JP2002369565A - Control unit of electric power steering apparatus - Google Patents

Control unit of electric power steering apparatus

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JP2002369565A
JP2002369565A JP2001171844A JP2001171844A JP2002369565A JP 2002369565 A JP2002369565 A JP 2002369565A JP 2001171844 A JP2001171844 A JP 2001171844A JP 2001171844 A JP2001171844 A JP 2001171844A JP 2002369565 A JP2002369565 A JP 2002369565A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the control unit of an electric power steering apparatus that can be tuned easily and can obtain safe and comfortable steering performance by processing road information, disturbance, and the like. SOLUTION: In the control unit of an electric power steering apparatus, a motor is controlled, based on a current command value that is calculated from a steering auxiliary command value. The current command value is calculated based on a steering torque that is generated in a steering shaft, and the current detection value of the motor for giving steering auxiliary force to the steering mechanism. An SAT feedback section is provided for estimating a self aligning torque or performing measurement by a sensor by inputting a motor rotary angle speed, motor rotary angle acceleration, steering auxiliary force, and a steering signal. An SAT value obtained by the SAT feedback section is fed back to the steering auxiliary command value through a feedback filter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に周波
数領域で路面情報及び外乱等の信号処理を行うことによ
りチューニングし易く、安全で快適な操舵性能が得られ
る電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus which applies a steering assisting force of a motor to a steering system of an automobile or a vehicle, and more particularly to a signal processing of road surface information and disturbance in a frequency domain. The present invention relates to a control device for an electric power steering device which is easy to tune by performing the control, and provides safe and comfortable steering performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車や車両のステアリング装置をモー
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベ
ルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いは
ラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる
従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク
(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電
流のフィードバック制御を行っている。フィードバック
制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さく
なるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モー
タ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)
制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus for urging a steering apparatus of an automobile or a vehicle with an auxiliary load by the rotational force of a motor transmits the driving force of the motor to a steering shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt through a speed reducer. Alternatively, an auxiliary load is applied to the rack shaft. Such a conventional electric power steering device performs feedback control of a motor current in order to accurately generate an assist torque (a steering assist torque). The feedback control adjusts the motor applied voltage so that the difference between the current command value and the motor current detection value is reduced. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is performed by PWM (pulse width modulation).
The control is performed by adjusting the duty ratio.

【0003】ここで、電動パワーステアリング装置の一
般的な構成を図7に示して説明すると、操向ハンドル1
の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び
4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッ
ド6に結合されている。軸2には、操向ハンドル1の操
舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられてお
り、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減
速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステア
リング装置を制御するコントロールユニット30には、
バッテリ14からイグニションキー11を経て電力が供
給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ1
0で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出さ
れた車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値I
の演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基いてモ
ータ20に供給する電流を制御する。
Here, a general configuration of an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG.
Is connected to a tie rod 6 of a steered wheel via a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, and a pinion rack mechanism 5. The shaft 2 is provided with a torque sensor 10 for detecting a steering torque of the steering wheel 1, and a motor 20 for assisting the steering force of the steering wheel 1 is coupled to the shaft 2 via the reduction gear 3. . The control unit 30 for controlling the power steering device includes:
Power is supplied from the battery 14 via the ignition key 11, and the control unit 30
0 based on the steering torque T detected at 0 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12.
Is calculated, and the current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I.

【0004】コントロールユニット30は主としてCP
Uで構成されるが、そのCPU内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図8のようになる。
例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての
位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位
相補償機能を示している。
The control unit 30 is mainly composed of a CP
FIG. 8 shows a general function executed by a program inside the CPU.
For example, the phase compensator 31 does not indicate a phase compensator as independent hardware, but indicates a phase compensation function executed by the CPU.

【0005】コントロールユニット30の機能及び動作
を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力され
る操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相
補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルク
TAが操舵補助指令値演算器32に入力される。また、
車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演
算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、
入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ2
0に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値I
を決定する。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力さ
れると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワー
ド系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差
(I−i)は比例演算器35に入力されると共に、フィ
ードバック系の特性を改善するための積分演算器36に
入力される。微分補償器34及び積分補償器36の出力
も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算
結果である電流制御値Eが、モータ駆動信号としてモー
タ駆動回路37に入力される。
The function and operation of the control unit 30 will be described. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by a phase compensator 31 to enhance the stability of the steering system. The steering torque TA is input to the steering assist command value calculator 32. Also,
The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value calculator 32 is
Based on the input steering torque TA and vehicle speed V, the motor 2
Steering assist command value I, which is the control target value of the current supplied to 0
To determine. The steering assist command value I is input to a subtractor 30A, and is also input to a feed-forward differential compensator 34 for increasing the response speed. The deviation (I-i) of the subtractor 30A is input to a proportional calculator 35. At the same time, it is input to an integration calculator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integration compensator 36 are also added to the adder 30B, and the current control value E, which is the result of the addition in the adder 30B, is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal.

【0006】このような電動パワーステアリング装置に
おいて、従来はロバスト安定化補償器により、システム
の安定性と路面情報及び外乱情報の感度特性が同時に設
計されるようになっている(例えば特開平8−2907
78号)。
In such an electric power steering apparatus, conventionally, the stability of the system and the sensitivity characteristics of road surface information and disturbance information are simultaneously designed by a robust stabilizing compensator (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-8). 2907
No. 78).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御装置では、ステアリング中立点付近の操舵時の
反力が小さいため、摩擦の影響により、路面情報をドラ
イバに正確に伝えることが困難である。また、従来の電
動パワーステアリング装置では、操舵角と操舵力との間
のヒステリシス特性を、油圧式パワーステアリング並み
の特性にすることが困難である。
However, in the above conventional control device, since the reaction force at the time of steering near the steering neutral point is small, it is difficult to accurately transmit road surface information to the driver due to the influence of friction. . Further, in the conventional electric power steering device, it is difficult to make the hysteresis characteristic between the steering angle and the steering force equal to that of a hydraulic power steering.

【0008】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、周波数領域で路面情報及び
外乱等の信号処理を行うことにより、チューニングし易
く、安全で快適な操舵性能が得られる電動パワーステア
リング装置の制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to perform signal processing such as road surface information and disturbances in the frequency domain so that tuning is easy and safe and comfortable steering performance is achieved. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric power steering device which can obtain the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
シャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵
補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与える
モータの電流検出値とから演算した電流指令値に基い
て、前記モータを制御するようになっている電動パワー
ステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の
上記目的は、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、
操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニング
トルクの推定若しくはセンサによる測定を行うSATフ
ィードバック部を設け、前記SATフィードバック部で
求められたSAT値を、フィードバックフィルタを通し
て前記操舵補助指令値にフィードバックするすることに
よって達成される。
According to the present invention, there is provided a steering assist command value calculated based on a steering torque generated in a steering shaft, and a current calculated from a current detection value of a motor for applying a steering assist force to a steering mechanism. The present invention relates to a control device of an electric power steering device adapted to control the motor based on a command value, and the object of the present invention is to provide a motor rotational angular velocity, a motor rotational angular acceleration,
An SAT feedback unit for inputting a steering assist force and a steering signal and estimating a self-aligning torque or measuring by a sensor is provided, and the SAT value obtained by the SAT feedback unit is fed back to the steering assist command value through a feedback filter. Achieved by doing

【0010】また、本発明の上記目的は、前記フィード
バックフィルタの静特性ゲインを車速信号に感応して変
化させることにより、或は前記フィードバックフィルタ
が更に周波数特性を有していることにより、或は前記フ
ィードバックフィルタの動特性を、ドライバに伝えたい
路面情報の周波数領域のゲインを大きくし、ドライバに
伝えたくない路面情報の周波数領域のゲインを小さくす
るか又は遮断することによって、より効果的に達成され
る。
It is another object of the present invention to change the static characteristic gain of the feedback filter in response to a vehicle speed signal, or to provide the feedback filter further having a frequency characteristic. The dynamic characteristics of the feedback filter can be more effectively achieved by increasing the frequency domain gain of the road surface information to be transmitted to the driver and reducing or blocking the frequency domain gain of the road information not to be transmitted to the driver. Is done.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明では、セルフアライニング
トルク(SAT)の推定を行うSAT推定フィードバッ
ク部を設け、SAT推定フィードバック部で推定された
SAT推定値を、フィードバックフィルタを通して電動
パワーステアリング装置の操舵補助指令値にフィードバ
ックしており、これにより周波数領域で路面情報及び外
乱等に対する信号処理を行うことができる。SATを推
定してフィードバックするSAT推定フィードバック部
の代わりに、SATをセンサで測定してフィードバック
するようなSAT測定フィードバック部としても良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, an SAT estimation feedback section for estimating a self-aligning torque (SAT) is provided, and an SAT estimation value estimated by the SAT estimation feedback section is passed through a feedback filter to an electric power steering apparatus. This is fed back to the steering assist command value, whereby signal processing for road surface information, disturbance, and the like can be performed in the frequency domain. Instead of the SAT estimation feedback unit that estimates and feeds back the SAT, a SAT measurement feedback unit that measures and feeds back the SAT with a sensor may be used.

【0012】また、本発明では、フィードバックフィル
タの静特性ゲインを車速信号に感応して変化させると共
に、フィードバックフィルタの動特性を、ドライバに伝
えたい路面情報の周波数領域のゲインを大きく、ドライ
バに伝えたくない路面情報の周波数領域のゲインを小さ
くするか、又は遮断するようにしている。これにより、
チューニングし易く、安全で快適な操舵性能が得られ
る。
According to the present invention, the static characteristic gain of the feedback filter is changed in response to the vehicle speed signal, and the dynamic characteristic of the feedback filter is transmitted to the driver by increasing the gain in the frequency domain of the road surface information desired to be transmitted to the driver. The gain in the frequency domain of the road surface information that is not desired is reduced or cut off. This allows
Tuning is easy, and safe and comfortable steering performance is obtained.

【0013】以下、本発明の実施例を、図面を参照して
詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】本発明では、図1に示すブロック制御系と
している。即ち、ステアリング装置の補助操舵力を発生
するモータ40はモータ駆動部41によって駆動され、
モータ駆動部41は二点鎖線で示すコントロールユニッ
ト100で制御され、コントロールユニット100には
トルクセンサからのトルク信号Tr及び車速検出系から
の車速信号Velが入力される。モータ40では、モー
タ端子間電圧Vm及びモータ電流値iが計測されて出力
される。
In the present invention, the block control system shown in FIG. 1 is used. That is, the motor 40 that generates the auxiliary steering force of the steering device is driven by the motor driving unit 41,
The motor drive unit 41 is controlled by a control unit 100 shown by a two-dot chain line, and the control unit 100 receives a torque signal Tr from a torque sensor and a vehicle speed signal Vel from a vehicle speed detection system. In the motor 40, the motor terminal voltage Vm and the motor current value i are measured and output.

【0015】コントロールユニット100はトルク信号
Trを用いて制御を行う破線で示すトルク系制御部50
と、モータ40の駆動に関連した制御を行う一点鎖線で
示すモータ系制御部60とで構成されている。トルク系
制御部50はアシスト量演算部51、微分制御器52、
ヨーレート収れん性制御部53、ロバスト安定化補償部
54及びセルフアライニングトルク(SAT)推定フィ
ードバック部55によって構成され、加算器56及び5
7、減算器58を具備している。また、モータ系制御部
60は補償器61、外乱推定器62、モータ角速度推定
部63、モータ角加速度推定部(微分器)64及びモー
タ特性補償部65で構成され、加算器66及び67を具
備している。
The control unit 100 controls the torque system Tr using a torque signal Tr.
And a motor system control unit 60 indicated by a dashed line for performing control related to driving of the motor 40. The torque system control unit 50 includes an assist amount calculation unit 51, a differentiation controller 52,
The yaw rate convergence control unit 53, the robust stabilization compensation unit 54, and the self-aligning torque (SAT) estimation feedback unit 55
7, a subtractor 58 is provided. Further, the motor system controller 60 includes a compensator 61, a disturbance estimator 62, a motor angular velocity estimator 63, a motor angular acceleration estimator (differentiator) 64, and a motor characteristic compensator 65, and includes adders 66 and 67. are doing.

【0016】トルク信号Trはアシスト量演算部51、
微分制御器52、ヨーレート収れん性制御部53及びS
AT推定フィードバック部55に入力され、いずれも車
速信号Velをパラメータ入力としている。アシスト量
演算部51はトルク信号Trに基づいてアシストトルク
量を演算し、ヨーレート収れん性制御部53はトルク信
号Tr及びモータ角速度の推定値ωを入力とし、車両の
ヨーの収れん性を改善するために、ハンドルが振れ回る
動作に対してブレーキをかけるようになっている。ま
た、微分制御器52はステアリングの中立点付近の制御
の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するよ
うになっており、SAT推定フィードバック部55はト
ルク信号Trと、アシスト量演算部51の出力に微分制
御器52の出力を加算器56で加算した信号と、モータ
角速度推定部63で推定された角速度推定値ωと、モー
タ角加速度推定部64からの角加速度推定値*ωとを入
力し、後述する式に従ってSATを推定し、推定したS
ATを後述するフィードバックフィルタ(70)を用い
て信号処理し、ハンドルに適切な路面情報を反力として
与えるようになっている。
The torque signal Tr is calculated by an assist amount calculating section 51,
Differential controller 52, yaw rate convergence controller 53 and S
All are input to the AT estimation feedback section 55, and the vehicle speed signal Vel is used as a parameter input. The assist amount calculation unit 51 calculates the assist torque amount based on the torque signal Tr, and the yaw rate convergence control unit 53 receives the torque signal Tr and the estimated value ω of the motor angular velocity to improve the convergence of the yaw of the vehicle. In addition, a brake is applied to the operation of the steering wheel swinging around. The differential controller 52 enhances the responsiveness of the control near the neutral point of the steering to realize smooth and smooth steering. The SAT estimation feedback unit 55 includes a torque signal Tr and an assist amount calculation unit 51. , The signal obtained by adding the output of the differential controller 52 to the output of the differential controller 52 by the adder 56, the angular velocity estimated value ω estimated by the motor angular velocity estimating section 63, and the angular acceleration estimated value * ω from the motor angular acceleration estimating section 64. SAT is estimated according to an equation described later, and the estimated S
The AT is subjected to signal processing using a feedback filter (70) described later, and appropriate road surface information is given to the steering wheel as a reaction force.

【0017】また、アシスト量演算部51の出力に微分
制御器52の出力を加算器56で加算した信号に、ヨー
レート収れん性制御部53の出力を加算器57で加算し
た信号をアシスト量AQとしてロバスト安定化補償部5
4に入力している。ロバスト安定化補償部54は特開平
8−290778号公報に示されている補償部であり、
検出トルクに含まれる慣性要素とばね要素で成る共振系
の共振周波数におけるピーク値を除去し、制御系の応答
性と安定性を阻害する共振周波数の位相のズレを補償す
るものである。ロバスト安定化補償部54の出力からS
AT推定フィードバック部55の出力を減算器58で減
算することで、路面情報を反力としてハンドルに伝える
ことができるアシスト量Iaが得られる。
The signal obtained by adding the output of the yaw rate convergence control unit 53 to the signal obtained by adding the output of the differential controller 52 to the output of the assist amount calculating unit 51 by the adder 56 is used as the assist amount AQ. Robust stabilization compensator 5
4 is input. The robust stabilization compensator 54 is a compensator shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-290778,
It removes a peak value at a resonance frequency of a resonance system including an inertia element and a spring element included in the detected torque, and compensates for a phase shift of the resonance frequency that hinders the response and stability of the control system. S from the output of the robust stabilization compensator 54
By subtracting the output of the AT estimation feedback unit 55 with the subtractor 58, an assist amount Ia capable of transmitting the road surface information to the steering wheel as a reaction force is obtained.

【0018】更に、モータ角速度推定部63はモータ端
子間電圧Vm及びモータ電流値iに基づいてモータ角速
度ωを推定するものであり、モータ角速度ωはモータ角
加速度推定部64、ヨーレート収れん性制御部53及び
SAT推定フィードバック部55に入力される。モータ
角加速度推定部64では、入力されたモータ角速度ωに
基づいてモータ角加速度を推定し、推定したモータ角加
速度*ωはモータ特性補償部65に入力される。モータ
特性補償部65の出力Icに、ロバスト安定化補償部5
8の出力からSAT推定フィードバック部55の出力を
減算したアシスト量Iaが加算器66で加算され、その
加算信号が電流指令値Irとして微分補償器等で成る補
償器61に入力される。補償器61で補償された電流指
令値Iraに外乱推定器62の出力を加算器67で加算
した信号がモータ駆動部41及び外乱推定器62に入力
される。外乱推定器62は特開平8−310417号公
報で示されるような装置であり、モータ出力の制御目標
である補償器61で補償された電流指令値Iraに外乱
推定器62の出力を加算した信号と、モータ電流値iと
に基づいて、制御系の出力基準における希望するモータ
制御特性を維持することができ、制御系の安定性を失う
ことがないようにしている。
Further, the motor angular velocity estimating section 63 estimates the motor angular velocity ω based on the motor terminal voltage Vm and the motor current value i. The motor angular velocity ω is calculated by the motor angular acceleration estimating section 64, the yaw rate convergence control section. 53 and the SAT estimation feedback unit 55. The motor angular acceleration estimating unit 64 estimates the motor angular acceleration based on the input motor angular velocity ω, and the estimated motor angular acceleration * ω is input to the motor characteristic compensating unit 65. The output Ic of the motor characteristic compensator 65 is connected to the robust stabilization compensator 5.
The assist amount Ia obtained by subtracting the output of the SAT estimation feedback unit 55 from the output of 8 is added by an adder 66, and the added signal is input as a current command value Ir to a compensator 61 composed of a differential compensator or the like. A signal obtained by adding the output of the disturbance estimator 62 to the current command value Ira compensated by the compensator 61 by the adder 67 is input to the motor drive unit 41 and the disturbance estimator 62. The disturbance estimator 62 is a device as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-310417, and is a signal obtained by adding the output of the disturbance estimator 62 to the current command value Ira compensated by the compensator 61 which is the control target of the motor output. And the motor current value i, it is possible to maintain a desired motor control characteristic based on the output reference of the control system, so that the stability of the control system is not lost.

【0019】ここで、路面からステアリングまでの間に
発生するトルクの様子を図2に示して説明する。ドライ
バがハンドルを操舵することによって操舵トルクThが
発生し、その操舵トルクThに従ってモータ40がアシ
ストトルクTmを発生する。その結果、車輪が転舵さ
れ、反力としてSATが発生する。また、その際、モー
タ40の慣性J及び摩擦(静摩擦)Frによってハンド
ル操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り
合いを考えると、下記(1)式のような運動方程式が得
られる。
Here, the state of the torque generated between the road surface and the steering will be described with reference to FIG. The steering torque Th is generated by the driver steering the steering wheel, and the motor 40 generates the assist torque Tm according to the steering torque Th. As a result, the wheels are steered, and SAT is generated as a reaction force. Further, at this time, a torque that is a resistance for steering the steering wheel is generated by the inertia J and the friction (static friction) Fr of the motor 40. Considering the balance of these forces, the following equation of motion is obtained.

【0020】 J・*ω + Fr・sign(ω) + SAT = Tm + Th ・・・(1) ここで、上記(1)式を初期値ゼロとしてラプラス変換
し、SATについて解くと下記(2)式が得られる。
J · * ω + Fr · sign (ω) + SAT = Tm + Th (1) Here, the above equation (1) is Laplace-transformed with the initial value being zero, and the following equation (2) is obtained by solving SAT. ) Is obtained.

【0021】 SAT(s) = Tm(s) + Th(s) − J・*ω(s) + Fr・sign(ω(s)) ・・・(2) 上記(2)式から分るように、モータ40の慣性J及び
静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ
回転角速度ω、回転角加速度*ω、操舵補助力及び操舵
信号よりSAT(セルフアライニングトルク)を推定す
ることができる。かかる理由より、SAT推定フィード
バック部55にはトルク信号Tr、角速度ω、角加速度
*ω、アシスト量演算部51の出力がそれぞれ入力され
ている。
SAT (s) = Tm (s) + Th (s) −J * ω (s) + Frsign (ω (s)) (2) As can be seen from the above equation (2). In addition, by previously obtaining the inertia J and the static friction Fr of the motor 40 as constants, it is possible to estimate the SAT (self-aligning torque) from the motor rotational angular velocity ω, rotational angular acceleration * ω, steering assist force, and steering signal. it can. For this reason, the torque signal Tr, the angular velocity ω, the angular acceleration * ω, and the output of the assist amount calculation unit 51 are input to the SAT estimation feedback unit 55.

【0022】また、SAT推定フィードバック部55で
推定したSAT情報をそのままフィードバックした場
合、ステアリングが重くなり過ぎるため、操舵感覚を向
上することはできない。そこで、本発明では、図3のブ
ロック図で示すように、車速感応ゲインと周波数特性を
有するフィードバックフィルタ70を用いてSATの推
定値を信号処理し、操舵感覚を向上するのに必要十分な
情報のみをフィードバックする。ここで用いるフィード
バックフィルタ70は静特性ゲインとして、推定したS
ATの大きさを必要十分な値に減少させるゲインを持つ
Qフィルタと、図4に示すような車速に感応したゲイン
Kを持ち、据え切りや低速走行といった路面情報の重要
性が比較的低い場合には、フィードバックする路面情報
を小さくしている。
Further, when the SAT information estimated by the SAT estimation feedback section 55 is fed back as it is, the steering becomes too heavy, so that the steering feeling cannot be improved. Therefore, in the present invention, as shown in the block diagram of FIG. 3, the estimated value of the SAT is signal-processed using a feedback filter 70 having a vehicle speed sensitive gain and a frequency characteristic, and information necessary and sufficient to improve the steering feeling is obtained. Only give feedback. The feedback filter 70 used here uses the estimated S
When a Q filter having a gain that reduces the size of the AT to a necessary and sufficient value and a gain K that is sensitive to the vehicle speed as shown in FIG. 4 and the importance of road surface information such as stationary or low-speed running is relatively low The road surface information to be fed back is reduced.

【0023】更に、フィードバックフィルタ70は図5
又は図6に示す動特性を持ち、推定したSATを周波数
領域で処理することができる。例えば図5のフィルタを
用いた場合は、設定したSATをカットオフ周波数以上
の情報は遮断されるが、図6のフィルタを用いた場合
は、設定した周波数以上の情報を完全に遮断せずに、減
衰させた情報として残すことができる。
Further, the feedback filter 70 is provided as shown in FIG.
Alternatively, the estimated SAT having the dynamic characteristics shown in FIG. 6 can be processed in the frequency domain. For example, when the filter of FIG. 5 is used, the information of the set SAT above the cutoff frequency is cut off. However, when the filter of FIG. 6 is used, the information of the set frequency or more is not cut off completely. , Can be left as attenuated information.

【0024】本発明は、コラム式及びピニオン式電動パ
ワーステアリング装置に適用できることは勿論、ラック
アシスト式電動パワーステアリング装置にも適用可能で
ある。また、上述では、SATを推定してフィードバッ
クするSAT推定フィードバック部を55を説明してい
るが、SATを直接センサで測定してフィードバックす
るような構成としても良い。
The present invention can be applied not only to a column type and a pinion type electric power steering device but also to a rack assist type electric power steering device. In the above description, the SAT estimation feedback unit 55 that estimates and feeds back the SAT is described. However, a configuration in which the SAT is directly measured by a sensor and fed back may be used.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、セルフアライニングト
ルク(SAT)の推定を行うSAT推定フィードバック
部を設け、このSAT推定フィードバック部で推定され
たSAT推定値を、フィードバックフィルタを通して操
舵補助指令値にフィードバックするようになっているの
で、周波数領域で路面情報及び外乱等の信号処理がで
き、チューニングし易く、安全で快適な操舵性能を得る
ことができる。
According to the present invention, a SAT estimation feedback section for estimating a self-aligning torque (SAT) is provided, and the SAT estimation value estimated by the SAT estimation feedback section is passed through a feedback filter to a steering assist command value. Therefore, signal processing such as road surface information and disturbance can be performed in the frequency domain, and tuning can be easily performed, and safe and comfortable steering performance can be obtained.

【0026】また、フィードバックフィルタの静特性ゲ
インを車速信号に感応して変化させると共に、動特性
を、ドライバに伝えたい路面情報の周波数領域のゲイン
を大きくし、ドライバに伝えたくない路面情報の周波数
領域のゲインを小さくするか又は遮断するようにしてい
るので、より安全で快適な操舵性能が得られる。
In addition to changing the static characteristic gain of the feedback filter in response to the vehicle speed signal, the dynamic characteristic is increased by increasing the gain in the frequency domain of the road surface information desired to be transmitted to the driver, and the frequency of the road information not desired to be transmitted to the driver. Since the gain of the region is reduced or cut off, safer and more comfortable steering performance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】路面からステアリングまでの間に発生するトル
クの様子を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of a torque generated between a road surface and a steering.

【図3】本発明のフィードバックフィルタの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a feedback filter according to the present invention.

【図4】フィードバックフィルタの特性例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a characteristic example of a feedback filter.

【図5】フィードバックフィルタの特性例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a characteristic example of a feedback filter.

【図6】フィードバックフィルタの特性例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a characteristic example of a feedback filter.

【図7】一般的なパワーステアリング装置の構成例を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a general power steering device.

【図8】コントロールユニットの構成例を示すブロック
図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a control unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操向ハンドル 5 ピニオンラック機構 20、40 モータ 30、100 コントロールユニット 41 モータ駆動部 50 トルク系制御部 51 アシスト量演算部 52 微分制御器 53 ヨーレート推定フィードバック部 54 ロバスト安定化補償部 55 SAT推定フィードバック部 60 モータ系制御部 61 補償部 62 外乱推定器 63 モータ角速度推定部 64 モータ角加速度推定部 65 モータ特性補償部 70 フィードバックフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 5 Pinion rack mechanism 20, 40 Motor 30, 100 Control unit 41 Motor drive unit 50 Torque system control unit 51 Assist amount calculation unit 52 Differentiation controller 53 Yaw rate estimation feedback unit 54 Robust stabilization compensation unit 55 SAT estimation feedback Unit 60 motor system control unit 61 compensation unit 62 disturbance estimator 63 motor angular velocity estimation unit 64 motor angular acceleration estimation unit 65 motor characteristic compensation unit 70 feedback filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 119:00 B62D 119:00 137:00 137:00 (72)発明者 陳 慧 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 Fターム(参考) 3D032 CC08 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DA82 DB03 DC01 DC02 DC03 DC11 DC17 DD06 DD18 EA01 EB11 EC23 FF01 GG01 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21 5H550 AA01 AA16 BB06 BB08 GG10 JJ26 LL01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) B62D 119: 00 B62D 119: 00 137: 00 137: 00 (72) Inventor Chen Hui Tobacho, Maebashi City, Gunma Prefecture 78 Nippon Seiko F Company term (reference) 3D032 CC08 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DA82 DB03 DC01 DC02 DC03 DC11 DC17 DD06 DD18 EA01 EB11 EC23 FF01 GG01 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21 5H550 AA01 AA16 BB06 BB08 GG10 JJ10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステアリングシャフトに発生する操舵トル
クに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング
機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演
算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するよう
になっている電動パワーステアリング装置の制御装置に
おいて、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵
補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトル
クの推定若しくはセンサによる測定を行うSATフィー
ドバック部を設け、前記SATフィードバック部で求め
られたSAT値を、フィードバックフィルタを通して前
記操舵補助指令値にフィードバックするようになってい
ることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御
装置。
An electric motor, comprising: a steering assist command value calculated based on a steering torque generated on a steering shaft; and a current command value calculated from a motor current detection value for applying a steering assist force to a steering mechanism. In the control device of the electric power steering apparatus, the SAT feedback for inputting the motor rotation angular velocity, the motor rotation angular acceleration, the steering assist force, and the steering signal to estimate the self-aligning torque or measure by the sensor. A control unit for the electric power steering device, wherein a SAT value obtained by the SAT feedback unit is fed back to the steering assist command value through a feedback filter.
【請求項2】前記フィードバックフィルタの静特性ゲイ
ンが車速信号に感応して変化されるようになっている請
求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置の制
御装置。
2. The control device for an electric power steering device according to claim 1, wherein a static characteristic gain of the feedback filter is changed in response to a vehicle speed signal.
【請求項3】前記フィードバックフィルタが更に周波数
特性を有している請求項2に記載の電動パワーステアリ
ング装置の制御装置。
3. The control device according to claim 2, wherein the feedback filter further has a frequency characteristic.
【請求項4】前記フィードバックフィルタの動特性を、
ドライバに伝えたい路面情報の周波数領域のゲインを大
きくし、ドライバに伝えたくない路面情報の周波数領域
のゲインを小さくするか又は遮断するようになっている
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装
置。
4. A dynamic characteristic of the feedback filter,
4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the gain in the frequency domain of the road information to be transmitted to the driver is increased, and the gain in the frequency domain of the road information not to be transmitted to the driver is reduced or cut off. Control device.
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