JP2004217085A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of giving proper steering auxiliary power in correspondence with acceleration of a vehicle to a steering mechanism while preventing undesired correction of a target driving value. <P>SOLUTION: A target electric current value setting part 21 sets a target electric current value in accordance with car velocity and steering torque. An acceleration gain setting part 25 sets acceleration gain in correspondence with acceleration of the vehicle and a correction part 26 corrects the target electric current value by multiplying the target electric current value by the acceleration gain. The electric motor M is controlled in accordance with the target electric current value after this correction. The acceleration gain setting part 25 specifies the acceleration gain in accordance with an acceleration gain map specified to limit correction of the target driving value at the time when the acceleration absolute value exceeds a specified value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する構成の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、車両のステアリング機構に電動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。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や車速に応じて定められた目標電流値に基づいて駆動制御されるようになっている。
車両の加速および減速に伴って、ステアリング機構が配置された前軸側の分担荷重が変化する。すなわち、車両の加速時には、前輪側から後輪側への荷重移動によって、前軸荷重が減少する。これに対して、車両の減速時には、後輪側から前輪側へと荷重が移動して、前軸荷重が増大する。そのため、特に急加速時には、操舵力が軽くなり、逆に急減速時には操舵力が重くなるから、車両の加減速に応じて操舵フィーリングが変化する。
【0003】
そこで、車両の加速度に応じて、電動モータを駆動するための目標駆動値を補正することが提案されている(下記特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−142442号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、たとえば、車両の加速度を車速センサの出力信号を用いて演算する場合には、車速センサの故障や、車速センサの出力信号の伝送路における断線等の故障が生じたりすると、このような車速センサ系の故障に起因して、演算により求められる加速度の絶対値が極めて大きくなる。このような絶対値の大きい加速度に基づいて目標駆動値を補正すると、目標駆動値に対して無用な補正が行われ、結果として、操舵フィーリングの著しい悪化を招く。
【0006】
むろん、電動パワーステアリング装置には、車速センサ系の故障を検出して電動モータの駆動を制限または停止するフェールセーフ制御が備えられているが、車速センサ系の故障判定が行われてからフェールセーフ処理が行われるまでの期間において、目標駆動値に対する不必要な補正が行われることにより、操舵違和感を生じることになる。
そこで、この発明の目的は、目標駆動値の不所望な補正が行われることを防ぎつつ、車両の加速度に応じた適切な操舵補助力をステアリング機構に与えることができる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【0007】
【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、電動モータ(M)の駆動力をステアリング機構(3)に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段(5)と、この操舵状態検出手段によって検出される操舵状態に基づいて、上記電動モータの目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段(21)と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の加速度を検出する加速度検出手段(24)と、上記目標駆動値設定手段によって設定される目標駆動値を上記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて補正する加速度適応補正手段(25,26)と、この加速度適応補正手段によって補正された目標駆動値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段(27,30)と、上記加速度検出手段によって検出される加速度の絶対値が所定値以上のときに、上記加速度適応補正手段による目標駆動値の補正を制限する補正制限手段(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。
【0008】
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。
この発明によれば、電動モータの目標駆動値が、車両の加速度(主として前後方向加速度)に応じて補正されるので、車両の加速度によらずに、良好な操舵フィーリングを得ることができる。そして、加速度の絶対値が所定値以上のときには、車両の加速度に応じた目標駆動値の補正が制限されるから、加速度検出手段が車両の加速度を正確に検出することができないときに、目標駆動値に対して不所望な補正が行われることを抑制できる。これにより、加速度検出手段による車両の加速度の検出に不具合が生じた場合でも、操舵違和感を生じさせることがないので、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【0009】
なお、上記操舵状態検出手段は、ステアリング操作のための操作部材(たとえばステアリングホイール)に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサであってもよい。
また、上記目標駆動値設定手段は、操舵状態だけでなく、さらに車両の車速に基づいて目標駆動値を設定するものであることが好ましい。
また、上記加速度検出手段は、車速検出手段が検出する車速に基づき、車両の加速度を演算するものであってもよいし、加速度センサによって車両の前後方向加速度を直接的に検出するものであってもよいし、車両の前輪部または後輪部の車高を検出する車高センサの出力に基づいて、車両の前後方向加速度情報を得るものであってもよい。
【0010】
さらに、上記加速度適応補正手段は、目標駆動値に加速度ゲインを乗ずることによって目標駆動値を補正するものであってもよい。この場合に、加速度適応補正手段は、車両の加速度に対する加速度ゲインを定めた加速度ゲインマップに基づいて加速度ゲインを定めるものであってもよい。
加速度ゲインマップは、加速度が正であれば(すなわち加速時)、1以下の加速度ゲインを定め、加速度が負の値であれば(すなわち減速時)、1以上の加速度ゲインを定めるものであることが好ましい。これにより、加速時には操舵補助力を小さくすることができ、減速時には操舵補助力を大きくすることができるので、車両の加速度によらずにほぼ一定の操舵フィーリングを実現できる。また、加速度が大きいほどゲインを小さく定めるように加速度ゲインマップを設定しておけば、さらに良好な操舵フィーリングを実現できる。
【0011】
また、上記加速度ゲインマップは、零の近傍の所定範囲(不感帯)の加速度に対しては、加速度の値によらずに加速度ゲインを「1」に設定するものであることが好ましい。このように、いわば不感帯を設けておくことによって、車両の加速または減速が誤認識されることを防ぎ、目標駆動値に対して無用な補正が施されることを防止できる。
さらに、加速度適応補正手段は、加速度の絶対値が所定値以上のときに、目標駆動値の補正が制限されるように定められた加速度ゲインマップに従って、加速度ゲインを定めるものであってもよい。より具体的には、加速度ゲインマップは、車両の加速度の絶対値が所定のしきい値以上の場合に、加速度によらずに加速度ゲインを「1」に固定するものであることが好ましい。これにより、加速度の絶対値が上記所定のしきい値以上のときには、目標駆動値に対する補正が行われず、結果として、加速度適応補正手段による目標駆動値の補正が禁止される。すなわち、この場合には、加速度ゲインマップにおいて加速度の絶対値が上記所定のしきい値以上である領域が、上記補正制限手段(この場合には補正禁止手段)に対応する。
【0012】
また、上記加速度ゲインマップは、加速度の絶対値が所定のしきい値以上の場合に、当該加速度の絶対値が大きくなるに従って加速度ゲインを「1」に近づけるように定められていることが好ましい。これにより、加速度の絶対値が所定のしきい値を超える領域における目標駆動値の補正が制限される。すなわち、加速度ゲインマップにおいて上記所定のしきい値以上の部分が、上記補正制限手段に対応することになる。
【0013】
【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電気的構成を示すブロック図である。操作部材としてのステアリングホイール1に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト2を介して、ステアリング機構3に機械的に伝達される。ステアリング機構3には、電動モータMから操舵補助力が伝達されるようになっている。
【0014】
ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1側に結合された入力軸2Aと、ステアリング機構3側に結合された出力軸2Bとに分割されていて、これらの入力軸2Aおよび出力軸2Bは、トーションバー4によって互いに連結されている。トーションバー4は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ5によって検出されるようになっている。
【0015】
トルクセンサ5は、たとえば、入力軸2Aと出力軸2Bとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ5の出力信号は、コントローラ10(ECU:電子制御ユニット)に入力されている。
コントローラ10には、さらに、当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速センサ7の出力信号が入力されるようになっている。
【0016】
コントローラ10は、トルクセンサ5によって検出される操舵トルクおよび車速センサ7によって検出される車速に応じて電動モータMの目標電流値を定め、操舵トルク等に応じた操舵補助力がステアリング機構3に与えられるように、電動モータMを駆動制御する。
コントローラ10は、マイクロコンピュータ20と、このマイクロコンピュータ20からの制御信号に基づいて電動モータMを駆動するモータドライバ30とを有している。
【0017】
マイクロコンピュータ20は、プログラム処理を実行することによって実現される複数の機能処理部を実質的に有している。具体的には、マイクロコンピュータ20は、トルクセンサ5および車速センサ7の出力に基づいて、電動モータMの目標電流値を設定する目標電流値設定部21と、トルクセンサ5および車速センサ7の各出力信号を取り込んで、トルクセンサ5やその信号伝送路等または車速センサ7やその信号伝送路等における異常の有無を判定する異常判定部22と、異常判定部22が異常ありとの判定をしたことに応答して、目標電流値を零に導いて電動モータMの駆動を制限または停止させるためのフェールセーフ処理を実行するフェールセーフ制御部23とを備えている。さらに、マイクロコンピュータ20は、車速センサ7の出力信号に基づいて車両の加速度(前後方向加速度)を演算する加速度演算部24と、この加速度演算部24によって求められた加速度に対応する加速度ゲインを設定する加速度ゲイン設定部25と、この加速度ゲイン設定部25が設定した加速度ゲインを目標電流値設定部21が設定した目標電流値に乗じることによって当該目標電流値に対して加速度適応補正を施す補正部26と、この補正部26によって補正された目標電流値に基づいてモータ制御信号(たとえば、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号)を生成する制御信号生成部27とを備えている。この制御信号生成部27が生成する制御信号がモータドライバ30に与えられ、これによって、電動モータMへの給電が行われることになる。
【0018】
図2は、目標電流値設定部21の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係(アシスト特性)が示されている。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、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。
【0019】
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−T1〜T1の範囲(不感帯)の微小な値のときには、目標電流値は零とされる。また、目標電流値は、車速センサ7によって検出される車速が大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【0020】
図3は、加速度ゲイン設定部25の働きを説明するための図であり、加速度ゲインを設定する際に参照される加速度ゲインマップの一例が示されている。加速度ゲインマップは、車両の加速度に対する加速度ゲインの特性を定めたマップ(テーブル)であり、マイクロコンピュータ20内のメモリに予め格納されている。
図3の例では、加速度ゲインは、下限しきい値−THと上限しきい値+TH(ただし、TH>0)との間の加速度値に応じて、加速度の増加に従って単調に減少するように定められている。そして、下限しきい値−TH以下の加速度および上限しきい値TH以上の加速度に対しては、一定の加速度ゲイン「1」が設定されるようになっている。すなわち、車両の加速度の絶対値がしきい値TH以上のときには、加速度ゲインが「1」に固定されて、補正部26においては、目標電流値に対する補正が行われなくなる。すなわち、加速度に基づく目標電流値の補正が禁止されることになる。
【0021】
一方、車両の加速度が零の近傍の所定の不感帯DZ内の値をとるとき、加速度ゲインは、加速度の値によらずに「1」に固定される。これにより、不感帯DZ内の加速度値に対しては、加速度に基づく目標電流値の補正がなされないことになる。これにより、求められた加速度の誤差に起因して、目標電流値が不必要に補正されることを防止できる。
下限しきい値−THと不感帯DZとの間の領域は、車両が急減速している場合に対応する領域(急減速領域)A1である。この急減速領域A1においては、加速度ゲインは所定の上限値UL(>1)から「1」まで単調に(図3の例ではリニアに)減少するように定められている。また、不感帯DZと上限しきい値THとの間の加速度領域は、車両が急加速している場合に対応する領域(急加速領域)A2である。この急加速領域A2においては、加速度ゲインは、「1」から所定の下限値LL(<1)まで単調に(図3の例ではリニアに)減少するように定められている。
【0022】
このような加速度ゲインマップに基づいて加速度ゲインを定め、この加速度ゲインを目標電流値に乗じることによって、車両の加速または減速に伴う前軸分担荷重の変化によらずに、ほぼ一定の操舵負担を実現でき、良好な操舵フィーリングが得られる。特に、急加速時および急減速時における操舵力の変化を低減できるから、緊急回避のための操舵時における安全性を向上でき、かつ操舵フィーリングを向上できる。
【0023】
さらに、加速度の絶対値がしきい値TH以上のときには、加速度ゲインが「1」に固定されて、加速度に応じた目標電流値の補正が禁止されるので、特に車速センサ系の異常発生に伴い、加速度演算部24によって求められる加速度が極めて大きな異常値となる場合に、このような異常値に基づく目標電流値の補正を防ぐことができ、操舵違和感が生じることを防止できる。
車速センサ系の異常は異常判定部22によって判定され、その判定結果に基づいてフェールセーフ制御部23によるフェールセーフ制御が行われるのであるが、異常判定部22による判定処理の確定までに一定の時間を要し、さらに、フェールセーフ制御部23によるフェールセーフ処理にも一定の時間を要する。この間に、加速度演算部24が求めた異常値に基づいて目標電流値が補正されてしまうと、操舵違和感が生じることになる。このような事態を、図3に示す加速度ゲインマップに従って加速度ゲインを定めることにより、確実に回避することができる。
【0024】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、図3の例では、加速度ゲインマップが線分を結合した折れ線状に定められているが、図4に示すように、急減速領域A1および急加速領域A2における加速度ゲインを曲線に従って定めるようにしてもよい。
また、上記の図3および図4に示す加速度ゲインマップでは、下限しきい値−TH以下の領域および上限しきい値TH以上の領域において、加速度ゲインを「1」に固定しているが、図3および図4において二点鎖線で示すように、上限しきい値THよりも大きな第2の上限しきい値TH1(>TH)と、下限しきい値−THよりも小さな第2の下限しきい値−TH1とをそれぞれ定め、上限しきい値THから第2の上限しきい値TH1の間の領域において、加速度の増加に伴って下限値LLから「1」に近づいていくように加速度ゲインを定めてもよい。同様に、下限しきい値−THから第2の下限しきい値−TH1の間の領域において、加速度の減少(加速度の絶対値の増加)に伴って、上限値ULから「1」まで減少するように加速度ゲインを定めることとしてもよい。
【0025】
また、上記の実施形態では、電動モータMを制御するための目標駆動値として目標電流値を用いているが、目標電圧値や操舵補助力の目標値であるアシストトルク目標値を目標駆動値として用いてもよい。
その他、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電気的構成を示すブロック図である。
【図2】目標電流値設定部の働きを説明するための図であり、操舵トルクに対する目標電流値の関係(アシスト特性)が示されている。
【図3】加速度ゲインマップの一例を示す図である。
【図4】加速度ゲインマップの他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 ステアリング機構
4 トーションバー
5 トルクセンサ
7 車速センサ
10 コントローラ
20 マイクロコンピュータ
21 目標電流値設定部
22 異常判定部
23 フェールセーフ制御部
24 加速度演算部
25 加速度ゲイン設定部
26 補正部
27 制御信号生成部
30 モータドライバ
TH,TH1 上限しきい値
−TH,−TH1 下限しきい値
A1 急減速領域
A2 急加速領域
DZ 不感帯
UL 上限値
LL 下限値
M 電動モータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device configured to transmit driving force of an electric motor to a steering mechanism to assist steering.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that assists steering by transmitting a torque generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle has been used. The drive of the electric motor is controlled based on a target current value determined according to the steering torque applied to the steering wheel and the vehicle speed.
As the vehicle accelerates and decelerates, the shared load on the front shaft on which the steering mechanism is disposed changes. That is, when the vehicle accelerates, the load on the front shaft decreases due to the load movement from the front wheel side to the rear wheel side. On the other hand, when the vehicle decelerates, the load moves from the rear wheel side to the front wheel side, and the front axle load increases. For this reason, the steering force is reduced particularly at the time of rapid acceleration, and the steering force is increased at the time of sudden deceleration, so that the steering feeling changes according to the acceleration and deceleration of the vehicle.
[0003]
Therefore, it has been proposed to correct a target drive value for driving an electric motor in accordance with the acceleration of a vehicle (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-142442 A
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when the acceleration of the vehicle is calculated using the output signal of the vehicle speed sensor, if the vehicle speed sensor fails or a failure such as a disconnection occurs in the transmission path of the output signal of the vehicle speed sensor, the vehicle speed becomes such. Due to the failure of the sensor system, the absolute value of the acceleration obtained by the calculation becomes extremely large. When the target drive value is corrected based on the acceleration having such a large absolute value, useless correction is performed on the target drive value, and as a result, the steering feeling is significantly deteriorated.
[0006]
Of course, the electric power steering system is provided with fail-safe control that detects a failure of the vehicle speed sensor system and limits or stops the driving of the electric motor. However, after the failure determination of the vehicle speed sensor system is performed, fail-safe control is performed. Unnecessary corrections to the target drive value are performed during the period until the processing is performed, thereby causing a feeling of steering discomfort.
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can provide an appropriate steering assist force to a steering mechanism according to the acceleration of a vehicle while preventing an undesired correction of a target drive value. That is.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to an embodiment of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus for transmitting a driving force of an electric motor (M) to a steering mechanism (3) to assist in steering, and detects a steering state. A steering state detection means (5) for outputting a steering state detection signal, and a target drive value setting means (21) for setting a target drive value of the electric motor based on the steering state detected by the steering state detection means. Acceleration detection means (24) for detecting the acceleration of a vehicle on which the electric power steering device is mounted; and a target drive value set by the target drive value setting means according to the acceleration detected by the acceleration detection means. An acceleration adaptive correction means (25, 26) for correcting the electric motor based on the target drive value corrected by the acceleration adaptive correction means. Motor drive means (27, 30) and correction limiting means (25) for limiting the correction of the target drive value by the acceleration adaptive correction means when the absolute value of the acceleration detected by the acceleration detection means is equal to or greater than a predetermined value. And an electric power steering device.
[0008]
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 present invention, the target drive value of the electric motor is corrected according to the acceleration of the vehicle (mainly, the longitudinal acceleration), so that a good steering feeling can be obtained regardless of the acceleration of the vehicle. When the absolute value of the acceleration is equal to or greater than the predetermined value, the correction of the target drive value according to the vehicle acceleration is limited. Therefore, when the acceleration detection means cannot accurately detect the acceleration of the vehicle, the target drive value is corrected. Undesired correction to the value can be suppressed. As a result, even when a problem occurs in the detection of the acceleration of the vehicle by the acceleration detection means, a feeling of strange steering does not occur, so that a good steering feeling can be obtained.
[0009]
Note that the steering state detection means may be a torque sensor that detects a steering torque applied to an operation member (for example, a steering wheel) for steering operation.
Further, it is preferable that the target drive value setting means sets the target drive value based on not only the steering state but also the vehicle speed of the vehicle.
Further, the acceleration detecting means may calculate the acceleration of the vehicle based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, or may directly detect the longitudinal acceleration of the vehicle using an acceleration sensor. Alternatively, the information on the longitudinal acceleration of the vehicle may be obtained based on the output of a vehicle height sensor that detects the vehicle height of the front wheel portion or the rear wheel portion of the vehicle.
[0010]
Furthermore, the acceleration adaptive correction means may correct the target drive value by multiplying the target drive value by an acceleration gain. In this case, the acceleration adaptive correction means may determine the acceleration gain based on an acceleration gain map that determines the acceleration gain for the vehicle acceleration.
The acceleration gain map defines an acceleration gain of 1 or less when the acceleration is positive (ie, during acceleration), and defines an acceleration gain of 1 or more when the acceleration is a negative value (ie, during deceleration). Is preferred. As a result, the steering assist force can be reduced during acceleration and the steering assist force can be increased during deceleration, so that a substantially constant steering feeling can be realized regardless of the acceleration of the vehicle. Further, if an acceleration gain map is set such that the gain is determined to be smaller as the acceleration is larger, a better steering feeling can be realized.
[0011]
Further, it is preferable that the acceleration gain map sets the acceleration gain to “1” regardless of the acceleration value for the acceleration in a predetermined range (dead zone) near zero. By providing a dead zone in this manner, it is possible to prevent the vehicle from being erroneously recognized as accelerating or decelerating, and prevent unnecessary correction to the target drive value.
Further, the acceleration adaptive correction means may determine the acceleration gain in accordance with an acceleration gain map determined so that correction of the target drive value is limited when the absolute value of the acceleration is equal to or greater than a predetermined value. More specifically, the acceleration gain map preferably fixes the acceleration gain to “1” regardless of the acceleration when the absolute value of the acceleration of the vehicle is equal to or greater than a predetermined threshold. Accordingly, when the absolute value of the acceleration is equal to or larger than the predetermined threshold value, the correction to the target drive value is not performed, and as a result, the correction of the target drive value by the acceleration adaptive correction means is prohibited. That is, in this case, a region in the acceleration gain map where the absolute value of the acceleration is equal to or larger than the predetermined threshold value corresponds to the correction restricting unit (in this case, the correction prohibiting unit).
[0012]
Further, it is preferable that the acceleration gain map is set such that, when the absolute value of the acceleration is equal to or larger than a predetermined threshold value, the acceleration gain approaches “1” as the absolute value of the acceleration increases. This limits the correction of the target drive value in a region where the absolute value of the acceleration exceeds a predetermined threshold. That is, a portion of the acceleration gain map that is equal to or larger than the predetermined threshold value corresponds to the correction limiting unit.
[0013]
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 an electric configuration of an electric power steering apparatus according to one embodiment of the present invention. A steering torque applied to a steering wheel 1 as an operation member is mechanically transmitted to a steering mechanism 3 via a steering shaft 2. A steering assist force is transmitted from the electric motor M to the steering mechanism 3.
[0014]
The steering shaft 2 is divided into an input shaft 2A connected to the steering wheel 1 and an output shaft 2B connected to the steering mechanism 3. The input shaft 2A and the output shaft 2B are connected to a torsion bar 4. Are connected to each other. The torsion bar 4 generates a twist in accordance with the steering torque, and the direction and amount of the twist are detected by a torque sensor 5.
[0015]
The torque sensor 5 is, for example, a magnetic sensor that detects a magnetic resistance that changes in accordance with a change in the positional relationship between the input shaft 2A and the output shaft 2B in the rotation direction. The output signal of the torque sensor 5 is input to a controller 10 (ECU: electronic control unit).
Further, an output signal of a vehicle speed sensor 7 for detecting a vehicle speed of a vehicle equipped with the electric power steering device is input to the controller 10.
[0016]
The controller 10 determines a target current value of the electric motor M according to the steering torque detected by the torque sensor 5 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7, and applies a steering assist force corresponding to the steering torque to the steering mechanism 3. Drive control of the electric motor M so that
The controller 10 includes a microcomputer 20 and a motor driver 30 that drives the electric motor M based on a control signal from the microcomputer 20.
[0017]
The microcomputer 20 substantially has a plurality of function processing units realized by executing the program processing. Specifically, the microcomputer 20 includes a target current value setting unit 21 that sets a target current value of the electric motor M based on the outputs of the torque sensor 5 and the vehicle speed sensor 7, and each of the torque sensor 5 and the vehicle speed sensor 7. The output signal is fetched, and the abnormality determination unit 22 that determines whether there is an abnormality in the torque sensor 5 or its signal transmission path or the vehicle speed sensor 7 or its signal transmission path, and the abnormality determination unit 22 determines that there is an abnormality. In response to this, a fail-safe control unit 23 that executes a fail-safe process for guiding the target current value to zero to limit or stop driving of the electric motor M is provided. Further, the microcomputer 20 sets an acceleration calculator 24 for calculating the acceleration of the vehicle (longitudinal acceleration) based on the output signal of the vehicle speed sensor 7 and an acceleration gain corresponding to the acceleration calculated by the acceleration calculator 24. An acceleration gain setting unit 25 that performs an acceleration adaptive correction on the target current value by multiplying the target current value set by the target current value setting unit 21 by the acceleration gain set by the acceleration gain setting unit 25 And a control signal generation unit 27 that generates a motor control signal (for example, a PWM (Pulse Width Modulation) control signal) based on the target current value corrected by the correction unit 26. The control signal generated by the control signal generation unit 27 is supplied to the motor driver 30, whereby power is supplied to the electric motor M.
[0018]
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the target current value setting unit 21, and shows a relationship (assist characteristic) between the steering torque and the 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. The target current value is a positive value when the electric motor M is to generate a steering assist force for rightward steering, and is negative when the electric motor M is to generate a steering assist force for leftward steering. Value.
[0019]
The 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 a small value in the range (dead zone) of -T1 to T1, the target current value is set to zero. The absolute value of the target current value is set to decrease as the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 7 increases. As a result, a large steering assist force can be generated during low-speed running, and the steering assist force can be reduced during high-speed running.
[0020]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the acceleration gain setting unit 25, and shows an example of an acceleration gain map referred to when setting the acceleration gain. The acceleration gain map is a map (table) that defines the characteristics of the acceleration gain with respect to the acceleration of the vehicle, and is stored in a memory in the microcomputer 20 in advance.
In the example of FIG. 3, the acceleration gain is determined so as to monotonously decrease as the acceleration increases in accordance with an acceleration value between a lower threshold value −TH and an upper threshold value + TH (where TH> 0). Have been. A constant acceleration gain “1” is set for the acceleration equal to or less than the lower threshold value −TH and the acceleration equal to or greater than the upper threshold value TH. That is, when the absolute value of the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the threshold value TH, the acceleration gain is fixed to “1”, and the correction unit 26 does not perform correction on the target current value. That is, the correction of the target current value based on the acceleration is prohibited.
[0021]
On the other hand, when the acceleration of the vehicle takes a value within a predetermined dead zone DZ near zero, the acceleration gain is fixed to “1” regardless of the acceleration value. As a result, the target current value based on the acceleration is not corrected for the acceleration value in the dead zone DZ. As a result, it is possible to prevent the target current value from being unnecessarily corrected due to the obtained acceleration error.
A region between the lower threshold value -TH and the dead zone DZ is a region (sudden deceleration region) A1 corresponding to a case where the vehicle is rapidly decelerating. In the rapid deceleration region A1, the acceleration gain is determined to decrease monotonically (in the example of FIG. 3, linearly) from a predetermined upper limit value UL (> 1) to “1”. Further, an acceleration region between the dead zone DZ and the upper threshold TH is a region (rapid acceleration region) A2 corresponding to a case where the vehicle is rapidly accelerating. In the rapid acceleration region A2, the acceleration gain is determined to decrease monotonically (linearly in the example of FIG. 3) from “1” to a predetermined lower limit LL (<1).
[0022]
An acceleration gain is determined based on such an acceleration gain map, and by multiplying the acceleration gain by a target current value, an almost constant steering load can be obtained regardless of a change in the front shaft shared load accompanying the acceleration or deceleration of the vehicle. It can be realized and a good steering feeling can be obtained. In particular, since the change in the steering force at the time of sudden acceleration and sudden deceleration can be reduced, the safety at the time of steering for emergency avoidance can be improved, and the steering feeling can be improved.
[0023]
Further, when the absolute value of the acceleration is equal to or larger than the threshold value TH, the acceleration gain is fixed at "1" and the correction of the target current value according to the acceleration is prohibited. In the case where the acceleration calculated by the acceleration calculation unit 24 has an extremely large abnormal value, it is possible to prevent the correction of the target current value based on such an abnormal value, and it is possible to prevent the occurrence of steering discomfort.
The abnormality of the vehicle speed sensor system is determined by the abnormality determination unit 22, and fail-safe control is performed by the fail-safe control unit 23 based on the determination result. Further, a certain time is also required for the fail-safe processing by the fail-safe control unit 23. During this time, if the target current value is corrected based on the abnormal value obtained by the acceleration calculation unit 24, a feeling of steering discomfort will occur. Such a situation can be reliably avoided by determining the acceleration gain according to the acceleration gain map shown in FIG.
[0024]
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention can be embodied in other forms. For example, in the example of FIG. 3, the acceleration gain map is defined as a polygonal line obtained by connecting the line segments. However, as illustrated in FIG. It may be.
In the acceleration gain maps shown in FIGS. 3 and 4, the acceleration gain is fixed to “1” in a region equal to or lower than the lower threshold value −TH and in a region equal to or higher than the upper threshold value TH. 3 and FIG. 4, as indicated by a two-dot chain line, a second upper threshold TH1 (> TH) larger than the upper threshold TH, and a second lower threshold smaller than the lower threshold −TH. Value -TH1, and the acceleration gain is set so as to approach "1" from the lower limit value LL with an increase in acceleration in a region between the upper threshold value TH and the second upper threshold value TH1. May be determined. Similarly, in a region between the lower limit threshold value -TH and the second lower limit threshold value -TH1, the acceleration value decreases from the upper limit value UL to "1" as the acceleration decreases (the absolute value of the acceleration increases). The acceleration gain may be determined as described above.
[0025]
In the above-described embodiment, the target current value is used as the target drive value for controlling the electric motor M. However, the target torque value that is the target value of the target voltage value or the target value of the steering assist force is used as the target drive value. May be used.
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of a target current value setting unit, and shows a relationship (assist characteristic) of a target current value with respect to a steering torque.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an acceleration gain map.
FIG. 4 is a diagram showing another example of an acceleration gain map.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 steering wheel 2 steering shaft 3 steering mechanism 4 torsion bar 5 torque sensor 7 vehicle speed sensor 10 controller 20 microcomputer 21 target current value setting unit 22 abnormality determination unit 23 failsafe control unit 24 acceleration calculation unit 25 acceleration gain setting unit 26 correction unit 27 Control signal generator 30 Motor driver TH, TH1 Upper threshold value -TH, -TH1 Lower threshold value A1 Sudden deceleration region A2 Sudden acceleration region DZ Dead zone UL Upper limit value LL Lower limit value M Electric motor

Claims (1)

電動モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵状態を検出し、操舵状態検出信号を出力する操舵状態検出手段と、
この操舵状態検出手段によって検出される操舵状態に基づいて、上記電動モータの目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段と、
当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記目標駆動値設定手段によって設定される目標駆動値を上記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて補正する加速度適応補正手段と、
この加速度適応補正手段によって補正された目標駆動値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段と、
上記加速度検出手段によって検出される加速度の絶対値が所定値以上のときに、上記加速度適応補正手段による目標駆動値の補正を制限する補正制限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 transmits a driving force of an electric motor to a steering mechanism to assist in steering,
Steering state detection means for detecting a steering state and outputting a steering state detection signal;
Target drive value setting means for setting a target drive value of the electric motor based on the steering state detected by the steering state detection means;
Acceleration detection means for detecting the acceleration of a vehicle equipped with the electric power steering device;
Acceleration adaptive correction means for correcting the target drive value set by the target drive value setting means according to the acceleration detected by the acceleration detection means,
Motor drive means for driving the electric motor based on the target drive value corrected by the acceleration adaptive correction means,
An electric power steering apparatus, comprising: a correction limiting unit that limits correction of a target drive value by the acceleration adaptive correction unit when an absolute value of the acceleration detected by the acceleration detection unit is equal to or greater than a predetermined value.
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