JP2003081112A - Motor-driven power steering control device and method of controlling the same - Google Patents

Motor-driven power steering control device and method of controlling the same

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JP2003081112A
JP2003081112A JP2002207994A JP2002207994A JP2003081112A JP 2003081112 A JP2003081112 A JP 2003081112A JP 2002207994 A JP2002207994 A JP 2002207994A JP 2002207994 A JP2002207994 A JP 2002207994A JP 2003081112 A JP2003081112 A JP 2003081112A
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JP
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torque
steering
motor
signal
road surface
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Application number
JP2002207994A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Kurishige
正彦 栗重
Tomoyuki Inoue
知之 井上
Ryoji Nishiyama
亮治 西山
Takayuki Kifuku
隆之 喜福
Shunichi Wada
俊一 和田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve steering wheel returnability in a low speed range or during fine steering. SOLUTION: In a steering mechanism in which a steering wheel and a tire are mechanically linked, a motor-driven power steering control device for controlling a motor for generating torque to assist a driver to steer the wheel comprises a road surface reaction torque detector 15S for measuring or calculating road surface reaction torque received by the tire from the road surface, a returning torque compensator 17 for calculating returning torque for returning the steering wheel to a neutral position based on the road surface returning torque, and a motor current determiner 7 for determining current to be provided to the motor at least based on the returning torque calculated by the returning torque compensator.

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、モータにより、運
転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させ、ス
テアリング系の操舵力を補助する自動車用の電動式パワ
ーステアリング制御装置及びその制御方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering control device for a vehicle and a control method thereof for generating a torque for assisting a steering torque by a driver by a motor to assist a steering force of a steering system. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図36は、例えば、特開平7−1869
94号公報に記載された、従来の電動式パワーステアリ
ング制御装置の構成を示すブロック図で、同図におい
て、1は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する
操舵トルク検出器、2は操舵トルク検出器1の出力に基
づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、3
はモータ速度検出器5の出力に基づいてダンピング補償
信号を演算するダンピング補償器、4はモータ加速度検
出器6の出力に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補
償器である。7は第1の加算器12で演算された補助ト
ルク信号,ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和で
ある目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流
決定器、8は操舵トルク検出器1の出力とモータ速度検
出器5の出力とが同一方向であるか否かを判定するとと
もに、この判定結果を操舵トルク制御器2,ダンピング
補償器3及び慣性補償器4にそれぞれ出力する判定器、
9は第2の加算器13で得られた、目標電流信号とモー
タ電流検出器11で検出されたモータ電流値との誤差に
基づいてモータ10に印加する電圧を決定するととも
に、モータ10に上記電圧を印加するモータ駆動器で、
モータ10では、印加された上記電圧に応じてモータ電
流値が応答し、モータ電流値に略比例関係にあるアシス
トトルクを発生してステアリング機構を駆動する。ま
た、14は車速を検出するとともに、検出された車速信
号を操舵トルク制御器2,ダンピング補償器3及び慣性
補償器4に出力する車速検出器である。
2. Description of the Related Art FIG. 36 shows, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-1869.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional electric power steering control device described in Japanese Patent Publication No. 94, in which reference numeral 1 is a steering torque detector for detecting a steering torque when a driver steers the steering wheel, and 2 is a steering wheel. A steering torque controller that calculates an auxiliary torque signal based on the output of the torque detector 1, 3
Is a damping compensator that calculates a damping compensation signal based on the output of the motor speed detector 5, and 4 is an inertia compensator that calculates an inertia compensation signal based on the output of the motor acceleration detector 6. Reference numeral 7 is a motor current determiner that calculates a target current signal from a target torque that is the sum of the auxiliary torque signal calculated by the first adder 12, the damping compensation signal and the inertia compensation signal, and 8 is the output of the steering torque detector 1. And the output of the motor speed detector 5 are in the same direction, and the determination results are output to the steering torque controller 2, the damping compensator 3 and the inertia compensator 4, respectively.
9 determines the voltage to be applied to the motor 10 based on the error between the target current signal obtained by the second adder 13 and the motor current value detected by the motor current detector 11, and A motor driver that applies a voltage,
In the motor 10, the motor current value responds according to the applied voltage, and an assist torque that is substantially proportional to the motor current value is generated to drive the steering mechanism. A vehicle speed detector 14 detects the vehicle speed and outputs the detected vehicle speed signal to the steering torque controller 2, the damping compensator 3 and the inertia compensator 4.

【0003】次に、従来の電動式パワーステアリング制
御装置の動作について説明する。自動車の運転者がハン
ドルを操舵すると、その時の操舵トルクは操舵トルク検
出器1で測定され、操舵トルク制御器2に出力される。
操舵トルク制御器2では、上記操舵トルク検出器1の出
力信号に略比例関係にある補助トルク信号を演算し、こ
の補助トルク信号に基づいてモータ10を駆動して運転
者の操舵トルクをアシストすることにより、運転者によ
る操舵トルクを軽減する。
Next, the operation of the conventional electric power steering controller will be described. When the driver of the automobile steers the steering wheel, the steering torque at that time is measured by the steering torque detector 1 and output to the steering torque controller 2.
The steering torque controller 2 calculates an auxiliary torque signal that is substantially proportional to the output signal of the steering torque detector 1, and drives the motor 10 based on this auxiliary torque signal to assist the steering torque of the driver. This reduces the steering torque by the driver.

【0004】このとき、判定器8では、操舵トルク検出
器1の出力とモータ速度検出器5の出力とが同一である
か否かを判定し、同一であればダンピング補償器3及び
慣性補償器4は動作させず、操舵トルク制御器2におい
て、操舵トルク検出器1の出力と車速検出器14からの
車速信号とに応じて決定された補助トルク信号に基づい
て目標トルクを定めるとともに、モータ電流決定器7に
よりモータ駆動電流を定める。また、同一でない場合に
は、操舵トルク制御器2は動作させず、ダンピング補償
器3と慣性補償器4との出力に基づいて目標トルクを定
めるとともに、モータ電流決定器7によりモータ駆動電
流を定める。なお、この時、車速が低速の場合には、目
標トルクの方向がモータ回転方向と同一方向となるよう
に、また車速が高速の場合は、モータ回転方向と逆方向
となるようにしている。
At this time, the judging device 8 judges whether or not the output of the steering torque detector 1 and the output of the motor speed detector 5 are the same, and if they are the same, the damping compensator 3 and the inertia compensator. 4 is not operated, the steering torque controller 2 determines the target torque based on the auxiliary torque signal determined according to the output of the steering torque detector 1 and the vehicle speed signal from the vehicle speed detector 14, and the motor current The motor drive current is determined by the determiner 7. If they are not the same, the steering torque controller 2 is not operated, the target torque is determined based on the outputs of the damping compensator 3 and the inertia compensator 4, and the motor drive current is determined by the motor current determiner 7. . At this time, when the vehicle speed is low, the direction of the target torque is the same as the direction of rotation of the motor, and when the vehicle speed is high, the direction of the target torque is opposite to the direction of rotation of the motor.

【0005】したがって、ドライバがハンドルを切り込
んでいる場合には、操舵に必要なトルクを軽減するよう
に運転者の操舵トルクをアシストする。また、ドライバ
がハンドルを戻している場合には、車速が低速である時
にはハンドルが原点に戻るのを補助し、車速が高速であ
る時にはハンドルが過度な回転速度で戻ろうとするのを
防止するようにモータ10が制御される。
Therefore, when the driver is turning the steering wheel, the steering torque of the driver is assisted so as to reduce the torque required for steering. Also, when the driver is returning the steering wheel, it assists the steering wheel to return to the origin when the vehicle speed is low, and prevents the steering wheel from trying to return at an excessive rotation speed when the vehicle speed is high. The motor 10 is controlled to.

【0006】ドライバは、一般に、道路の湾曲部や交差
点を曲がる際に操舵し、その後直線走行に復帰する際
に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な
戻り力を利用してハンドルを戻すことを行う。しかしな
がら、車速が低速時や高速時の微小操舵時にはタイヤの
路面反力トルクが弱いため、上記路面反力トルクがステ
アリング機構内の摩擦トルク以下となってしまい、直線
復帰時にハンドルが戻らない場合が多い。したがって、
この場合には、ドライバがハンドルにトルクを加えてハ
ンドルを戻さなければならず、そのため操舵フィーリン
グが低下してしまうといった問題点があった。これに対
して、従来の技術では、車速が低速時に、操舵トルク検
出器1の出力とモータ加速度検出器6の出力とが同一で
あるか否かを判定し、異なる場合には、モータ回転方向
と同一方向にモータ10を回転させるようにモータ駆動
電流を定めることにより、上記低速におけるハンドル戻
り性を向上させている。
[0006] In general, a driver steers a vehicle when turning a curved portion or an intersection of a road, and then, when returning to straight running, uses the spontaneous return force of the handle due to the road surface reaction torque of the tire to operate the handle. To put it back. However, since the road surface reaction torque of the tire is weak during minute steering when the vehicle speed is low speed or high speed, the road surface reaction torque may be less than the friction torque in the steering mechanism, and the steering wheel may not return when returning to a straight line. Many. Therefore,
In this case, the driver has to apply torque to the steering wheel to return the steering wheel, which causes a problem that the steering feeling is deteriorated. On the other hand, in the conventional technique, when the vehicle speed is low, it is determined whether the output of the steering torque detector 1 and the output of the motor acceleration detector 6 are the same. By determining the motor drive current so as to rotate the motor 10 in the same direction as above, the steering wheel return property at the low speed is improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩
い道路の湾曲部を曲がる場合のように、タイヤの路面反
力トルクが小さい範囲で操舵した場合には、ドライバが
ハンドルを戻す方向にトルクを加えないとハンドルが止
まってしまうため、モータ10は回転しない。したがっ
て、判定器8では、操舵トルク検出器1の出力とモータ
速度検出器5の出力とが同一であるか否かを判定するこ
とができないので、モータ回転方向と同一方向にモータ
を回転させるようにモータ駆動電流を定めることができ
ず、ハンドル戻り性を向上させることができないといっ
た問題点があった。更に、上記従来の技術では、高速走
行時には、モータ回転方向と逆方向にモータを回転させ
るようにモータ駆動電流を定めることしかできないの
で、ハンドル戻り性を向上させることができない等の問
題点があった。
However, in the above-mentioned conventional technique, steering is performed in a range in which the road surface reaction torque of the tire is small, such as when turning at an intersection at low speed or when turning at a curved portion of a loose road at high speed. In such a case, unless the driver applies torque in the direction of returning the handle, the handle stops, and the motor 10 does not rotate. Therefore, the determiner 8 cannot determine whether the output of the steering torque detector 1 and the output of the motor speed detector 5 are the same, so that the motor is rotated in the same direction as the motor rotation direction. However, there is a problem in that the motor drive current cannot be determined and the handle return characteristic cannot be improved. Further, in the above-mentioned conventional technique, when the vehicle is traveling at a high speed, the motor drive current can only be determined so as to rotate the motor in the direction opposite to the motor rotation direction, so that there is a problem that the handle return characteristic cannot be improved. It was

【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩
い道路の湾曲部を曲がる場合等のように、タイヤの路面
反力トルクが小さい範囲で操舵した際に、ドライバがハ
ンドルを戻す方向にトルクを加えること無くハンドルを
戻すことができる電動式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 order to solve the above-mentioned problems, and the road surface reaction torque of a tire can be reduced when a vehicle crosses an intersection at a low speed or a curved road is bent at a high speed. It is an object of the present invention to provide an electric steering device that allows a driver to return a steering wheel without applying torque in a direction of returning the steering wheel when the steering wheel is steered within a small range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る電動式パ
ワーステアリング制御装置は、ハンドルとタイヤが機械
的に連結されたステアリング機構において運転者の操舵
を補助するためのトルクを発生するモータを制御するた
めの電動式パワーステアリング制御装置であって、タイ
ヤが路面から受ける路面反力トルクを測定もしくは演算
することにより検出する路面反力トルク検出器と、この
路面反力トルクに基づいてハンドルを中立位置に戻すた
めの戻しトルクを演算する戻しトルク補償器と、少なく
とも戻しトルク補償器で演算した戻しトルクに基づきモ
ータに供給する電流を決定するモータ電流決定器を備え
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An electric power steering control device according to the present invention controls a motor that generates a torque for assisting a driver in steering in a steering mechanism in which a steering wheel and a tire are mechanically connected. An electric power steering control device for controlling a road surface reaction force torque detector that detects a road surface reaction force torque received by a tire from a road surface, and a neutral steering wheel based on the road surface reaction force torque. A return torque compensator that calculates a return torque for returning to a position and a motor current determiner that determines a current to be supplied to the motor based on at least the return torque calculated by the return torque compensator are provided.

【0010】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、運転者による操舵トルクを検出する
操舵トルク検出器と、この操舵トルクに基づいて上記操
舵を補助するためのトルクを演算する操舵トルク制御器
とを更に備えたものである。
Further, the electric power steering control device according to the present invention includes a steering torque detector for detecting a steering torque by a driver, and a steering torque for calculating a torque for assisting the steering based on the steering torque. And a controller.

【0011】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク検出器は、歪み検出
器であって、ギヤ機構からタイヤまでのステアリング系
に設けられているものである。
Further, in the electric power steering control device according to the present invention, the road surface reaction torque detector is a strain detector and is provided in the steering system from the gear mechanism to the tire.

【0012】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク検出器は、種々のパ
ラメータを検出する検出器で検出したパラメータに基づ
いて路面反力トルクを演算する路面反力トルク演算器に
より構成されるものである。
Further, in the electric power steering control device according to the present invention, the road surface reaction force torque detector calculates the road surface reaction force torque based on the parameters detected by the detectors for detecting various parameters. It is composed of a torque calculator.

【0013】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク演算器は、パラメー
タとして操舵トルク、モータ加速度及びモータ電流を用
いるものである。
In the electric power steering control device according to the present invention, the road surface reaction torque calculator uses the steering torque, the motor acceleration and the motor current as parameters.

【0014】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、モータ電流を検出するモータ電流検
出器を更に備え、操舵トルクは、検出されたモータ電流
に基づいて演算されたものである。
The electric power steering controller according to the present invention further comprises a motor current detector for detecting the motor current, and the steering torque is calculated based on the detected motor current.

【0015】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、モータ電流を検出するモータ電流検
出器と、モータに接続された電源電圧を検出する電源電
圧検出器と、モータを駆動するPWM信号を検出するP
WM信号検出器とを更に備え、モータ加速度は、上記モ
ータ電流、上記電源電圧及びPWM信号に基づいて演算
されたものである。
Further, the electric power steering control device according to the present invention includes a motor current detector for detecting a motor current, a power source voltage detector for detecting a power source voltage connected to the motor, and a PWM signal for driving the motor. To detect P
A WM signal detector is further provided, and the motor acceleration is calculated based on the motor current, the power supply voltage, and the PWM signal.

【0016】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク演算器は、パラメー
タとして操舵トルク及びモータ電流を用いるものであ
る。
In the electric power steering control device according to the present invention, the road surface reaction torque calculator uses the steering torque and the motor current as parameters.

【0017】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク演算器は、パラメー
タとして操舵トルク、モータ加速度及びモータトルクを
用いるものである。
Further, in the electric power steering control apparatus according to the present invention, the road surface reaction torque calculator uses the steering torque, the motor acceleration and the motor torque as parameters.

【0018】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、路面反力トルク演算器は、パラメー
タとして操舵トルク、モータ加速度及びモータ電流指令
値を用いるものである。
In the electric power steering control device according to the present invention, the road surface reaction torque calculator uses the steering torque, the motor acceleration and the motor current command value as parameters.

【0019】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、戻しトルク補償器は、路面反力検出
器の出力に対して所定のゲインを乗じた値に基づいて戻
しトルクを演算すると共にこの戻しトルクの最大値を所
定のリミットにより制限するものである。
Further, in the electric power steering controller according to the present invention, the return torque compensator calculates the return torque based on a value obtained by multiplying the output of the road surface reaction force detector by a predetermined gain, and The maximum value of the return torque is limited by a predetermined limit.

【0020】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、車両の速度を検出する車速検出器を
更に備え、ゲインあるいはリミットの値は、車速検出器
により検出された車速に応じて調整されるものである。
Further, the electric power steering control device according to the present invention further comprises a vehicle speed detector for detecting the speed of the vehicle, and the value of the gain or the limit is adjusted according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detector. It is something.

【0021】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置は、戻しトルク補償器は複数段のゲイン
を備えているものである。
Further, in the electric power steering control device according to the present invention, the return torque compensator has a plurality of gain stages.

【0022】また、この発明に係る電動式パワーステア
リング制御装置の制御方法は、ハンドルとタイヤが機械
的に連結されたステアリング機構において運転者の操舵
を補助するためのトルクを発生するモータを制御するた
めの電動式パワーステアリング制御装置の制御方法であ
って、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを測定も
しくは演算するステップと、この路面反力トルクに基づ
いてハンドルを中立位置に戻すための戻しトルクを演算
するステップ、少なくとも上記戻しトルクに基づきモー
タに供給する電流を決定するステップを備えたものであ
る。
Further, the control method of the electric power steering control device according to the present invention controls the motor for generating the torque for assisting the steering of the driver in the steering mechanism in which the steering wheel and the tire are mechanically connected. And a step of measuring or calculating a road surface reaction torque received by the tire from the road surface, and a return torque for returning the steering wheel to the neutral position based on the road surface reaction torque. And a step of determining a current to be supplied to the motor based on at least the return torque.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を付し、その説明
を省略する。また、本発明は、マイコンのソフトウエア
のみで従来の技術の課題を解決可能であり、制御装置の
ハードウエアについては従来の技術のものと変更点はな
いので説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Further, the present invention can solve the problems of the conventional technology only with the software of the microcomputer, and the hardware of the control device is the same as that of the conventional technology, so that the description thereof will be omitted.

【0024】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成
を示すブロック図で、同図において、15は前輪の舵
角、即ち、ハンドルを原点に復帰させようとする路面反
力トルクを検出するための路面反力トルク検出手段であ
る路面反力トルク検出器、16は上記路面反力トルク検
出器15で検出された路面反力トルク信号に基づいて、
モータ10に上記検出された路面反力トルクと逆方向に
トルクを発生させるための切り込み補助トルク信号を出
力する切り込みトルク制御器、17は上記路面反力トル
ク信号に基づいて、モータ10にハンドルを原点に復帰
させる方向にトルクを発生させるためのハンドル戻し補
助トルク信号を出力する戻しトルク補償器で、本実施の
形態1では、上記切り込みトルク制御器16及び戻しト
ルク補償器17が、検出された路面反力トルクに基づい
て、モータ10のトルクを制御する路面反力トルク付加
制御手段となる。上記路面反力トルク検出器15は、例
えば、前輪とステアリング軸とを連結するラックの前輪
側の片側または両側に、ロードセルや歪みゲージのよう
な歪測定手段を配置して成り、前輪のタイヤからの路面
反力トルクTreactにより上記ラックに作用する圧縮力
をラックの歪み量として検出し、この歪み量から算出さ
れた上記圧縮力に、ラックとタイヤの回転中心のオフセ
ットXoffsetを乗じることにより路面反力トルクT
reactを検出する。
Embodiment 1. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 15 is a front wheel steering angle, that is, a road surface on which a steering wheel is to be returned to an origin. A road surface reaction force torque detector which is a road surface reaction force torque detecting means for detecting the reaction force torque, and 16 is based on the road surface reaction force torque signal detected by the road surface reaction force torque detector 15.
A notch torque controller that outputs a notch assisting torque signal for generating a torque to the motor 10 in a direction opposite to the detected road reaction torque, and 17 is a handle for the motor 10 based on the road reaction torque signal. A return torque compensator that outputs a handle return assist torque signal for generating a torque in the direction of returning to the origin. In the first embodiment, the cut torque controller 16 and the return torque compensator 17 are detected. It serves as road surface reaction torque addition control means for controlling the torque of the motor 10 based on the road surface reaction torque. The road reaction torque detector 15 includes, for example, a strain measuring means such as a load cell or a strain gauge arranged on one side or both sides of the front wheel side of the rack that connects the front wheel and the steering shaft. the road surface reaction torque T the react detect a compressive force that acts on the rack as a distortion amount of the rack, in the compression force calculated from the distortion amount, by multiplying the offset X offset of the rotational center of the rack and the tire Road reaction torque T
detect react .

【0025】3はモータ速度検出器5で検出したモータ
速度信号に基づいてダンピング補償信号を演算するダン
ピング補償器、4はモータ加速度検出器6にて検出した
モータ加速度信号に基づいて慣性補償信号を演算する慣
性補償器、7は第1の加算器12で演算された、切り込
み補助トルク信号,ハンドル戻し補助トルク信号,ダン
ピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルク
から、目標電流信号を演算するモータ電流決定器、9は
第2の加算器13で得られた上記目標電流信号とモータ
電流検出器11で検出されたモータ電流信号との誤差に
基づいてモータ10に印加する電圧を決定するととも
に、モータ10に上記電圧を印加するモータ駆動器で、
モータ10は、印加された上記電圧に応じてモータ電流
値が応答し、モータ電流値に略比例関係にあるトルクを
発生してステアリング機構を駆動する。また、14は車
速を検出するとともに、検出された車速信号を切り込み
トルク制御器16,戻しトルク補償器17,ダンピング
補償器3及び慣性補償器4に出力する車速検出器であ
る。
3 is a damping compensator for calculating a damping compensation signal based on the motor speed signal detected by the motor speed detector 5, and 4 is an inertia compensation signal based on the motor acceleration signal detected by the motor acceleration detector 6. An inertia compensator for calculation, 7 calculates a target current signal from the target torque which is the sum of the cutting assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal calculated by the first adder 12. The motor current determiner 9 determines the voltage to be applied to the motor 10 based on the error between the target current signal obtained by the second adder 13 and the motor current signal detected by the motor current detector 11. At the same time, a motor driver for applying the above voltage to the motor 10,
The motor 10 responds to the motor current value according to the applied voltage, and generates a torque that is substantially proportional to the motor current value to drive the steering mechanism. A vehicle speed detector 14 detects the vehicle speed and outputs the detected vehicle speed signal to the cut torque controller 16, the return torque compensator 17, the damping compensator 3 and the inertia compensator 4.

【0026】次に、上記構成の電動式パワーステアリン
グ制御装置の動作について、図2のフローチャートに基
づき説明する。なお、従来の技術と異なる点は、図1の
ブロック図中の一点鎖線で囲まれた、目標電流を演算す
るまでのアルゴリズムであり、モータ電流の制御に関し
ては、例えばPID式の電流F/B制御、あるいは目標
電流とモータ速度信号とに基づくオープンループ制御等
の一般的に行われる制御を行う。また、制御方式として
は、ディジタル制御またはアナログ制御いずれの方式に
基づいて実施してもよい。以下では目標電流を演算する
までのアルゴリズムに限定して説明を行う。まず、ステ
ップS101では、路面反力トルク検出器15で検出さ
れた路面反力トルク信号を読み込みメモリに記憶する。
次に、ステップS102で、モータ速度検出器5で検出
されたモータ速度信号を読み込みメモリに記憶する。ス
テップS103では、モータ加速度検出器6において、
上記モータ速度信号を微分演算してモータ加速度信号を
得、これをメモリに記憶する。ステップS104では、
切り込みトルク制御器16において、上記路面反力トル
ク信号に対してマップ演算し、切り込み補助トルク信号
を求めてメモリに記憶する。この時、上記切り込み補助
トルク信号は、上記路面反力トルクと逆方向にモータ1
0がトルクを発生するように上記マップを定めておく。
次に、ステップS105で、戻しトルク補償器17にお
いて、上記路面反力トルク信号に対してマップ演算し、
ハンドル戻し補助トルク信号を求めてメモリに記憶す
る。ここで、上記ハンドル戻し補助トルク信号は、路面
反力トルクがステアリング機構内の摩擦トルクより小さ
い時にハンドルが自動的に原点に復帰しない現象を避け
るためのもので、図3に示すように、ステアリング機構
内の概ね摩擦トルク程度の値を上限としてリミッタで制
限し、上記リミッタの範囲内では路面反力トルク信号に
比例ゲインを乗じて求める。次に、ステップS106
で、ダンピング補償器3により、モータ速度信号に比例
ゲインを乗じてダンピング補償信号を求めメモリに記憶
し、ステップS107で、慣性補償器4により、モータ
加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補償信号を求めメ
モリに記憶する。次に、ステップS108に進み、第1
の加算器12により、上記各ステップS104〜S10
7で求められた、切り込み補助トルク信号,ハンドル戻
し補助トルク信号,ダンピング補償信号及び慣性補償信
号を加算して目標トルクを求め、これをメモリに記憶す
る。その後、ステップS109で、モータ電流決定器7
により、上記ステップS108で求められた目標トルク
にゲインを乗じて目標電流を求めてメモリに記憶する。
なお、この時のゲインは、モータ10のステアリング軸
換算でのトルク定数の逆数としておく。
Next, the operation of the electric power steering control device having the above structure will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the difference from the conventional technique is the algorithm surrounded by the alternate long and short dash line in the block diagram of FIG. 1 up to the calculation of the target current. Control, or general control such as open loop control based on the target current and the motor speed signal is performed. The control method may be implemented by either digital control or analog control. The following description will be limited to the algorithm for calculating the target current. First, in step S101, the road surface reaction force torque signal detected by the road surface reaction force torque detector 15 is read and stored in the memory.
Next, in step S102, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S103, in the motor acceleration detector 6,
The motor speed signal is differentiated to obtain the motor acceleration signal, which is stored in the memory. In step S104,
In the cutting torque controller 16, a map operation is performed on the road surface reaction force torque signal, and a cutting assist torque signal is obtained and stored in a memory. At this time, the cutting assist torque signal is applied to the motor 1 in the direction opposite to the road surface reaction torque.
The above map is set so that 0 generates torque.
Next, in step S105, the return torque compensator 17 performs map calculation on the road surface reaction force torque signal,
The steering wheel return assist torque signal is obtained and stored in the memory. Here, the steering wheel returning assist torque signal is for avoiding the phenomenon that the steering wheel does not automatically return to the origin when the road reaction torque is smaller than the friction torque in the steering mechanism. The frictional torque value in the mechanism is set to an upper limit, and is limited by a limiter. Within the limiter range, the road surface reaction force torque signal is multiplied by a proportional gain. Next, step S106.
Then, the damping compensator 3 multiplies the motor speed signal by the proportional gain to obtain the damping compensation signal and stores it in the memory. In step S107, the inertia compensator 4 multiplies the motor acceleration signal by the proportional gain to obtain the inertia compensation signal. Obtained and stored in memory. Next, in step S108, the first
By the adder 12 of step S104 to S10 described above.
The target torque is calculated by adding the cutting assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal obtained in step 7, and the target torque is stored in the memory. Then, in step S109, the motor current determiner 7
Thus, the target torque obtained in step S108 is multiplied by the gain to obtain the target current, which is stored in the memory.
The gain at this time is set to the reciprocal of the torque constant converted into the steering shaft of the motor 10.

【0027】なお、上記切り込みトルク制御器16,戻
しトルク補償器17,ダンピング補償器3,慣性補償器
4のゲイン等の各制御パラメータは、車速検出器14か
らの車速信号に応じて設定される。この時、ステアリン
グ機構自身のダンピングが強い車両や、ステアリング軸
換算の慣性モーメントが小さなモータを装着した車両に
ついては、ダンピング補償器3及び慣性補償器4の各ゲ
インを0としてもよい。したがって、この場合には、モ
ータ速度検出器5,モータ加速度検出器6,ダンピング
制御器3及び慣性補償器4は不要となる。また、本実施
の形態1で用いるモータ速度検出器5としては、例えば
タコジェネレータ等のモータ速度センサを用いてもよい
し、ロータリエンコーダのパルス出力を差分してモータ
速度を検出するものであってもよいし、あるいはモータ
に印加する電圧から、モータに通電される電流値とコイ
ル抵抗値の積を減じるなどして得られる逆起電圧からモ
ータ速度を検出する構成のものでもよい。
The control parameters such as the gain of the cut torque controller 16, the return torque compensator 17, the damping compensator 3, and the inertia compensator 4 are set according to the vehicle speed signal from the vehicle speed detector 14. . At this time, the gain of the damping compensator 3 and the inertia compensator 4 may be set to 0 for a vehicle in which damping of the steering mechanism itself is strong or a vehicle in which a motor having a small moment of inertia equivalent to the steering axis is mounted. Therefore, in this case, the motor speed detector 5, the motor acceleration detector 6, the damping controller 3 and the inertia compensator 4 are unnecessary. Further, as the motor speed detector 5 used in the first embodiment, for example, a motor speed sensor such as a tacho generator may be used, or the motor speed is detected by making a difference between the pulse outputs of the rotary encoder. Alternatively, the motor speed may be detected from the counter electromotive voltage obtained by subtracting the product of the current value applied to the motor and the coil resistance value from the voltage applied to the motor.

【0028】一般に、自動車の運転者は、ハンドルを切
った後に手を放して路面反力トルクによる自己復元力に
よりハンドルを中心に戻す場合が多く、これにより操舵
の労力を低減している。また、従来の電動式パワーステ
アリング装置は、モータ10及びギアの摩擦トルクによ
りハンドルの戻り性が悪い。即ち、操舵トルク信号のみ
を検出して目標トルクを定める場合には、ハンドルを切
った後に手を放すと、操舵トルク信号が0となってしま
うので、ハンドル戻しトルクを発生させることができな
い。更に、操舵トルク信号に加えて、モータ回転信号に
基づいて目標トルクを定める場合にもモータ10の回転
が止まってしまった場合には、モータ10はハンドルを
戻す方向のトルクを発生させることができない。これに
対し、本実施の形態1の電動式パワーステアリング装置
は、路面反力トルク検出器15を設け、手放しを行った
場合でもハンドルの角度に略比例した路面反力トルクを
検出して路面反力トルク信号を出力するとともに、路面
反力トルク付加制御手段である切り込みトルク制御器1
6及び戻しトルク補償器17を設けて、上記路面反力ト
ルク信号に応じて、切り込み補助トルク信号とハンドル
戻し補助トルク信号とを演算してモータ10のトルクを
制御するようにしたので、運転者が手放しを行った後に
も、モータ10がハンドル戻し方向にトルクを出力する
ことが可能となり、確実にハンドルを中心に戻すことが
できる。
Generally, a driver of an automobile often releases the hand after turning the steering wheel and returns the steering wheel to the center by the self-restoring force due to the reaction torque of the road surface, thereby reducing the steering effort. Further, in the conventional electric power steering apparatus, the returning characteristic of the steering wheel is poor due to the friction torque of the motor 10 and the gear. That is, when only the steering torque signal is detected and the target torque is determined, if the hand is released after the steering wheel is turned, the steering torque signal becomes 0, so that the steering wheel return torque cannot be generated. Further, when the target torque is determined based on the motor rotation signal in addition to the steering torque signal and the rotation of the motor 10 is stopped, the motor 10 cannot generate the torque for returning the steering wheel. . On the other hand, the electric power steering apparatus according to the first embodiment is provided with the road surface reaction force torque detector 15, and detects the road surface reaction force torque substantially proportional to the angle of the steering wheel even if the road surface reaction force torque detector 15 is released. A notch torque controller 1 that outputs a force torque signal and is a road surface reaction force torque addition control means.
6 and the return torque compensator 17 are provided to control the torque of the motor 10 by calculating the cutting assist torque signal and the steering wheel return assist torque signal according to the road surface reaction force torque signal. The motor 10 can output torque in the steering wheel returning direction even after the steering wheel is released, and the steering wheel can be surely returned to the center.

【0029】なお、上記本実施の形態1では、図2のス
テップS104とS105においてはマップ演算をし、
ステップS106とS107ではゲインを乗じる演算を
する構成としたが、各ステップともゲインを乗じる構成
としてもよいし、あるいは、マップ演算とする構成とし
てもよい。また、ステップS104とS105とをまと
めて、切り込み補助トルク信号とハンドル戻し補助トル
ク信号を合成した1つのマップを準備し、路面反力トル
ク信号に対して切り込み補助トルク信号とハンドル戻し
補助トルク信号との和に相当する路面反力トルク付加制
御信号としてマップ演算するようにしてもよい。
In the first embodiment, map calculation is performed in steps S104 and S105 of FIG.
In Steps S106 and S107, the calculation is performed by multiplying the gain, but each step may be configured to be multiplied by the gain or may be configured to be the map calculation. Further, steps S104 and S105 are combined to prepare one map in which the cutting assist torque signal and the steering wheel return assist torque signal are combined, and the cutting assist torque signal and the steering wheel return assist torque signal are combined with the road surface reaction force torque signal. The map calculation may be performed as the road surface reaction torque addition control signal corresponding to the sum of

【0030】実施の形態2.図4は、本発明の実施の形
態2に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成
を示すブロック図で、同図において、1は操舵トルクを
検出する操舵トルク検出手段である操舵トルク検出器、
2は操舵トルク検出器1の出力である操舵トルク信号に
基づいて操舵補助トルク信号を演算する操舵アシスト制
御手段である操舵トルク制御器、15は前輪の舵角を原
点に復帰させようとする路面反力トルクを検出する路面
反力トルク検出器、17は上記路面反力トルク検出器の
出力である路面反力トルク信号に基づいて、モータ10
にハンドルを原点に復帰させる方向にトルクを発生させ
るためのハンドル戻し補助トルク信号を出力する戻しト
ルク補償器で、本実施の形態2では、上記戻しトルク補
償器17が路面反力トルク付加制御手段を構成する。ま
た、3はダンピング補償器、4は慣性補償器、5はモー
タ速度検出器、6はモータ加速度検出器、7はモータ電
流決定器、9はモータ駆動器、10はモータ、11はモ
ータ電流検出器、12は第1の加算器、13は第2の加
算器、14は車速検出器である。
Embodiment 2. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a steering torque detector which is steering torque detecting means for detecting steering torque,
Reference numeral 2 is a steering torque controller which is a steering assist control means for calculating a steering assist torque signal based on a steering torque signal which is an output of the steering torque detector 1, and 15 is a road surface which is intended to return the steering angle of the front wheels to the origin. A road surface reaction force torque detector for detecting a reaction torque, 17 is a motor 10 based on a road surface reaction force torque signal output from the road surface reaction force torque detector.
Is a return torque compensator that outputs a handle return assist torque signal for generating a torque in the direction of returning the handle to the origin. In the second embodiment, the return torque compensator 17 is the road surface reaction force torque addition control means. Make up. Further, 3 is a damping compensator, 4 is an inertia compensator, 5 is a motor speed detector, 6 is a motor acceleration detector, 7 is a motor current determiner, 9 is a motor driver, 10 is a motor, 11 is a motor current detection. , 12 is a first adder, 13 is a second adder, and 14 is a vehicle speed detector.

【0031】次に、本実施の形態2の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図5のフローチャー
トに基づき説明する。なお、以下では、上記実施の形態
1と同様に、目標電流を演算するまでのアルゴリズムに
限定して説明を行う。まず、ステップS201で、路面
反力トルク検出器15で検出された路面反力トルク信号
を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップS202
で、操舵トルク検出器1で検出された操舵トルク信号を
読み込みメモリに記憶する。ステップS203では、モ
ータ速度検出器5で検出されたモータ速度信号を読み込
みメモリに記憶する。ステップS204では、モータ加
速度検出器6において、モータ速度信号を微分演算して
モータ加速度信号を得、これをメモリに記憶する。次
に、ステップS205〜S206では、操舵トルク制御
器2において、操舵トルク信号の周波数特性を改善する
ために、操舵トルク信号をマイコンのS/W上で構成し
た位相補償器に通して位相補償し、この位相補償された
操舵トルク信号に対してマップ演算し、操舵補助トルク
信号を求めてメモリに記憶する。次に、ステップS20
7で、戻しトルク補償器17において、上記路面反力ト
ルク信号に対してマップ演算を行い、ハンドル戻し補助
トルク信号を求めてメモリに記憶する。ステップS20
8では、ダンピング補償器3により、モータ速度信号に
比例ゲインを乗じてダンピング補償信号を求めメモリに
記憶し、ステップS209では、慣性補償器4により、
モータ加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補償信号を
求めメモリに記憶する。次に、ステップS210に進
み、、第1の加算器12により、上記各ステップS20
6〜S209で求められた操舵補助トルク信号,ハンド
ル戻し補助トルク信号,ダンピング補償信号及び慣性補
償信号を加算して目標トルクを求め、これをメモリに記
憶する。その後、ステップS211で、モータ電流決定
器7により、上記ステップS211で求められた目標ト
ルクにゲインを乗じて目標電流を求めてメモリに記憶す
る。なお、この時のゲインは、モータ10のステアリン
グ軸換算でのトルク定数の逆数としておく。
Next, the operation of the electric power steering control device according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that, in the following, similar to the above-described first embodiment, the description will be limited to the algorithm up to the calculation of the target current. First, in step S201, the road surface reaction torque signal detected by the road surface reaction torque detector 15 is read and stored in the memory. Next, step S202.
Then, the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. In step S203, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S204, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal, which is stored in the memory. Next, in steps S205 to S206, in the steering torque controller 2, in order to improve the frequency characteristic of the steering torque signal, the steering torque signal is passed through a phase compensator configured on the S / W of the microcomputer to perform phase compensation. A map calculation is performed on the phase-compensated steering torque signal, and a steering assist torque signal is obtained and stored in a memory. Next, step S20.
In step 7, the return torque compensator 17 performs map calculation on the road surface reaction force torque signal to obtain a steering wheel return assist torque signal and stores it in the memory. Step S20
In step 8, the damping compensator 3 multiplies the motor speed signal by a proportional gain to obtain a damping compensation signal, which is stored in the memory. In step S209, the inertia compensator 4
An inertia compensation signal is obtained by multiplying the motor acceleration signal by a proportional gain and stored in a memory. Next, the process proceeds to step S210, and the first adder 12 causes each of the steps S20.
The target torque is calculated by adding the steering assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal obtained in 6 to S209, and this is stored in the memory. After that, in step S211, the motor current determiner 7 multiplies the target torque obtained in step S211 by the gain to obtain the target current, which is stored in the memory. The gain at this time is set to the reciprocal of the torque constant converted into the steering shaft of the motor 10.

【0032】なお、本実施の形態2においても、上記実
施の形態1と同様に、操舵トルク制御器2,戻しトルク
補償器17,ダンピング補償器3,慣性補償器4の各制
御パラメータは、車速検出器14の出力に応じて変更す
る。この時、ステアリング機構自身のダンピングが強い
車両や、ステアリング軸換算の慣性モーメントが小さな
モータを装着した車両については、ダンピング補償器
3,慣性補償器4の各ゲインを0としてもよく、この場
合は、モータ速度検出器5,モータ加速度検出器6,ダ
ンピング制御器3,慣性補償器4は不要となる。また、
操舵トルク制御器2を操舵トルク信号並びにその微分値
に対して操舵補助トルク信号を求める構成としてもよ
い。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the control parameters of the steering torque controller 2, the return torque compensator 17, the damping compensator 3, and the inertia compensator 4 are the vehicle speed. It is changed according to the output of the detector 14. At this time, for a vehicle in which damping of the steering mechanism itself is strong or a vehicle in which a motor having a small moment of inertia equivalent to the steering axis is mounted, each gain of the damping compensator 3 and the inertia compensator 4 may be set to 0. In this case, , The motor speed detector 5, the motor acceleration detector 6, the damping controller 3, and the inertia compensator 4 are unnecessary. Also,
The steering torque controller 2 may be configured to obtain the steering assist torque signal based on the steering torque signal and its differential value.

【0033】このように、本実施の形態2では、ドライ
バがハンドルを保持して操舵している場合には、操舵を
アシストする操舵補助トルク信号を操舵トルク信号に基
づいて発生させるとともに、ドライバがハンドルを放し
た場合には、ハンドルを原点に復帰させるハンドル戻し
補助トルク信号を路面反力トルク信号に基づいて発生さ
せることができるので、手放しを行った後にも、モータ
がハンドル戻し方向にトルクを出力することでき、確実
にハンドルを中心に戻すことができる。即ち、ドライバ
がハンドルを保持している場合には従来の制御アルゴリ
ズムをそのまま流用し、新たに手放し時にハンドルを原
点に復帰させる制御アルゴリズムを付け加えるだけで、
ハンドル戻り性を向上させることができる。
As described above, in the second embodiment, when the driver holds the steering wheel and steers, the steering assist torque signal for assisting the steering is generated based on the steering torque signal, and When the steering wheel is released, the steering wheel return assist torque signal for returning the steering wheel to the origin can be generated based on the road surface reaction force torque signal. It is possible to output, and the handle can be surely returned to the center. That is, when the driver holds the steering wheel, the conventional control algorithm is diverted as it is, and a control algorithm for returning the steering wheel to the origin when newly released is added.
The handle return characteristic can be improved.

【0034】なお、本実施の形態2では、図5のステッ
プS206とS207においてはマップ演算をし、ステ
ップS208とS209ではゲインを乗じる演算をする
構成としたが、各ステップともゲインを乗じる構成とし
てもよいし、あるいは、マップ演算とする構成としても
よい。また、本実施の形態2においては、操舵トルク信
号の周波数特性を改善するための位相補償器をマイコン
のS/W上で構成したが、操舵トルク信号を予めアナロ
グの位相補償器で周波数特性を改善した後、A/D変換
してマイコンに取り込む構成としてもよい。なお、その
場合には、ステップS205が不要となる。
In the second embodiment, map calculation is performed in steps S206 and S207 of FIG. 5, and calculation is performed by multiplying the gain in steps S208 and S209. Alternatively, the map calculation may be performed. In the second embodiment, the phase compensator for improving the frequency characteristic of the steering torque signal is constructed on the S / W of the microcomputer. However, the frequency characteristic of the steering torque signal is previously confirmed by the analog phase compensator. After the improvement, the configuration may be such that A / D conversion is performed and the signal is taken into the microcomputer. In that case, step S205 is unnecessary.

【0035】実施の形態3.上記実施の形態2では、例
えばロードセルのような歪測定手段を備えた路面反力ト
ルク検出器15を用いて、路面反力トルクを直接検出す
る構成としたが、本実施の形態3は、図6に示すよう
に、上記路面反力トルク検出器15に代えて、ローパス
フィルタを備え、操舵トルク検出器1の出力である操舵
トルク信号とモータ加速度検出器6の出力であるモータ
加速度信号とモータ電流検出器11の出力であるモータ
電流値とから路面反力トルク信号を演算して出力する、
マイコンのS/W上で構成した路面反力トルク検出器1
5Sを用いて電動式パワーステアリング制御装置を構成
したものである。これにより、路面反力トルク検出器1
5を省略することができるとともに、それに付随する配
線をなくすことができるので、電動式パワーステアリン
グ制御装置を小型化することができる。なお、路面反力
トルク検出器15Sによる路面反力トルク信号の演算の
詳細については後述する。
Embodiment 3. In the second embodiment, the road surface reaction torque is directly detected by using the road surface reaction torque detector 15 provided with a strain measuring device such as a load cell. As shown in FIG. 6, a low-pass filter is provided in place of the road surface reaction torque detector 15, and a steering torque signal output from the steering torque detector 1 and a motor acceleration signal output from the motor acceleration detector 6 and a motor are provided. The road surface reaction force torque signal is calculated and output from the motor current value output from the current detector 11,
Road reaction torque detector 1 configured on S / W of microcomputer
The electric power steering control device is configured using 5S. As a result, the road surface reaction torque detector 1
Since 5 can be omitted and wiring associated therewith can be eliminated, the electric power steering control device can be downsized. The details of the calculation of the road reaction torque signal by the road reaction torque detector 15S will be described later.

【0036】本実施の形態3の電動式パワーステアリン
グ制御装置の動作について、図7のフローチャートに基
づき説明する。まず、ステップS301で、操舵トルク
検出器1で検出された操舵トルク信号を読み込みメモリ
に記憶する。次に、ステップS302で、モータ速度検
出器5にて検出されたモータ速度信号を読み込みメモリ
に記憶する。ステップS303では、モータ加速度検出
器6において、モータ速度信号を微分演算してモータ加
速度信号を得るとともにメモリに記憶し、ステップS3
04では、モータ電流信号を読み込みメモリに記憶す
る。次に、ステップS305〜S306では、路面反力
トルク検出器15Sにおいて下記の演算を行い、路面反
力トルク信号を求める。まず、ステップS305で、操
舵トルク信号Tsensとステアリング軸回転加速度に相当
するモータ加速度信号dωとモータ電流信号Imtrとを
用いて、下記の式(1)により、定常反力信号T'
rea_estを得る。 T'rea_est=Tsens+Kt・Imtr−J・dω‥‥‥‥(1) Kt:モータのトルク定数(ステアリング軸換算) J :ステアリング機構の慣性モーメント 次に、ステップS306において、路面反力トルク検出
器15Sに設けられたローパスフィルタにより、下記の
式(2)に示すような1次フィルタ演算を行って路面反
力トルク信号Trea_estを得るとともに、この路面反力
トルク信号Trea _estをメモリに記憶する。 dTrea_est/dt=−Trea_est/T1+T'rea_est/T1‥‥‥‥(2) ここで、T1は、上記1次フィルタの時定数で、折点周
波数fc=1/(2π・T1)が0.05〜1.0Hzの
間になるように定める。
The operation of the electric power steering controller of the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S301, the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. Next, in step S302, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S303, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal and stores it in the memory.
At 04, the motor current signal is read and stored in the memory. Next, in steps S305 to S306, the road surface reaction force torque detector 15S performs the following calculation to obtain a road surface reaction force torque signal. First, in step S305, the steady reaction force signal T ′ is calculated by the following equation (1) using the steering torque signal T sens , the motor acceleration signal dω corresponding to the steering shaft rotational acceleration, and the motor current signal Imtr.
Get rea_est . T'rea_est = T sens + K t · I mtr −J · dω (1) K t : Motor torque constant (converted to steering shaft) J: Moment of inertia of steering mechanism Next, in step S306, the low-pass filter provided torque detector 15S, together with obtaining a road surface reaction force torque signal T Rea_est performs primary filter operation, as shown in the following equation (2), the road surface reaction torque signal T rea _est Is stored in memory. dT rea_est / dt = -T rea_est / T 1 + T 'rea_est / T 1 ‥‥‥‥ (2) where, T 1 is a time constant of the primary filter, corner frequency f c = 1 / (2π・ T 1 ) is set to be between 0.05 and 1.0 Hz.

【0037】次に、ステップS307〜S308では、
操舵トルク制御器2において、操舵トルク信号を位相補
償器に通して位相補償し、この位相補償された操舵トル
ク信号に対してマップ演算し、操舵補助トルク信号を求
めてメモリに記憶する。ステップS309では、戻しト
ルク補償器17にて、上記路面反力トルク信号T
rea_estに対してマップ演算によりハンドル戻し補助ト
ルク信号を求め、これをメモリに記憶し、ステップS3
10では、ダンピング補償器3により、モータ速度信号
に比例ゲインを乗じてダンピング補償信号を求めメモリ
に記憶し、ステップS311では、慣性補償器4によ
り、モータ加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補償信
号を求めメモリに記憶する。次に、ステップS312に
進み、第1の加算器12により、上記各ステップS30
8〜S311で求められた操舵補助トルク信号,ハンド
ル戻し補助トルク信号,ダンピング補償信号及び慣性補
償信号を加算して目標トルクを求め、これをメモリに記
憶する。その後、ステップS313で、モータ電流決定
器7により、上記ステップS312で求められた目標ト
ルクにゲインを乗じて目標電流を求めてメモリに記憶す
る。なお、この時のゲインは、モータ10のステアリン
グ軸換算でのトルク定数の逆数としておく。以上のステ
ップS301〜S313までを繰り返す。
Next, in steps S307 to S308,
In the steering torque controller 2, the steering torque signal is passed through a phase compensator to be phase-compensated, a map operation is performed on the phase-compensated steering torque signal, and a steering assist torque signal is obtained and stored in a memory. In step S309, the return torque compensator 17 causes the road surface reaction force torque signal T
A steering wheel return assist torque signal is obtained by map calculation for rea_est , and this is stored in the memory, and step S3
In step 10, the damping compensator 3 multiplies the motor speed signal by a proportional gain to obtain a damping compensation signal, which is stored in a memory. Is stored in the memory. Next, the process proceeds to step S312, and the first adder 12 performs the above steps S30.
The target torque is obtained by adding the steering assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal obtained in 8 to S311, and the target torque is stored in the memory. After that, in step S313, the motor current determiner 7 multiplies the target torque obtained in step S312 by the gain to obtain the target current, which is stored in the memory. The gain at this time is set to the reciprocal of the torque constant converted into the steering shaft of the motor 10. The above steps S301 to S313 are repeated.

【0038】次に、上記式(1)及び式(2)により路
面反力トルクの検出が可能となる理由について説明す
る。ステアリング機構の運動方程式は、下記の式(3)
で表される。 J・dωs/dt=Thdl+Tmtr−Tfric−Treact…‥‥(3) dωs/dt:ステアリング軸回転加速度 Thdl :操舵トルク Tmtr :モータ出力トルク(ステアリング軸換算) Tfric :ステアリング機構内の摩擦トルク Treact :路面反力トルク(ステアリング軸換算) 上記式(3)を路面反力トルクTreactについて解く
と、以下の式(4)のようになる。 Treact=Thdl+Tmtr−J・dωs/dt−Tfric…‥‥(4) したがって、操舵トルク,モータ出力トルク,ステアリ
ング軸回転加速度,ステアリング機構内の摩擦トルクの
各値を用いることにより、路面反力トルクTre actを求
めることができる。操舵トルクThdlとしては、操舵ト
ルク信号Tsensを使用することができ、モータ出力トル
クTmtrとしては、モータ電流信号Imtrにトルク定数K
tを乗じた値を使用することができる。また、ステアリ
ング軸回転加速度(dωs/dt)としては、モータ加
速度信号dωを使用することができる。したがって、ス
テアリング機構内の摩擦トルクTfricの影響を除いた路
面反力トルクは、上記式(1)で検出可能である。一
方、摩擦トルクTfricは、ステアリング機構の回転速度
に対してリレーとして作用する。また、リレーは制御工
学上、等価線形化法により、等価的にゲインと位相で表
すことができることは広く知られている。したがって、
上記式(1)で検出された定常反力信号T'rea_estのゲ
インと位相とを、上記式(2)の1次フィルタにより調
整することにより、路面反力トルク信号Trea_estを得
ることができる。即ち、ゲインと位相とを調整する最も
一般的な方法としてフィルタが用いられる。フィルタで
ゲインと位相を調整可能なのは、折点周波数以上の周波
数領域であり、調整したい周波数の0.5〜1倍の範囲
に折点周波数を設定すれば、ゲインはおよそ1〜0.5
倍、位相はおよそ0〜−20degの範囲で調整可能であ
り、摩擦トルクの影響は大抵の場合キャンセルすること
ができる。自動車において一般的に行われる操舵周波数
は、0.1〜1Hz程度の範囲であり、折点周波数を上
記操舵周波数の0.5〜1倍、即ち概ね0.05Hzか
ら1Hzの範囲に設定しておけば摩擦トルクの影響のキ
ャンセルが可能となる。なお、具体的な折点周波数は、
検出された路面反力トルク信号に基づく制御を最も効か
せたい操舵周波数を狙って設定される。
Next, the reason why the road reaction torque can be detected by the above equations (1) and (2) will be described. The equation of motion of the steering mechanism is the following equation (3).
It is represented by. J · dω s / dt = T hdl + T mtr −T fric −T react ... (3) dω s / dt: Steering shaft rotational acceleration T hdl : Steering torque T mtr : Motor output torque (converted to steering shaft) T fric : Friction torque T react in the steering mechanism: Road surface reaction force torque (converted to steering axis) Solving the above equation (3) for the road surface reaction force torque T react gives the following equation (4). T react = T hdl + T mtr −J · dω s / dt −T fric (4) Therefore, by using each value of the steering torque, the motor output torque, the steering shaft rotational acceleration, and the friction torque in the steering mechanism. , The road surface reaction torque T re act can be obtained. The steering torque T hdl, it is possible to use a steering torque signal T sens, as the motor output torque T mtr, torque constant K in the motor current signal I mtr
A value multiplied by t can be used. Further, the motor acceleration signal dω can be used as the steering shaft rotation acceleration (dω s / dt). Therefore, the road surface reaction force torque excluding the influence of the friction torque T fric in the steering mechanism can be detected by the above equation (1). On the other hand, the friction torque T fric acts as a relay for the rotation speed of the steering mechanism. Further, it is widely known that a relay can be equivalently represented by a gain and a phase by an equivalent linearization method in control engineering. Therefore,
The road surface reaction force torque signal T rea_est can be obtained by adjusting the gain and phase of the steady reaction force signal T ′ rea_est detected by the above equation (1) by the primary filter of the above equation (2). . That is, a filter is used as the most general method for adjusting the gain and the phase. The gain and phase can be adjusted by the filter in the frequency region above the break frequency, and if the break frequency is set in the range of 0.5 to 1 times the frequency to be adjusted, the gain will be about 1 to 0.5.
The doubling and phase can be adjusted in the range of approximately 0 to -20 deg, and the influence of the friction torque can be canceled in most cases. The steering frequency that is generally used in automobiles is in the range of 0.1 to 1 Hz, and the corner frequency is set to 0.5 to 1 times the steering frequency, that is, approximately 0.05 to 1 Hz. If this is done, the effect of friction torque can be canceled. The specific break frequency is
The steering frequency is set to be the most effective control based on the detected road surface reaction torque signal.

【0039】このように、本実施の形態3では、路面反
力トルク信号Trea_estを、操舵トルク信号Tsensとモ
ータ加速度信号dω(ステアリング軸回転加速度)とモ
ータ電流信号Imtrとから検出する構成の路面反力トル
ク検出器15Sを設けることにより、路面反力トルク検
出器15及びそれに付随する配線が不要となり、電動式
パワーステアリング制御装置のコストを低減することが
可能となる。
The structure for detecting this manner, in the third embodiment, the road surface reaction torque signal T Rea_est, the steering torque signal T sens a motor acceleration signal dω and (steering shaft rotational acceleration) and the motor current signal I mtr By providing the road surface reaction force torque detector 15S, the road surface reaction force torque detector 15 and wiring associated therewith are not required, and the cost of the electric power steering control device can be reduced.

【0040】なお、上記実施の形態3においては、路面
反力トルク検出器15Sに入力する操舵トルク信号T
sensとして、位相補償前の信号を用いたが、操舵トルク
検出器1の周波数特性を改善する位相補償器をアナログ
で構成した場合には、操舵トルク信号Tsensとして、位
相補償後の信号を用いてもよい。また、操舵トルク信号
の周波数特性を改善するための位相補償器はマイコンの
S/W上で構成してもよいが、予めアナログの位相補償
器で周波数特性を改善した後、A/Dしてマイコンに取
り込む構成としてもよい。その場合には、上記ステップ
S307が不要となる。
In the third embodiment, the steering torque signal T input to the road surface reaction torque detector 15S is used.
Although the signal before phase compensation is used as sens , when the phase compensator for improving the frequency characteristic of the steering torque detector 1 is configured by analog, the signal after phase compensation is used as the steering torque signal T sens. May be. Further, the phase compensator for improving the frequency characteristic of the steering torque signal may be configured on the S / W of the microcomputer. It may be configured to be incorporated in a microcomputer. In that case, the step S307 is unnecessary.

【0041】また、上記例では、ステップS305で、
操舵トルク信号Tsensとモータ加速度信号dω(ステア
リング軸回転加速度)とモータ電流信号Imtrとから、
下に再掲する式(1)を用いて、定常反力信号T'
rea_estを得る構成としたが、小型モータやブラシレス
モータを装着した電動式パワーステアリング制御装置な
どのように、モータ慣性トルクが路面反力トルク検出値
に対して小さいような電動式パワーステアリング制御装
置に対しては、モータ慣性トルク項(−J・dω)を無
視してもよい。また、路面反力トルク付加制御を動作さ
せる必要がある操舵範囲でのステアリング軸換算のモー
タトルクが路面反力トルク検出値に対して小さいような
電動式パワーステアリング制御装置に対しては、ステア
リング軸換算のモータトルク項を無視してもよい。 T'rea_est=Tsens+Kt・Imtr−J・dω‥‥‥‥(1) Kt:モータのトルク定数(ステアリング軸換算) J :ステアリング機構の慣性モーメント この時、モータ慣性トルク項と、ステアリング軸換算の
モータトルク項のうち、少なくとも一方を無視可能とな
るので、これらの演算が不要となる分、マイコンの演算
負荷を低減することができる。
In the above example, in step S305,
From the steering torque signal T sens , the motor acceleration signal dω (steering shaft rotational acceleration), and the motor current signal Imtr ,
Using equation (1) shown below, the steady reaction force signal T '
Although rea_est is obtained, it is suitable for electric power steering control devices that have a small motor inertia torque relative to the road surface reaction torque detection value, such as an electric power steering control device equipped with a small motor or brushless motor. On the other hand, the motor inertia torque term (−J · dω) may be ignored. Further, for the electric power steering control device in which the motor torque converted into the steering shaft in the steering range where the road surface reaction torque addition control is required is smaller than the road surface reaction torque detection value, the steering shaft The converted motor torque term may be ignored. T 'rea_est = T sens + K t · I mtr -J · dω ‥‥‥‥ (1) K t: torque constant of the motor (steering shaft conversion) J: When this moment of inertia of the steering mechanism, and the motor inertia torque term, Since at least one of the motor torque terms converted into the steering axis can be ignored, the calculation load of the microcomputer can be reduced because the calculation is unnecessary.

【0042】実施の形態4.上記実施の形態3では、モ
ータ電流検出器11の出力Imtrにステアリング軸換算
のモータトルク定数Ktを乗じた値からモータ出力トル
クを求めたが、本実施の形態4の電動式パワーステアリ
ング制御装置は、図8に示すように、例えばロードセル
のような歪み測定手段を備えた、モータ出力トルクを検
出するモータトルク検出器20を設けて、モータ10の
出力軸のトルクを直接検出するように構成したもので、
モータ10の出力軸のトルクを直接検出することによ
り、モータ出力トルクの検出精度を向上させることがで
きるとともに、モータ電流検出器11の出力Imtrを用
いないため、モータ電流信号のノイズの影響を受けるこ
とがないので、路面反力トルクを精度良く検出すること
ができる。
Fourth Embodiment In the third embodiment, the motor output torque is obtained from a value obtained by multiplying the output I mtr of the motor current detector 11 by the steering shaft-converted motor torque constant K t . However, the electric power steering control of the fourth embodiment is performed. As shown in FIG. 8, the apparatus is provided with a motor torque detector 20 for detecting a motor output torque, which is provided with a strain measuring means such as a load cell, and directly detects the torque of the output shaft of the motor 10. Configured,
By directly detecting the torque of the output shaft of the motor 10, the detection accuracy of the motor output torque can be improved, and since the output Imtr of the motor current detector 11 is not used, the influence of noise on the motor current signal can be reduced. Since it is not received, the road surface reaction torque can be accurately detected.

【0043】次に、本実施の形態4の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図9のフローチャー
トに基づき説明する。なお、操舵トルク信号の読み込み
(ステップS301a)からモータ加速度信号dωの演
算(ステップS303a)までは、上記図7に示したフ
ローチャートのステップS301〜S303と同じであ
るので、説明を省略する。ステップS304aでは、ス
テアリング軸換算のモータトルク検出器20の出力をA
/D変換し読み込み、メモリにモータトルク信号Tm
して記憶する。次に、ステップS305aで、操舵トル
ク信号Tsensとステアリング軸回転角速度に相当するモ
ータ加速度信号dωと上記モータトルク信号Tmとを用
いて、下記(5)式により、定常反力信号T'rea_est
得る。 T'rea_est=Tsens+Tm−J・dω‥‥‥‥(5) ステップS306aでは、上記式(5)で求めた定常反
力信号T'rea_estを用いて、上記実施の形態3で示した
式(2)の1次フィルタ演算を行って路面反力トルク信
号Trea_estを得、この路面反力トルク信号Trea_est
メモリに記憶する。以下の、ステップS307a〜S3
13aは、上記実施の形態3の図7のステップS307
からステップS313までと同一であるので、説明を省
略する。。このように、本実施の形態4では、モータト
ルク検出器20の出力から直接モータ出力トルクTm
検出するので、モータトルク検出精度が高く、モータ電
流信号ノイズの影響を受けない電動式パワーステアリン
グ制御装置を実現することが可能となる。
Next, the operation of the electric power steering controller of the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps from reading the steering torque signal (step S301a) to calculating the motor acceleration signal dω (step S303a) are the same as steps S301 to S303 in the flowchart shown in FIG. In step S304a, the output of the motor torque detector 20 converted into the steering shaft is set to A
/ D conversion is performed and read, and is stored in the memory as the motor torque signal T m . Next, in step S305a, using the steering torque signal T sens , the motor acceleration signal dω corresponding to the steering shaft rotation angular velocity, and the motor torque signal T m , the steady reaction force signal T'rea_est is calculated by the following equation (5). To get T ′ rea_est = T sens + T m −J · dω (5) In step S306a, the steady reaction force signal T ′ rea_est obtained by the above equation (5) is used to show the third embodiment. The road surface reaction force torque signal T rea_est is obtained by performing the primary filter operation of the equation (2), and the road surface reaction force torque signal T rea_est is stored in the memory. The following steps S307a to S3
13a is step S307 in FIG. 7 of the third embodiment.
Since it is the same as that from step S313 to step S313, the description is omitted. . As described above, in the fourth embodiment, the motor output torque T m is directly detected from the output of the motor torque detector 20, so that the motor torque detection accuracy is high and the electric power steering is not affected by the motor current signal noise. It becomes possible to realize the control device.

【0044】実施の形態5.上記実施の形態3では、モ
ータ電流検出器11の出力Imtrにステアリング軸換算
のモータトルク定数Ktを乗じた値からモータ出力トル
クを求めるようにしたが、本実施の形態5の電動式パワ
ーステアリング制御装置は、図10に示すように、上記
モータ電流検出器11の出力Imtrに代えて、モータ電
流決定器7の出力であるモータ電流制御目標値Itを用
いて、モータ出力トルクを検出する構成としたもので、
上記モータ電流制御目標値Itは、上記図7に示したフ
ローチャートのステップS313において演算されメモ
リに記憶されている値である。即ち、上記実施の形態3
では、ステップS301〜S313までの処理ルーチン
を繰り返し、ステップS304で検出したモータ電流検
出器11の出力Imtrを用いてモータ電流制御目標値It
を求め、モータ10を制御するようにしたが、本実施の
形態5では、後述するように、一度モータ電流制御目標
値Itを求めた後は、上記ステップS304で検出した
mtrではなく、モータ制御電流であるモータ電流制御
目標値Itを用いて、モータ出力トルクを検出するよう
にしたので、モータ出力トルクの検出精度を向上させる
ことができる。更に、モータ電流信号のノイズの影響を
受けないので、路面反力トルクを精度良く検出すること
ができる。
Embodiment 5. In the third embodiment, the motor output torque is obtained from a value obtained by multiplying the output I mtr of the motor current detector 11 by the motor torque constant K t converted into the steering shaft. steering control apparatus, as shown in FIG. 10, instead of the output I mtr of the motor current detector 11, with a motor current control target value I t is the output of the motor current determiner 7, the motor output torque It is configured to detect,
The motor current control target value I t is a value stored in the memory is calculated in step S313 of the flowchart shown in FIG 7. That is, the third embodiment
At step repeats the processing routine to S301~S313, motor current control target value by using the output I mtr of the motor current detector 11 detected in step S304 I t
Look, but so as to control the motor 10, in the fifth embodiment, as described later, it is sought after once the motor current control target value I t, rather than the I mtr detected in step S304, using motor current control target value I t is a motor control current, since in order to detect the motor output torque, it is possible to improve the detection accuracy of the motor output torque. Further, since it is not affected by the noise of the motor current signal, the road surface reaction torque can be detected accurately.

【0045】次に、本実施の形態5の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について説明する。まず、図7
のフローチャートにより、モータ電流制御目標値It
求めてメモリに記憶した後、図11のフローチャートに
示す処理ルーチンに移行し、ステップS301bで、操
舵トルク検出器1で検出された操舵トルク信号を読み込
みメモリに記憶する。次に、ステップS302bで、モ
ータ速度検出器5にて検出されたモータ速度信号を読み
込みメモリに記憶する。ステップS303bでは、モー
タ加速度検出器6において、モータ速度信号を微分演算
してモータ加速度信号を得るとともにメモリに記憶す
る。図11の処理ルーチンでは、図7のステップS30
4で行ったモータ電流信号Imtrの読み込みを行わず、
ステップS305bに進み、操舵トルク信号Tsensとス
テアリング軸回転角速度に相当するモータ加速度信号d
ωと本処理ルーチンの前サイクルで演算されメモリに記
憶されているモータ電流制御目標信号Itとを用いて、
下記(6)式により、定常反力信号T'rea_estを得る。 T'rea_est=Tsens+Kt・It−J・dω‥‥‥‥(6) ステップS306bでは、上記式(7)で求めた定常反
力信号T'rea_estを用いて、上記実施の形態3で示した
式(2)の1次フィルタ演算を行って路面反力トルク信
号Trea_estを得、メモリに記憶する。以下の、ステッ
プS307b〜S313bは、上記実施の形態3の図7
のステップS307からステップS313までと同一で
あるので、説明を省略する。。このように、本実施の形
態5では、モータ電流信号Imtrの代わりに、モータ電
流決定器7の出力であるモータ電流制御目標信号It
用いて、モータの出力軸トルクを検出するようにしたの
で、モータトルク検出精度が高く、モータ電流信号ノイ
ズの影響を受けない電動式パワーステアリング制御装置
を実現することが可能となる。
Next, the operation of the electric power steering control system according to the fifth embodiment will be described. First, FIG.
Flow through, and is then stored in the memory in search of the motor current control target value I t, and proceeds to the processing routine shown in the flowchart of FIG. 11, in step S301b, reads the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 Store in memory. Next, in step S302b, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S303b, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal and stores it in the memory. In the processing routine of FIG. 11, step S30 of FIG.
Without reading the motor current signal I mtr performed in step 4,
In step S305b, the steering torque signal T sens and the motor acceleration signal d corresponding to the steering shaft rotation angular velocity d
Using ω and the motor current control target signal I t calculated in the previous cycle of this processing routine and stored in the memory,
The steady reaction force signal T'rea_est is obtained from the following equation (6). 'In rea_est = T sens + K t · I t -J · dω ‥‥‥‥ (6) Step S306b, the constant reaction force signal T obtained by the above formula (7)' T with Rea_est, the above embodiment 3 The road surface reaction force torque signal T rea — est is obtained by performing the first-order filter calculation of the equation (2) shown in (3) and stored in the memory. The following steps S307b to S313b are the same as in FIG.
Since it is the same as steps S307 to S313 of No. 1, description thereof will be omitted. . Thus, in the fifth embodiment, instead of the motor current signal I mtr, using a motor current control target signal I t is the output of the motor current determiner 7, so as to detect the output shaft torque of the motor Therefore, it is possible to realize an electric power steering control device that has high motor torque detection accuracy and is not affected by motor current signal noise.

【0046】実施の形態6.上記実施の形態3では、操
舵トルク検出器1から出力される操舵トルク信号T sens
を用いて路面反力トルクTrea_estを検出したが、本実
施の形態6は、操舵トルク検出器1の出力がモータ電流
検出器11の出力に略比例することを用い、図12に示
すように、モータ電流検出器11の出力とモータ加速度
検出器6から出力されるモータ加速度信号dωとから路
面反力トルクTrea_estを検出するように構成したもの
で、これにより、メモリを節約でき、演算処理プログラ
ムの構成とその演算処理を簡素化することができる。
Sixth Embodiment In the third embodiment, the operation
Steering torque signal T output from the steering torque detector 1 sens
By using the road reaction torque Trea_estDetected, but the real
In the sixth embodiment, the output of the steering torque detector 1 is the motor current.
Using the fact that it is approximately proportional to the output of the detector 11,
The output of the motor current detector 11 and the motor acceleration.
From the motor acceleration signal dω output from the detector 6,
Surface reaction force torque Trea_estConfigured to detect
This allows you to save memory and
The configuration of the program and its arithmetic processing can be simplified.

【0047】次に、本実施の形態6の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図13のフローチャ
ートに基づき説明する。まず、ステップS304cで
は、モータ電流信号Imtrを読み込みメモリに記憶す
る。次に、ステップS305cで、上記モータ電流信号
mtrを用いて、下記(7)式により、定常反力信号T'
rea_estを得る。 T'rea_est=Kit・Imtr+Kt・Imtr−J・dω‥‥‥‥(7) Kit;モータ電流信号から操舵トルク信号相当値への変
換定数即ち、操舵トルク検出器1の出力はモータ電流検
出器11の出力に略比例するので、操舵トルク信号T
sensに代えて、比例項Kit・Imtrを用いて定常反力信
号T'rea_estを演算する。ステップS306cでは、上
記式(7)で求めた定常反力信号T'rea_estを用いて、
上記実施の形態3で示した式(2)の1次フィルタ演算
を行って路面反力トルク信号Trea_estを得、この路面
反力トルク信号Trea_estをメモリに記憶する。以下
の、ステップS307c〜S313cは、上記実施の形
態3の図7のステップS307からステップS313ま
でと同一であるので、説明を省略する。。
Next, the operation of the electric power steering controller of the sixth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S304c, the motor current signal I mtr is read and stored in the memory. Next, in step S305c, using the motor current signal I mtr , the steady reaction force signal T ′ is calculated by the following equation (7).
Get rea_est . T'rea_est = K it · I mtr + K t · I mtr −J · dω (7) K it ; conversion constant from motor current signal to steering torque signal equivalent value, that is, output of steering torque detector 1 Is approximately proportional to the output of the motor current detector 11, the steering torque signal T
Instead of sens, it calculates a steady reaction force signal T 'rea_est using proportional term K it · I mtr. In step S306c, using the steady reaction force signal T'rea_est obtained by the above equation (7),
The road surface reaction force torque signal T rea_est is obtained by performing the primary filter operation of the equation (2) shown in the third embodiment, and the road surface reaction force torque signal T rea_est is stored in the memory. Since the following steps S307c to S313c are the same as steps S307 to S313 in FIG. 7 of the third embodiment, the description thereof will be omitted. .

【0048】このように、本実施の形態6では、操舵ト
ルク検出器1の出力がモータ電流検出器11の出力に略
比例することを用い、操舵トルク検出器1の出力を用い
ることなく路面反力トルクを検出できるようにしたの
で、メモリを節約でき、演算処理プログラムの構成とそ
の演算処理を簡素化できる。なお、小型モータやブラシ
レスモータを装着した電動式パワーステアリング制御装
置などのように、モータ慣性トルクが路面反力トルク検
出値に対して小さいような電動式パワーステアリング制
御装置に対しては、モータ慣性トルク項(−J・dω)
を無視してもよいので、モータ電流検出器11の出力の
みから路面反力トルクTrea_estを検出することができ
る。
As described above, in the sixth embodiment, the fact that the output of the steering torque detector 1 is approximately proportional to the output of the motor current detector 11 is used and the output of the steering torque detector 1 is not used. Since the force torque can be detected, the memory can be saved, and the configuration of the arithmetic processing program and its arithmetic processing can be simplified. For an electric power steering control device in which the motor inertia torque is smaller than the road surface reaction force torque detection value, such as an electric power steering control device equipped with a small motor or a brushless motor, the motor inertia Torque term (-J · dω)
Is negligible , the road surface reaction torque Trea_est can be detected only from the output of the motor current detector 11.

【0049】実施の形態7.上記実施の形態3では、例
えばモータ回転角センサやモータ回転角速度センサ等の
センサ出力からモータ10の回転速度を検出するモータ
速度検出器5を用いてモータ速度を検出したが、本実施
の形態7では、図14に示すように、モータ電流検出器
11からのモータ電流信号Imtrと、モータ駆動器9の
図示しない電源電圧検出器からの電源電圧値とモータ駆
動器9の出力であるPWM信号のデューティ比信号とか
ら演算されるモータ印加電圧の目標値とからモータ回転
角速度ωを検出する、マイコンのS/W上で構成したモ
ータ速度検出器5Sを用いて電動式パワーステアリング
制御装置を構成したもので、上記モータ回転角速度ωを
微分演算した出力信号dωと操舵トルク信号Tsensとモ
ータ電流信号Imtrとから路面反力トルクTrea_estを得
るようにしたものである。これにより、モータの回転角
加速度dωを検出する際に、モータ回転角センサやモー
タ回転角速度センサ等のセンサが不要になり、電動式パ
ワーステアリング制御装置のコストを低減することがで
きる。
Embodiment 7. In the third embodiment, the motor speed is detected by using the motor speed detector 5 that detects the rotation speed of the motor 10 from the sensor output such as the motor rotation angle sensor or the motor rotation angular velocity sensor. Then, as shown in FIG. 14, the motor current signal I mtr from the motor current detector 11, the power supply voltage value from the power supply voltage detector (not shown) of the motor drive 9 and the PWM signal which is the output of the motor drive 9 The electric power steering control device is configured using the motor speed detector 5S configured on the S / W of the microcomputer, which detects the motor rotation angular velocity ω from the target value of the motor applied voltage calculated from the duty ratio signal of in which the, the road surface reaction torque T Rea_est from the output signal dω obtained by differentiating operation the motor rotation angular speed ω and the steering torque signal T sens and the motor current signal I mtr In which was to so that. This eliminates the need for sensors such as a motor rotation angle sensor and a motor rotation angular velocity sensor when detecting the rotation angular acceleration dω of the motor, thus reducing the cost of the electric power steering control device.

【0050】次に、本実施の形態7の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図15のフローチャ
ートに基づき説明する。まず、ステップS301dで、
操舵トルク検出器1で検出された操舵トルク信号を読み
込みメモリに記憶する。次に、ステップS302dで、
モータ電流信号を読み込みメモリに記憶する。ステップ
S303dでは、電源電圧検出器からの出力信号V
A/D変換し、モータ駆動器9の出力信号であるデュー
ティ比指令値Xdutyをメモリから読み込み、このデ
ューティ比指令値Xdutyと上記電源電圧検出器から
の出力信号Vとを乗算した値から、モータ電機子抵抗
にモータ電流信号Imtrとを乗算した値を減算して
回転角速度ωを求める。以下に、回転角速度ωの演算式
を示す。 ω=Xduty・V−R・Imtr/K‥‥‥‥(8) K;逆起電力定数 次に、ステップS304dで、上記回転角速度ωを微分
演算してモータ加速度信号dωを得る。以下のステップ
S305d〜ステップS313dは、実施の形態3の図
7のステップS306からステップS313までと同一
であるので、説明を省略する。
Next, the operation of the electric power steering controller of the seventh embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S301d,
The steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. Next, in step S302d,
The motor current signal is read and stored in the memory. In step S303d, the output signal Vb from the power supply voltage detector is A / D converted, the duty ratio command value X duty which is the output signal of the motor driver 9 is read from the memory, and this duty ratio command value X duty and the above The value obtained by multiplying the output signal V b from the power supply voltage detector and the value obtained by multiplying the motor armature resistance R m by the motor current signal I mtr are subtracted from each other to obtain the rotational angular velocity ω. The formula for calculating the rotational angular velocity ω is shown below. ω = X duty · V b −R m · I mtr / K b (8) K b ; Back electromotive force constant Next, in step S304d, the rotational angular velocity ω is differentiated to calculate the motor acceleration signal dω. To get Since the following steps S305d to S313d are the same as steps S306 to S313 of FIG. 7 of the third embodiment, description thereof will be omitted.

【0051】実施の形態8.上記実施の形態3では、路
面反力トルク信号Trea_estを、操舵トルク信号Ts ens
とモータ加速度信号dωとモータ電流信号Imtrとから
検出する構成とするとともに、操舵トルク制御器2によ
り、操舵トルク検出器1から直接に補助トルク信号を演
算する構成としたが、図16に示すように、上記操舵ト
ルク制御器2に代えて、ローパスフィルタを備えた路面
反力トルク検出器15Sからの路面反力トルク信号T
rea_estに基づいて、モータ10に、上記路面反力トル
クと逆方向にトルクを発生させるための切り込みトルク
信号を演算し出力する切り込みトルク制御器16Sを設
けて補助トルク信号とすることにより、例えば、出力値
にエンジン振動等に伴うノイズ成分が大きい安価な操舵
トルク検出器1を用いた場合でも、精度良く操舵トルク
を検出することができる。
Embodiment 8. In the third embodiment, the road surface reaction torque signal T Rea_est, the steering torque signal T s ens
16 and the motor acceleration signal dω and the motor current signal I mtr are detected, and the steering torque controller 2 directly calculates the auxiliary torque signal from the steering torque detector 1. As described above, instead of the steering torque controller 2, the road surface reaction force torque signal T from the road surface reaction force torque detector 15S equipped with a low pass filter is obtained.
Based on rea_est , the motor 10 is provided with a notch torque controller 16S that calculates and outputs a notch torque signal for generating a torque in the direction opposite to the road surface reaction torque. Even when the inexpensive steering torque detector 1 having a large noise component due to engine vibration or the like is used in the output value, the steering torque can be accurately detected.

【0052】次に、本実施の形態8の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図17のフローチャ
ートに基づき説明する。なお、操舵トルク信号の読み込
み(ステップS401)から路面反力トルク信号T
rea_estを演算する(ステップS406)までは、上記
図7に示したフローチャートのステップS301〜S3
06と同じであるので、説明を省略する。ステップS4
07では、切り込みトルク制御器16Sにおいて、ステ
ップS406で演算された路面反力トルク信号T
rea_estに対してマップ演算し、切り込み補助トルク信
号を求めてメモリに記憶する。この時、切り込み補助ト
ルク信号は、路面反力と逆方向にモータ10がトルクを
発生するように上記マップを定めておく。次に、ステッ
プS408で、戻しトルク補償器17により、路面反力
トルク信号Trea_estに対してマップ演算し、ハンドル
戻し補助トルク信号を求めてメモリに記憶する。ステッ
プS409では、ダンピング補償器3により、モータ速
度信号に比例ゲインを乗じてダンピング補償信号を求め
メモリに記憶し、ステップS410では、慣性補償器4
により、モータ加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補
償信号を求めメモリに記憶する。次に、ステップS41
1に進み、、第1の加算器12により、上記各ステップ
S407〜S410で求められた切り込み補助トルク信
号,ハンドル戻し補助トルク信号,ダンピング補償信号
及び慣性補償信号を加算して目標トルクを求め、これを
メモリに記憶する。その後、ステップS412で、モー
タ電流決定器7において、上記ステップS411で求め
られた目標トルクにゲインを乗じて目標電流を求めてメ
モリに記憶する。
Next, the operation of the electric power steering controller of the eighth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The road surface reaction force torque signal T is read from the reading of the steering torque signal (step S401).
Until rea_est is calculated (step S406), steps S301 to S3 of the flowchart shown in FIG. 7 are performed.
The description is omitted because it is the same as 06. Step S4
At 07, the cut torque controller 16S calculates the road surface reaction force torque signal T calculated at step S406.
A map operation is performed on rea_est to obtain a cutting assist torque signal, which is stored in the memory. At this time, the cutting assist torque signal sets the above map so that the motor 10 generates torque in the direction opposite to the road surface reaction force. Next, in step S408, the return torque compensator 17 performs map calculation on the road surface reaction force torque signal T rea — est to obtain the steering wheel return assist torque signal and stores it in the memory. In step S409, the damping compensator 3 multiplies the motor speed signal by a proportional gain to obtain a damping compensation signal, which is stored in the memory. In step S410, the inertia compensator 4 is used.
Thus, the inertial compensation signal is obtained by multiplying the motor acceleration signal by the proportional gain and stored in the memory. Next, step S41
In step 1, the first adder 12 adds the cutting assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal obtained in steps S407 to S410 to obtain the target torque. This is stored in memory. Then, in step S412, the motor current determiner 7 multiplies the target torque obtained in step S411 by the gain to obtain the target current, which is stored in the memory.

【0053】実施の形態9.本実施の形態9は、上記実
施の形態3〜8で用いられた路面反力トルク検出器15
Sに関する発明であり、それ以外の部分については、上
記実施の形態3〜84のいずれのブロック図の構成をと
ってもよい。以下、本実施の形態9の電動式パワーステ
アリング制御装置の動作について、図6(上記実施の形
態3のブロック図)及び図18のフローチャートとに基
づき説明する。まず、ステップS501で、操舵トルク
検出器1で検出された操舵トルク信号を読み込みメモリ
に記憶する。次に、ステップS502で、モータ速度検
出器5にて検出されたモータ速度信号を読み込みメモリ
に記憶する。ステップS503では、モータ加速度検出
器6にて、モータ速度信号を微分演算してモータ加速度
信号を得るとともに、それをメモリに記憶する。ステッ
プS504では、モータ電流信号を読み込みメモリに記
憶する。
Ninth Embodiment The ninth embodiment is the road surface reaction torque detector 15 used in the third to eighth embodiments.
The invention is related to S, and the other portions may have the configuration of any of the block diagrams of the above-described third to 84th embodiments. Hereinafter, the operation of the electric power steering control device according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. 6 (block diagram of the third embodiment) and the flowchart of FIG. 18. First, in step S501, the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. Next, in step S502, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S503, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal and stores it in the memory. In step S504, the motor current signal is read and stored in the memory.

【0054】ステップS505〜S508は、路面反力
トルク検出器15Sでの動作を示すもので、まず、ステ
ップS505で、操舵トルク信号の絶対値が所定の閾値
以上かどうか判断する。この時、上記閾値は、直進時の
ハンドル保持に必要なトルクと操舵トルク検出器1の測
定オフセットとの和付近の値になるように予め設定し、
その値をROMに記憶させておく。ステップS505で
操舵トルク信号の絶対値が閾値以上であると判断された
場合には、そのままステップS507に進み、閾値未満
であると判断された場合には、ステップS506に進ん
で、路面反力トルク検出器15S内での演算に用いる操
舵トルク信号Tsensを0に置き換えた上でステップS5
07に進む。以下、上記実施の形態3のステップS30
5〜S313と同様に、ステップS507〜S511に
おいて、操舵トルク信号Tsensとモータ加速度信号dω
とモータ電流信号Imtrとから路面反力トルク信号T
rea_estを演算し、この路面反力トルク信号Trea_est
位相補償した信号から操舵補助トルク信号とハンドル戻
し補助トルク信号とを求める。その後、ステップS51
2〜S515において、ダンピング補償信号,慣性補償
信号を求め、上記操舵補助トルク信号,ハンドル戻し補
助トルク信号,ダンピング補償信号,慣性補償信号の和
を求め目標トルクとし、この目標トルクにゲインを乗じ
て目標電流を求める。以上、ステップS501〜S51
5までの動作を繰り返す。なお、操舵トルク信号Tsens
を0に置き換えた場合には、ステップS508で求めら
れた路面反力トルク信号Trea_estの値は、Trea_est
0となるので、操舵トルク信号の絶対値が閾値未満であ
る場合には、路面反力トルクが作用しないとして制御を
行うことになる。
Steps S505 to S508 show the operation of the road surface reaction torque detector 15S. First, in step S505, it is determined whether or not the absolute value of the steering torque signal is equal to or larger than a predetermined threshold value. At this time, the threshold value is set in advance so as to be a value near the sum of the torque required to hold the steering wheel when traveling straight ahead and the measurement offset of the steering torque detector 1.
The value is stored in the ROM. If it is determined in step S505 that the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S507 as it is, and if it is determined that the absolute value is less than the threshold value, the process proceeds to step S506 and the road surface reaction torque After replacing the steering torque signal T sens used for the calculation in the detector 15S with 0, step S5
Proceed to 07. Hereinafter, step S30 of the above-mentioned Embodiment 3
Similar to 5 to S313, in steps S507 to S511, the steering torque signal T sens and the motor acceleration signal dω
And the motor current signal I mtr from the road surface reaction force torque signal T
rea_est is calculated, and the steering assist torque signal and the steering wheel return assist torque signal are obtained from the signal obtained by phase-compensating the road surface reaction force torque signal Trea_est . Then, step S51
2 to S515, a damping compensation signal and an inertia compensation signal are obtained, the sum of the steering assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal is obtained as a target torque, and this target torque is multiplied by a gain. Find the target current. Above, steps S501 to S51
The operations up to 5 are repeated. The steering torque signal T sens
When is replaced with 0, the value of the road surface reaction force torque signal T rea_est obtained in step S508 is T rea_est
Therefore, when the absolute value of the steering torque signal is less than the threshold value, the road surface reaction torque is determined not to act and control is performed.

【0055】道路には、一般に雨水を路肩側に流すため
に、道路の中心付近が高く路肩付近が低くなるカントが
設けられている。このため、道路を直進しようとする場
合、ハンドルを僅かなトルクで保持する必要がある。ま
た、操舵トルクを検出する操舵トルク検出器1は、電圧
のドリフト等で僅かにオフセットする場合が多い。した
がって、操舵トルク検出信号をそのまま使うと、路面反
力トルク検出器15Sは、直進時も路面反力トルク検出
値が0とならないので、この路面反力トルク検出値に基
づいてハンドル戻し補助トルク信号を演算すると、直進
時も不必要なトルクをドライバが感じてしまう場合があ
る。これに対して、本実施の形態9では、操舵トルク信
号の絶対値が所定の閾値未満であると判断された場合に
は、路面反力トルク検出器15内での演算に用いる操舵
トルク信号Tsensを0に置き換えた上で、上記実施の形
態3に示した式(1)の定常反力信号T'rea_estを演算
することにより、路面反力トルク検出器15Sの検出値
を実質的に0とするとともに、この時の閾値を、直進時
のハンドル保持に必要なトルクと操舵トルク検出器の測
定オフセットとの和付近の値に設定するようにしたの
で、上述のような問題を解決することができる。
In general, a cant is provided on the road so that the vicinity of the center of the road is high and the vicinity of the road is low in order to allow rainwater to flow to the shoulder side. Therefore, when going straight on the road, it is necessary to hold the steering wheel with a slight torque. Further, the steering torque detector 1 that detects the steering torque is often slightly offset due to voltage drift or the like. Therefore, if the steering torque detection signal is used as it is, the road surface reaction force torque detector 15S does not have a road surface reaction force torque detection value of 0 even when the vehicle is straight ahead. When calculating, the driver may feel unnecessary torque even when going straight. On the other hand, in the ninth embodiment, when it is determined that the absolute value of the steering torque signal is less than the predetermined threshold value, the steering torque signal T used for the calculation in the road surface reaction torque detector 15 is calculated. By replacing sens with 0 and calculating the steady reaction force signal T'rea_est of the equation (1) shown in the above-mentioned Embodiment 3, the detection value of the road surface reaction force torque detector 15S is substantially 0. In addition, the threshold at this time is set to a value near the sum of the torque required to hold the steering wheel when traveling straight ahead and the measured offset of the steering torque detector.So, solve the above problems. You can

【0056】なお、上記実施の形態9においては、ステ
ップS505において、操舵トルク信号の絶対値が閾値
未満であると判断された場合には、路面反力トルク検出
器15S内での演算に用いる操舵トルク信号Tsensを0
に置き換えるようにしたので、路面反力トルク検出器1
5Sへの入力となる操舵トルク信号と、路面反力トルク
検出器15S内での演算に用いる操舵トルク信号の関係
は、図19に示すように、不連続が発生するが、図20
に示すように、不連続点が無いように設定してもよい。
即ち、ステップS505で操舵トルク信号の絶対値が閾
値以上であると判断された場合には、操舵トルク信号T
sensから上記閾値の値を減算した上でステップS507
に進むようにすることにより、上記不連続点を解消する
ようにしてもよい。
In the ninth embodiment, if it is determined in step S505 that the absolute value of the steering torque signal is less than the threshold value, the steering wheel used for the calculation in the road surface reaction torque detector 15S. Torque signal T sens is 0
Therefore, the road surface reaction force torque detector 1
As for the relationship between the steering torque signal that is an input to 5S and the steering torque signal used for the calculation in the road surface reaction torque detector 15S, discontinuity occurs as shown in FIG.
As shown in, it may be set so that there are no discontinuities.
That is, when it is determined in step S505 that the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to the threshold value, the steering torque signal T
After subtracting the above threshold value from sens , step S507
The discontinuity point may be eliminated by proceeding to step.

【0057】実施の形態10.上記実施の形態9では、
操舵トルク信号の絶対値が所定の閾値以上であるか否か
の判定後に、定常反力信号T'rea_estの演算と路面反力
トルク信号Trea_estの演算とを行うようにしたが、図
21のフローチャートに示すように、定常反力信号T'
rea_estの演算(ステップS605)と路面反力トルク
信号Trea_est(ステップS606)の演算後に、操舵
トルク信号の絶対値が所定の閾値以上であるか否かの判
定(ステップS607)を行うようにしても、上記実施
の形態9と同様な効果を得ることができる。但し、本実
施の形態10では、上記ステップS607で、操舵トル
ク信号の絶対値が閾値未満であると判断された場合に
は、ステップS608において、路面反力トルク信号T
rea_estを0とした後、ハンドル戻し補助トルク信号を
求める(ステップS611)ものとする。
Embodiment 10. In the ninth embodiment,
After determining whether or not the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to a predetermined threshold value, the steady reaction force signal T ′ rea_est and the road surface reaction force torque signal T rea_est are calculated. As shown in the flow chart, the steady reaction force signal T '
After the calculation of rea_est (step S605) and the calculation of the road surface reaction force torque signal T rea_est (step S606), it is determined whether the absolute value of the steering torque signal is equal to or more than a predetermined threshold value (step S607). Also, the same effect as that of the ninth embodiment can be obtained. However, in the tenth embodiment, when it is determined in step S607 that the absolute value of the steering torque signal is less than the threshold value, in step S608, the road surface reaction force torque signal T
After setting rea_est to 0, the steering wheel return assist torque signal is obtained (step S611).

【0058】実施の形態11.上記実施の形態9,10
では、マイコンのS/W上で構成した路面反力トルク検
出器15Sにおいて、入力された操舵トルク信号の絶対
値が所定の閾値未満であると判断された場合には、路面
反力トルク検出器15S内での演算に用いる操舵トルク
信号Tsensあるいは路面反力トルク信号Trea_estを0
として、ハンドル戻し補助トルク信号を求めるようにし
たが、上記実施の形態1,2に用いられる路面反力トル
ク検出器15においても、路面反力トルク信号に閾値を
設定し、路面反力トルク信号が上記閾値以下の場合に
は、路面反力トルク信号Trea_estを0とした後、切り
込み補助トルク信号やハンドル戻し補助トルク信号を演
算するとともに、この時の閾値を、直進時の路面反力ト
ルク検出器出力のオフセット付近の値に設定することに
より、上記実施の形態9,10と同様に、直進時に不必
要なトルクの発生をなくすことができるので、操舵性を
向上させることができる。
Eleventh Embodiment Embodiments 9 and 10 above
Then, when it is determined that the absolute value of the input steering torque signal is less than the predetermined threshold value by the road surface reaction torque detector 15S configured on the S / W of the microcomputer, the road surface reaction torque detector is detected. The steering torque signal T sens or the road surface reaction force torque signal T rea_est used for the calculation within 15S is set to 0.
As an example, the steering wheel return assist torque signal is obtained. However, also in the road surface reaction force torque detector 15 used in the first and second embodiments, a threshold value is set for the road surface reaction force torque signal and the road surface reaction force torque signal is set. Is less than or equal to the above threshold value, the road surface reaction force torque signal T rea_est is set to 0, and then the cutting assist torque signal and the steering wheel return assist torque signal are calculated, and the threshold value at this time is set to the road surface reaction force torque during straight traveling. By setting the value near the offset of the detector output, as in Embodiments 9 and 10, it is possible to eliminate the generation of unnecessary torque when traveling straight, so that the steering performance can be improved.

【0059】次に、上記構成の電動式パワーステアリン
グ制御装置の動作について、図22のフローチャートに
基づき説明する。まず、ステップS701では、路面反
力トルク検出器15で検出された路面反力トルク信号を
読み込みメモリに記憶する。次に、ステップS702
で、モータ速度検出器5で検出されたモータ速度信号を
読み込みメモリに記憶する。ステップS703では、モ
ータ加速度検出器6において、上記モータ速度信号を微
分演算してモータ加速度信号を得、これをメモリに記憶
する。次に、ステップS704で、路面反力トルク信号
の絶対値が、上述した所定の閾値以上かどうか判断す
る。路面反力トルク信号の絶対値が閾値以上であると判
断された場合には、そのままステップS706に進み、
閾値未満であると判断された場合には、ステップS70
5に進んで、路面反力トルク信号Trea_estを0とした
上でステップS706に進む。ステップS706では、
切り込みトルク制御器16により、上記路面反力トルク
信号に対してマップ演算し、切り込み補助トルク信号を
求め、ステップS1707で、戻しトルク補償器17に
より、上記路面反力トルク信号に対してマップ演算し、
ハンドル戻し補助トルク信号を求める。次に、ステップ
S708で、ダンピング補償器3により、モータ速度信
号に比例ゲインを乗じてダンピング補償信号を求めメモ
リに記憶し、ステップS709で、慣性補償器4によ
り、モータ加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補償信
号を求めメモリに記憶する。次に、ステップS710に
進み、第1の加算器12により、上記各ステップS70
6〜S709で求められた、切り込み補助トルク信号,
ハンドル戻し補助トルク信号,ダンピング補償信号及び
慣性補償信号を加算して目標トルクを求め、これをメモ
リに記憶する。その後、ステップS711で、モータ電
流決定器7により、上記ステップS711で求められた
目標トルクにゲインを乗じて目標電流を求めてメモリに
記憶する。
Next, the operation of the electric power steering control device having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S701, the road surface reaction force torque signal detected by the road surface reaction force torque detector 15 is read and stored in the memory. Next, step S702.
Then, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. In step S703, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain a motor acceleration signal, which is stored in the memory. Next, in step S704, it is determined whether the absolute value of the road surface reaction force torque signal is greater than or equal to the above-described predetermined threshold value. When it is determined that the absolute value of the road surface reaction force torque signal is equal to or greater than the threshold value, the process directly proceeds to step S706,
If it is determined that it is less than the threshold value, step S70.
5, the road surface reaction force torque signal Trea_est is set to 0, and then the process proceeds to step S706. In step S706,
The cut torque controller 16 calculates a map for the road reaction torque signal to obtain a cut assist torque signal, and in step S1707, the return torque compensator 17 calculates a map for the road reaction torque signal. ,
Obtain the steering wheel return assist torque signal. Next, in step S708, the damping compensator 3 multiplies the motor speed signal by a proportional gain to obtain a damping compensation signal and stores it in a memory. In step S709, the inertia compensator 4 multiplies the motor acceleration signal by the proportional gain. Then, the inertia compensation signal is obtained and stored in the memory. Next, the process proceeds to step S710, and the first adder 12 causes each of the steps S70.
6 to S709, the cutting assist torque signal,
A target torque is obtained by adding the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal, and this is stored in the memory. After that, in step S711, the motor current determiner 7 multiplies the target torque obtained in step S711 by the gain to obtain the target current, which is stored in the memory.

【0060】実施の形態12.本実施の形態12は、上
記実施の形態3〜8の路面反力トルク検出器15Sに設
けられたローパスフィルタの時定数を、車速に応じて変
更するようにしたもので、これにより、車速に関わらず
ハンドルの原点への復帰性を向上させることができる。
以下、本実施の形態12について、図6(実施の形態3
のブロック図)と図23のフローチャートとに基づき説
明する。まず、ステップS801で、操舵トルク検出器
1で検出された操舵トルク信号を読み込みメモリに記憶
する。次に、ステップS802で、モータ速度検出器5
にて検出されたモータ速度信号を読み込みメモリに記憶
する。ステップS803では、モータ加速度検出器6に
て、モータ速度信号を微分演算してモータ加速度信号を
得るとともに、それをメモリに記憶する。ステップS8
04では、モータ電流信号を読み込みメモリに記憶す
る。次に、ステップS805で車速信号を読み込みメモ
リに記憶する。ステップS806では、操舵トルク信号
の絶対値が閾値以上であるか否か判断する。この時の上
記閾値は、直進時のハンドル保持に必要なトルクと操舵
トルク検出器1の測定オフセットの和付近になるように
予め設定し、その値をROMに記憶させておく。ステッ
プS806で操舵トルク信号の絶対値が閾値以上である
と判断された場合には、そのままステップS808に進
み、閾値未満であると判断された場合には、ステップS
807に進んで、路面反力トルク検出器15S内での演
算に用いる操舵トルク信号Tsensを0に置き換えた上で
ステップS808に進む。
Twelfth Embodiment In the twelfth embodiment, the time constant of the low-pass filter provided in the road surface reaction force torque detector 15S according to the third to eighth embodiments is changed according to the vehicle speed. Regardless, it is possible to improve the returnability of the handle to the origin.
Hereinafter, FIG. 6 (Embodiment 3) will be described for Embodiment 12.
Block diagram of FIG. 23) and the flowchart of FIG. 23. First, in step S801, the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. Next, in step S802, the motor speed detector 5
The motor speed signal detected at is read and stored in the memory. In step S803, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal and stores it in the memory. Step S8
At 04, the motor current signal is read and stored in the memory. Next, in step S805, the vehicle speed signal is read and stored in the memory. In step S806, it is determined whether the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to the threshold value. The threshold value at this time is set in advance so as to be near the sum of the torque required to hold the steering wheel when straight ahead and the measured offset of the steering torque detector 1, and the value is stored in the ROM. If it is determined in step S806 that the absolute value of the steering torque signal is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to step S808 as it is, and if it is determined that the absolute value is less than the threshold value, step S808 is performed.
Proceeding to 807, the steering torque signal T sens used for calculation in the road surface reaction torque detector 15S is replaced with 0, and then proceeding to step S808.

【0061】ステップS808では、上記実施の形態3
と同様に、(1)式により、定常反力信号T'rea_est
演算する。 T'rea_est=Tsens+Kt・Imtr−J・dω‥‥‥‥(1) Kt:モータのトルク定数(ステアリング軸換算) J :ステアリング機構の慣性モーメント ステップS809では、例えば、図24に示すような、
上記車速信号に対して定められたマップから、式(2)
の1次フィルタの時定数T1を読み込み、ステップS8
10で、上記ステップS809で読み込まれた時定数を
用いて、上記式(2)の1次フィルタ演算を行い、路面
反力トルク信号Trea_estを得るとともにメモリに記憶
する。 dTrea_est/dt=−Trea_est/T1+T'rea_est/T1‥‥‥‥(2)
In step S808, the third embodiment described above is performed.
Similarly to, the steady reaction force signal T'rea_est is calculated by the equation (1). T'rea_est = T sens + K t · I mtr −J · dω (1) K t : Motor torque constant (converted to steering shaft) J: Inertia moment of steering mechanism In step S809, for example, as shown in FIG. As shown,
From the map defined for the vehicle speed signal, the formula (2)
The time constant T 1 of the first-order filter is read and step S8
In step 10, using the time constant read in step S809, the primary filter calculation of the above equation (2) is performed to obtain the road surface reaction force torque signal T rea — est and store it in the memory. dT rea_est / dt = -T rea_est / T 1 + T 'rea_est / T 1 ‥‥‥‥ (2)

【0062】その後、上記実施の形態3のステップS3
07〜S313と同様に、ステップS811で、操舵ト
ルク信号を位相補償した後、ステップS812で、この
位相補償された操舵トルク信号に対してマップ演算で、
操舵補助トルク信号を求め、更に、ステップS813〜
S817において、上記路面反力トルク信号Trea_es t
に対してマップ演算し、ハンドル戻し補助トルク信号を
求めるとともに、ダンピング補償信号,慣性補償信号を
求め、上記操舵補助トルク信号,ハンドル戻し補助トル
ク信号,ダンピング補償信号,慣性補償信号の和を求め
目標トルクとし、この目標トルクにゲインを乗じて目標
電流を求める。以上、ステップS801〜S817まで
の動作を繰り返す。
After that, step S3 of the above-mentioned third embodiment
As in steps 07 to S313, the steering torque signal is phase-compensated in step S811, and then in step S812, map calculation is performed on the phase-compensated steering torque signal.
A steering assist torque signal is obtained, and further, step S813-
In S817, the road surface reaction torque signal T rea_es t
A map calculation is performed for the steering wheel return assist torque signal, a damping compensation signal and an inertia compensation signal are obtained, and the sum of the steering assist torque signal, the steering wheel return assistance torque signal, the damping compensation signal, and the inertia compensation signal is obtained and the target is obtained. The target current is calculated by multiplying the target torque by a gain. Above, the operations of steps S801 to S817 are repeated.

【0063】自動車のドライバが操舵を行う周波数帯域
は車速により異なり、一般に低速では早い操舵を行い、
高速では車両挙動が不安定になるのを防ぐために遅い操
舵を行う場合が多い。また、このフィルタは、ステアリ
ング機構の摩擦トルクを等価的なゲインと位相で表すた
めに導入したものであり、本来操舵周波数により最適な
フィルタの時定数は異なり、遅い低周波の操舵に対して
は時定数を大きく設定し、早い高周波の操舵に対しては
時定数を小さく設定することにより実際の路面反力トル
クに対する路面反力トルク信号の精度を向上させること
ができる。また、路面反力トルク信号の精度が高いほう
が、レーンチェンジ等の操舵を行った場合は、ハンドル
戻し補助トルク信号が実際の路面反力に応じたものとな
るので、よりよい操舵フィーリングをドライバに与える
ことができる。一方、ドライバがハンドルから手放しを
行った際の路面反力トルク信号Trea_ estは、この時定
数が長いほどゆっくりと減少していくので、ハンドル戻
し補助トルク信号も長時間出力される。したがって、交
差点等でハンドルを大きく切った後に手放しを行った場
合等、ハンドルが原点に復帰するのに長い時間を要する
場合には、この時定数が大きいほうがよりハンドル戻り
性をよくできる。また、一般に交差点等でハンドルを大
きく切る車速は、一般に低速に限られており、それ以上
の車速領域では、レーンチェンジ等の比較的小さなハン
ドル操作が行われる。したがって、上記式(2)の1次
フィルタの時定数T1を、図24に示すように、一般の
ドライバが交差点等で大きくハンドルを切る場合の上限
速度までは、車速の増加とともに時定数が小さくなるよ
うに、また、それ以上の車速では、車速の増加とともに
時定数が大きくなるように設定しておけば、低速での大
きくハンドルを切った後に手放しを行った場合のハンド
ルの原点への復帰性と、中高速での良好な操舵フィーリ
ング及び小さくハンドルを切った後に手放しを行った場
合のハンドルの原点への復帰性をすべて満たすことがで
きる。
The frequency band in which the driver of the automobile steers varies depending on the vehicle speed. Generally, at low speed, fast steering is performed.
At high speeds, slow steering is often performed to prevent the vehicle behavior from becoming unstable. In addition, this filter was introduced to express the friction torque of the steering mechanism in terms of equivalent gain and phase, and the optimum filter time constant originally differs depending on the steering frequency. The accuracy of the road surface reaction force torque signal with respect to the actual road surface reaction force torque can be improved by setting the time constant large and setting the time constant small for fast high-frequency steering. In addition, if the road surface reaction force torque signal has higher accuracy, the steering wheel return assist torque signal will correspond to the actual road surface reaction force when steering such as a lane change. Can be given to. On the other hand, the road surface reaction force torque signal T rea — est when the driver releases the steering wheel gradually decreases as this time constant becomes longer, so that the steering wheel return assist torque signal is also output for a long time. Therefore, if it takes a long time to return the handle to the origin, such as when the handle is largely released at an intersection or the like and then released, the larger the time constant, the better the handle return property. Further, generally, the vehicle speed at which the steering wheel is turned largely at an intersection or the like is generally limited to a low speed, and in a vehicle speed range higher than this, a relatively small steering wheel operation such as a lane change is performed. Therefore, as shown in FIG. 24, the time constant T 1 of the first-order filter of the above equation (2) increases as the vehicle speed increases until the upper limit speed when a general driver turns the steering wheel largely at an intersection or the like. If the vehicle speed is set to a lower value and the time constant is set to increase as the vehicle speed increases, the steering wheel will return to the origin of the steering wheel when the steering wheel is released after a large turn at a low speed. It is possible to satisfy all of the returnability and the good steering feeling at medium and high speeds and the returnability to the origin of the steering wheel when the steering wheel is turned small and then released.

【0064】また、上記時定数T1を、図25に示すよ
うに、一般のドライバが交差点等で大きくハンドルを切
る場合の上限速度までは、時定数を一定となるように定
めてもよい。あるいは、ステアリング機構の摩擦が小さ
い車両等で、ハンドルの原点の復帰性は比較的良い車両
であって、操舵フィーリングのみを改善したい場合に
は、上記時定数T1を例えば、図26に示すように、車
速に対する一般的な操舵周波数にあわせて、車速の増加
とともに大きくなるように設定してもよい。
Further, as shown in FIG. 25, the time constant T 1 may be set so that the time constant becomes constant up to the upper limit speed when a general driver turns the steering wheel largely at an intersection or the like. Alternatively, when the steering mechanism has a small friction such as a vehicle with a relatively small amount of friction of the steering mechanism, and the steering feeling is to be improved, the time constant T 1 is shown in FIG. 26, for example. Thus, it may be set so as to increase as the vehicle speed increases in accordance with the general steering frequency with respect to the vehicle speed.

【0065】このように、本実施の形態12において
は、路面反力トルク検出器15S内の、ステアリング機
構の摩擦と等価的に与えたフィルタの時定数を、車速に
応じて変更するようにしたので、低速での大きくハンド
ルを切った後に手放しを行った場合のハンドルの原点へ
の復帰性と、中高速での良好な操舵フィーリング及び小
さくハンドルを切った後に手放しを行った場合のハンド
ルの原点への復帰性をすべて満たすことができる。
As described above, in the twelfth embodiment, the time constant of the filter in the road surface reaction torque detector 15S, which is equivalent to the friction of the steering mechanism, is changed according to the vehicle speed. Therefore, when returning to the origin of the steering wheel when the steering wheel is released after a large turn at a low speed, good steering feeling at middle and high speeds and the steering wheel when releasing the steering wheel after a small turn is released. It is possible to satisfy all of the returnability to the origin.

【0066】実施の形態13.本実施の形態13は、戻
しトルク補償器17内で、路面反力トルク信号に対して
ハンドル戻し補助トルク信号を演算する際の動作に関す
る発明であり、それ以外の部分については、上記各実施
の形態1〜11のいずれのブロック図の構成をとっても
よい。ここでは、図27に示すフローチャートに基づ
き、本実施の形態13について説明する。まず、ステッ
プS901で、操舵トルク検出器1で検出された操舵ト
ルク信号を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップ
S902で、モータ速度検出器5にて検出されたモータ
速度信号を読み込みメモリに記憶する。ステップS90
3では、モータ加速度検出器6にて、モータ速度信号を
微分演算してモータ加速度信号を得るとともに、それを
メモリに記憶する。ステップS904では、モータ電流
信号を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップS9
05で車速信号を読み込みメモリに記憶する。ステップ
S906では、操舵トルク信号の絶対値が閾値以上であ
るか否か判断する。この時の上記閾値は、直進時のハン
ドル保持に必要なトルクと操舵トルク検出器1の測定オ
フセットとの和付近の値になるように予め設定し、その
値をROMに記憶させておく。ステップS906で操舵
トルク信号の絶対値が閾値以上であると判断された場合
には、そのままステップS908に進み、閾値未満であ
ると判断された場合には、ステップS907に進んで、
路面反力トルク検出器15S内での演算に用いる操舵ト
ルク信号Tsensを0に置き換えた上でステップS908
に進み、定常反力信号T'rea_estを演算した後、ステッ
プS909で、上記T'rea_estをフィルタを通すことに
より、路面反力トルク信号Trea_estを得る。次に、ス
テップS910で操舵トルク信号を位相補償した後、ス
テップS911で、この位相補償された操舵トルク信号
に対してマップ演算で、操舵補助トルク信号を求める。
Thirteenth Embodiment The thirteenth embodiment is an invention relating to the operation when the steering wheel return assist torque signal is calculated with respect to the road surface reaction force torque signal in the return torque compensator 17, and the other portions are the same as those of the above respective embodiments. Any of the block diagrams of the forms 1 to 11 may be adopted. Here, the thirteenth embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. First, in step S901, the steering torque signal detected by the steering torque detector 1 is read and stored in the memory. Next, in step S902, the motor speed signal detected by the motor speed detector 5 is read and stored in the memory. Step S90
In 3, the motor acceleration detector 6 differentiates the motor speed signal to obtain the motor acceleration signal and stores it in the memory. In step S904, the motor current signal is read and stored in the memory. Next, step S9
At 05, the vehicle speed signal is read and stored in the memory. In step S906, it is determined whether the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to the threshold value. The threshold value at this time is set in advance so as to be a value near the sum of the torque required to hold the steering wheel when traveling straight ahead and the measured offset of the steering torque detector 1, and the value is stored in the ROM. If it is determined in step S906 that the absolute value of the steering torque signal is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S908, and if it is determined to be less than the threshold value, the process proceeds to step S907.
After replacing the steering torque signal T sens used for the calculation in the road surface reaction torque detector 15S with 0, step S908.
After calculating the steady reaction force signal T'rea_est , the road surface reaction force torque signal Trea_est is obtained by filtering the above T'rea_est in step S909. Next, in step S910, the steering torque signal is phase-compensated, and in step S911, the steering assist torque signal is obtained by map calculation with respect to the phase-compensated steering torque signal.

【0067】ステップS912〜S913は、本実施の
形態9に係わる戻しトルク補償器17での動作を示すも
ので、まず、ステップS912で、上記ステップS90
5で読み込まれた車速信号に対して定められたゲイン及
びリミッタを読み込む。次に、ステップS913で、路
面反力トルク信号Trea_estに対してマップ演算で、ハ
ンドル戻し補助トルク信号を求めメモリに記憶する。こ
の時のマップは、例えば、図28に示すように、ステッ
プS912で読み込まれたゲイン及びリミッタに相当す
るものとしておく。その後、ステップS914〜S91
7で、ダンピング補償信号,慣性補償信号を求め、上記
操舵補助トルク信号,ハンドル戻し補助トルク信号,ダ
ンピング補償信号,慣性補償信号の和を求め目標トルク
とし、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を求め
る。以上、ステップS901〜S917までの動作を繰
り返す。
Steps S912 to S913 show the operation of the return torque compensator 17 according to the ninth embodiment. First, in step S912, the above step S90.
The gain and limiter determined for the vehicle speed signal read in 5 are read. Next, in step S913, a steering wheel return assist torque signal is obtained by map calculation with respect to the road surface reaction force torque signal T rea — est and stored in the memory. The map at this time is assumed to correspond to the gain and limiter read in step S912, for example, as shown in FIG. Then, steps S914 to S91.
In step 7, the damping compensation signal and the inertia compensation signal are obtained, the sum of the steering assist torque signal, the steering wheel return assist torque signal, the damping compensation signal and the inertia compensation signal is obtained as the target torque, and this target torque is multiplied by the gain to obtain the target current. Ask for. Above, the operations of steps S901 to S917 are repeated.

【0068】一般に、路面反力トルクは車速の関数で、
低速になる程、同一操舵角に対する路面反力トルクは小
さくなり、ハンドルの原点への復帰性が低下してしま
う。また、駐車時の極低速領域では、ハンドルを切った
まま車両を移動させる場合が多く直進性は要求されない
ので、ハンドルの原点への復帰性は重要でない。したが
って、極低速領域ではハンドル戻し補助トルク信号を小
さくし、所定の車速を超えると、低速ほどハンドル戻し
補助トルク信号が大きくなるように戻しトルク補償器1
7でのゲイン及びリミッタを定める必要がある。本実施
の形態13では、ステップS912において、戻しトル
ク補償器17でのゲイン及びリミッタを、図29,30
に示すように、一般のドライバが行う駐車速度の上限値
付近で上記ゲイン及びリミッタが最大となるように定め
ている。なお、駐車速度の上限値以下の車速領域では、
ゲイン及びリミッタを0としてハンドル戻し補助トルク
信号が0となるようにしてもよいし、十分にハンドルの
原点への復帰性が高い高速領域でもゲイン及びリミッタ
を0としてハンドル戻し補助トルク信号が0となるよう
にしてもよい。
Generally, the road reaction torque is a function of the vehicle speed,
The lower the speed becomes, the smaller the road surface reaction torque for the same steering angle becomes, and the returning property of the steering wheel to the origin deteriorates. Further, in the extremely low speed region during parking, since the vehicle is often moved with the steering wheel turned off and straightness is not required, the returnability of the steering wheel to the origin is not important. Therefore, in the extremely low speed region, the steering wheel return assist torque signal is reduced, and when the vehicle speed exceeds a predetermined speed, the steering wheel return assist torque signal becomes larger as the vehicle speed becomes lower.
It is necessary to determine the gain and limiter in 7. In the thirteenth embodiment, in step S912, the gain and the limiter in the return torque compensator 17 are set as shown in FIGS.
As shown in, the gain and the limiter are set to be maximum near the upper limit of the parking speed performed by a general driver. In the vehicle speed range below the upper limit of parking speed,
The steering wheel return assist torque signal may be set to 0 by setting the gain and limiter to 0, or the steering wheel return assist torque signal may be set to 0 by setting the gain and limiter to 0 even in a high speed region where the return property of the steering wheel to the origin is sufficiently high. It may be.

【0069】このように、本実施の形態13では、戻し
トルク補償器17において、路面反力トルク信号からハ
ンドル戻し補助トルク信号を演算する際のゲイン及びリ
ミッタを、一般のドライバが行う駐車速度の上限値付近
でゲイン及びリミッタが最大となるように定めたので、
駐車時の操作性を低下させることなく、車速に関わらず
ハンドルの原点への復帰性を向上させることができる。
As described above, in the thirteenth embodiment, in the return torque compensator 17, the gain and the limiter at the time of calculating the steering wheel return assist torque signal from the road surface reaction force torque signal are set to the parking speed of a general driver. Since the gain and limiter are maximized near the upper limit,
It is possible to improve the returnability of the steering wheel to the origin regardless of the vehicle speed without deteriorating the operability during parking.

【0070】なお、上記実施の形態13では、ゲイン及
びリミッタを両方同時に変更する例を示したが、そのい
ずれか一方のみを変化させて、他方は一定としても同様
の効果が期待できる。また、上記例では、リミッタによ
りハンドル戻し補助トルク信号の最大値を制限する構成
としたが、図31,32に示すように変曲点までは一定
ゲインとし、それを超えるとハンドル戻し補助トルク信
号を漸増させたり漸減させたりしてもよい。
In the thirteenth embodiment, an example in which both the gain and the limiter are changed at the same time has been shown, but the same effect can be expected by changing only one of them and keeping the other constant. Further, in the above example, the limiter limits the maximum value of the steering wheel return assist torque signal, but as shown in FIGS. May be gradually increased or decreased.

【0071】実施の形態14.上記実施の形態13で
は、1段のゲインに対してゲインの設定を示したが、図
33に示すように、ゲイン設定を複数段にすることによ
り、ハンドルの原点への復帰性を更に向上させることが
できる。例えば、高速走行時等では、ハンドルを切り過
ぎた場合に走行安定性が失われてスピンし、重大な事故
につながるケースがある。したがって、高速走行時にハ
ンドルの切り過ぎを防止することは重要である。ハンド
ルを切り過ぎた場合に操舵トルクを重くすることによ
り、ハンドルの切り過ぎをしにくくなるので、切り過ぎ
防止効果が増す。図33は、路面反力トルク信号に対し
てハンドル戻し補助トルク信号を演算する際のマップを
示し、路面反力トルク信号が小さな領域での1段目のゲ
インは、良好なハンドルの原点への復帰性を狙って、車
速に応じた小さなゲインに設定しておく。これに対し、
路面反力トルク信号が大きな領域での2段目のゲイン
は、大きなゲインに設定し、ハンドルを切り込めば切り
込むほど路面反力トルク信号が急激に大きくなり結果と
して操舵トルクが重くなる設定としておく。また、1段
目のゲインは、上記実施の形態9同様に、図34に示す
ように、一般のドライバが行う駐車速度の上限値付近で
ゲインが最大となるように定め、2段目のゲインは、図
35に示すように、高速領域以外では0とし、高速にな
ればなるほどゲインが大きくなるように設定する。
Fourteenth Embodiment In the thirteenth embodiment, the gain setting is shown for one step gain, but as shown in FIG. 33, the return setting to the origin of the steering wheel is further improved by setting the gain setting in a plurality of steps. be able to. For example, when driving at high speed, when the steering wheel is turned too much, the running stability is lost and the vehicle spins, which may lead to a serious accident. Therefore, it is important to prevent the steering wheel from being over-turned when traveling at high speed. When the steering wheel is turned too much, the steering torque becomes heavy, so that it is difficult to turn the steering wheel too much, and thus the effect of preventing the steering too much is increased. FIG. 33 shows a map when the steering wheel return assist torque signal is calculated with respect to the road surface reaction force torque signal, and the gain of the first stage in a region where the road surface reaction force torque signal is small is set to a good origin of the steering wheel. Aiming at recoverability, set a small gain according to the vehicle speed. In contrast,
The gain of the second stage in the region where the road surface reaction torque signal is large is set to a large gain, and the more the steering wheel is cut, the larger the road surface reaction torque signal becomes, so that the steering torque becomes heavier. . Further, as in the ninth embodiment, the gain of the first stage is set so that the gain becomes maximum near the upper limit value of the parking speed performed by a general driver, as shown in FIG. 34, and the gain of the second stage is set. As shown in FIG. 35, is set to 0 outside the high speed region, and the gain is set to increase as the speed increases.

【0072】このように、本実施の形態14では、路面
反力トルク信号が小さな領域での1段目のゲインは、車
速に応じた小さなゲインに設定し、路面反力トルク信号
が大きな領域での2段目のゲインは、大きなゲインに設
定したので、高速走行時に、通常の操舵を行った場合は
良好なハンドルの原点への復帰性を実現し、ハンドルを
切り過ぎた場合には、ハンドルを切り込めば切り込むほ
ど路面反力トルク信号が急激に大きくなるため操舵トル
クが重くなりハンドルの切り過ぎを防止することができ
る。なお、本実施の形態14では、ゲインのみ変更した
が、リミッタも高速になればなる程大きくなるように設
定してもよい。
As described above, in the fourteenth embodiment, the gain of the first stage in the region where the road reaction torque signal is small is set to a small gain according to the vehicle speed, and in the region where the road reaction torque signal is large. The gain of the second stage of is set to a large gain, so when high speed driving, normal steering is performed, good return to the origin of the steering wheel is achieved, and if the steering wheel is turned too much, As the vehicle is cut, the road surface reaction force torque signal rapidly increases, so that the steering torque becomes heavy and it is possible to prevent the steering wheel from being overcut. In the fourteenth embodiment, only the gain is changed, but the limiter may be set to be larger as the speed becomes higher.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る電
動式パワーステアリング制御装置によれば、路面反力ト
ルクに基づいてハンドルを中立位置に戻すための戻しト
ルクを演算するようにしたので、ハンドル戻り性を向上
させることが出来る。また、この発明に係る電動式パワ
ーステアリング制御装置の制御方法によれば、路面反力
トルクに基づいてハンドルを中立位置に戻すための戻し
トルクを演算するようにしたので、ハンドル戻り性を向
上させることが出来る。
As described above, according to the electric power steering controller of the present invention, the return torque for returning the steering wheel to the neutral position is calculated based on the road surface reaction torque. The handle return characteristic can be improved. Further, according to the control method of the electric power steering control device of the present invention, the returning torque for returning the steering wheel to the neutral position is calculated based on the road surface reaction torque, so that the steering wheel returning performance is improved. You can

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

【図1】 本発明の実施の形態1に係わる電動式パワー
ステアリング制御装置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 electric power steering control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1に係わる電動式パワー
ステアリング制御装置の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering controller according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 戻しトルク補償器の特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a return torque compensator.

【図4】 本実施の形態2に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a second embodiment.

【図5】 本実施の形態2に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の動作を説明するためのフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the second embodiment.

【図6】 本実施の形態3に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a third embodiment.

【図7】 本実施の形態3に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の動作を説明するためのフローチャート
である。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the third embodiment.

【図8】 本実施の形態4に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a fourth embodiment.

【図9】 本実施の形態4に係わる電動式パワーステア
リング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of the electric power steering control device according to the fourth embodiment.

【図10】 本実施の形態5に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a fifth embodiment.

【図11】 本実施の形態5に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of the electric power steering control device according to the fifth embodiment.

【図12】 本実施の形態6に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a sixth embodiment.

【図13】 本実施の形態6に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of the electric power steering control device according to the sixth embodiment.

【図14】 本実施の形態7に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a seventh embodiment.

【図15】 本実施の形態7に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an operation of the electric power steering control device according to the seventh embodiment.

【図16】 本実施の形態8に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of an electric power steering control device according to the eighth embodiment.

【図17】 本実施の形態8に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 17 is a flowchart illustrating an operation of the electric power steering control device according to the eighth embodiment.

【図18】 本実施の形態9に係わる電動式パワーステ
アリング制御装置の動作を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 18 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the ninth embodiment.

【図19】 路面反力トルク検出器の不感帯特性を示す
図である。
FIG. 19 is a diagram showing a dead zone characteristic of a road surface reaction torque detector.

【図20】 他の路面反力トルク検出器の不感帯特性を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a dead zone characteristic of another road surface reaction torque detector.

【図21】 本実施の形態10に係わる電動式パワース
テアリング制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the tenth embodiment.

【図22】 本実施の形態11に係わる電動式パワース
テアリング制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the eleventh embodiment.

【図23】 本実施の形態12に係わる電動式パワース
テアリング制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 23 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the twelfth embodiment.

【図24】 路面反力トルク検出器のフィルタの時定数
と車速との関係を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a relationship between a vehicle time and a time constant of a filter of a road surface reaction torque detector.

【図25】 他の路面反力トルク検出器フィルタの時定
数と車速との関係を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a relationship between a vehicle speed and a time constant of another road surface reaction torque detector filter.

【図26】 他の路面反力トルク検出器のフィルタの時
定数と車速との関係を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a relationship between a vehicle speed and a time constant of a filter of another road surface reaction torque detector.

【図27】 本実施の形態13に係わる電動式パワース
テアリング制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 27 is a flowchart for explaining the operation of the electric power steering control device according to the thirteenth embodiment.

【図28】 戻しトルク補償器の特性を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing characteristics of a return torque compensator.

【図29】 戻しトルク補償器のゲイン特性を示す図で
ある。
FIG. 29 is a diagram showing a gain characteristic of the return torque compensator.

【図30】 戻しトルク補償器のリミッタ特性を示す図
である。
FIG. 30 is a diagram showing a limiter characteristic of the return torque compensator.

【図31】 他の戻しトルク補償器の特性を示す図であ
る。
FIG. 31 is a diagram showing characteristics of another return torque compensator.

【図32】 他の戻しトルク補償器の特性を示す図であ
る。
FIG. 32 is a diagram showing characteristics of another return torque compensator.

【図33】 他の戻しトルク補償器の特性を示す図であ
る。
FIG. 33 is a diagram showing characteristics of another return torque compensator.

【図34】 戻しトルク補償器の1段目ゲイン特性を示
す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a first-stage gain characteristic of the return torque compensator.

【図35】 戻しトルク補償器の2段目ゲイン特性を示
す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a second stage gain characteristic of the return torque compensator.

【図36】 従来の電動式パワーステアリング制御装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram showing a configuration of a conventional electric power steering control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操舵トルク検出器、2 操舵トルク制御器、3 ダ
ンピング補償器、4 慣性補償器、5,5S モータ速
度検出器、6 モータ加速度検出器、7 モータ電流決
定器、8 判定器、9 モータ駆動器、10 モータ、
11 モータ電流検出器、12 第1の加算器、13
第2の加算器、14 車速検出器、15,15S 路面
反力トルク検出器、16,16S 切り込みトルク制御
器、17 戻しトルク補償器、20 モータトルク検出
器。
1 steering torque detector, 2 steering torque controller, 3 damping compensator, 4 inertia compensator, 5,5S motor speed detector, 6 motor acceleration detector, 7 motor current determiner, 8 judger, 9 motor driver 10 motors,
11 Motor Current Detector, 12 First Adder, 13
Second adder, 14 Vehicle speed detector, 15, 15S Road surface reaction torque detector, 16, 16S Cutting torque controller, 17 Return torque compensator, 20 Motor torque detector.

フロントページの続き (72)発明者 西山 亮治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 喜福 隆之 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 和田 俊一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC05 DA15 DA23 DA63 DA64 DA82 DC08 DC12 DC17 DC33 DD01 DD10 EB12 EC23 EC29 GG01 Continued front page    (72) Inventor Ryoji Nishiyama             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Kifu             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shunichi Wada             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. F term (reference) 3D032 CC05 DA15 DA23 DA63 DA64                       DA82 DC08 DC12 DC17 DC33                       DD01 DD10 EB12 EC23 EC29                       GG01

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハンドルとタイヤが機械的に連結された
ステアリング機構において運転者の操舵を補助するため
のトルクを発生するモータを制御するための電動式パワ
ーステアリング制御装置であって、タイヤが路面から受
ける路面反力トルクを測定もしくは演算することにより
検出する路面反力トルク検出器と、この路面反力トルク
に基づいてハンドルを中立位置に戻すための戻しトルク
を演算する戻しトルク補償器と、少なくとも戻しトルク
補償器で演算した戻しトルクに基づきモータに供給する
電流を決定するモータ電流決定器を備えたことを特徴と
する電動式パワーステアリング制御装置。
1. An electric power steering control device for controlling a motor that generates torque for assisting steering of a driver in a steering mechanism in which a steering wheel and a tire are mechanically connected, wherein the tire is a road surface. A road surface reaction torque detector that detects by measuring or calculating the road surface reaction torque received from, and a return torque compensator that calculates the return torque for returning the steering wheel to the neutral position based on this road surface reaction torque, An electric power steering controller comprising a motor current determiner that determines a current supplied to a motor based on at least a return torque calculated by a return torque compensator.
【請求項2】 運転者による操舵トルクを検出する操舵
トルク検出器と、この操舵トルクに基づいて上記操舵を
補助するためのトルクを演算する操舵トルク制御器とを
更に備えたことを特徴とする請求項1記載の電動式パワ
ーステアリング制御装置。
2. A steering torque detector for detecting a steering torque by a driver, and a steering torque controller for calculating a torque for assisting the steering based on the steering torque. The electric power steering control device according to claim 1.
【請求項3】 路面反力トルク検出器は、歪み検出器で
あって、ギヤ機構からタイヤまでのステアリング系に設
けられていることを特徴とする請求項1記載の電動式パ
ワーステアリング制御装置。
3. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the road surface reaction torque detector is a strain detector and is provided in a steering system from the gear mechanism to the tire.
【請求項4】 路面反力トルク検出器は、種々のパラメ
ータを検出する検出器で検出したパラメータに基づいて
路面反力トルクを演算する路面反力トルク演算器により
構成されることを特徴とする請求項1記載の電動式パワ
ーステアリング制御装置。
4. The road surface reaction force torque detector is configured by a road surface reaction force torque calculator that calculates a road surface reaction force torque based on parameters detected by a detector that detects various parameters. The electric power steering control device according to claim 1.
【請求項5】 路面反力トルク演算器は、パラメータと
して操舵トルク、モータ加速度及びモータ電流を用いる
ことを特徴とする請求項4記載の電動式パワーステアリ
ング制御装置。
5. The electric power steering control device according to claim 4, wherein the road surface reaction torque calculator uses steering torque, motor acceleration and motor current as parameters.
【請求項6】 モータ電流を検出するモータ電流検出器
を更に備え、操舵トルクは、検出されたモータ電流に基
づいて演算されたものであることを特徴とする請求項5
記載の電動式パワーステアリング制御装置。
6. A motor current detector for detecting a motor current is further provided, and the steering torque is calculated on the basis of the detected motor current.
The electric power steering control device described.
【請求項7】 モータ電流を検出するモータ電流検出器
と、モータに接続された電源電圧を検出する電源電圧検
出器と、モータを駆動するPWM信号を検出するPWM
信号検出器とを更に備え、モータ加速度は、上記モータ
電流、上記電源電圧及びPWM信号に基づいて演算され
たものであることを特徴とする請求項5記載の電動式パ
ワーステアリング制御装置。
7. A motor current detector for detecting a motor current, a power supply voltage detector for detecting a power supply voltage connected to the motor, and a PWM for detecting a PWM signal for driving the motor.
6. The electric power steering control device according to claim 5, further comprising a signal detector, wherein the motor acceleration is calculated based on the motor current, the power supply voltage and the PWM signal.
【請求項8】 路面反力トルク演算器は、パラメータと
して操舵トルク及びモータ電流を用いることを特徴とす
る請求項4記載の電動式パワーステアリング制御装置。
8. The electric power steering control device according to claim 4, wherein the road surface reaction torque calculator uses the steering torque and the motor current as parameters.
【請求項9】 路面反力トルク演算器は、パラメータと
して操舵トルク、モータ加速度及びモータトルクを用い
ることを特徴とする請求項4記載の電動式パワーステア
リング制御装置。
9. The electric power steering control device according to claim 4, wherein the road surface reaction torque calculator uses steering torque, motor acceleration and motor torque as parameters.
【請求項10】 路面反力トルク演算器は、パラメータ
として操舵トルク、モータ加速度及びモータ電流指令値
を用いることを特徴とする請求項4記載の電動式パワー
ステアリング制御装置。
10. The electric power steering control device according to claim 4, wherein the road surface reaction torque calculator uses the steering torque, the motor acceleration, and the motor current command value as parameters.
【請求項11】 戻しトルク補償器は、路面反力検出器
の出力に対して所定のゲインを乗じた値に基づいて戻し
トルクを演算すると共にこの戻しトルクの最大値を所定
のリミットにより制限することを特徴とする請求項1記
載の電動式パワーステアリング制御装置。
11. The return torque compensator calculates a return torque based on a value obtained by multiplying an output of the road surface reaction force detector by a predetermined gain, and limits the maximum value of the return torque by a predetermined limit. The electric power steering control device according to claim 1, wherein:
【請求項12】 車両の速度を検出する車速検出器を更
に備え、ゲインあるいはリミットの値は、車速検出器に
より検出された車速に応じて調整されることを特徴とす
る請求項11記載の電動式パワーステアリング制御装
置。
12. The electric motor according to claim 11, further comprising a vehicle speed detector for detecting the speed of the vehicle, wherein the gain or limit value is adjusted according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detector. Power steering control device.
【請求項13】 戻しトルク補償器は複数段のゲインを
備えていることを特徴とする請求項11記載の電動式パ
ワーステアリング制御装置。
13. The electric power steering control device according to claim 11, wherein the return torque compensator has a plurality of gain stages.
【請求項14】 ハンドルとタイヤが機械的に連結され
たステアリング機構において運転者の操舵を補助するた
めのトルクを発生するモータを制御するための電動式パ
ワーステアリング制御装置の制御方法であって、タイヤ
が路面から受ける路面反力トルクを測定もしくは演算す
るステップと、この路面反力トルクに基づいてハンドル
を中立位置に戻すための戻しトルクを演算するステッ
プ、少なくとも上記戻しトルクに基づきモータに供給す
る電流を決定するステップを備えたことを特徴とする電
動式パワーステアリング制御装置の制御方法。
14. A control method of an electric power steering control device for controlling a motor that generates a torque for assisting steering of a driver in a steering mechanism, wherein a steering wheel and a tire are mechanically connected to each other. Measuring or calculating the road reaction torque that the tire receives from the road, and calculating the return torque for returning the steering wheel to the neutral position based on this road reaction torque; supplying to the motor at least based on the return torque A control method for an electric power steering control device, comprising the step of determining a current.
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