JP2003081102A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータによっ
て操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering force with an electric motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3に、従来の電動パワーステアリング
装置の概略構成を示す。また、図4に、電動モータの駆
動制御手順の一例を示す。電動パワーステアリング装置
は、操舵輪に加えられた操舵トルクを検出するトルクセ
ンサ2と、車速を検出する車速センサ7と、電動モータ
5を駆動する駆動回路4と、電動モータ5のモータ電流
を検出する電流検出回路6と、電動モータ5の角加速度
を検出する角加速度検出回路26とが接続されたCPU
1を備え、操舵トルク及び車速とモータ電流及び角加速
度とに基づいて電動モータ5の駆動制御を行う。トルク
センサ2、車速センサ7は、夫々インタフェイス3、8
を介してCPU1に接続されている。操舵トルクは、操
舵輪に繋がった入力軸と、舵取機構に繋がった出力軸と
を連結する連結軸(トーションバー)の捩れ角度に基づ
いて検出する。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a schematic configuration of a conventional electric power steering apparatus. Further, FIG. 4 shows an example of a drive control procedure of the electric motor. The electric power steering apparatus detects a torque sensor 2 that detects a steering torque applied to a steered wheel, a vehicle speed sensor 7 that detects a vehicle speed, a drive circuit 4 that drives an electric motor 5, and a motor current of the electric motor 5. CPU to which an electric current detection circuit 6 that operates and an angular acceleration detection circuit 26 that detects the angular acceleration of the electric motor 5 are connected
1 for controlling the drive of the electric motor 5 based on the steering torque and the vehicle speed, the motor current and the angular acceleration. The torque sensor 2 and the vehicle speed sensor 7 have interfaces 3 and 8 respectively.
Is connected to the CPU 1 via. The steering torque is detected based on the twist angle of a connecting shaft (torsion bar) that connects the input shaft connected to the steered wheels and the output shaft connected to the steering mechanism.
【0003】CPU1はA/D変換手段11として動作
し、トルクセンサ2の検出信号をA/D変換する。前記
入力軸と前記出力軸とはトーションバーで連結されてい
るため、両軸の間に回転の遅れが生じ、振動が発生する
場合がある。そのため、位相補償を行って、前記回転の
遅れを補償する。CPU1は位相補償手段12として動
作し、A/D変換された操舵トルクの位相補償を行う
(S10)。CPU1は車速演算手段9として動作し、
車速センサ7の検出信号から車速を求める(S12)。The CPU 1 operates as an A / D conversion means 11 and A / D converts the detection signal of the torque sensor 2. Since the input shaft and the output shaft are connected by a torsion bar, a delay in rotation may occur between the two shafts, which may cause vibration. Therefore, phase compensation is performed to compensate for the rotation delay. The CPU 1 operates as the phase compensating means 12 to perform phase compensation of the A / D converted steering torque (S10). The CPU 1 operates as the vehicle speed calculation means 9,
The vehicle speed is obtained from the detection signal of the vehicle speed sensor 7 (S12).
【0004】CPU1のメモリには、操舵トルク及び車
速と電動モータ5の駆動電流(目標電流)との関係が設
定されたテーブル13が格納されている。テーブル13
の横軸は操舵トルク(T)であり、縦軸は目標電流
(I)である。CPU1は、位相補償された操舵トルク
及び車速に応じた目標電流を読み出す(S14)。The memory of the CPU 1 stores a table 13 in which the relationship between the steering torque and the vehicle speed and the drive current (target current) of the electric motor 5 is set. Table 13
The horizontal axis of is the steering torque (T), and the vertical axis is the target current (I). The CPU 1 reads the target current corresponding to the steering torque and the vehicle speed, which have been phase-compensated (S14).
【0005】CPU1はA/D変換手段24として動作
し、角加速度検出回路26の検出信号をA/D変換す
る。CPU1は、乗算手段22として動作し、電動モー
タ5の角加速度に応じた電流にゲインGを乗じて、慣性
補償電流を求める(S20)。CPU1は、車速に応じ
てゲインGの値を設定する。CPU1は、加算手段14
として動作し、読み出した目標電流に慣性補償電流を加
える(S22)。The CPU 1 operates as the A / D conversion means 24 and A / D converts the detection signal of the angular acceleration detection circuit 26. The CPU 1 operates as the multiplying unit 22, and multiplies the current corresponding to the angular acceleration of the electric motor 5 by the gain G to obtain the inertia compensation current (S20). The CPU 1 sets the value of the gain G according to the vehicle speed. The CPU 1 uses the adding means 14
And adds the inertia compensation current to the read target current (S22).
【0006】CPU1はA/D変換手段19として動作
し、電流検出回路6の検出信号をA/D変換する。CP
U1は、減算手段15として動作し、慣性補償電流が加
えられた目標電流(以下、補正目標電流という)とモー
タ電流との差を求める(S24)。CPU1は、PI演
算手段16として動作し、求めた差をPI演算し(S2
6)、電動モータ5に与えるべき電圧(目標電圧)を決
定する。The CPU 1 operates as A / D conversion means 19 and A / D converts the detection signal of the current detection circuit 6. CP
U1 operates as the subtraction means 15 and obtains the difference between the motor current and the target current to which the inertia compensation current is added (hereinafter referred to as the corrected target current) (S24). The CPU 1 operates as the PI calculation means 16 and performs PI calculation on the obtained difference (S2
6) Determine the voltage (target voltage) to be applied to the electric motor 5.
【0007】CPU1によるPI演算の処理手順を図5
に示す。目標電流IM とモータ電流IS との差ΔIn
ΔIn =IM −IS
を求めた(S1)後、積分要素In
In =ΔIn ×KI (KI :定数)
を算出する(S2)。FIG. 5 shows the processing procedure of the PI calculation by the CPU 1.
Shown in. After obtaining the difference ΔI n ΔI n = I M −I S between the target current I M and the motor current I S (S1), the integral element I n I n = ΔI n × K I (K I : constant) is calculated. Yes (S2).
【0008】次に、求めた差ΔIn と前回求めた差ΔI
n-1 との差ΔPn
ΔPn =ΔIn −ΔIn-1
を算出した(S3)後、比例要素Pn
Pn =ΔPn ×KP (KP:定数)
を算出する(S4)。Next, the calculated difference ΔI n and the previously calculated difference ΔI n
After calculating the difference ΔP n ΔP n = ΔI n -ΔI n-1 and n-1 (S3), a proportional element P n P n = ΔP n × K P (K P: constant) is calculated (S4) .
【0009】そして、電動モータ5に与えるべき目標電
圧VM
VM ={(V0 +In +Pn )+V0 }/2 (V0 :
前回の目標電圧)
を算出した(S5)後、V0及びΔIn-1 をVM 及びΔ
In に夫々更新する(S6)。[0009] Then, the target voltage V to be applied to the electric motor 5 M V M = {(V 0 + I n + P n) + V 0} / 2 (V 0:
After calculating the previous target voltage) (S5), V 0 and ΔI n-1 are set to V M and Δ
It is updated to I n (S6).
【0010】CPU1はPWM手段17として動作し、
電動モータ5に与える電圧が、算出した目標電圧VM と
なるように、PWM信号のデューティ比を決定する。C
PU1(PWM手段17)は、目標電圧VM に応じたP
WM信号及び電動モータ5の回転方向を表す信号を、4
つのスイッチトランジスタでH型ブリッジを構成した駆
動回路4へ与え(S28)、電動モータ5を駆動させ
る。The CPU 1 operates as the PWM means 17,
The duty ratio of the PWM signal is determined so that the voltage applied to the electric motor 5 becomes the calculated target voltage V M. C
PU1 (PWM means 17) outputs P according to the target voltage V M.
The WM signal and the signal indicating the rotation direction of the electric motor 5 are set to 4
The electric current is supplied to the drive circuit 4 which forms an H-type bridge with one switch transistor (S28) to drive the electric motor 5.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】電動パワーステアリン
グ装置は、停止時及び低速走行時、操舵トルクに対する
駆動電流の変化率(以下、アシストゲインという)が高
くなるが、アシストゲインが高い場合は位相補償の機能
が低下してハンドル振動が起き易くなり、運転者に不快
感を与えることが多くなる。アシストゲインを減少する
ことで、上述したハンドルの振動を抑制することができ
るが、補正駆動が減少するため操舵補助力が低下して、
ハンドルが重くなってしまう。The electric power steering apparatus has a high rate of change of the drive current with respect to the steering torque (hereinafter referred to as assist gain) at the time of stop and low speed running. However, when the assist gain is high, phase compensation is performed. Of the steering wheel is apt to occur and the vibration of the steering wheel is likely to occur, which often gives the driver an unpleasant feeling. By reducing the assist gain, the above-mentioned vibration of the steering wheel can be suppressed, but since the correction drive is reduced, the steering assist force is reduced,
The handle becomes heavy.
【0012】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、アシストゲインが増加するに従って慣性補償電
流を変更する変更手段を備えることにより、位相補償が
機能するように慣性補償電流を変更し、ハンドルの振動
を防止することができる電動パワーステアリング装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the inertia compensation current is changed so that the phase compensation functions by providing the changing means for changing the inertia compensation current as the assist gain increases. An object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of preventing vibration of a steering wheel.
【0013】また、本発明は、電動モータの回転の慣性
に応じた電流にゲインGを乗じて慣性補償電流を設定す
る構成とし、アシストゲインが増加するに従って前記ゲ
インGを変更する変更手段を備えることにより、位相補
償が機能するように前記ゲインGを変更し、ハンドルの
振動を防止することができる電動パワーステアリング装
置を提供することを目的とする。Further, according to the present invention, the inertia compensation current is set by multiplying the current corresponding to the rotational inertia of the electric motor by the gain G, and the changing means is provided for changing the gain G as the assist gain increases. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of changing the gain G so that the phase compensation functions and preventing the vibration of the steering wheel.
【0014】また、本発明は、アシストゲインと慣性補
償電流のゲインGとの対応関係が設定されたテーブルを
備えることにより、アシストゲインに応じた前記ゲイン
Gを求め、位相補償が機能するように慣性補償電流を変
更し、ハンドルの振動を防止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を目的とする。Further, according to the present invention, by providing a table in which the correspondence between the assist gain and the gain G of the inertia compensation current is set, the gain G corresponding to the assist gain is obtained so that the phase compensation functions. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can change the inertia compensation current and prevent the steering wheel from vibrating.
【0015】また、本発明は、電動モータの角加速度に
応じた電流を、電動モータの回転の慣性に応じた電流と
して用いることにより、回転の慣性を補償して、操舵時
の引き摺り感を改善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を目的とする。Further, according to the present invention, the current corresponding to the angular acceleration of the electric motor is used as the current corresponding to the inertia of the rotation of the electric motor, so that the inertia of the rotation is compensated and the drag feeling during steering is improved. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device capable of performing the above.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】第1発明に係る電動パワ
ーステアリング装置は、操舵輪に加えられたトルクに応
じて操舵補助用の電動モータの駆動電流を設定する手段
と、前記電動モータの回転の慣性に応じて慣性補償電流
を設定する手段とを備え、前記駆動電流に前記慣性補償
電流を加えた補正駆動電流で、前記電動モータを駆動す
る電動パワーステアリング装置において、前記トルクに
対する前記駆動電流の変化率が増加するに従い、前記補
正駆動電流が減少するように、前記慣性補償電流を変更
する変更手段を備えたことを特徴とする。An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a means for setting a drive current of an electric motor for steering assistance according to a torque applied to a steered wheel, and a rotation of the electric motor. And a means for setting an inertia compensation current according to the inertia of the electric power steering apparatus for driving the electric motor with a correction drive current obtained by adding the inertia compensation current to the drive current. Is provided with a changing unit that changes the inertia compensation current so that the correction drive current decreases as the rate of change increases.
【0017】この電動パワーステアリング装置は、操舵
トルクに対する駆動電流の変化率(アシストゲイン)が
増加するに従い、変更手段により、補正駆動電流が減少
するように慣性補償電流の設定を変更する。ここで、前
記減少させる補正駆動電流は絶対値であり、補正駆動電
流と同一符号の慣性補償電流の絶対値を減少させて、補
正駆動電流の絶対値を減少させる。以下、補正駆動電流
及び慣性補償電流が正である場合について説明する。ハ
ンドルと電動モータの回転の慣性とトーションバーの剛
性とからなる共振周波数は、バネ定数の平方根に略比例
し、慣性モーメントの平方根に略反比例する。そのた
め、慣性が減少した場合、共振周波数が高くなり、位相
補償が機能しなくなることがある。アシストゲインが高
い場合、位相補償の機能が低下してハンドル振動が起き
易くなるが、変更手段によって慣性補償電流を減少させ
て見かけの慣性を増加して共振周波数を低くすることに
より、位相補償を機能させてハンドルの振動を防止する
ことができる。In this electric power steering system, the changing means changes the setting of the inertia compensation current so that the correction driving current decreases as the rate of change (assist gain) of the driving current with respect to the steering torque increases. Here, the correction driving current to be reduced is an absolute value, and the absolute value of the inertia compensation current having the same sign as the correction driving current is decreased to reduce the absolute value of the correction driving current. Hereinafter, a case where the correction drive current and the inertia compensation current are positive will be described. The resonance frequency formed by the inertia of rotation of the handle and the electric motor and the rigidity of the torsion bar is approximately proportional to the square root of the spring constant and approximately inversely proportional to the square root of the moment of inertia. Therefore, when the inertia decreases, the resonance frequency becomes high, and the phase compensation may not function. When the assist gain is high, the phase compensation function deteriorates and steering wheel vibration easily occurs.However, the phase compensation is performed by changing the inertia compensation current by the changing means to increase the apparent inertia and lower the resonance frequency. It can be made to function and prevent vibration of the handle.
【0018】第2発明に係る電動パワーステアリング装
置は、第1発明において、前記慣性補償電流を設定する
手段は、前記電動モータの回転の慣性に応じた電流にゲ
インを乗じて慣性補償電流を設定するように構成され、
前記変更手段は、前記ゲインを変更して、前記慣性補償
電流を変更すべくなしてあることを特徴とする。An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the means for setting the inertia compensation current sets the inertia compensation current by multiplying the current according to the inertia of rotation of the electric motor by a gain. Is configured to
The changing means is configured to change the gain to change the inertia compensation current.
【0019】この電動パワーステアリング装置は、電動
モータの回転の慣性に応じた電流にゲインを乗じて慣性
補償電流を設定するため、変更手段は、前記ゲインを変
更して、慣性補償電流を変更することができる。アシス
トゲインが高い場合の慣性補償電流を減少して位相補償
を機能させ、ハンドルの振動を防止することができる。Since this electric power steering apparatus sets the inertia compensation current by multiplying the current according to the inertia of the rotation of the electric motor by the gain, the changing means changes the gain to change the inertia compensation current. be able to. When the assist gain is high, the inertia compensation current can be reduced to make the phase compensation function, and the vibration of the steering wheel can be prevented.
【0020】第3発明に係る電動パワーステアリング装
置は、第2発明において、前記変化率と前記ゲインの設
定値との対応関係が設定されたテーブルと、前記トルク
及び前記駆動電流より変化率を求める手段と、求めた変
化率に対応する設定値を、前記対応関係に基づいて求め
る手段とを備え、前記変更手段は、求めた設定値に前記
ゲインを変更すべくなしてあることを特徴とする。An electric power steering apparatus according to a third aspect of the invention is the electric power steering apparatus according to the second aspect of the invention, in which the rate of change is obtained from a table in which the correspondence relationship between the rate of change and the set value of the gain is set, and the torque and the drive current. And a means for obtaining a set value corresponding to the obtained change rate based on the correspondence relationship, wherein the changing means is arranged to change the gain to the obtained set value. .
【0021】この電動パワーステアリング装置は、変化
率を求める手段で求めた変化率とテーブルの対応関係と
に基づいて、設定値を求める手段でゲインの設定値を求
める。変更手段は、電動モータの回転の慣性に応じた電
流に乗ずるゲインを前記求めた設定値に変更する。前記
ゲインを変更することにより、アシストゲインが高い場
合の慣性補償電流を変更して位相補償を機能させ、ハン
ドルの振動を防止することができる。In this electric power steering apparatus, the gain setting value is obtained by the setting value obtaining means on the basis of the change rate obtained by the change rate obtaining means and the correspondence relationship in the table. The changing unit changes the gain that is multiplied by the current according to the rotational inertia of the electric motor to the obtained set value. By changing the gain, it is possible to change the inertia compensating current when the assist gain is high so as to function the phase compensation and prevent the vibration of the steering wheel.
【0022】第4発明に係る電動パワーステアリング装
置は、第2または第3発明において、前記慣性に応じた
電流は、前記電動モータの角加速度に応じた電流である
ことを特徴とする。An electric power steering apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to the second or third aspect, wherein the current according to the inertia is a current according to the angular acceleration of the electric motor.
【0023】この電動パワーステアリング装置は、電動
モータの角加速度に応じた電流にゲインを乗じて慣性補
償電流を生成する。回転の慣性に応じた慣性補償電流が
加えられた補正駆動電流で電動モータを駆動することに
より、回転の慣性を補償して、操舵時の引き摺り感を改
善することができる。また、上述した変更手段によっ
て、アシストゲインが高い場合に慣性補償電流を変更し
て位相補償を機能させ、ハンドルの振動を防止すること
ができる。This electric power steering apparatus multiplies the current corresponding to the angular acceleration of the electric motor by a gain to generate an inertia compensation current. By driving the electric motor with the correction drive current to which the inertia compensation current according to the inertia of rotation is added, the inertia of rotation can be compensated and the drag feeling during steering can be improved. Further, by the above-mentioned changing means, when the assist gain is high, it is possible to change the inertia compensation current to make the phase compensation function and prevent the vibration of the steering wheel.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図1に、本発明
の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す。電動
パワーステアリング装置は、操舵輪に加えられた操舵ト
ルクを検出するトルクセンサ2と、車速を検出する車速
センサ7と、電動モータ5を駆動する駆動回路4と、電
動モータ5のモータ電流を検出する電流検出回路6と、
電動モータ5の角加速度を検出する角加速度検出回路2
6とが接続されたCPU1を備え、操舵トルク及び車速
と角加速度とモータ電流とに基づいて電動モータ5の駆
動制御を行う。トルクセンサ2、車速センサ7は、夫々
インタフェイス3、8を介してCPU1に接続されてい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments thereof. FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering device of the present invention. The electric power steering apparatus detects a torque sensor 2 that detects a steering torque applied to a steered wheel, a vehicle speed sensor 7 that detects a vehicle speed, a drive circuit 4 that drives an electric motor 5, and a motor current of the electric motor 5. Current detection circuit 6 for
Angular acceleration detection circuit 2 for detecting the angular acceleration of the electric motor 5
6 is connected to the CPU 1, and the drive control of the electric motor 5 is performed based on the steering torque, the vehicle speed, the angular acceleration, and the motor current. The torque sensor 2 and the vehicle speed sensor 7 are connected to the CPU 1 via interfaces 3 and 8, respectively.
【0025】CPU1はA/D変換手段11として動作
し、トルクセンサ2の検出信号をA/D変換する。CP
U1は位相補償手段12として動作し、A/D変換され
た操舵トルクの位相補償を行う。CPU1は車速演算手
段9として動作し、車速センサ7の検出信号から車速を
求める。CPU1のメモリには、操舵トルク及び車速と
電動モータ5の駆動電流(目標電流)との関係が設定さ
れたテーブル13が格納されている。テーブル13の横
軸は操舵トルク(T)で、縦軸は目標電流(I)であ
る。CPU1は、位相補償された操舵トルク及び車速に
応じた目標電流を読み出す。The CPU 1 operates as the A / D conversion means 11 and A / D converts the detection signal of the torque sensor 2. CP
U1 operates as the phase compensating means 12 and performs phase compensation of the A / D converted steering torque. The CPU 1 operates as the vehicle speed calculation means 9 and obtains the vehicle speed from the detection signal of the vehicle speed sensor 7. The memory of the CPU 1 stores a table 13 in which the relationship between the steering torque and the vehicle speed and the drive current (target current) of the electric motor 5 is set. The horizontal axis of the table 13 is the steering torque (T), and the vertical axis is the target current (I). The CPU 1 reads out the target current according to the steering torque and the vehicle speed that have been phase-compensated.
【0026】CPU1は変化率演算手段34として動作
し、A/D変換された操舵トルクに対する目標電流の変
化率(アシストゲイン)を求める。アシストゲインは、
今回の操舵トルクの検出値及び目標電流値と前回の操舵
トルクの検出値及び目標電流値とから求めることができ
る。CPU1のメモリには、アシストゲインとゲインG
との関係が設定されたテーブル30が格納されている。
テーブル30の横軸はアシストゲイン(D)で、縦軸は
ゲイン(G)である。CPU1は、アシストゲインに対
応したゲインGを読み出す。The CPU 1 operates as the change rate calculating means 34 to obtain the change rate (assist gain) of the target current with respect to the A / D converted steering torque. The assist gain is
It can be obtained from the detected value and target current value of the steering torque this time and the detected value and target current value of the previous steering torque. The memory of the CPU 1 has an assist gain and a gain G.
A table 30 in which the relationship with is set is stored.
The horizontal axis of the table 30 is the assist gain (D), and the vertical axis is the gain (G). The CPU 1 reads the gain G corresponding to the assist gain.
【0027】テーブル13の操舵トルクと目標電流との
対応関係は、操舵トルクが増加するに従って、アシスト
ゲインが増加するように設定されている。また、テーブ
ル30のアシストゲインとゲインGとの対応関係では、
アシストゲインが増加するに従って、ゲインGが減少す
るように設定されている。The correspondence between the steering torque and the target current in the table 13 is set so that the assist gain increases as the steering torque increases. In addition, in the correspondence relationship between the assist gain and the gain G of the table 30,
The gain G is set to decrease as the assist gain increases.
【0028】CPU1はA/D変換手段19として動作
し、電流検出回路6の検出信号をA/D変換する。ま
た、CPU1はA/D変換手段24として動作し、角加
速度検出回路26の検出信号をA/D変換する。CPU
1は、乗算手段32として動作し、読み出したゲインG
を角加速度に応じた電流に乗じて、慣性補償電流を求め
る。また、CPU1は、加算手段14として動作し、読
み出した目標電流と慣性補償電流との和を求める。以
下、慣性補償電流が加算された目標電流を補正目標電流
と呼ぶ。The CPU 1 operates as A / D conversion means 19 and A / D converts the detection signal of the current detection circuit 6. The CPU 1 also operates as the A / D conversion means 24, and A / D converts the detection signal of the angular acceleration detection circuit 26. CPU
1 operates as the multiplication means 32 and reads the gain G
Is multiplied by the current corresponding to the angular acceleration to obtain the inertia compensation current. Further, the CPU 1 operates as the adding means 14 to obtain the sum of the read target current and inertia compensation current. Hereinafter, the target current to which the inertia compensation current is added is called a corrected target current.
【0029】CPU1は、減算手段15として動作し、
補正目標電流とモータ電流との差を求める。CPU1
は、PI演算手段16として動作し、求めた差をPI演
算し、電動モータ5に与えるべき電圧(目標電圧)を決
定する。PI演算の処理手順は、従来(図5)と同様で
ある。The CPU 1 operates as the subtracting means 15,
Find the difference between the corrected target current and the motor current. CPU1
Operates as the PI calculation means 16, performs PI calculation on the obtained difference, and determines the voltage (target voltage) to be given to the electric motor 5. The processing procedure of the PI calculation is the same as the conventional one (FIG. 5).
【0030】CPU1はPWM手段17として動作し、
電動モータ5に与える電圧が、PI演算で求めた目標電
圧となるように、PWM信号のデューティ比を決定す
る。CPU1(PWM手段17)は、目標電圧に応じた
PWM信号及び電動モータ5の回転方向を表す信号を、
4つのスイッチトランジスタでH型ブリッジを構成した
駆動回路4へ与え、電動モータ5を駆動させる。The CPU 1 operates as the PWM means 17,
The duty ratio of the PWM signal is determined so that the voltage applied to the electric motor 5 becomes the target voltage obtained by the PI calculation. The CPU 1 (PWM means 17) outputs a PWM signal corresponding to the target voltage and a signal indicating the rotation direction of the electric motor 5,
The electric motor 5 is driven by applying it to the drive circuit 4 which has an H-shaped bridge composed of four switch transistors.
【0031】ゲインGは、アシストゲインが増加するに
従って、慣性補償電流を減少させて見かけの慣性を増加
し、共振周波数を低下させて位相補償が機能するように
設定される。The gain G is set so that the inertia compensation current is decreased to increase the apparent inertia and the resonance frequency is decreased to perform the phase compensation as the assist gain increases.
【0032】次に、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の動作について説明する。図2に、電動モータの
駆動制御手順の一例を示す。トルクセンサ2の検出信号
に基づいて、CPU1で操舵トルクを位相補償する(S
10)。また、車速センサ7の検出信号に基づいて、C
PU1で車速を求める(S12)。CPU1は、テーブ
ル13を参照して操舵トルク及び車速に応じた目標電流
を読み出す(S14)。Next, the operation of the electric power steering apparatus according to the present invention will be described. FIG. 2 shows an example of the drive control procedure of the electric motor. Based on the detection signal of the torque sensor 2, the CPU 1 phase-compensates the steering torque (S
10). Further, based on the detection signal of the vehicle speed sensor 7, C
The vehicle speed is calculated by PU1 (S12). The CPU 1 reads the target current corresponding to the steering torque and the vehicle speed with reference to the table 13 (S14).
【0033】CPU1は、操舵トルクに対する目標電流
の変化率(アシストゲイン)を求め(S16)、テーブ
ル30を参照して、求めたアシストゲインに対応するゲ
インGを読み出す(S18)。CPU1は、角加速度に
応じた電流にゲインGを乗じて慣性補償電流を求め(S
20)、求めた慣性補償電流を目標電流に加算し(S2
2)、補正目標電流を求める。CPU1は、モータ電流
と補正目標電流との差を求め(S24)、求めた差に基
づいてPI演算を行い(S26)、駆動信号を生成す
る。CPU1は、生成した駆動信号を駆動回路4に与え
(S28)、電動モータ5を駆動させる。The CPU 1 obtains the rate of change of the target current with respect to the steering torque (assist gain) (S16), and with reference to the table 30, reads the gain G corresponding to the obtained assist gain (S18). The CPU 1 multiplies the current corresponding to the angular acceleration by the gain G to obtain the inertia compensation current (S
20) and add the obtained inertia compensation current to the target current (S2
2) Find the corrected target current. The CPU 1 obtains a difference between the motor current and the correction target current (S24), performs PI calculation based on the obtained difference (S26), and generates a drive signal. The CPU 1 applies the generated drive signal to the drive circuit 4 (S28) to drive the electric motor 5.
【0034】テーブル30のゲインGは、アシストゲイ
ンが増加するに従って減少しており、アシストゲインが
高い場合、慣性補償電流を減少させて見かけの慣性を増
加し、共振周波数を低下させて位相補償を機能させる。
位相補償が機能するため、ハンドルの振動を防止するこ
とができる。The gain G of the table 30 decreases as the assist gain increases. When the assist gain is high, the inertia compensation current is decreased to increase the apparent inertia, and the resonance frequency is decreased to perform the phase compensation. Make it work.
Since the phase compensation functions, the handle vibration can be prevented.
【0035】上述した実施の形態では、慣性に応じた電
流として、電動モータの角加速度に応じた電流を用いた
が、例えばハンドルの角加速度に応じた電流を用いるこ
と等ができる。また、操舵トルクに対する目標電流の変
化率は、テーブル13より予め微分値を求めて、操舵ト
ルクと微分値(変化率)との対応関係を設定し、操舵ト
ルクに対応する変化率を求めることもできる。In the above-described embodiment, the current according to the angular acceleration of the electric motor is used as the current according to the inertia. However, for example, the current according to the angular acceleration of the steering wheel can be used. Alternatively, the rate of change of the target current with respect to the steering torque may be obtained in advance from the table 13 and the correspondence relationship between the steering torque and the differential value (rate of change) may be set to obtain the rate of change corresponding to the steering torque. it can.
【0036】[0036]
【発明の効果】第1発明の電動パワーステアリング装置
によれば、操舵トルクに対する駆動電流の変化率(アシ
ストゲイン)が増加するに従い、変更手段により、補正
駆動電流が減少するように慣性補償電流の設定を変更す
る。アシストゲインが高い場合、位相補償の機能が低下
してハンドル振動が起き易くなるが、変更手段によって
慣性補償電流を減少させて見かけの慣性を増加して共振
周波数を低くし、位相補償を機能させてハンドルの振動
を防止することができる。According to the electric power steering apparatus of the first aspect of the invention, as the rate of change (assist gain) of the drive current with respect to the steering torque increases, the changing means decreases the correction drive current so that the inertia compensation current is reduced. Change the setting. When the assist gain is high, the function of phase compensation deteriorates and steering wheel vibration easily occurs, but the inertia compensation current is decreased by the changing means to increase the apparent inertia to lower the resonance frequency and make the phase compensation function. Vibration of the steering wheel can be prevented.
【0037】第2発明の電動パワーステアリング装置に
よれば、電動モータの回転の慣性に応じた電流にゲイン
を乗じて慣性補償電流を設定するため、変更手段は、前
記ゲインを変更して、慣性補償電流を変更することがで
きる。アシストゲインが高い場合の慣性補償電流を減少
して位相補償を機能させ、ハンドルの振動を防止するこ
とができる。According to the electric power steering apparatus of the second aspect of the invention, since the current corresponding to the inertia of the rotation of the electric motor is multiplied by the gain to set the inertia compensation current, the changing means changes the gain to change the inertia. The compensation current can be changed. When the assist gain is high, the inertia compensation current can be reduced to make the phase compensation function, and the vibration of the steering wheel can be prevented.
【0038】第3発明の電動パワーステアリング装置に
よれば、変化率を求める手段で求めた変化率と設定値の
対応関係とに基づいて、設定値を求める手段で慣性補償
電流のゲインの設定値を求める。変更手段は、電動モー
タの回転の慣性に応じた電流に乗ずるゲインを前記求め
た設定値に変更する。前記ゲインを変更することによ
り、アシストゲインが高い場合の慣性補償電流を変更し
て位相補償を機能させ、ハンドルの振動を防止すること
ができる。According to the electric power steering apparatus of the third aspect of the present invention, the setting value of the gain of the inertia compensation current is set by the means for obtaining the set value on the basis of the correspondence between the change rate and the set value obtained by the means for obtaining the change rate. Ask for. The changing unit changes the gain that is multiplied by the current according to the rotational inertia of the electric motor to the obtained set value. By changing the gain, it is possible to change the inertia compensating current when the assist gain is high so as to function the phase compensation and prevent the vibration of the steering wheel.
【0039】第4発明の電動パワーステアリング装置に
よれば、電動モータの角加速度に応じた電流にゲインを
乗じて慣性補償電流を生成する。回転の慣性に応じた慣
性補償電流が加えられた補正駆動電流で電動モータを駆
動することにより、回転の慣性を補償して、操舵時の引
き摺り感を改善することができる。また、上述した変更
手段によって、アシストゲインが高い場合に慣性補償電
流を変更して位相補償を機能させ、ハンドルの振動を防
止することができる。According to the electric power steering apparatus of the fourth aspect of the present invention, the current corresponding to the angular acceleration of the electric motor is multiplied by the gain to generate the inertia compensation current. By driving the electric motor with the correction drive current to which the inertia compensation current according to the inertia of rotation is added, the inertia of rotation can be compensated and the drag feeling during steering can be improved. Further, by the above-mentioned changing means, when the assist gain is high, it is possible to change the inertia compensation current to make the phase compensation function and prevent the vibration of the steering wheel.
【図1】本発明の電動パワーステアリング装置の一構成
例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electric power steering device of the present invention.
【図2】図1に示す電動パワーステアリング装置の電動
モータの駆動制御手順の一例を示すフローチャートであ
る。2 is a flowchart showing an example of a drive control procedure of an electric motor of the electric power steering apparatus shown in FIG.
【図3】従来の電動パワーステアリング装置の一構成例
を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric power steering device.
【図4】図3に示す電動パワーステアリング装置の電動
モータの駆動制御手順の一例を示すフローチャートであ
る。4 is a flowchart showing an example of a drive control procedure of an electric motor of the electric power steering device shown in FIG.
【図5】図3に示す電動パワーステアリング装置のPI
演算手順の一例を示すフローチャートである。5 is a PI of the electric power steering apparatus shown in FIG.
It is a flowchart which shows an example of a calculation procedure.
1 CPU 2 トルクセンサ 5 電動モータ 30 テーブル 26 角加速度検出回路 1 CPU 2 Torque sensor 5 electric motor 30 tables 26 Angular acceleration detection circuit
Claims (4)
補助用の電動モータの駆動電流を設定する手段と、前記
電動モータの回転の慣性に応じて慣性補償電流を設定す
る手段とを備え、前記駆動電流に前記慣性補償電流を加
えた補正駆動電流で、前記電動モータを駆動する電動パ
ワーステアリング装置において、 前記トルクに対する前記駆動電流の変化率が増加するに
従い、前記補正駆動電流が減少するように、前記慣性補
償電流を変更する変更手段を備えたことを特徴とする電
動パワーステアリング装置。1. A means for setting a drive current of an electric motor for steering assistance according to a torque applied to a steered wheel, and a means for setting an inertia compensation current according to an inertia of rotation of the electric motor. In an electric power steering device that drives the electric motor with a correction drive current obtained by adding the inertia compensation current to the drive current, the correction drive current decreases as the rate of change of the drive current with respect to the torque increases. As described above, the electric power steering apparatus comprising the changing means for changing the inertia compensation current.
記電動モータの回転の慣性に応じた電流にゲインを乗じ
て慣性補償電流を設定するように構成され、 前記変更手段は、前記ゲインを変更して、前記慣性補償
電流を変更すべくなしてあることを特徴とする請求項1
記載の電動パワーステアリング装置。2. The means for setting the inertia compensation current is configured to set the inertia compensation current by multiplying a current according to the inertia of rotation of the electric motor by a gain, and the changing means sets the gain compensation current. A change is made so as to change the inertia compensation current.
The electric power steering device described.
応関係が設定されたテーブルと、 前記トルク及び前記駆動電流より変化率を求める手段
と、 求めた変化率に対応する設定値を、前記対応関係に基づ
いて求める手段とを備え、 前記変更手段は、求めた設定値に前記ゲインを変更すべ
くなしてあることを特徴とする請求項2記載の電動パワ
ーステアリング装置。3. A table in which a correspondence relationship between the change rate and the set value of the gain is set, a means for obtaining the change rate from the torque and the drive current, and a set value corresponding to the obtained change rate, 3. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising means for obtaining the gain based on the correspondence relationship, wherein the changing means is configured to change the gain to the obtained set value.
タの角加速度に応じた電流であることを特徴とする請求
項2または3記載の電動パワーステアリング装置。4. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the current according to the inertia is a current according to angular acceleration of the electric motor.
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- 2001-09-12 JP JP2001277179A patent/JP2003081102A/en active Pending
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