角度生成部
200 トルクセンサ部
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