JP2003081118A - Motor-driven power steering device for automobile - Google Patents

Motor-driven power steering device for automobile

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JP2003081118A
JP2003081118A JP2001279075A JP2001279075A JP2003081118A JP 2003081118 A JP2003081118 A JP 2003081118A JP 2001279075 A JP2001279075 A JP 2001279075A JP 2001279075 A JP2001279075 A JP 2001279075A JP 2003081118 A JP2003081118 A JP 2003081118A
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angle change
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伸 竹原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To always provide a desired assist characteristic and improve steering feel in a motor-driven power steering device for an automobile in which steering is assisted by controlling an electric motor 22. SOLUTION: There are provided an assist control part 51 for multiplying wheel-steering torque u with a gain Ka to produce a controlled variable, a steering angular velocity feedback control part 54 for determining a controlled variable based on a deviation between a target motor rotational speed calculated from wheel-steering torque u and an actual motor rotational speed ω, and a motor control part 53 for controlling an electric motor 22 according to a controlled variable which is a sum/subtraction of the controlled variables. The steering angular velocity feedback control part 54 corrects the target motor rotational speed smaller for a higher vehicle speed.

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、電動モータを備
え、該電動モータの制御によりハンドル操舵を補助する
自動車の電動パワーステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for an automobile, which has an electric motor and assists steering of a steering wheel by controlling the electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電動モータや油圧によってハ
ンドル操舵を補助するパワーステアリング装置が知られ
ており、このものでは、ハンドル操舵トルクやハンドル
操舵回転速度(ハンドル操舵角度の微分値)に応じて電
動モータの制御量又は油圧量の調整を行い、所定のアシ
スト特性を実現している。また、上記アシスト特性を、
例えば車速に応じて変更するものや、車速に加えて横加
速度及びヨーレートに応じて変更するもの(例えば、特
開平8−72734号公報参照)も知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a power steering device for assisting steering by an electric motor or hydraulic pressure. In this power steering device, steering torque or steering speed (differential value of steering angle) is used. The control amount or hydraulic pressure of the electric motor is adjusted to achieve a predetermined assist characteristic. In addition, the above assist characteristics are
For example, one that is changed according to the vehicle speed, and one that is changed according to the lateral acceleration and the yaw rate in addition to the vehicle speed (for example, see JP-A-8-72734) are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電動
パワーステアリング装置、すなわち電動モータを用いた
パワーステアリング装置においては、通常、ハンドルと
車輪との間に設けられてハンドル操舵トルクを検出する
トルクセンサ(トーションバー)の検出値に、所定のゲ
イン(アシスト制御ゲイン)を掛けることによって電動
モータの制御量を決定している。そして、上記アシスト
制御ゲインの値は、所定の自動車でテストを行い所望の
アシスト特性となるように調整されている。
By the way, in a conventional electric power steering apparatus, that is, a power steering apparatus using an electric motor, a torque sensor is usually provided between a steering wheel and a wheel to detect steering wheel steering torque. The control value of the electric motor is determined by multiplying the detected value of the (torsion bar) by a predetermined gain (assist control gain). The value of the assist control gain is adjusted so as to obtain a desired assist characteristic by performing a test on a predetermined automobile.

【0004】ところが、この電動パワーステアリング装
置においては、例えばイナーシャの大きさがばらついて
しまったり、電動モータ又はこの電動モータとステアリ
ングシャフトとの間に設けられる減速ギヤ等におけるフ
リクションの大きさが部品毎にばらついてしまったりす
ることによって、製品毎にアシスト特性がばらついてし
まう場合があって、所望の操舵感が得られないこともあ
るという不都合がある。
However, in this electric power steering apparatus, for example, the size of inertia varies, or the size of friction in the electric motor or a reduction gear provided between the electric motor and the steering shaft varies depending on the component. There is a problem in that the assist characteristics may vary from product to product due to variations in the product, and the desired steering feel may not be obtained.

【0005】そこで、例えばトルクセンサの検出値に基
づいて第1制御量(アシスト制御量)を設定するのに加
え、トルクセンサの検出値に基づき目標車輪舵角変化率
を算出すると共に、この目標車輪舵角変化率と実際の車
輪舵角変化率との偏差に応じて上記電動モータの第2制
御量を設定し、この第1制御量と第2制御量とを加算し
たモータ制御量でもって電動モータを制御することが考
えられる。こうすることで、第1制御量だけの制御では
所望の車輪舵角変化率が得られないときでも、目標車輪
舵角変化率と実際の車輪舵角変化率との偏差に基づく上
記第2制御量によって電動モータが制御されることで、
所望の車輪舵角変化率が得られるようになる。その結
果、製品毎にアシスト特性がばらついてしまう不都合を
解消させることができるようになると考えられる。
Therefore, for example, in addition to setting the first control amount (assist control amount) based on the detection value of the torque sensor, the target wheel steering angle change rate is calculated based on the detection value of the torque sensor, and the target The second control amount of the electric motor is set according to the deviation between the wheel steering angle change rate and the actual wheel steering angle change rate, and the motor control amount is obtained by adding the first control amount and the second control amount. It is conceivable to control the electric motor. By doing so, even when the desired wheel steering angle change rate cannot be obtained by the control of only the first control amount, the second control based on the deviation between the target wheel steering angle change rate and the actual wheel steering angle change rate. By controlling the electric motor by the amount,
A desired wheel steering angle change rate can be obtained. As a result, it is considered possible to eliminate the inconvenience that the assist characteristics vary from product to product.

【0006】しかしながら、目標車輪舵角変化率と実際
の車輪舵角変化率との偏差に基づく第2制御量によって
電動モータを制御すると、ハンドル操舵に違和感が生じ
る虞がある。
However, if the electric motor is controlled by the second control amount based on the deviation between the target wheel steering angle change rate and the actual wheel steering angle change rate, steering wheel steering may be uncomfortable.

【0007】すなわち、パワーステアリング装置のない
通常の自動車においては、停車時又は低速走行時にはタ
イヤの据え切りトルク等によりハンドルが重い(つま
り、ハンドル操舵トルクに対する車輪舵角変化率が小さ
い)が、中速走行時はハンドルが軽くなり、さらに、高
速走行時はハンドルの復元力が高まるため、再びハンド
ルが重くなるという特性を有している。このため、第2
制御量による制御においても、こうした車速に対する操
舵力特性を考慮しないと、通常の車両とは異なる操舵力
特性を有することになり、これにより、運転者の違和感
を招く虞がある。
That is, in a normal automobile without a power steering device, the steering wheel is heavy due to tire stationary torque when the vehicle is stopped or traveling at a low speed (that is, the change rate of the wheel steering angle with respect to the steering torque is small). The handle has a characteristic that the handle becomes lighter during high-speed running, and the restoring force of the handle increases during high-speed running, so that the handle becomes heavy again. Therefore, the second
Even in the control by the control amount, unless the steering force characteristic with respect to the vehicle speed is taken into consideration, the steering force characteristic is different from that of a normal vehicle, which may cause the driver to feel uncomfortable.

【0008】特に、高速走行時には直進安定性を高める
目的から、トルクセンサの検出値に基づく第1制御量
(アシスト制御量)のゲインは低く設定される。このた
め、高速走行時には、第2制御量による制御が第1制御
量に対して相対的に大きくなってしまい、ハンドル操舵
に対する車両の応答が速すぎるようになる虞がある。
In particular, the gain of the first control amount (assist control amount) based on the detection value of the torque sensor is set low for the purpose of improving straight running stability during high speed traveling. For this reason, during high-speed traveling, the control by the second control amount becomes relatively large with respect to the first control amount, and there is a fear that the response of the vehicle to the steering wheel becomes too fast.

【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、電動モータの
制御によりハンドル操舵を補助する自動車の電動パワー
ステアリング装置において、所望のアシスト特性が常に
得られるようにしつつ、操舵感の向上を図ることにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to obtain a desired assist characteristic in an electric power steering apparatus for a vehicle which assists steering by steering an electric motor. It is intended to improve the steering feeling while always obtaining it.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車速に対して所定の特性を有するよう
に、目標車輪舵角変化率の補正をすることとした。
In order to achieve the above object, the present invention corrects the target wheel steering angle change rate so as to have a predetermined characteristic with respect to the vehicle speed.

【0011】具体的に、請求項1記載の発明は、電動モ
ータを有し、該電動モータの制御によりハンドル操舵を
補助する自動車の電動パワーステアリング装置を対象と
する。
Specifically, the invention according to claim 1 is directed to an electric power steering apparatus for an automobile having an electric motor and assisting steering of a steering wheel by controlling the electric motor.

【0012】そして、ハンドルと車輪との間に設けられ
てハンドル操舵トルクを検出するトルクセンサと、上記
トルクセンサの検出値が無くなるように上記電動モータ
の第1制御量を決定する第1の制御部と、上記トルクセ
ンサの検出値に基づいて目標車輪舵角変化率を演算し、
該目標車輪舵角変化率から実際の車輪舵角変化率を減算
することによって上記電動モータの第2制御量を決定す
る第2の制御部と、上記第1の制御部による第1制御量
と第2の制御部による第2制御量とを加算した制御量で
もって上記電動モータを制御するモータ制御部とを備え
るようにし、上記第2の制御部を、車速が高い程、上記
目標車輪舵角変化率を小さくする補正をするように構成
することを特定事項とするものである。
A torque sensor is provided between the steering wheel and the wheel for detecting the steering torque of the steering wheel, and a first control for determining the first control amount of the electric motor so that the detection value of the torque sensor becomes zero. Section, calculates the target wheel steering angle change rate based on the detection value of the torque sensor,
A second control unit that determines a second control amount of the electric motor by subtracting an actual wheel steering angle change rate from the target wheel steering angle change rate; and a first control amount by the first control unit. A motor control unit for controlling the electric motor with a control amount obtained by adding a second control amount by the second control unit is provided, and the second control unit controls the target wheel steering as the vehicle speed increases. It is a specific matter to configure the correction so as to reduce the angular change rate.

【0013】請求項1記載の発明の場合、ハンドルを操
舵すると、ハンドルと車輪との間に設けられたトルクセ
ンサがハンドル操舵トルクを検出する。
In the case of the first aspect of the invention, when the steering wheel is steered, the torque sensor provided between the steering wheel and the wheel detects the steering torque of the steering wheel.

【0014】第1の制御部は、上記トルクセンサの検出
値が無くなるように、すなわち、該トルクセンサの検出
値に所定のゲインを掛けて第1制御量を決定する。これ
は、従来のアシスト制御に対応する。
The first control unit determines the first control amount so that the detection value of the torque sensor becomes zero, that is, the detection value of the torque sensor is multiplied by a predetermined gain. This corresponds to the conventional assist control.

【0015】一方、第2の制御部は、上記トルクセンサ
の検出値に基づいて目標車輪舵角変化率を演算し、該目
標車輪舵角変化率から実際の車輪舵角変化率を減算する
ことによって第2制御量を決定する。ここで、目標車輪
舵角変化率の演算は、例えば上記トルクセンサから車輪
(タイヤ)までの系をモデル化した車両モデルに基づい
て行ってもよく、この車両モデルとしては、例えば電動
モータやナックルアーム等のイナーシャ、タイヤのばね
成分及びタイヤの減衰成分を考慮したモデルとしてもよ
い。
On the other hand, the second control section calculates the target wheel steering angle change rate based on the detected value of the torque sensor, and subtracts the actual wheel steering angle change rate from the target wheel steering angle change rate. The second controlled variable is determined by. Here, the target wheel steering angle change rate may be calculated based on, for example, a vehicle model that models the system from the torque sensor to the wheels (tires). Examples of the vehicle model include an electric motor and a knuckle. The model may take into consideration the inertia of the arm, the spring component of the tire, and the damping component of the tire.

【0016】そして、制御手段は、上記第1制御量と第
2制御量とを加算した制御量でもって上記電動モータを
制御する。
The control means controls the electric motor with a control amount obtained by adding the first control amount and the second control amount.

【0017】ここで、第1制御量でもって電動モータを
制御しても、フリクション又はイナーシャによって所望
の車輪舵角変化率とならないときには、ハンドル操舵ト
ルクに基づき演算された目標車輪舵角変化率と実際の車
輪舵角変化率との偏差が生じている。このため、上記偏
差によって決定された第2制御量でもって電動モータが
制御されることにより、目標車輪舵角変化率(所望の車
輪舵角変化率)となるために不足しているモータ推力が
上記電動モータに発生して、車輪舵角変化率が所望の車
輪舵角変化率にされる。
Here, even if the electric motor is controlled by the first control amount, when the desired wheel steering angle change rate is not obtained due to friction or inertia, the target wheel steering angle change rate calculated based on the steering wheel steering torque is set. There is a deviation from the actual wheel steering angle change rate. For this reason, the electric motor is controlled by the second control amount determined by the deviation, so that the insufficient motor thrust to reach the target wheel steering angle change rate (desired wheel steering angle change rate). It is generated in the electric motor, and the wheel steering angle change rate is set to a desired wheel steering angle change rate.

【0018】ここで、上記第2制御量は、フリクション
やイナーシャの大きさのばらつきとは無関係な目標車輪
舵角変化率に基づいて設定されるため、フリクションや
イナーシャの大きさが異なっていても、ハンドル操舵に
対して常に所望の車輪舵角変化率が得られる。従って、
例えば製品間でのアシスト特性のばらつきがなくなる。
Since the second control amount is set on the basis of the target wheel steering angle change rate irrelevant to the variation in the magnitude of friction or inertia, even if the magnitude of friction or inertia is different. A desired wheel steering angle change rate is always obtained for steering the steering wheel. Therefore,
For example, there is no variation in assist characteristics between products.

【0019】そして、上記第2の制御部は、車速が高い
程、目標車輪舵角変化率を小さくする補正を行うように
なっている。こうすることで、目標車輪舵角変化率の特
性が、高速走行時はハンドル操舵トルクに対して車輪舵
角変化率が小さくなるという通常の車両における車速−
操舵力特性と同じ特性になり、高速走行時にはハンドル
が適度に重くなる。また、目標車輪舵角変化率を小さく
すると、第2制御量による制御が抑制されることにもな
るため、高速走行時に第2制御量が第1制御量に対して
相対的に大きくなることが回避される。その結果、車両
応答性が適切に設定される。こうして、運転者の違和感
を防止することができる。
The second control unit is adapted to make a correction such that the target wheel steering angle change rate becomes smaller as the vehicle speed becomes higher. By doing so, the characteristic of the target wheel steering angle change rate is such that the vehicle speed in a normal vehicle is such that the wheel steering angle change rate becomes smaller than the steering wheel steering torque during high speed traveling.
It has the same characteristics as the steering force characteristics, and the steering wheel becomes moderately heavy when traveling at high speeds. Further, if the target wheel steering angle change rate is made small, the control by the second control amount is also suppressed, so that the second control amount may become relatively larger than the first control amount during high speed traveling. Avoided. As a result, the vehicle responsiveness is set appropriately. In this way, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

【0020】尚、上記第2の制御部における目標車輪舵
角変化率の演算は、トルクセンサの検出値から第1の制
御部で設定された第1制御量に基づいて行ってもよい。
こうすることで、例えば第2の制御部がトルクセンサの
検出値から目標車輪舵角変化率を演算する場合には、上
記第1の制御部が第1制御量を決定するときと同様に、
トルクセンサの検出値に掛けるゲインを考慮した上で目
標車輪舵角変化率を演算しなければならなくなるところ
を、第2の制御部において、第1の制御部による第1制
御量を基に目標車輪舵角変化率を演算すると、この第1
制御量には上記ゲインが考慮されていることから、第2
の制御部で新たにゲインを考慮した演算を行う必要がな
い。これにより、上記第2の制御部における演算処理が
簡略化すると共に、上記第2の制御部が上記ゲインを記
憶する必要がなくなる。こうして、トルクセンサの検出
値及び第1の制御部における第1制御量に基づいて目標
車輪舵角変化率を設定したときも、車速が高い程、この
目標車輪舵角変化率を小さくする補正をすることで、目
標車輪舵角変化率の特性が、高速走行時における通常の
車両の車速−操舵力特性と同じ特性になると共に、第2
制御量が第1制御量に対して相対的に大きくなることが
回避され、その結果、車両応答性が適切に設定されると
共に、運転者の違和感を防止することができる。
The target wheel steering angle change rate in the second control section may be calculated based on the first control amount set in the first control section from the detected value of the torque sensor.
By doing so, for example, when the second control unit calculates the target wheel steering angle change rate from the detection value of the torque sensor, as in the case where the first control unit determines the first control amount,
In the second control unit, a target is set based on the first control amount by the first control unit, in which the target wheel steering angle change rate must be calculated in consideration of the gain to be multiplied by the detection value of the torque sensor. When the wheel steering angle change rate is calculated, this first
Since the gain is considered in the control amount, the second
It is not necessary for the control unit to newly perform the calculation considering the gain. This simplifies the arithmetic processing in the second controller, and eliminates the need for the second controller to store the gain. Thus, even when the target wheel steering angle change rate is set on the basis of the detected value of the torque sensor and the first control amount in the first control unit, the higher the vehicle speed, the smaller the target wheel steering angle change rate is corrected. By doing so, the characteristic of the target wheel steering angle change rate becomes the same characteristic as the vehicle speed-steering force characteristic of a normal vehicle during high-speed traveling, and the second
It is possible to prevent the control amount from becoming relatively large with respect to the first control amount, and as a result, the vehicle responsiveness is appropriately set, and the driver's discomfort can be prevented.

【0021】この自動車の電動パワーステアリング装置
においては、例えば請求項2記載の如く、所定車速以下
のときには、目標車輪舵角変化率を小さくする補正をす
るのが好ましい。
In this electric power steering apparatus for an automobile, it is preferable to make a correction to reduce the target wheel steering angle change rate when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined speed.

【0022】こうすることで、目標車輪舵角変化率の特
性が、低速走行時はハンドル操舵トルクに対して車輪舵
角変化率が小さくなるという通常の車両における車速−
操舵力特性と同じ特性になる。こうして、運転者の違和
感を防止することができる。
Thus, the characteristic of the target wheel steering angle change rate is such that the vehicle speed in a normal vehicle is such that the wheel steering angle change rate becomes smaller than the steering wheel steering torque during low speed running.
It has the same characteristic as the steering force characteristic. In this way, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

【0023】また、請求項3記載の如く、所定車速以下
のときには車速が高い程、目標車輪舵角変化率を大きく
する補正をしかつ、上記所定車速よりも高いときには車
速が高い程、上記目標車輪舵角変化率を小さくする補正
をするのが好ましい。
Further, as set forth in claim 3, correction is made so that the target wheel steering angle change rate is increased as the vehicle speed becomes higher when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed, and the target speed becomes higher when the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed. It is preferable to make a correction to reduce the wheel steering angle change rate.

【0024】こうすることで、停車時及び低速走行時に
はハンドル操舵トルクに対する車輪舵角変化率が小さ
く、中速走行時にはハンドル操舵トルクに対する車輪舵
角変化率が大きくなり、高速走行時にはハンドル操舵ト
ルクに対する車輪舵角変化率が再び小さくなるという、
車速に対して山形の特性を目標車輪舵角変化率は有する
ことになる。この山形の特性は通常の車両における車速
−操舵力特性と同じ特性であるため、運転者の違和感を
防止することができる。
By doing so, the wheel steering angle change rate with respect to the steering wheel steering torque is small when the vehicle is stopped or traveling at low speed, the wheel steering angle change rate with respect to the steering wheel steering torque is large at medium speed traveling, and the steering wheel steering torque is against the steering wheel steering torque during high speed traveling. The rate of change in the wheel steering angle becomes smaller again,
The target wheel steering angle change rate has a mountain-shaped characteristic with respect to the vehicle speed. Since this mountain-shaped characteristic is the same as the vehicle speed-steering force characteristic in a normal vehicle, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明における自
動車の電動パワーステアリング装置によれば、トルクセ
ンサの検出値に基づく第1制御量と、目標車輪舵角変化
率に基づく第2制御量とでもって電動モータが制御され
るため、フリクションやイナーシャの大きさに関わら
ず、常に所望のアシスト特性を得ることができ、例えば
製品間での性能差を無くすことができる。
As described above, according to the electric power steering system for an automobile of the present invention, the first control amount based on the detected value of the torque sensor and the second control amount based on the target wheel steering angle change rate are provided. Therefore, since the electric motor is controlled, it is possible to always obtain a desired assist characteristic regardless of the magnitude of friction or inertia, and to eliminate a performance difference between products, for example.

【0026】これと共に、車速に応じて上記目標車輪舵
角変化率の補正することで、目標車輪舵角変化率の特性
が、通常の車両における車速−操舵力特性と同じにな
り、その結果、操舵感を向上させることができる。
At the same time, by correcting the target wheel steering angle change rate according to the vehicle speed, the characteristic of the target wheel steering angle change rate becomes the same as the vehicle speed-steering force characteristic in a normal vehicle, and as a result, The steering feeling can be improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】<第1実施形態>図1は、自動車の電動パ
ワーステアリング装置を示していて、11はハンドル、
12は上記ハンドル11に連結されてこのハンドル11
の回転力(操舵力)を伝達するステアリングシャフト、
13は自在継ぎ手を介してこのステアリングシャフト1
2に連結された中間シャフト、21は上記中間シャフト
13の下端に設けられたステアリングギヤボックス、3
1はこのステアリングギヤボックス21の両側に配設さ
れたタイロッド、32はこのタイロッド31が連結され
るタイヤ(車輪)である。
<First Embodiment> FIG. 1 shows an electric power steering apparatus for an automobile, in which 11 is a steering wheel,
12 is connected to the handle 11 and
Steering shaft that transmits the rotational force (steering force) of
13 is this steering shaft 1 via a universal joint
2, an intermediate shaft 21 connected to 2, a steering gear box 21 provided at the lower end of the intermediate shaft 13, 3
Reference numeral 1 is a tie rod arranged on both sides of the steering gear box 21, and 32 is a tire (wheel) to which the tie rod 31 is connected.

【0029】上記ステアリングギヤボックス21内に
は、図示省略のラック・ピニオン機構が設けられてい
て、上記ピニオンには、上記中間シャフト13の下端が
連結されている。一方、上記ラックの両端部はタイロッ
ド31を介してタイヤ32に連結されている。
A rack and pinion mechanism (not shown) is provided in the steering gear box 21, and the lower end of the intermediate shaft 13 is connected to the pinion. On the other hand, both ends of the rack are connected to the tire 32 via tie rods 31.

【0030】上記ステアリングギヤボックス21には、
減速ギヤ(図示省略)を介してピニオン側に力を付与す
る電動モータ22と、図1では図示を省略するトルクセ
ンサ41(図2,図3及び図8参照)とが設けられてい
て、このトルクセンサ41は上記中間シャフト13と減
速ギアとの間に配設されている。これにより、上記トル
クセンサ41は、ハンドル11とタイヤ32との間に設
けられてハンドル操舵トルクを検出するものとなってい
る。
The steering gear box 21 includes:
An electric motor 22 for applying a force to the pinion side via a reduction gear (not shown) and a torque sensor 41 (see FIGS. 2, 3 and 8) not shown in FIG. 1 are provided. The torque sensor 41 is arranged between the intermediate shaft 13 and the reduction gear. As a result, the torque sensor 41 is provided between the steering wheel 11 and the tire 32 to detect steering wheel steering torque.

【0031】上記トルクセンサ41及び電動モータ22
は、それぞれコントローラ5(以下、第1実施形態に係
るコントローラについては5a、後述する第2実施形態
に係るコントローラについては5bの符号を付す)に接
続されていて、このコントローラ5によって電動モータ
22が制御される。
The torque sensor 41 and the electric motor 22
Are respectively connected to the controller 5 (hereinafter, 5a for the controller according to the first embodiment and 5b for the controller according to the second embodiment described later), and the controller 5 controls the electric motor 22. Controlled.

【0032】次に、上記コントローラ5aの構成につい
て、図2を参照しながら説明する。このコントローラ5
aには、ハンドル操舵トルクuを検出するトルクセンサ
41、車速Vを検出する車速センサ42、電動モータ2
2の回転速度ωを検出するモータ回転速度センサ43の
各センサの検出値が入力される。尚、上記車速センサ4
2は、例えば各車輪に設けられた車輪速センサとしても
よい。また、上記モータ回転速度センサ43は、電動モ
ータ22の回転速度ωを直接的に検出するものとしても
よいし、上記電動モータ22に印加される電圧等から推
定するものとしてもよい。
Next, the configuration of the controller 5a will be described with reference to FIG. This controller 5
In a, a torque sensor 41 for detecting the steering torque u of the steering wheel, a vehicle speed sensor 42 for detecting the vehicle speed V, and the electric motor 2 are shown.
The detection value of each sensor of the motor rotation speed sensor 43 that detects the rotation speed ω of 2 is input. The vehicle speed sensor 4
2 may be, for example, a wheel speed sensor provided on each wheel. Further, the motor rotation speed sensor 43 may directly detect the rotation speed ω of the electric motor 22, or may be estimated from the voltage applied to the electric motor 22 or the like.

【0033】上記コントローラ5aには、上記トルクセ
ンサ41の検出値が無くなるように第1制御量を決定す
る第1の制御部としてのアシスト制御部51と、電動モ
ータ22に付与するブレーキ制御量を決定するダンピン
グ制御部52と、トルクセンサ41の検出値から目標車
輪舵角変化率(目標車輪舵角速度)を演算し、この目標
車輪舵角速度から実際の車輪舵角速度を減算することに
よって第2制御量を決定する第2の制御部としての舵角
速度フィードバック制御部54と、上記アシスト制御部
51、ダンピング制御部52及び舵角速度フィードバッ
ク制御部54の各制御部における制御量を加減算するこ
とによって電動モータ22の制御量を決定し、この制御
量でもって電動モータ22を制御するモータ制御部53
とを備えている。
The controller 5a is provided with an assist control unit 51 as a first control unit that determines the first control amount so that the detected value of the torque sensor 41 disappears, and a brake control amount applied to the electric motor 22. The second control is performed by calculating the target wheel steering angle change rate (target wheel steering angular velocity) from the determined damping control unit 52 and the detection value of the torque sensor 41, and subtracting the actual wheel steering angular velocity from the target wheel steering angular velocity. The electric motor by adding and subtracting the control amounts in the steering angular velocity feedback control unit 54 as a second control unit that determines the amount and the control units of the assist control unit 51, the damping control unit 52, and the steering angular velocity feedback control unit 54. The motor control unit 53 that determines the control amount of the electric motor 22 and controls the electric motor 22 with this control amount.
It has and.

【0034】ここで、車輪32と電動モータ22とは、
ラック・ピニオン機構を介して互いに連結されているた
め、モータ回転速度ωは車輪舵角速度に比例する。従っ
て、本実施形態では、モータ回転速度センサ43によっ
てモータ回転速度ωを検出し、これを実際の車輪舵角速
度の代わりとしている。これと共に、目標車輪舵角変化
率を演算する代わりに、目標モータ回転速度を演算して
いる。尚、これに限らず、車輪舵角速度を直接的に検出
すると共に、目標車輪舵角速度を演算するようにしても
よい。
Here, the wheels 32 and the electric motor 22 are
Since they are connected to each other via the rack and pinion mechanism, the motor rotation speed ω is proportional to the wheel steering angular speed. Therefore, in the present embodiment, the motor rotation speed sensor 43 detects the motor rotation speed ω and substitutes it for the actual wheel steering angular speed. At the same time, instead of calculating the target wheel steering angle change rate, the target motor rotation speed is calculated. However, the present invention is not limited to this, and the target wheel steering angular velocity may be calculated while directly detecting the wheel steering angular velocity.

【0035】上記アシスト制御部51は、トルクセンサ
41の検出値であるハンドル操舵トルクuに対してアシ
スト制御ゲインKaを掛けることによって第1制御量
(Ka・u)を決定するように構成されている。このア
シスト制御ゲインKaは、車速V、ハンドル操舵トルク
u及び該操舵トルクuの微分値によって決定される変数
であって、非負(正又は0)の変数でありかつ車速Vに
関して非増加の(車速が高いとき(H)の方が、車速が
低いとき(L)に比べて小さい)変数とされている。こ
のアシスト制御ゲインKaは、所定のアシスト特性とな
るように調整されている。
The assist control section 51 is configured to determine the first control amount (K a · u) by multiplying the steering torque u of the steering wheel, which is the detected value of the torque sensor 41, by the assist control gain K a. Has been done. The assist control gain K a is a variable determined by the differential value of the vehicle speed V, the steering torque u and the steering torque u, nonnegative (positive or 0) is a variable and non-increasing with respect to the vehicle speed V ( The variable when the vehicle speed is high (H) is smaller than the variable when the vehicle speed is low (L). The assist control gain K a is adjusted to a predetermined assist characteristic.

【0036】また、ダンピング制御部52は、モータ回
転速度ωに対してダンピング制御ゲインKdを掛けるこ
とによって制御量(Kd・ω)を決定するように構成さ
れている。このダンピング制御ゲインKdは、車速V、
ハンドル操舵トルクu、モータ回転数によって決定され
る非負の変数であり、所定のダンピング特性、すなわち
所定の収斂性が得られるように調整されている。
Further, the damping control section 52 is configured to determine the control amount (K d · ω) by multiplying the motor rotation speed ω by the damping control gain K d . This damping control gain K d is the vehicle speed V,
It is a non-negative variable determined by the steering torque u of the steering wheel and the number of rotations of the motor, and is adjusted so as to obtain a predetermined damping characteristic, that is, a predetermined convergence.

【0037】上記舵角速度フィードバック制御部54
は、後述する伝達関数Gv(s)の入力であるハンドル操舵
トルクuに含ませるフリクション成分(フリクショント
ルクu F)を設定するためのフリクションゲインKFを有
している。このように、ハンドル操舵トルクuにフリク
ショントルクuFを含ませるのは、通常の自動車におい
ては、図6に示すように、ハンドル操舵トルクuとハン
ドル舵角θHとの間の特性がヒステリシスになるためで
ある。
The rudder angular velocity feedback control section 54
Is a transfer function G described later.vSteering of steering wheel which is the input of (s)
Friction component included in torque u (friction
Luk u F) Friction gain K for settingFHave
is doing. In this way, the steering torque u
Schontork uFIncludes a normal car odor
As shown in FIG. 6, the steering torque u of the steering wheel and the steering torque u
Dollar rudder angle θHBecause the characteristic between and becomes hysteresis
is there.

【0038】すなわち、このヒステリシス特性は、ステ
アリング系のフリクション等によって生じるものである
が、舵角速度フィードバック制御部54による制御によ
って、そのフリクションの影響が低下、又は影響が全く
なくなってしまう。このため、同図の一点鎖線で示すよ
うに、操舵トルクuとハンドル舵角θHとの間のヒステ
リシス特性が失われる虞がある。このようにハンドル操
舵トルクuとハンドル舵角θHとの間の特性が通常の自
動車とは異なる特性となる結果、操舵感が損われるよう
になる。
That is, although this hysteresis characteristic is caused by the friction of the steering system or the like, the influence of the friction is reduced or completely eliminated by the control by the steering angular velocity feedback control section 54. For this reason, there is a possibility that the hysteresis characteristic between the steering torque u and the steering angle θ H may be lost, as indicated by the alternate long and short dash line in FIG. As described above, the characteristic between the steering wheel torque u and the steering wheel angle θ H becomes different from that of an ordinary vehicle, and as a result, the steering feeling is impaired.

【0039】そこで、操舵感の向上を目的として、予め
設定した大きさのフリクショントルクuFを、目標モー
タ回転速度の演算に係るハンドル操舵トルクuから減ず
る(ハンドル操舵トルクuに、操舵速度方向とは逆向き
にフリクショントルクuFを加える)ことで、ハンドル
操舵トルクuとハンドル舵角θHとの間に、所定のヒス
テリシス特性が残るようにしている。
Therefore, for the purpose of improving the steering feeling, the friction torque u F having a preset magnitude is subtracted from the steering torque u of the steering wheel for calculating the target motor rotation speed (the steering wheel torque u is equal to the steering speed direction). Applies a friction torque u F in the opposite direction) so that a predetermined hysteresis characteristic remains between the steering wheel torque u and the steering wheel angle θ H.

【0040】具体的には、上記フリクションゲインKF
は、図4に示すように、モータ回転速度ωの方向に応じ
てフリクショントルクuFの正負を設定するようになっ
ており、モータ回転速度ω(つまり、ハンドル操舵速
度)が正のときは、フリクショントルクを+uFとし、
モータ回転速度ω(つまり、ハンドル操舵速度)が負の
ときは、フリクショントルクを−uFとする。尚、モー
タ回転速度ωの0(ゼロ)点においてフリクショントル
クuFが不連続になることにより、運転者の違和感を招
く虞もあるため、例えば図5に示すように、モータ回転
速度ωの0点付近で、フリクショントルクuFが連続的
につながるように、フリクションゲインを設定してもよ
い。つまり、モータ回転速度ωの0点近傍で、フリクシ
ョントルクuFの絶対値を減少させてもよい。
Specifically, the above friction gain K F
As shown in FIG. 4, the positive / negative of the friction torque u F is set according to the direction of the motor rotation speed ω, and when the motor rotation speed ω (that is, the steering wheel steering speed) is positive, The friction torque is + u F ,
When the motor rotation speed ω (that is, the steering wheel steering speed) is negative, the friction torque is set to −u F. Since the friction torque u F becomes discontinuous at the 0 (zero) point of the motor rotation speed ω, the driver may feel uncomfortable. For example, as shown in FIG. The friction gain may be set so that the friction torque u F is continuously connected near the point. That is, the absolute value of the friction torque u F may be reduced near the zero point of the motor rotation speed ω.

【0041】尚、上記フリクショントルクuFの大きさ
を調整することで、上記ヒステリシスの幅を調整するこ
ともできる。これにより、操舵力特性(操舵感)を常に
設計どおりの特性にすることも可能になる。また、上記
フリクショントルクuFは、車速が高い程小さくしても
よい。こうすることで、高速走行時においては、ハンド
ル11の復元力が高まり、ハンドル11の戻り感を向上
させることができる。さらに、上記フリクショントルク
Fは車輪舵角が大きい程小さくしてもよい。こうする
ことで、車輪舵角の大きい領域では車両の安定性が向上
し、車輪舵角の小さい領域では車両の応答性が向上する
ようになる。
The width of the hysteresis can be adjusted by adjusting the magnitude of the friction torque u F. As a result, the steering force characteristic (steering feeling) can always be made as designed. The friction torque u F may be reduced as the vehicle speed increases. By doing so, the restoring force of the handle 11 is increased and the sense of return of the handle 11 can be improved during high-speed traveling. Further, the friction torque u F may be reduced as the wheel steering angle increases. By doing so, the stability of the vehicle is improved in the region where the wheel steering angle is large, and the responsiveness of the vehicle is improved in the region where the wheel steering angle is small.

【0042】そして、上記舵角速度フィードバック制御
部54は、トルクセンサ41におけるハンドル操舵トル
クuからフリクショントルクuFを減じた値(u−uF
を入力とし、目標モータ回転速度を出力とする伝達関数
v(s)を有していて、上記ハンドル操舵トルクuに基づ
いて、目標のモータ回転速度(Gv(s)・(u−uF))
を演算するように構成されている。
The steering angular velocity feedback control section 54 then subtracts the friction torque u F from the steering torque u of the steering wheel in the torque sensor 41 (u−u F ).
Has a transfer function G v (s) that outputs the target motor rotation speed as an input, and based on the steering torque u of the steering wheel, the target motor rotation speed (G v (s) · (u−u F ))
Is configured to calculate.

【0043】ここで、上記伝達関数Gv(s)は、図3に示
すように、トルクセンサ41から車輪(タイヤ)32ま
でをモデル化した車両モデルから決定される。すなわ
ち、この車両モデルではタイヤ32の反力をばねで表現
していると共に、このばねの一端が固定されていると仮
定してモデル化を行っている。そして、このタイヤ32
のばね成分Kt及び減衰成分Ctと、トルクセンサ41か
らタイヤ32までの系における電動モータ22やナック
ルアーム等のピニオン軸回りのイナーシャImとを考慮
して、ハンドル操舵トルクuを入力とし目標モータ回転
速度を出力とする伝達関数Gv(s)を式(1)で設定して
いる。
Here, the transfer function G v (s) is determined from a vehicle model in which the torque sensor 41 to the wheels (tires) 32 are modeled, as shown in FIG. That is, in this vehicle model, the reaction force of the tire 32 is represented by a spring, and modeling is performed assuming that one end of this spring is fixed. And this tire 32
In consideration of the spring component K t and the damping component C t of the steering wheel and the inertia I m around the pinion shaft of the electric motor 22 and the knuckle arm in the system from the torque sensor 41 to the tire 32, the steering wheel steering torque u is input. The transfer function G v (s) that outputs the target motor rotation speed is set by the equation (1).

【0044】 Gv(s)=Kb×(Ka+1)s/{Im2+(Ct+Kd)s+Kt}…(1) ここで、sはラプラス演算子である。G v (s) = K b × (K a +1) s / {I m s 2 + (C t + K d ) s + K t } ... (1) Here, s is a Laplace operator.

【0045】また、Kbは補正ゲインであり、このもの
は図7に示すように、車速に対し山形となるような特性
を有している。
Further, K b is a correction gain, which has a characteristic of having a mountain shape with respect to the vehicle speed as shown in FIG. 7.

【0046】すなわち、所定車速VM(例えば40〜5
0km/h)以下のときには、車速が高い程上記Kb
大きくなるように設定されていると共に、所定車速VM
よりも高いときには車速が高い程上記Kbが小さくなる
ように設定されている。これにより、上記伝達関数G
v(s)によって算出される目標モータ回転速度は、停車時
及び低速走行時には小さく、中速走行時は大きくかつ、
高速走行時は車速が高まるにつれて小さくなるというよ
うに設定される。
That is, the predetermined vehicle speed V M (for example, 40 to 5)
When the vehicle speed is 0 km / h or less, the higher the vehicle speed is, the higher the above K b is set, and the predetermined vehicle speed V M is set.
When the vehicle speed is higher than the above, the higher the vehicle speed, the smaller Kb is set. As a result, the transfer function G
The target motor rotation speed calculated by v (s) is small when the vehicle is stopped and traveling at low speed, and large when traveling at medium speed.
It is set so that it decreases as the vehicle speed increases at high speeds.

【0047】そして、上記舵角速度フィードバック制御
部54は、この目標モータ回転速度と、モータ回転速度
センサ43によって検出された実際のモータ回転速度ω
との偏差(Gv(s)・(u−uF)−ω)を演算し、この
偏差に対してゲインGo(s)を掛けて制御量(第2制御
量)を決定するように構成されている。
Then, the rudder angular velocity feedback control section 54, the target motor rotational speed and the actual motor rotational speed ω detected by the motor rotational speed sensor 43.
And the deviation (G v (s) · (u−u F ) −ω) is calculated, and the deviation is multiplied by the gain G o (s) to determine the control amount (second control amount). It is configured.

【0048】ここで、上記ゲインGo(s)を定数Koとし
たときは以下の〜の要件で調整を行うのがよい。
Here, when the gain G o (s) is set to a constant K o , it is preferable to adjust the following requirements (1) to (3).

【0049】すなわち、Koを車速の変数として、車
速Vが高い程大きくするのがよい。これは、低速では、
フリクション等の影響が小さい上に、タイヤ32をばね
で表現した車両モデルが現実の車両と合わなくなるため
である。
[0049] That is, the K o as variables of the vehicle speed, it is preferable to increase as the vehicle speed V is high. This is at low speed
This is because the influence of friction and the like is small and the vehicle model in which the tire 32 is represented by a spring does not match the actual vehicle.

【0050】また、Koを路面μの変数として、路面
μが低い程小さくするのがよい。これも、低μ路ではタ
イヤのねじりに対する反力が小さくなり、タイヤ32を
ばねで表現した車両モデルが現実と合わなくなるためで
ある。尚、路面μの検出は、例えば車輪速に基づいて行
ってもよいし、その他公知の方法により行ってもよい。
Further, it is preferable that K o be a variable of the road surface μ and that the smaller the road surface μ, the smaller. This is also because the reaction force against the torsion of the tire becomes small on the low μ road, and the vehicle model in which the tire 32 is represented by a spring does not match the reality. The road surface μ may be detected, for example, based on the wheel speed, or by any other known method.

【0051】さらに、Koを車重の変数として、車重
が重い程大きくするのがよい。これは、車重が重いとき
はタイヤ32が動き難くなるため、その分だけ電動モー
タ22のモータ推力を増大させた方が好ましくなるため
である。尚、車重の検出は、ロードセンサを設けること
によって検出してもよいし、エンジンの負荷に基づいて
推定してもよい。
Further, it is preferable that K o be a variable of the vehicle weight and that the heavier the vehicle weight, the larger. This is because the tire 32 becomes difficult to move when the vehicle weight is heavy, and it is preferable to increase the motor thrust of the electric motor 22 accordingly. The vehicle weight may be detected by providing a road sensor or may be estimated based on the engine load.

【0052】加えて、Koを車輪舵角の変数として、
車輪舵角が小さい程大きくするのがよい。このようにす
れば、収斂性のより一層の向上が図られて直進安定性が
向上する。
In addition, let K o be a variable of the wheel steering angle,
The smaller the wheel steering angle, the better it should be. By doing so, the convergence is further improved and the straight running stability is improved.

【0053】さらに、Koを車輪舵角速度の変数とし
て、車輪舵角速度が大きい程大きくするのがよい。これ
は車輪舵角速度が大きいときはイナーシャが大きくなっ
て車輪舵角速度がハンドルの操舵に対して遅れやすくな
るため、電動モータ22に大きなモータ推力を与えた方
が好ましくなるためである。
Furthermore, it is preferable that K o be a variable of the wheel steering angular velocity and that it be increased as the wheel steering angular velocity increases. This is because when the wheel steering angular velocity is large, the inertia becomes large and the wheel steering angular velocity tends to be delayed with respect to the steering of the steering wheel. Therefore, it is preferable to give a large motor thrust to the electric motor 22.

【0054】尚、上記のKoを車輪舵角速度の変数で
あって、車輪舵角速度が大きい程大きくする場合に代え
て、ゲインGo(s)をハイパスフィルターとしてもよい。
すなわち、 Go(s)=Koωns/(s+ωn)…(2) としても、車輪舵角速度が大きいときに舵角速度フィー
ドバック制御部54の制御量の感度が上がる。尚、ωn
は、調整パラメータであり適宜調整すればよい。
The gain G o (s) may be a high-pass filter instead of the case where K o is a variable of the wheel steering angular velocity and is increased as the wheel steering angular velocity increases.
That is, even if G o (s) = K o ω n s / (s + ω n ) ... (2), the sensitivity of the control amount of the steering angular velocity feedback control unit 54 increases when the wheel steering angular velocity is large. Note that ω n
Is an adjustment parameter and may be appropriately adjusted.

【0055】このようにして、アシスト制御部51、ダ
ンピング制御部52及び舵角速度フィードバック制御部
54において各制御量が決定されれば、モータ制御部5
3において、上記アシスト制御部51及び舵角速度フィ
ードバック制御部54の制御量を加算すると共に、ダン
ピング制御部52の制御量を減算して、電動モータ22
の制御量を決定し、この電動モータ22を制御する。
In this way, if each control amount is determined in the assist control unit 51, the damping control unit 52, and the steering angular velocity feedback control unit 54, the motor control unit 5
3, the control amounts of the assist control unit 51 and the steering angular velocity feedback control unit 54 are added, and the control amount of the damping control unit 52 is subtracted, so that the electric motor 22
The control amount is determined and the electric motor 22 is controlled.

【0056】これにより第1実施形態においては、トル
クセンサ41の値から目標となるモータ回転速度(車輪
舵角変化率)を演算し、この目標モータ回転速度となる
ように電動モータ22が制御される。
As a result, in the first embodiment, the target motor rotation speed (wheel steering angle change rate) is calculated from the value of the torque sensor 41, and the electric motor 22 is controlled to reach this target motor rotation speed. It

【0057】このため、アシスト制御部51による制御
量(Ka・u)でもって電動モータ22を制御したとき
に、フリクション又はイナーシャによって所望のモータ
回転速度(目標モータ回転速度)とならないときであっ
ても、目標モータ回転速度となるように電動モータ22
が制御される。このため、上記目標モータ回転速度とな
るために不足しているモータ推力が上記電動モータ22
に発生する。このとき、上記目標モータ回転速度は、電
動パワーステアリング装置を構成する実際の部品のフリ
クションの大きさのばらつきや、イナーシャの大きさの
ばらつきとは無関係に設定されるため、フリクションや
イナーシャの大きさが異なっていても常に所望のモータ
回転速度となる。従って、常に所望のアシスト特性が得
られることになる。
Therefore, when the electric motor 22 is controlled by the control amount (K a · u) by the assist control unit 51, the desired motor rotation speed (target motor rotation speed) cannot be achieved due to friction or inertia. Even if the electric motor 22
Is controlled. For this reason, the insufficient motor thrust to reach the target motor rotation speed is caused by the electric motor 22.
Occurs in. At this time, the target motor rotation speed is set irrespective of variations in the size of the friction of the actual components that make up the electric power steering device and variations in the size of the inertia. , The desired motor rotation speed is always obtained. Therefore, a desired assist characteristic can always be obtained.

【0058】また、舵角速度フィードバック制御部54
は、補正ゲインKbによって、車速が高い程、目標モー
タ回転速度を小さくする補正を行うようになっている。
こうすることで、目標モータ回転速度の特性が、高速走
行時はハンドル操舵トルクに対して車輪舵角変化率が小
さくなるという通常の車両における車速−操舵力特性と
同じ特性になり、運転者の違和感を防止することができ
る。
Further, the steering angular velocity feedback control section 54
The correction gain K b is used to correct the target motor rotation speed as the vehicle speed increases.
By doing so, the characteristic of the target motor rotation speed becomes the same characteristic as the vehicle speed-steering force characteristic in a normal vehicle in which the rate of change in the wheel steering angle becomes smaller with respect to the steering wheel steering torque during high-speed traveling. It is possible to prevent discomfort.

【0059】また、高速走行時は、アシスト制御ゲイン
aによって、アシスト制御部51による制御(第1制
御量による制御)が抑制されているが、上記補正ゲイン
bによって目標モータ回転速度が小さくされているた
め、舵角フィードバック制御部54による制御(第2制
御量による制御)も抑制されることになる。これによ
り、高速走行時に第2制御量が第1制御量に対して相対
的に大きくなることが回避され、その結果、車両応答性
を適切に設定させることができる。
Further, during high speed running, the control by the assist control section 51 (control by the first control amount) is suppressed by the assist control gain K a , but the target motor rotation speed is reduced by the correction gain K b . Therefore, the control by the steering angle feedback control unit 54 (control by the second control amount) is also suppressed. As a result, it is possible to prevent the second control amount from becoming relatively large with respect to the first control amount during high-speed traveling, and as a result, it is possible to appropriately set the vehicle responsiveness.

【0060】加えて、舵角速度フィードバック制御部5
4は、補正ゲインKbによって、中速走行時に目標モー
タ回転速度を大きくする補正を行うと共に、低速走行時
には目標モータ回転速度を小さくする補正を行うように
構成されている。これにより、低速及び中速走行時にお
ける目標モータ回転速度の特性を、通常の車両における
車速−操舵力特性に一致させることになり、運転者の違
和感を防止して、操舵感の向上を図ることができる。
In addition, the steering angular velocity feedback control unit 5
The correction gain K b is used to make a correction to increase the target motor rotation speed during medium speed running, and to make a correction to reduce the target motor rotation speed during low speed running. As a result, the characteristics of the target motor rotation speed during low-speed and medium-speed traveling are made to match the vehicle speed-steering force characteristics of a normal vehicle, and the driver's discomfort is prevented and the steering feeling is improved. You can

【0061】<第2実施形態>図8は本発明の第2実施
形態に係るコントローラ5bの構成を示していて、この
ものは、舵角速度フィードバック制御部54の構成が第
1実施形態とは異なる。尚、第2実施形態に係るコント
ローラ5bにおいて、アシスト制御部51及びダンピン
グ制御部52の構成は、上記第1実施形態のものと同様
であるため、その説明は省略する。
<Second Embodiment> FIG. 8 shows the configuration of a controller 5b according to a second embodiment of the present invention, in which the configuration of the steering angular velocity feedback control section 54 is different from that of the first embodiment. . In addition, in the controller 5b according to the second embodiment, the configurations of the assist control unit 51 and the damping control unit 52 are the same as those of the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.

【0062】上記舵角速度フィードバック制御部54
は、伝達関数Gv(s)を有していて、この伝達関数Gv(s)
によって目標モータ回転速度を演算するように構成され
ている。この伝達関数Gv(s)の入力は、トルクセンサ4
1によって検出されたハンドル操舵トルクu(フリクシ
ョントルクuFを含んだもの)だけではなく、このハン
ドル操舵トルクuと、モータ制御部53の出力である電
動モータ22の制御量との加算値になるように構成され
ている。
The rudder angular velocity feedback control section 54
Has a transfer function G v (s), and this transfer function G v (s)
Is configured to calculate the target motor rotation speed. The input of this transfer function G v (s) is the torque sensor 4
In addition to the steering wheel torque u (including the friction torque u F ) detected by 1, the steering wheel torque u is added to the control amount of the electric motor 22 which is the output of the motor control unit 53. Is configured.

【0063】また、上記伝達関数Gv(s)は、図3に示す
車両モデルより決定されるものであり、式(3)で設定
している。
The transfer function G v (s) is determined by the vehicle model shown in FIG. 3 and is set by the equation (3).

【0064】 Gv(s)=Kbs/{Im2+(Ct+Kd)s+Kt}…(3) ここで、Kbは補正ゲインであり、上記第1実施形態で
説明したのと同様に、車速に対し山形の特性を有するよ
うに構成されている(図7参照)。尚、式(3)からわ
かるように、第2実施形態における舵角速度フィードバ
ック制御部54は、アシスト制御ゲインKaを備えてい
ない。
G v (s) = K b s / {I m s 2 + (C t + K d ) s + K t } (3) Here, K b is a correction gain, which is described in the first embodiment. Similarly to the above, it is configured to have a mountain-shaped characteristic with respect to the vehicle speed (see FIG. 7). Incidentally, as can be seen from equation (3), the steering angular speed feedback control section 54 in the second embodiment does not include the assist control gain K a.

【0065】この舵角速度フィードバック制御部54
は、上記伝達関数Gv(s)によって演算された目標モータ
回転速度と、モータ回転速度センサ43によって検出さ
れた実際のモータ回転速度ωとの偏差を演算し、この偏
差に対してゲインGo(s)を掛けて制御量(第2制御量)
を決定する。そして、モータ制御部53において、上記
アシスト制御部51及び舵角速度フィードバック制御部
54の制御量を加算すると共に、ダンピング制御部52
の制御量を減算して電動モータ22の制御量を決定し、
この電動モータ22を制御するようにされている。尚、
この第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置に
おいても、上記ゲインGo(s)を、上述したように適宜調
整するのが好ましい。
This steering angular velocity feedback control unit 54
Calculates the deviation between the target motor rotation speed calculated by the transfer function G v (s) and the actual motor rotation speed ω detected by the motor rotation speed sensor 43, and the gain G o is calculated for this deviation. Multiply by (s) and control amount (second control amount)
To decide. Then, in the motor control unit 53, the control amounts of the assist control unit 51 and the steering angular velocity feedback control unit 54 are added, and the damping control unit 52 is added.
The control amount of the electric motor 22 is determined by subtracting the control amount of
The electric motor 22 is controlled. still,
Also in the electric power steering system according to the second embodiment, it is preferable to appropriately adjust the gain G o (s) as described above.

【0066】この第2実施形態においては、上記第1実
施形態と同様に、モータ回転速度ωについてのフィード
バック制御を行うため、舵角速度フィードバック制御部
54の制御量によって、目標モータ回転速度となるため
に不足しているモータ推力が電動モータ22に発生す
る。これにより、常に所望のアシスト特性を得ることが
できる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, since the feedback control of the motor rotation speed ω is performed, the target motor rotation speed is obtained by the control amount of the steering angular speed feedback control section 54. Insufficient motor thrust is generated in the electric motor 22. As a result, the desired assist characteristic can always be obtained.

【0067】また、上記舵角速度フィードバック制御部
54は、電動モータ22の制御量、つまりアシスト制御
部51及びダンピング制御部52による制御量から目標
モータ回転速度を演算するようにされている。ここで、
アシスト制御部51による制御量にはアシスト制御ゲイ
ンKaが既に考慮されていることから、伝達関数Gv(s)
に上記アシスト制御ゲインKaを組み込む必要がない
(式(3)参照)。これに伴い、このアシスト制御ゲイ
ンKaの決定に必要なハンドル操舵トルクuの微分値等
も必要としない。このため、上記舵角速度フィードバッ
ク制御部54の構成が簡略化すると共に、その演算処理
も簡略化する。また、上記アシスト制御ゲインKa等を
記憶しておく必要もなくなり、メモリ容量が節約され
る。
The steering angular velocity feedback control section 54 calculates the target motor rotation speed from the control amount of the electric motor 22, that is, the control amounts of the assist control section 51 and damping control section 52. here,
Since the assist control gain K a is already taken into consideration in the control amount by the assist control unit 51, the transfer function G v (s)
It is not necessary to incorporate the assist control gain K a (see equation (3)). Accordingly, it does not require differential values or the like of the steering torque u required for the determination of the assist control gain K a. Therefore, the configuration of the steering angular velocity feedback control unit 54 is simplified, and the calculation processing is also simplified. Further, it is not necessary to store the assist control gain K a and the like, and the memory capacity is saved.

【0068】また、舵角速度フィードバック制御部54
が、補正ゲインKbにより、車速に応じて目標モータ回
転速度の補正を行うように構成されているため、車速に
対する目標モータ回転速度の特性を、通常の車両におけ
る車速−操舵力特性と同じ特性にすることができ、これ
により、運転者の違和感を防止することができる。
Further, the steering angular velocity feedback control unit 54
However, since the correction gain K b is configured to correct the target motor rotation speed according to the vehicle speed, the characteristic of the target motor rotation speed with respect to the vehicle speed is the same as the vehicle speed-steering force characteristic in a normal vehicle. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable.

【0069】<他の実施形態>尚、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を
包含するものである。すなわち、上記実施形態では、電
動モータ22の推力をピニオン側に付与するように構成
されているが、ラック側に付与するように構成してもよ
い。この場合は、車両モデルを適宜変更すればよい。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various other embodiments. That is, in the above embodiment, the thrust of the electric motor 22 is configured to be applied to the pinion side, but it may be configured to be applied to the rack side. In this case, the vehicle model may be changed appropriately.

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

【図1】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態に係るコントローラの構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a controller according to the first embodiment.

【図3】車両モデルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a vehicle model.

【図4】フリクションゲインの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a friction gain.

【図5】図4とは異なるフリクションゲインの一例を示
す図である。
5 is a diagram showing an example of a friction gain different from FIG.

【図6】ハンドル操舵トルクとハンドル舵角との関係を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a steering wheel steering torque and a steering wheel steering angle.

【図7】補正ゲインの特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a characteristic of a correction gain.

【図8】第2実施形態に係るコントローラの構成を示す
図2対応図である。
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a configuration of a controller according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ハンドル 22 電動モータ 32 車輪 41 トルクセンサ 51 アシスト制御部(第1の制御部) 53 モータ制御部 54 舵角速度フィードバック制御部(第2の
制御部)
11 Handle 22 Electric Motor 32 Wheel 41 Torque Sensor 51 Assist Control Unit (First Control Unit) 53 Motor Control Unit 54 Steering Angular Speed Feedback Control Unit (Second Control Unit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 137:00 B62D 137:00 Fターム(参考) 3D032 CC08 CC12 DA03 DA09 DA15 DA24 DA50 DA63 DA82 DB02 DB03 DB05 DC21 DC29 DC34 DD02 DD06 DD07 DD08 DD17 EA01 EB04 EB11 EC22 GG01 3D033 CA11 CA13 CA16 CA18 CA19 CA20 CA21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B62D 137: 00 B62D 137: 00 F term (reference) 3D032 CC08 CC12 DA03 DA09 DA15 DA24 DA50 DA63 DA82 DB02 DB03 DB05 DC21 DC29 DC34 DD02 DD06 DD07 DD08 DD17 EA01 EB04 EB11 EC22 GG01 3D033 CA11 CA13 CA16 CA18 CA19 CA20 CA21

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動モータを有し、該電動モータの制御
によりハンドル操舵を補助する自動車の電動パワーステ
アリング装置であって、 ハンドルと車輪との間に設けられてハンドル操舵トルク
を検出するトルクセンサと、 上記トルクセンサの検出値が無くなるように上記電動モ
ータの第1制御量を決定する第1の制御部と、 上記トルクセンサの検出値に基づいて目標車輪舵角変化
率を演算し、該目標車輪舵角変化率から実際の車輪舵角
変化率を減算することによって上記電動モータの第2制
御量を決定する第2の制御部と、 上記第1の制御部による第1制御量と第2の制御部によ
る第2制御量とを加算した制御量でもって上記電動モー
タを制御するモータ制御部とを備え、 上記第2の制御部は、車速が高い程、上記目標車輪舵角
変化率を小さくする補正をするように構成されているこ
とを特徴とする自動車の電動パワーステアリング装置。
1. An electric power steering apparatus for an automobile, comprising an electric motor, for assisting steering of a steering wheel by controlling the electric motor, the torque sensor being provided between a steering wheel and a wheel for detecting steering wheel steering torque. A first control unit that determines a first control amount of the electric motor so that the detection value of the torque sensor becomes zero; and a target wheel steering angle change rate is calculated based on the detection value of the torque sensor. A second control unit that determines a second control amount of the electric motor by subtracting an actual wheel steering angle change rate from a target wheel steering angle change rate; and a first control amount and a first control amount by the first control unit. And a motor control unit that controls the electric motor with a control amount obtained by adding the second control amount by the second control unit. The second control unit has a target vehicle wheel steering angle change rate as the vehicle speed increases. Small An electric power steering system of a vehicle, characterized by being configured to the Kusuru correction.
【請求項2】 請求項1において、 第2の制御部は、所定車速以下のときには、目標車輪舵
角変化率を小さくする補正をするように構成されている
ことを特徴とする自動車の電動パワーステアリング装
置。
2. The electric power of an automobile according to claim 1, wherein the second control unit is configured to make a correction to reduce a target wheel steering angle change rate when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed. Steering device.
【請求項3】 請求項1において、 第2の制御部は、所定車速以下のときには車速が高い
程、目標車輪舵角変化率を大きくする補正をしかつ、上
記所定車速よりも高いときには車速が高い程、上記目標
車輪舵角変化率を小さくする補正をするように構成され
ていることを特徴とする自動車の電動パワーステアリン
グ装置。
3. The vehicle control system according to claim 1, wherein the second control unit corrects the target wheel steering angle change rate to be larger as the vehicle speed is lower than a predetermined vehicle speed and is higher than the predetermined vehicle speed. An electric power steering apparatus for an automobile, characterized in that the higher the higher, the smaller the target wheel steering angle change rate is corrected.
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