JP2004149069A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータからの発生トルクを車両のステアリング機構に与えて操舵補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達することによって操舵補助する電動パワーステアリング装置が用いられている(たとえば、特許文献1,2参照)。電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクに応じて設定される目標電流値に基づいて制御され、これによって、操舵トルクに応じた操舵補助力がステアリング機構に与えられる。
【0003】
目標電流値は、予め定められたアシスト特性に従って設定される。アシスト特性は、操舵トルクに対する目標電流値の関係を定めたもので、図9に示すような3次曲線81,82で近似して表すことができる。3次曲線81は、低速走行時のアシスト特性を近似して表すものであり、3次曲線82は、高速走行時のアシスト特性を近似して表すものである。なお、操舵トルクは、右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、目標電流値は、電動モータから右方向への操舵補助力を発生させるべきときに正の値とされ、電動モータから左方向への操舵補助力を発生させるべきときに負の値とされる。
【0004】
ステアリングホイールに右方向の操舵トルクが加えられているときには、電動モータから右方向の操舵補助力を発生させるべきであるから、操舵トルクの正の値に対しては、目標電流値は正の値をとるべきである。一方、ステアリングホイールに左方向の操舵トルクが加えられているときには、電動モータから左方向の操舵補助力を発生させるべきであるから、操舵トルクの負の値に対しては、目標電流値は負の値をとるべきである。つまり、目標電流値は、操舵トルクと同符号の値をとるべきである。
【0005】
ところが、3次曲線81では、操舵トルクが−T1〜+T1の範囲で、操舵トルクと目標電流値とが異符号になり、3次曲線82では、操舵トルクが−T2〜+T2の範囲で、操舵トルクと目標電流値とが異符号になる。そこで、低速走行時のアシスト特性は、操舵トルクが−T1〜+T1の範囲をトルク不感帯として、このトルク不感帯内の操舵トルクに対しては、目標電流値が零となるように定められている。また、高速走行時のアシスト特性は、操舵トルクが−T2〜+T2の範囲をトルク不感帯として、このトルク不感帯内の操舵トルクに対しては、目標電流値が零となるように定められている。
【0006】
【特許文献1】
特許第2936211号公報
【特許文献2】
特開2000−289639号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような3次曲線81,82で近似されるアシスト特性によれば、低速走行時は、ステアリングホイールを一方側に素速く切り込むと、その切り込み開始後すぐに操舵補助が開始され、操舵トルクの増加に伴って、操舵補助力(目標電流値)が急峻に増加する。これに対し、高速走行時にステアリングホイールを一方側に素速く切り込んだ場合、操舵トルクがトルク不感帯を脱してからしばらくの間は、操舵補助力は緩やかに増加するが、操舵トルクがある程度大きくなると、操舵トルクの増加に対して操舵補助力が急峻に増加する。その結果、ステアリングホイールが急に軽くなり、いわゆるトルク抜け感(操舵違和感)を運転者に与えてしまう。
【0008】
そこで、この発明の目的は、ステアリングホイールなどの操作手段の切り込み途中でトルク抜け感を運転者に与えることを防止でき、これにより操舵フィーリングが向上された電動パワーステアリング装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、操作手段(1)の操作に応じて電動モータ(M)を制御し、この電動モータからの発生トルクをステアリング機構(3)に与えて操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、上記操作手段に加えられた操舵トルクに応じた基本制御信号を生成する基本制御信号生成手段(21)と、上記操作手段の操作速度を検出する操作速度検出手段(4,22)と、上記電動モータの回転角加速度であるモータ角加速度を検出するモータ角加速度検出手段(6,23)と、このモータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に基づいて、上記操作速度検出手段によって検出された操作速度の方向に操舵補助するためのトルクを発生している上記電動モータのモータ角速度が減少しているか否かを判断するモータ角速度減少判断手段(24,S3,S4,S5,S6)と、このモータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に応じて、上記基本制御信号生成手段によって生成された基本制御信号を補正する補正手段(24,25)とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【0010】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、操作速度の方向に操舵補助するためのトルクを発生している電動モータのモータ角速度が減少しているときには、モータ角加速度検出手段によって検出されるモータ角加速度に基づいて、基本制御信号生成手段によって生成される基本制御信号が補正される。
【0011】
不感帯からの急な切り込み操舵において、操舵トルクの抜けが発生するのは、電動モータからの発生トルク(操舵補助力)が増加し、これによって操作手段に加えられる操舵トルクが減少した場合と考えられる。そして、そのときの操舵トルクの減少度合いは、モータ角速度の変化度合いが大きいほど大きい。
したがって、モータ角加速度の大小に応じて基本制御信号を低減補正すれば、操作手段の切り込み途中における操舵補助力の急増を抑えることができるので、操作手段を操作する者に操舵補助力の急増によるトルク抜け感を与えることを防止できる。よって、操作手段の切り込み時(切り返し時)において、すぐれた操舵フィーリングを実現することができる。
【0012】
なお、請求項2記載のように、上記基本制御信号生成手段が、上記操作手段に加えられた操舵トルクに応じた上記電動モータの基本目標電流値を設定し、その設定した基本目標電流値を表す基本制御信号を生成するものである場合、モータ角加速度の大小に応じて基本制御信号を低減補正するような上記補正手段は、上記モータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度の大小に応じた補正電流値を設定する補正電流値設定手段(241)と、この補正電流値設定手段によって設定された補正電流値に基づいて、上記基本制御信号生成手段によって生成された基本制御信号が表す基本目標電流値を低減補正する手段(25)とを含むものであってもよい。
【0013】
請求項3記載の発明は、上記電動パワーステアリング装置は、車速を検出する車速検出手段(5)をさらに含み、上記補正手段は、上記車速検出手段によって検出された車速が予め定める車速以上であって、上記モータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に応じて、上記基本制御信号生成手段が生成した基本制御信号を補正するものであることを特徴とする請求項1または2記載の電動パワーステアリング装置である。
【0014】
この構成によれば、車速が予め定める車速以上である場合にのみ、基本制御信号を補正して、操作手段の切り込み途中における操舵補助力の急増を抑えることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一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ブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール1の操作に基づいて、電子制御ユニット2が電動モータMを駆動制御し、これにより電動モータMから発生されるトルクをステアリング機構3に与えて操舵補助を達成するように構成されている。
【0016】
ステアリング機構3は、ステアリングホイール1に結合されたステアリング軸31と、ステアリング軸31の先端に設けられたピニオンギヤ32と、車両の幅方向に直線運動可能に設けられたラックバー33とを含む。ステアリングホイール1を操作すると、ステアリング軸31が回転し、この回転に伴ってピニオンギヤ32が回転する。ピニオンギヤ32の回転は、ラックバー33を車両の幅方向(ラックバー33の長手方向)に直線運動させる。ラックバー33の直線運動は、図示しないタイロッドやナックルアームなどによって、舵取り用の前左右車輪の転舵力に変換される。電動モータMの発生トルクは、たとえば、減速機34を介してラックバー33に入力されるようになっている。
【0017】
ステアリング軸31に関連して、ステアリングホイール1の操舵角およびステアリングホイール1に入力された操舵トルクを検出するアングルトルクセンサ4が設けられている。具体的には、ステアリング軸31は、ステアリングホイール1に結合された入力軸31Aとピニオンギヤ32を介してラックバー33に結合された出力軸31Bとをトーションバー35で連結した構成になっており、アングルトルクセンサ4は、入力軸31Aおよび出力軸31Bの回転角をそれぞれ検出して、その検出した入力軸31Aの回転角に応じた信号を操舵角検出信号として出力し、また、入力軸31Aと出力軸31Bとの回転角差にトーションバー35の弾性定数を乗じた値に応じた信号を操舵トルク検出信号として出力する。アングルトルクセンサ4の出力信号(操舵角検出信号および操舵トルク検出信号)は、電子制御ユニット2に与えられるようになっている。
【0018】
電子制御ユニット2にはさらに、車速を検出する車速センサ5の出力信号と、電動モータMのロータの回転角(モータ角)を検出するモータ角センサ6の出力信号とが与えられるようになっている。モータ角センサ6は、たとえば、ロータの回転位置に応じた信号を出力するレゾルバで構成することができる。
なお、モータ角は、舵取り用の車輪の転舵角が零の時(車両直進時)を零とし、舵取り用の車輪が右方向に転舵されている時には正の値をとり、舵取り用の車輪が左方向に転舵されている時には負の値をとるとする。
【0019】
図2は、電子制御ユニット2の構成を説明するためのブロック図である。電子制御ユニット2は、マイクロコンピュータを備えていて、このマイクロコンピュータが実行するプログラム処理により、アングルトルクセンサ4が検出する操舵トルクおよび車速センサ5が検出する車速に応じた基本目標電流値を設定する基本目標電流値設定部21、アングルトルクセンサ4が検出する操舵角を時間微分することによって操舵角速度を演算する操舵角速度演算部22、モータ角センサ6が検出するモータ角を2階時間微分することによってモータ角加速度を演算するモータ角加速度演算部23、操舵角速度演算部22が演算する操舵角速度、モータ角加速度演算部23が演算するモータ角加速度および車速センサ5が検出する車速に基づいて、ステアリングホイール1の切り込み操作時におけるトルク抜け感の発生を防止するための補正電流値を演算する補正電流値演算部24、基本目標電流値設定部21が設定する基本目標電流値と補正電流値演算部24が演算する補正電流値とを加算することによって、電動モータMの目標電流値を生成する加算部25、ならびに加算部25が生成する目標電流値に応じたPWM信号を生成するPWM信号生成部26の各機能を実現する。
【0020】
補正電流値演算部24は、操舵角速度演算部22が演算する操舵角速度およびモータ角加速度演算部23が演算するモータ角加速度に基づいて、基本補正電流値を設定する基本補正電流値設定部241と、車速センサ5が検出する車速に応じた車速ゲインを設定する車速ゲイン設定部242と、基本補正電流値設定部241が設定する基本補正電流値と車速ゲイン設定部242が設定する車速ゲインとを乗じることにより補正電流値を生成する乗算部243とを有している。
【0021】
電子制御ユニット2はさらに、電動モータMへの給電のためのモータドライバ27を備えている。モータドライバ27は、パワー素子のブリッジ回路で構成されていて、PWM信号生成部26が生成するPWM信号によってパワー素子のオン/オフが制御されることにより、このパワー素子のオン/オフに応じた駆動電圧を電動モータMに供給する。
図3は、操舵トルクに対する基本目標電流値の関係を示す特性図である。操舵トルクは、たとえば、右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、基本目標電流値は、電動モータMから右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータMから左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
【0022】
基本目標電流値は、操舵トルクの正の値に対しては正の値をとり、操舵トルクの負の値に対しては負の値をとる。操舵トルクが−Tn〜+Tnの範囲(トルク不感帯)内の値のときには、基本目標電流値は零とされる。トルク不感帯の幅は、車速が大きいほど広く設定されている。トルク不感帯外の操舵トルクに対しては、操舵トルクが零、−Tnおよび+Tnのときに基本目標電流値が零となるような3次曲線に従って、操舵トルクの絶対値が大きいほど、基本目標電流値の絶対値が大きく設定されるようになっている。
【0023】
図4は、ステアリングホイール1を左右に操作したときの操舵角と操舵トルクとの関係を示す特性図である。操舵角は、ステアリングホイール1が舵角中点(中立位置)にあるときを零として、ステアリングホイール1を舵角中点から左側に切った状態で負の値をとり、ステアリングホイール1を舵角中点から右側に切った状態で正の値をとる。
ステアリングホイール1を左側に操舵角−θ1まで切り込んだ状態から、右側へと切り、操舵角が+θ1になったときに切り返し、さらに操舵角が−θ1になるまで左側に切り込んで、再び切り返すといったステアリング操作を行った場合、操舵角と操舵トルクとの関係は、ステアリングホイール1を左側から舵角中点を通って右側へと切り込んでいくときには曲線LRのような変化を示し、右側で切り返した後は曲線LLのような変化を示すのが理想的である。この曲線LR,LLのように、ステアリングホイール1を切り返すまで、操舵トルクの絶対値が操舵角に対して単調に増加すれば、運転者がステアリングホイール1の切り込み途中でトルク抜け感(ステアリングホイール1が急に軽くなった感覚)を受けることはない。
【0024】
基本目標電流値は、図3を参照して説明したように、トルク不感帯外の操舵トルクに対して3次曲線に従って設定される。したがって、基本目標電流値設定部21によって設定される基本目標電流値をそのまま目標電流値としたのでは、とくに高速走行時において、ステアリングホイール1の操舵角が切り返し直前の操舵角−θ2,+θ2(θ2:操舵トルクがTnとなる操舵角)を超えた瞬間に、電動モータMの発生トルク(操舵補助力)が急に大きくなって、運転者にトルク抜け感(ステアリングホイール1が急に軽くなった感覚)を与えてしまう。そして、操舵角が+θ2〜+θ1,−θ2〜−θ1の範囲では、それぞれ二点鎖線で示すように、操舵角の絶対値が大きくなるにつれて操舵トルクの絶対値が減少する。
【0025】
そこで、補正電流値演算部24は、操舵角と操舵トルクとの関係が二点鎖線のような変化から曲線LR,LLのような変化に変更されるように、基本目標電流値設定部21によって設定された基本目標電流値を補正するための補正電流値を演算する。
図5は、基本補正電流値設定部241の機能を説明するためのフローチャートである。基本補正電流値設定部241は、まず、操舵角速度演算部22によって演算された操舵角速度およびモータ角加速度演算部23によって演算されたモータ角加速度を読み込む(ステップS1,S2)。そして、操舵角速度が正の値(>0)であるか否かを判断し(ステップS3)、操舵角速度が正の値であれば、つづいて、モータ角加速度が負の値(<0)であるか否かを判断する(ステップS4)。操舵角速度が正の値でない場合には、操舵角速度が負の値(<0)であるか否かを判断し(ステップS5)、操舵角速度が負の値であれば、つづいて、モータ角加速度が正の値(>0)であるか否かを判断する(ステップS6)。
【0026】
ステアリングホイール1を左側から舵角中点を通って右側へと切り込んでいくとき、操舵角についての範囲+θ2〜+θ1において、操舵角速度が正の値をとるのに対し、基本目標電流値をそのまま目標電流値としたモータ制御が行われる場合、操舵トルクの絶対値が図4に二点鎖線で示すように減少し、これに伴って、電動モータMの右方向へのモータ角速度が減少するから、モータ角加速度は、図6に示すように負の値をとる。また、ステアリングホイール1を右側で切り返し、さらに舵角中点を通って左側へと切り込んでいくとき、操舵角についての範囲−θ2〜−θ1において、操舵角速度が負の値をとるのに対し、基本目標電流値をそのまま目標電流値としたモータ制御が行われる場合、操舵トルクの絶対値が図4に二点鎖線で示すように減少し、これに伴って、電動モータMの左方向へのモータ角速度が減少するから、モータ角加速度は、図6に示すように正の値をとる。つまり、ステアリングホイール1を左側に操舵角−θ1まで切り込んだ状態から、右側へと切り、操舵角が+θ1になったときに切り返し、さらに操舵角が−θ1になるまで左側に切り込んで、再び切り返すといったステアリング操作を行った場合、操舵角についての範囲+θ2〜+θ1,−θ2〜−θ1では、操舵角速度とモータ角加速度とが互いに逆符号の値をとる。
【0027】
そこで、基本補正電流値設定部241は、操舵角速度とモータ角加速度とが互いに逆符号の値をとる場合には(ステップS3のYES→ステップS4のYES、またはステップS3のNO→ステップS5のYES→ステップS6のYES)、モータ角加速度に応じた基本補正電流値を設定し(ステップS7)、操舵角速度とモータ角加速度が互いに同符号の値をとる場合、または、操舵角速度もしくはモータ角加速度の少なくとも一方が零である場合には、モータ角加速度の値にかかわらず、基本補正電流値を零に設定する(ステップS8)。
【0028】
図7は、モータ角加速度と基本補正電流値との関係を示す特性図である。基本補正電流値は、モータ角加速度が−A1〜+A1の範囲内の微小な値のときには零に設定される。これは、モータ角センサ6の検出信号にノイズ成分が含まれる場合に、そのノイズ成分が原因で基本補正電流値が誤って設定されるのを防止するためである。
また、基本補正電流値は、モータ角加速度についての+A1〜+A2の範囲では、モータ角加速度が大きくなるにつれて、零から上限値Irmaxまで単調に増加(この実施形態ではリニアに増加)するように設定され、モータ角加速度についての−A1〜−A2の範囲では、モータ角加速度が小さくなるにつれて(モータ角加速度の絶対値が大きくなるにつれて)、零から下限値Irminまで単調に減少(この実施形態ではリニアに減少)するように設定される。
【0029】
基本目標電流値をそのまま目標電流値として電動モータMの制御が行われる場合、ステアリングホイール1を左側に操舵角−θ1まで切り込んだ状態から、右側へと切り、操舵角が+θ1になったときに切り返し、さらに操舵角が−θ1になるまで左側に切り込んで、再び切り返すといったステアリング操作を行うと、操舵角についての範囲+θ2〜+θ1,−θ2〜−θ1では、図6に示すように、操舵角の絶対値が大きくなるにつれて、モータ角加速度の絶対値が大きくなる。したがって、モータ角加速度の絶対値が大きいほど、基本補正電流値の絶対値が大きな値に設定されることにより、操舵角についての範囲+θ2〜+θ1,−θ2〜−θ1において、操舵角の絶対値が大きくなるほど、目標電流値の絶対値を小さくすることができ、電動モータMからの発生トルクを低減させることができる。
【0030】
図8は、車速ゲイン設定部242の機能を説明するための図であり、車速に対する車速ゲインの関係が示されている。車速ゲインは、この図8に示す関係に従って設定される。
図3に示す操舵トルク−基本目標電流値特性線において、車速が大きいほど、トルク不感帯−Tn〜+Tnの幅が大きく、3次曲線上の各点における接線の傾きの変化が大きい。このため、基本目標電流値をそのまま目標電流値として電動モータMの制御を行った場合に現れるトルク抜け感(操舵角についての範囲+θ2〜+θ1,−θ2〜−θ1における操舵トルクの減少)は、車速が大きいほど顕著である。そこで、車速ゲインは、車速についての0〜V1の範囲では、零に設定され、車速についてのV1〜V2の範囲では、車速が大きくなるにつれて、零から上限値Gmaxまで単調に増加(この実施形態ではリニアに増加)するように設定される。これにより、車速がV1よりも大きい場合にのみ、基本補正電流値を設定することができ、また、車速が大きいほど、基本補正電流値を大きな値に設定することができる。
【0031】
この実施形態によれば、基本補正電流値設定部241によって設定された基本補正電流値に車速ゲイン設定部242によって設定された車速ゲインを乗算し、この乗算値(補正電流値)を基本目標電流値に加算して得られる値を目標電流値として電動モータMの制御を行うことにより、操舵角と操舵トルクとの関係を図4における二点鎖線のような変化から曲線LR,LLのような変化に補正することができる。よって、ステアリングホイール1を切り込んでいる間、適度な手応え(ステアリングホイール1の重さ)を運転者に与えることができ、すぐれた操舵フィーリングを実現することができる。
【0032】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一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ブロック図である。
【図2】電子制御ユニットの構成を説明するためのブロック図である。
【図3】操舵トルクに対する基本目標電流値の関係を示す特性図である。
【図4】ステアリングホイールを左右に操作したときの操舵角と操舵トルクとの関係を示す特性図である。
【図5】基本補正電流値設定部の機能を説明するためのフローチャートである。
【図6】操舵角とモータ角加速度との関係を示す特性図である。
【図7】モータ角加速度と基本補正電流値との関係を示す特性図である。
【図8】車速ゲイン設定部の機能を説明するための図であり、車速に対する車速ゲインの関係が示されている。
【図9】従来の電動パワーステアリング装置における操舵トルクに対する目標電流値の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 電子制御ユニット
3 ステアリング機構
4 アングルトルクセンサ
5 車速センサ
6 モータ角センサ
21 基本目標電流値設定部
22 操舵角速度演算部
23 モータ角加速度演算部
24 補正電流値演算部
25 加算部
241 基本補正電流値設定部
242 車速ゲイン設定部
243 乗算部
M 電動モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that assists steering by giving a torque generated from an electric motor to a steering mechanism of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, an electric power steering device that assists steering by transmitting a driving force of an electric motor to a steering mechanism has been used (for example, see
[0003]
The target current value is set according to a predetermined assist characteristic. The assist characteristic defines the relationship between the steering torque and the target current value, and can be approximated by
[0004]
When a steering torque in the right direction is applied to the steering wheel, the electric motor should generate a steering assist force in the right direction. Therefore, for a positive value of the steering torque, the target current value is a positive value. Should be taken. On the other hand, when the steering torque in the left direction is applied to the steering wheel, the electric motor should generate the steering assist force in the left direction. Therefore, for a negative value of the steering torque, the target current value is negative. Should be taken. That is, the target current value should take the value of the same sign as the steering torque.
[0005]
However, in the
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2936211 [Patent Document 2]
JP 2000-289639 A
[Problems to be solved by the invention]
According to the assist characteristics approximated by the
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric power steering device which can prevent a driver from feeling torque loss during turning of an operating means such as a steering wheel, thereby improving a steering feeling. .
[0009]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to the first aspect of the present invention, an electric motor (M) is controlled in accordance with an operation of an operation means (1), and a torque generated from the electric motor is supplied to a steering mechanism (3). An electric power steering apparatus for assisting steering by operating a basic control signal generating means (21) for generating a basic control signal according to a steering torque applied to the operating means, and an operation for detecting an operating speed of the operating means. Speed detecting means (4, 22); motor angular acceleration detecting means (6, 23) for detecting a motor angular acceleration which is a rotational angular acceleration of the electric motor; and motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detecting means. The motor angular velocity of the electric motor that is generating torque for assisting steering in the direction of the operation speed detected by the operation speed detection means decreases based on Motor angular velocity decrease determining means (24, S3, S4, S5, S6) for judging whether or not the motor angular velocity is decreased when the motor angular velocity decrease determining means determines that the motor angular velocity is decreasing. An electric power steering apparatus comprising: a correction unit (24, 25) for correcting the basic control signal generated by the basic control signal generation unit in accordance with the motor angular acceleration detected by the unit.
[0010]
It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.
According to the above configuration, when the motor angular speed of the electric motor that is generating torque for assisting steering in the direction of the operation speed is decreasing, the motor angular acceleration is detected based on the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detection unit. The basic control signal generated by the basic control signal generating means is corrected.
[0011]
It is conceivable that in the case of a sharp turn steering from the dead zone, the loss of the steering torque occurs when the torque generated from the electric motor (steering assist force) increases and the steering torque applied to the operation means decreases. . The degree of decrease in the steering torque at that time is greater as the degree of change in the motor angular velocity is greater.
Therefore, if the basic control signal is reduced and corrected in accordance with the magnitude of the motor angular acceleration, a sudden increase in the steering assist force during the turning of the operating means can be suppressed. It is possible to prevent a sense of missing torque. Therefore, an excellent steering feeling can be realized when the operating means is turned (turned back).
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the basic control signal generating means sets a basic target current value of the electric motor according to the steering torque applied to the operating means, and sets the set basic target current value. When the basic control signal is generated, the correction means for reducing and correcting the basic control signal in accordance with the magnitude of the motor angular acceleration determines that the motor angular velocity is reduced by the motor angular velocity reduction determining means. Correction current value setting means (241) for setting a correction current value according to the magnitude of the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detection means, and a correction set by the correction current value setting means. Means (25) for reducing and correcting the basic target current value represented by the basic control signal generated by the basic control signal generation means based on the current value. It may be.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the electric power steering device further includes a vehicle speed detecting means (5) for detecting a vehicle speed, and wherein the correcting means is configured such that the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is equal to or higher than a predetermined vehicle speed. When the motor angular velocity reduction determining means determines that the motor angular velocity is decreasing, the basic control signal generating means generates the basic control signal generated in accordance with the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detecting means. 3. The electric power steering apparatus according to
[0014]
According to this configuration, it is possible to correct the basic control signal only when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, and to suppress a sudden increase in the steering assist force during the turning of the operating means.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to one embodiment of the present invention. In this electric power steering device, the
[0016]
The
[0017]
In connection with the steering
[0018]
The
The motor angle is zero when the steering angle of the steering wheel is zero (when the vehicle is traveling straight), and takes a positive value when the steering wheel is steered to the right. When the wheel is steered to the left, a negative value is assumed.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the
[0020]
The correction current
[0021]
The
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the steering torque and the basic target current value. As the steering torque, for example, the torque for steering in the right direction has a positive value, and the torque for steering in the left direction has a negative value. Further, the basic target current value is a positive value when the electric motor M is to generate a steering assist force for rightward steering, and when the electric motor M is to generate a steering assist force for leftward steering. Negative value.
[0022]
The basic target current value has a positive value for a positive value of the steering torque, and has a negative value for a negative value of the steering torque. When the steering torque is in the range of -Tn to + Tn (torque dead zone), the basic target current value is set to zero. The width of the torque dead zone is set wider as the vehicle speed increases. For a steering torque outside the torque dead zone, the basic target current increases as the absolute value of the steering torque increases according to a cubic curve in which the basic target current value becomes zero when the steering torque is zero, −Tn and + Tn. The absolute value of the value is set to be large.
[0023]
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a steering angle and a steering torque when the
From the state where the
[0024]
As described with reference to FIG. 3, the basic target current value is set according to a cubic curve with respect to the steering torque outside the torque dead zone. Therefore, if the basic target current value set by the basic target current
[0025]
Therefore, the correction current
FIG. 5 is a flowchart for explaining the function of the basic correction current
[0026]
When the
[0027]
Therefore, when the steering angular velocity and the motor angular acceleration have opposite signs, the basic correction current value setting unit 241 (YES in step S3 → YES in step S4, or NO in step S3 → YES in step S5). → YES in step S6), a basic correction current value corresponding to the motor angular acceleration is set (step S7), and when the steering angular velocity and the motor angular acceleration have the same sign value, or when the steering angular velocity or the motor angular acceleration If at least one is zero, the basic correction current value is set to zero regardless of the value of the motor angular acceleration (step S8).
[0028]
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between the motor angular acceleration and the basic correction current value. The basic correction current value is set to zero when the motor angular acceleration is a small value in the range of -A1 to + A1. This is to prevent the basic correction current value from being erroneously set due to the noise component when the detection signal of the
Further, the basic correction current value is set so as to monotonically increase from zero to an upper limit Irmax (in this embodiment, linearly increase) as the motor angular acceleration increases in the range of + A1 to + A2 for the motor angular acceleration. Then, in the range of -A1 to -A2 for the motor angular acceleration, as the motor angular acceleration decreases (as the absolute value of the motor angular acceleration increases), it monotonically decreases from zero to the lower limit Irmin (in this embodiment, Linearly decreasing).
[0029]
When the electric motor M is controlled with the basic target current value as it is as the target current value, the
[0030]
FIG. 8 is a diagram for explaining the function of the vehicle speed
In the steering torque-basic target current value characteristic line shown in FIG. 3, as the vehicle speed is higher, the width of the torque dead zone -Tn to + Tn is larger, and the change of the inclination of the tangent at each point on the cubic curve is larger. For this reason, the sense of torque omission (a decrease in the steering torque in the range of the steering angles + θ2 to + θ1, -θ2 to -θ1) that appears when the electric motor M is controlled with the basic target current value as the target current value is as follows. This is more noticeable as the vehicle speed increases. Thus, the vehicle speed gain is set to zero in the range of 0 to V1 for the vehicle speed, and monotonically increases from zero to the upper limit Gmax as the vehicle speed increases in the range of V1 to V2 for the vehicle speed (this embodiment). Is set to increase linearly). Thus, the basic correction current value can be set only when the vehicle speed is higher than V1, and the basic correction current value can be set to a larger value as the vehicle speed increases.
[0031]
According to this embodiment, the basic correction current value set by the basic correction current
[0032]
As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic control unit.
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a steering torque and a basic target current value.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a steering angle and a steering torque when a steering wheel is operated left and right.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a function of a basic correction current value setting unit.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a steering angle and a motor angular acceleration.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a motor angular acceleration and a basic correction current value.
FIG. 8 is a diagram for explaining a function of a vehicle speed gain setting unit, and shows a relationship between a vehicle speed and a vehicle speed gain.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a steering torque and a target current value in a conventional electric power steering device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
上記操作手段に加えられた操舵トルクに応じた基本制御信号を生成する基本制御信号生成手段と、
上記操作手段の操作速度を検出する操作速度検出手段と、
上記電動モータの回転角加速度であるモータ角加速度を検出するモータ角加速度検出手段と、
このモータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に基づいて、上記操作速度検出手段によって検出された操作速度の方向に操舵補助するためのトルクを発生している上記電動モータのモータ角速度が減少しているか否かを判断するモータ角速度減少判断手段と、
このモータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に応じて、上記基本制御信号生成手段によって生成された基本制御信号を補正する補正手段と
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。An electric power steering device that controls an electric motor in accordance with an operation of an operation unit and applies a generated torque from the electric motor to a steering mechanism to assist steering.
Basic control signal generating means for generating a basic control signal according to the steering torque applied to the operating means,
Operating speed detecting means for detecting the operating speed of the operating means,
Motor angular acceleration detecting means for detecting a motor angular acceleration that is a rotational angular acceleration of the electric motor,
Based on the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detecting means, the motor angular velocity of the electric motor, which generates torque for assisting steering in the direction of the operating speed detected by the operating speed detecting means, decreases. Motor angular velocity decrease determining means for determining whether or not
When the motor angular velocity decrease determining means determines that the motor angular velocity is decreasing, the basic control signal generated by the basic control signal generating means according to the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detecting means. An electric power steering apparatus, comprising: a correction unit that corrects a signal.
上記補正手段は、
上記モータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度の大小に応じた補正電流値を設定する補正電流値設定手段と、
この補正電流値設定手段によって設定された補正電流値に基づいて、上記基本制御信号生成手段によって生成された基本制御信号が表す基本目標電流値を低減補正する手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。The basic control signal generating means sets a basic target current value of the electric motor according to a steering torque applied to the operating means, and generates a basic control signal representing the set basic target current value. ,
The correction means,
Correction current value setting means for setting a correction current value according to the magnitude of the motor angular acceleration detected by the motor angular acceleration detecting means when the motor angular velocity reduction determining means determines that the motor angular velocity is decreasing; When,
Means for reducing and correcting the basic target current value represented by the basic control signal generated by the basic control signal generation means based on the correction current value set by the correction current value setting means. Item 2. The electric power steering device according to Item 1.
上記補正手段は、上記車速検出手段によって検出された車速が予め定める車速以上であって、上記モータ角速度減少判断手段によってモータ角速度が減少していると判断されたときに、上記モータ角加速度検出手段によって検出されたモータ角加速度に応じて、上記基本制御信号生成手段が生成した基本制御信号を補正するものであることを特徴とする請求項1または2記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering device further includes a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed,
When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection unit is equal to or higher than a predetermined vehicle speed and the motor angular speed reduction determination unit determines that the motor angular speed is decreasing, the correction unit detects the motor angular acceleration detection unit. 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the basic control signal generated by the basic control signal generating means is corrected in accordance with the motor angular acceleration detected by the electric power steering apparatus.
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