JP2006290127A - Electric power steering system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering system capable of suppressing the heat emission from a motor properly without causing the device itself to be large sized. <P>SOLUTION: The electric power steering system is equipped with a target steering torque calculating means 40 to calculate the target steering torque Tm on the basis of the steering angle and the vehicle speed, a feedback control amount calculating means 58 to calculate the feedback control amount Dfb on the basis of the difference between the target steering torque Tm and the steering torque T, a motor current presuming means 54 to convert the steering angular velocity ω obtained through calculation as subjecting the steering angle θ to time difference into a motor revolving speed ω<SB>M</SB>of an assist motor, calculate the inverse electromotive voltage V<SB>M</SB>of the assist motor from the motor revolving speed ω<SB>M</SB>, and presume the motor current I<SB>M</SB>of the assist motor from the difference between the inverse electromotive voltage V<SB>M</SB>and the voltage V<SB>T</SB>between the motor terminals, and a motor control amount setting means 59 to calculate the upper limit amperage I<SB>L</SB>from the presumed motor current I<SB>M</SB>, suppress the feedback control amount Dfd on the basis of the motor current I<SB>M</SB>presumed as the upper limit amperage I<SB>L</SB>, and set the motor control amount D<SB>M</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車に搭載されステアリング操舵力を電動モータにより補助する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering device that is mounted on an automobile and assists a steering force with an electric motor.

電動パワーステアリング装置の操舵トルク制御は、基本的にステアリングホイールを操舵したときに、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクに応じた補助力をモータから操舵機構に与え、操舵力を補助するものである。   Steering torque control of the electric power steering apparatus basically assists the steering force by applying an assisting force corresponding to the steering torque applied to the steering shaft from the motor to the steering mechanism when the steering wheel is steered.

例えば、特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置では、コントロールユニットECUによりステアリングの舵角と車速に基づいて目標操舵トルクを推定し、同目標操舵トルクと検出された操舵トルクとの偏差に基づいてモータのフィードバック制御を行っている。   For example, in the electric power steering device disclosed in Patent Document 1, the control unit ECU estimates the target steering torque based on the steering angle and the vehicle speed, and based on the deviation between the target steering torque and the detected steering torque. The motor feedback control.

特開2002−120743号公報JP 2002-120743 A

モータは、運転されることで各部の損失、特に電気子抵抗損失により温度が上昇する。
温度上昇が限度を超えると巻線に使用されている絶縁物が劣化して、絶縁破壊に至ることがあるので、絶縁物で規定される限度を超えないように使用しなければならない。
また、電動パワーステアリング装置に用いられるモータは、近傍にモータを制御するCPU等を搭載した制御基盤が配設されることが多く、このCPU等の電気素子を熱破壊から保護するために、モータの発熱はさらに抑制される必要がある。
When the motor is operated, the temperature rises due to the loss of each part, particularly the loss of the electric resistance.
If the temperature rise exceeds the limit, the insulation used in the winding may deteriorate and cause breakdown, so it must be used so that the limit specified for the insulation is not exceeded.
In addition, a motor used in an electric power steering apparatus is often provided with a control board equipped with a CPU or the like for controlling the motor in the vicinity. In order to protect electric elements such as the CPU from thermal destruction, the motor It is necessary to further suppress the heat generation.

先の特許文献1にはモータ発熱の抑制手段は備えていない。
モータの発熱を適正に抑制するためには、モータの容量を大きくするか、または、発熱の原因である電気子抵抗損失を生じるモータ電流を検出して規制する必要がある。
前者の場合、モータ自体が大型化し、後者の場合でもモータ電流検出装置を設けると電動パワーステアリング装置のサイズが大きくなり、いずれにしてもコスト高となる。
Prior Patent Document 1 does not include means for suppressing motor heat generation.
In order to appropriately suppress the heat generation of the motor, it is necessary to increase the capacity of the motor or to detect and regulate the motor current that causes the loss of electric resistance that is the cause of the heat generation.
In the former case, the motor itself increases in size, and even in the latter case, if the motor current detection device is provided, the size of the electric power steering device increases, and in any case, the cost increases.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、装置自体を大型化することなくモータの発熱を適正に抑制することができる電動パワーステアリング装置を安価に供する点にある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide an electric power steering device that can appropriately suppress the heat generation of the motor without increasing the size of the device itself at low cost. .

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、ステアリングの舵角を検出するステアリング舵角検出手段と、前記アシストモータの端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角を時間微分してステアリング角速度を算出するステアリング角速度演算手段と、前記ステアリング角速度演算手段により算出されたステアリング角速度をアシストモータのモータ回転速度に変換するモータ回転速度演算手段と、前記モータ回転速度演算手段により算出されたモータ回転速度から前記アシストモータの逆起電圧を算出する逆起電圧演算手段と、前記モータ端子間電圧検出手段により検出されたモータ端子間電圧と前記逆起電圧演算手段により算出された逆起電圧との差から前記アシストモータのモータ電流を推定するモータ電流推定処理手段と、前記モータ電流推定処理手段により推定されたモータ電流を積算してモータ電流積算値を算出するモータ電流積算手段と、前記モータ電流積算手段により算出されたモータ電流積算値に基づき上限電流値を予め定めておいた関係から導出し設定する上限電流値設定手段と、前記上限電流値設定手段により設定された上限電流値と前記モータ電流推定処理手段が推定したモータ電流に基づき前記フィードバック制御量を抑制してモータ制御量を設定するモータ制御量設定手段と、前記モータ制御量設定手段により設定されたモータ制御量に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段とを備えた電動パワーステアリング装置とした。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus in which a driving force of an assist motor assists a steering force, a torque sensor for detecting a steering torque, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, A steering angle detection means for detecting a steering angle of the steering, a motor terminal voltage detection means for detecting a voltage between terminals of the assist motor, a steering angle detected by the steering angle detection means and a vehicle speed sensor. Feedback based on the difference between the target steering torque calculated by the target steering torque calculating means and the steering torque detected by the torque sensor; Feedback control amount calculation means for calculating a control amount, and the steering angle detection means Steering angular velocity calculation means for calculating the steering angular velocity by differentiating the detected steering angle by time, and motor rotation speed calculation means for converting the steering angular speed calculated by the steering angular velocity calculation means to the motor rotation speed of the assist motor; A counter electromotive voltage calculation means for calculating a counter electromotive voltage of the assist motor from a motor rotation speed calculated by the motor rotation speed calculation means; a voltage between the motor terminals detected by the voltage detection means between the motor terminals; Motor current estimation processing means for estimating the motor current of the assist motor from the difference from the counter electromotive voltage calculated by the electromotive voltage calculation means, and motor current integration by integrating the motor current estimated by the motor current estimation processing means Motor current integrating means for calculating a value, and the motor current integrating means An upper limit current value setting means for deriving and setting an upper limit current value from a predetermined relationship based on the motor current integrated value calculated by the above, an upper limit current value set by the upper limit current value setting means, and the motor current estimation Motor control amount setting means for setting the motor control amount by suppressing the feedback control amount based on the motor current estimated by the processing means; and the assist motor based on the motor control amount set by the motor control amount setting means. An electric power steering apparatus including motor driving means for driving is provided.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の電動パワーステアリング装置において、前記モータ制御量設定手段は、前記モータ電流推定処理手段により推定されたモータ電流が前記上限電流値設定手段により設定された上限電流値を超えた電流差に基づき前記フィードバック制御量を抑制する制御量抑制係数を予め定めておいた関係から導出し、前記フィードバック制御量に前記制御量抑制係数を乗算してモータ制御量を算出し設定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect, the motor control amount setting means sets the motor current estimated by the motor current estimation processing means by the upper limit current value setting means. A control amount suppression coefficient for suppressing the feedback control amount based on a current difference exceeding an upper limit current value is derived from a predetermined relationship, and the feedback control amount is multiplied by the control amount suppression coefficient to obtain a motor control amount. It is calculated and set.

請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の電動パワーステアリング装置において、前記目標操舵トルク演算処理手段は、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、前記ステアリング角速度演算手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first or second aspect, the target steering torque calculation processing means is based on a steering rudder angle detected by the steering rudder angle detecting means and the vehicle speed sensor. Self-aligning torque calculation means for calculating self-aligning torque based on the detected vehicle speed, and calculation of steering friction torque based on the angular speed detected by the steering angular speed calculation means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor Friction torque calculating means for calculating the target steering torque by adding the friction torque calculated by the friction torque calculating means to the self-aligning torque calculated by the self-aligning torque calculating means. To do.

請求項1記載の電動パワーステアリング装置によれば、ステアリング舵角に基づき算出された逆起電圧とモータ端子間電圧とからモータ電流推定処理手段によりモータ電流が推定され、同モータ電流を積算したモータ電流積算値から導出した上限電流値と前記モータ電流とからモータ制御量設定手段によりフィードバック制御量を抑制してモータ制御量を設定するので、アシストモータの発熱を抑制してCPU等の熱破壊を防止することができる。   According to the electric power steering apparatus of the first aspect, the motor current is estimated by the motor current estimation processing means from the back electromotive voltage calculated based on the steering angle and the voltage between the motor terminals, and the motor is obtained by integrating the motor current. Since the motor control amount is set by suppressing the feedback control amount by the motor control amount setting means from the upper limit current value derived from the integrated current value and the motor current, the heat generation of the assist motor is suppressed and the CPU or the like is thermally destroyed. Can be prevented.

モータ電流を、ステアリング舵角に基づき算出された逆起電圧とモータ端子間電圧との差から推定するので、モータ電流検出装置を必要とせず、かつモータの容量を大きくすることなく、電動パワーステアリング装置の大型化を避けることができる。   Since the motor current is estimated from the difference between the back electromotive voltage calculated based on the steering angle and the voltage between the motor terminals, the electric power steering is not required and the motor capacity is not increased. An increase in the size of the apparatus can be avoided.

請求項2記載の電動パワーステアリング装置によれば、モータ電流が上限電流値を超えた電流差に基づき予め定めておいた関係から制御量抑制係数を導出し、フィードバック制御量に乗算してモータ制御量とするので、アシストモータの必要以上の発熱を抑制してCPU等の熱破壊を防止することができる。   According to the electric power steering apparatus of the second aspect, the control amount suppression coefficient is derived from a predetermined relationship based on the current difference in which the motor current exceeds the upper limit current value, and is multiplied by the feedback control amount to control the motor. Therefore, it is possible to suppress heat generation more than necessary by the assist motor and prevent thermal destruction of the CPU or the like.

請求項3記載の電動パワーステアリング装置によれば、舵角と車速に基づいて算出されたセルフアライニングトルクに、角速度と車速に基づいて算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクとするので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクを補うようにフリクショントルクが加算され、路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。   According to the third aspect of the present invention, the target steering torque is obtained by adding the friction torque calculated based on the angular speed and the vehicle speed to the self-aligning torque calculated based on the steering angle and the vehicle speed. In particular, the friction torque is added so as to compensate for the self-aligning torque that is reduced at a low vehicle speed, and the influence of the tire friction on the road surface can be covered, so that a stable steering feeling can be realized at all times.

以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図13に基づいて説明する。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置1の全体の概略後面図を図1に示す。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic rear view of the entire electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment.

電動パワーステアリング装置1は、車両の左右方向(図1における左右方向に一致)に指向した略円筒状のラックハウジング2内にラック軸3が左右軸方向に摺動自在に収容されている。   In the electric power steering apparatus 1, a rack shaft 3 is accommodated in a substantially cylindrical rack housing 2 oriented in the left-right direction of the vehicle (corresponding to the left-right direction in FIG. 1) so as to be slidable in the left-right axis direction.

ラックハウジング2の両端開口から突出したラック軸3の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッドが連結され、ラック軸3の移動によりタイロッドが動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。   Tie rods are connected to both ends of the rack shaft 3 projecting from the openings at both ends of the rack housing 2 via joints, respectively, and the tie rod is moved by the movement of the rack shaft 3, and the steered wheels of the vehicle are rotated via the steering mechanism. Steered.

ラックハウジング2の右端部にステアリングギヤボックス4が設けられている。
ステアリングギヤボックス4には、ステアリングホイール(図示せず)が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸5が軸受を介して回動自在に軸支されており、図2に示すように入力軸5はステアリングギヤボックス4内でトーションバー6を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸7と連結されている。
A steering gear box 4 is provided at the right end of the rack housing 2.
In the steering gear box 4, an input shaft 5 connected via a joint to a steering shaft to which a steering wheel (not shown) is integrally attached is rotatably supported via a bearing. As shown, the input shaft 5 is connected to the steering pinion shaft 7 via the torsion bar 6 in the steering gear box 4 so as to be capable of relative twisting.

この操舵ピニオン軸7のはす歯7aがラック軸3のラック歯3aと噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸5に伝達された操舵力は、トーションバー6を介して操舵ピニオン軸7を回動して操舵ピニオン軸7のはす歯7aとラック歯3aの噛合によりラック軸3を左右軸方向に摺動させる。
The helical teeth 7 a of the steering pinion shaft 7 are engaged with the rack teeth 3 a of the rack shaft 3.
Therefore, the steering force transmitted to the input shaft 5 by the turning operation of the steering wheel rotates the steering pinion shaft 7 via the torsion bar 6 and meshes with the helical teeth 7a of the steering pinion shaft 7 and the rack teeth 3a. The rack shaft 3 is slid in the left-right axis direction.

ラック軸3は、ラックガイドスプリング8に付勢されたラックガイド9により背後から押圧されている。   The rack shaft 3 is pressed from behind by a rack guide 9 biased by a rack guide spring 8.

ステアリングギヤボックス4の上部にはアシストモータMが取り付けられ、アシストモータMの駆動力を減速して操舵ピニオン軸7に伝達するウオーム減速機構10がステアリングギヤボックス4内に構成されている。   An assist motor M is attached to an upper portion of the steering gear box 4, and a worm reduction mechanism 10 that decelerates the driving force of the assist motor M and transmits it to the steering pinion shaft 7 is configured in the steering gear box 4.

ウオーム減速機構10は、操舵ピニオン軸7の上部に嵌着されたウオームホイール11にアシストモータMの駆動軸に同軸に連結されたウオーム12が噛合して構成されている。
アシストモータMの駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸7に作用させて操舵を補助する。
The worm speed reduction mechanism 10 is configured such that a worm wheel 11 fitted on the steering pinion shaft 7 is engaged with a worm 12 coaxially connected to a drive shaft of the assist motor M.
The driving force of the assist motor M is applied to the steering pinion shaft 7 via the worm reduction mechanism 10 to assist steering.

なお、図2には図示しないが、アシストモータMには、モータ端子電圧Vp,Vnを検出するモータ端子電圧検出装置27が設けられ、操舵ピニオン軸7にはステアリング舵角θを検出するステアリング舵角検出装置28が設けられている。   Although not shown in FIG. 2, the assist motor M is provided with a motor terminal voltage detection device 27 for detecting the motor terminal voltages Vp and Vn, and the steering pinion shaft 7 has a steering rudder for detecting the steering rudder angle θ. An angle detection device 28 is provided.

ウオーム減速機構10のさらに上方に操舵トルクセンサ20が設けられている。
トーションバー6の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22,23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクTを検出している。
なお、トーションバー6の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。
A steering torque sensor 20 is provided further above the worm reduction mechanism 10.
The twist of the torsion bar 6 is converted into the movement of the core 21 in the axial direction, and the movement of the core 21 is changed into the inductance change of the coils 22 and 23 to detect the steering torque T.
A torque sensor that optically detects torsion of the torsion bar 6 may be used.

以上のようなアシストモータMをコンピュータ(ECU)により駆動制御して操舵力を補助する操舵トルク制御装置30の制御系のCPU等が搭載された制御基板がステアリングギヤボックス4内に収容されている。   A control board on which the control system CPU and the like of the steering torque control device 30 for assisting the steering force by driving and controlling the assist motor M as described above is accommodated in the steering gear box 4. .

この操舵トルク制御装置30の概略ブロック図を図3に示す。
操舵トルク制御装置30は、操舵トルクセンサ20により検出された操舵トルクT,車速センサ25により検出された車速v,ステアリング舵角検出装置28により検出されたステアリング舵角θおよびモータ端子電圧検出装置27により検出されたモータ端子電圧Vp,Vnが入力され、データ処理して、PWM制御信号(デューティ信号等)であるモータ制御量Dをモータ駆動回路26に出力し、モータ駆動回路26がそのPWM制御信号に従ってアシストモータMを駆動する。
A schematic block diagram of the steering torque control device 30 is shown in FIG.
The steering torque control device 30 includes a steering torque T detected by the steering torque sensor 20, a vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25, a steering steering angle θ detected by the steering steering angle detection device 28, and a motor terminal voltage detection device 27. motor terminal voltage Vp is detected, Vn is input by, and data processing, and outputs the motor control amount D M is the PWM control signal (duty signal) to the motor drive circuit 26, a motor drive circuit 26 is the PWM The assist motor M is driven according to the control signal.

そして、操舵トルク制御装置30は、主に目標操舵トルク演算処理手段40、フィードバック制御量演算手段58、モータ制御量設定手段59を備え、その他に、ステアリング角速度演算手段50、モータ回転速度演算手段51、逆起電圧演算手段52、モータ端子間電圧演算手段53、モータ電流推定処理手段54、モータ電流積算手段55、上限電流値設定手段56等を有している。   The steering torque control device 30 mainly includes a target steering torque calculation processing means 40, a feedback control amount calculation means 58, and a motor control amount setting means 59. In addition, a steering angular speed calculation means 50, a motor rotation speed calculation means 51 , Counter electromotive voltage calculation means 52, motor terminal voltage calculation means 53, motor current estimation processing means 54, motor current integration means 55, upper limit current value setting means 56, and the like.

ステアリング角速度演算手段50は、前記ステアリング舵角検出装置28が検出したステアリング舵角θを時間微分してステアリング角速度ωを算出する。
そして、同ステアリング角速度ωとステアリング舵角θおよび前記車速センサ25が検出した車速vに基づいて目標操舵トルク演算処理手段40が目標操舵トルクTmを演算する。
The steering angular velocity calculation means 50 calculates the steering angular velocity ω by time-differentiating the steering angle θ detected by the steering angle detector 28.
Based on the steering angular velocity ω, the steering angle θ, and the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25, the target steering torque calculation processing means 40 calculates the target steering torque Tm.

該目標操舵トルク演算処理手段40について図4ないし図9に基づいて説明する。
図4は、目標操舵トルク演算処理手段40の概略ブロック図であり、同図4に示すように、目標操舵トルク演算処理手段40は、セルフアライニングトルク演算手段41とフリクショントルク演算手段45の2つの演算手段からなる。
The target steering torque calculation processing means 40 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic block diagram of the target steering torque calculation processing means 40. As shown in FIG. 4, the target steering torque calculation processing means 40 includes two self-aligning torque calculation means 41 and friction torque calculation means 45. It consists of two computing means.

セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42とセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43とを備える。
セルフアライニングベーストルク抽出手段42は、基準車速における舵角に対するセルフアライニングベーストルクの関係を記憶するセルフアライニングベーストルク(SABT)記憶手段42aから舵角θに基づいてセルフアライニングベーストルクTsbを抽出する。
The self-aligning torque calculating unit 41 includes a self-aligning base torque extracting unit 42 and a self-aligning torque multiplication coefficient extracting unit 43.
The self-aligning base torque extracting means 42 is based on the steering angle θ from the self-aligning base torque (SABT) storage means 42a that stores the relationship of the self-aligning base torque with respect to the steering angle at the reference vehicle speed. To extract.

セルフアライニングベーストルク記憶手段42aが記憶する基準車速Voにおける舵角θに対するセルフアライニングベーストルクTsbの関係マップを、図5の座標に示す。
図5において、横軸の舵角θは、正の値が右舵角(θ>0)、負の値が左舵角(θ<0)を示す。
A relationship map of the self-aligning base torque Tsb with respect to the steering angle θ at the reference vehicle speed Vo stored in the self-aligning base torque storage means 42a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 5, as for the steering angle θ on the horizontal axis, a positive value indicates a right steering angle (θ> 0), and a negative value indicates a left steering angle (θ <0).

ここに、縦軸のセルフアライニングベーストルクTsbは、正の値が右方向トルク(Tsb>0)、負の値が左方向トルク(Tsb<0)であって、実際のセルフアライニングトルク(走向車輪が路面から受けるトルクであり、走向車輪を直進姿勢に復元するように働く力)の反力として示している。
したがって、例えば右舵角θ(>0)が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のセルフアライニングベーストルクTsb(>0)が大きくなる。
Here, as for the self-aligning base torque Tsb on the vertical axis, the positive value is the right direction torque (Tsb> 0), the negative value is the left direction torque (Tsb <0), and the actual self-aligning torque ( This is the torque that the running wheel receives from the road surface, and is shown as the reaction force of the force that works to restore the running wheel to a straight running posture.
Therefore, for example, when the right steering angle θ (> 0) increases, the self-aligning base torque Tsb (> 0) in the right direction opposite to the actual direction increases.

セルフアライニングトルク演算手段41が備えるもう一つのセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43は、車速に対するセルフアライニングトルク乗算係数を記憶するセルフアライニングトルク(SAT)乗算係数記憶手段43aから車速vに基づいてセルフアライニングトルク乗算係数ksを抽出する。   Another self-aligning torque multiplication coefficient extraction means 43 provided in the self-aligning torque calculation means 41 is changed from the self-aligning torque (SAT) multiplication coefficient storage means 43a for storing the self-aligning torque multiplication coefficient with respect to the vehicle speed to the vehicle speed v. Based on this, a self-aligning torque multiplication coefficient ks is extracted.

セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段43aが記憶する車速vに対するセルフアライニングトルク乗算係数ksの関係マップを、図6の座標に示す。
図6において、車速vの増加に従いセルフアライニングトルク乗算係数ksの値は上昇している。
基準車速Voのとき、セルフアライニングトルク乗算係数ks=1.0である。
A relationship map of the self-aligning torque multiplication coefficient ks with respect to the vehicle speed v stored in the self-aligning torque multiplication coefficient storage means 43a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 6, the value of the self-aligning torque multiplication coefficient ks increases as the vehicle speed v increases.
At the reference vehicle speed Vo, the self-aligning torque multiplication coefficient ks = 1.0.

セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42が舵角θに基づいて抽出したセルフアライニングベーストルクTsbに、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43が車速vに基づいて抽出したセルフアライニングトルク乗算係数ksを、乗算手段44により乗算して、セルフアライニングトルクTsを算出する。
なお、このセルフアライニングトルクTsは、実際のセルフアライニングトルクの反力としてのセルフアライニングトルクである。
The self-aligning torque calculating means 41 extracts the self-aligning base torque Tsb extracted by the self-aligning base torque extracting means 42 based on the steering angle θ, and the self-aligning torque multiplication coefficient extracting means 43 extracts based on the vehicle speed v. The self-aligning torque multiplication coefficient ks is multiplied by the multiplication means 44 to calculate the self-aligning torque Ts.
The self-aligning torque Ts is a self-aligning torque as a reaction force of the actual self-aligning torque.

セルフアライニングベーストルクTsbにセルフアライニングトルク乗算係数ksを乗算することにより、セルフアライニングトルクTsは、車速vが基準車速Voより小さくなる程セルフアライニングベーストルクTsbが減少し、基準車速Voより大きくなる程増幅する。   By multiplying the self-aligning base torque Tsb by the self-aligning torque multiplication coefficient ks, the self-aligning torque Ts decreases as the vehicle speed v becomes lower than the reference vehicle speed Vo, and the reference vehicle speed Vo. The larger it is, the more it will be amplified.

一方、フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46とフリクショントルク乗算係数抽出手段47とを備える。
フリクションベーストルク抽出手段46は、停車時における角速度に対するフリクションベーストルクの関係を記憶するフリクションベーストルク(FBT)記憶手段46aから角速度ωに基づいてフリクションベーストルクTfbを抽出する。
On the other hand, the friction torque calculation means 45 includes a friction base torque extraction means 46 and a friction torque multiplication coefficient extraction means 47.
The friction base torque extraction means 46 extracts the friction base torque Tfb based on the angular speed ω from the friction base torque (FBT) storage means 46a that stores the relationship of the friction base torque to the angular speed when the vehicle is stopped.

フリクションベーストルク記憶手段46aが記憶する停車時(車速v=0)における角速度ωに対するフリクションベーストルクTfbの関係マップを、図7の座標に示す。
図7において、横軸の角速度ωは、正の値が右方向の角速度(ω>0)、負の値が左方向の角速度(ω<0)を示す。
A relationship map of the friction base torque Tfb with respect to the angular speed ω at the time of stopping (vehicle speed v = 0) stored in the friction base torque storage means 46a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 7, as for the angular velocity ω on the horizontal axis, a positive value indicates an angular velocity in the right direction (ω> 0), and a negative value indicates an angular velocity in the left direction (ω <0).

縦軸のフリクションベーストルクTfbは、正の値が右方向トルク(Tfb>0)、負の値が左方向トルク(Tfb<0)であって、実際のタイヤ等の摩擦相当の反力として示している。
したがって、例えば右方向の角速度ω(>0)が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のフリクションベーストルクTfb(>0)が大きくなり、前記セルフアライニングベーストルクTsbに比べ低いトルクで略一定になる。
The friction base torque Tfb on the vertical axis indicates a right direction torque (Tfb> 0) as a positive value and a left direction torque (Tfb <0) as a negative value. ing.
Therefore, for example, when the angular velocity ω (> 0) in the right direction increases, the friction base torque Tfb (> 0) in the right direction opposite to the actual direction increases, and the torque is lower than the self-aligning base torque Tsb. It becomes almost constant.

フリクショントルク演算手段45が備えるもう一つのフリクショントルク乗算係数抽出手段47は、車速に対するフリクショントルク乗算係数を記憶するフリクショントルク(FT)乗算係数記憶手段47aをから車速vに基づいてフリクショントルク乗算係数kfを抽出する。   Another friction torque multiplication coefficient extraction means 47 provided in the friction torque calculation means 45 is a friction torque multiplication coefficient kf based on the vehicle speed v from the friction torque (FT) multiplication coefficient storage means 47a for storing the friction torque multiplication coefficient for the vehicle speed. To extract.

フリクショントルク乗算係数記憶手段47aが記憶する車速vに対するフリクショントルク乗算係数kfの関係マップを、図8の座標に示す。
図8において、車速v=0(停車時)のとき、フリクショントルク乗算係数kfの値は、1.0を示し、車速vが停車時から高くなるに従いフリクショントルク乗算係数kfの値は減少し、約20km/hを過ぎる辺りから略一定の値(約0.5)となっている。
A relationship map of the friction torque multiplication coefficient kf with respect to the vehicle speed v stored in the friction torque multiplication coefficient storage means 47a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 8, when the vehicle speed v = 0 (when the vehicle is stopped), the value of the friction torque multiplication coefficient kf is 1.0, and the value of the friction torque multiplication coefficient kf decreases as the vehicle speed v increases from when the vehicle stops. The value is almost constant (about 0.5) from around / h.

フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46が角速度ωに基づいて抽出したフリクションベーストルクTfbに、フリクショントルク乗算係数抽出手段47が車速vに基づいて抽出したフリクショントルク乗算係数kfを、乗算手段48により乗算して、フリクショントルクTfを算出する。
なお、このフリクショントルクTfは、実際のフリクショントルクの反力としてのフリクショントルクである。
The friction torque calculation means 45 multiplies the friction base torque Tfb extracted by the friction base torque extraction means 46 based on the angular velocity ω by the friction torque multiplication coefficient kf extracted by the friction torque multiplication coefficient extraction means 47 based on the vehicle speed v. Multiply by means 48 to calculate the friction torque Tf.
The friction torque Tf is a friction torque as a reaction force of the actual friction torque.

フリクションベーストルクTfbにフリクショントルク乗算係数kfを乗算することにより、フリクショントルクTfは、車速vが約20km/hまではフリクションベーストルクTfbが徐々に減少し、約20km/hを過ぎると略半減する状態が継続する。   By multiplying the friction base torque Tfb by the friction torque multiplication coefficient kf, the friction torque Tf gradually decreases until the vehicle speed v is about 20 km / h, and is substantially halved after about 20 km / h. The state continues.

セルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクTsと、フリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクTfとは、加算手段49により加算されて目標操舵トルクTmが算出される。   The self-aligning torque Ts calculated by the self-aligning torque calculating means 41 and the friction torque Tf calculated by the friction torque calculating means 45 are added by the adding means 49 to calculate the target steering torque Tm.

セルフアライニングトルクTsは、特に低車速で小さくなるが、フリクショントルクTfは低車速でこれを補うように比較的大きい値を示すので、セルフアライニングトルクTsにフリクショントルクTfが加算されることで、低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響を補うことができる。   The self-aligning torque Ts decreases particularly at low vehicle speeds, but the friction torque Tf exhibits a relatively large value so as to compensate for this at low vehicle speeds. Therefore, the friction torque Tf is added to the self-aligning torque Ts. The effect of tire friction on the road surface that appears greatly at low vehicle speeds can be compensated.

以上の目標操舵トルクTmが算出されるまでの処理手順を、図9にフローチャートで示す。
まず、舵角検出手段55が検出した操舵角θを読込み(ステップ1)、角速度演算手段56により角速度ωを算出し(ステップ2)、車速センサ25により検出した車速vを読込む(ステップ3)。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure until the above target steering torque Tm is calculated.
First, the steering angle θ detected by the steering angle detection means 55 is read (step 1), the angular speed ω is calculated by the angular speed calculation means 56 (step 2), and the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25 is read (step 3). .

次いで、セルフアライニングベーストルク抽出手段42により舵角θに基づきセルフアライニングベーストルクTsbを抽出し(ステップ4)、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43により車速vに基づきセルフアライニングトルク乗算係数ksを抽出し(ステップ5)、セルフアライニングベーストルクTsbにセルフアライニングトルク乗算係数ksを乗算してセルフアライニングトルクTsを算出する(ステップ6)。   Next, the self-aligning base torque extraction means 42 extracts the self-aligning base torque Tsb based on the steering angle θ (step 4), and the self-aligning torque multiplication coefficient extraction means 43 extracts the self-aligning torque multiplication coefficient based on the vehicle speed v. ks is extracted (step 5), and the self-aligning base torque Tsb is multiplied by the self-aligning torque multiplication coefficient ks to calculate the self-aligning torque Ts (step 6).

次に、フリクションベーストルク抽出手段46により角速度ωに基づいてフリクションベーストルクTfbを抽出し(ステップ7)、フリクショントルク乗算係数抽出手段47により車速vに基づきフリクショントルク乗算係数kfを抽出し(ステップ8)、フリクションベーストルクTfbにフリクショントルク乗算係数kfを乗算してフリクショントルクTfを算出する(ステップ9)。   Next, the friction base torque extraction means 46 extracts the friction base torque Tfb based on the angular velocity ω (step 7), and the friction torque multiplication coefficient extraction means 47 extracts the friction torque multiplication coefficient kf based on the vehicle speed v (step 8). ), The friction torque Tf is calculated by multiplying the friction base torque Tfb by the friction torque multiplication coefficient kf (step 9).

そして、ステップ10において、セルフアライニングトルクTsにフリクショントルクTfを加算して目標操舵トルクTmを算出する。
以上の各ステップの処理が繰り返し実行される。
In step 10, the target steering torque Tm is calculated by adding the friction torque Tf to the self-aligning torque Ts.
The processes of the above steps are repeatedly executed.

こうして算出された目標操舵トルクTmは、図3を参照して、減算手段57により前記操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクTとの偏差ΔT(=Tm−T)が算出され、フィードバック制御量演算手段58に入力される。   With respect to the target steering torque Tm thus calculated, a deviation ΔT (= Tm−T) from the steering torque T detected by the steering torque sensor 20 is calculated by the subtracting means 57 with reference to FIG. Input to means 58.

フィードバック制御量演算手段58は、PI(比例・積分)制御手段とPWM制御信号発生手段とからなり、PI制御手段が偏差ΔTから偏差ΔTを0にして目標操舵トルクTmを得るためにP(比例)動作とI(積分)動作を組み合わせてフィードバックの最適制御量を算出し、同最適制御量をPWM制御信号発生手段がPWM制御のデューティのフィードバックデューティDfbに変換して出力する。   The feedback control amount calculation means 58 includes PI (proportional / integral) control means and PWM control signal generation means, and the PI control means uses P (proportional) in order to obtain the target steering torque Tm by setting the deviation ΔT to 0 from the deviation ΔT. ) The optimum control amount of feedback is calculated by combining the operation and the I (integration) operation, and the optimum control amount is converted into the feedback duty Dfb of the PWM control duty by the PWM control signal generating means and output.

一方で、前記ステアリング角速度演算手段50により算出されたステアリング角速度ωおよび前記モータ端子電圧検出装置27により検出されたモータ端子電圧Vp,Vnに基づきモータ電流推定値Iが推定演算されるが、その処理手順を図10のフローチャートに従って説明する。 On the other hand, the motor current estimated value IM is estimated and calculated based on the steering angular velocity ω calculated by the steering angular velocity calculating means 50 and the motor terminal voltages Vp and Vn detected by the motor terminal voltage detector 27. The processing procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステアリング角速度ωを読込み(ステップ21)、モータ端子電圧Vp,Vnを読込む(ステップ22)。
そして、モータ端子電圧Vp,Vnからモータ端子間電圧演算手段53によりモータ端子間電圧V(=Vp−Vn)が算出され(ステップ23)、次いで算出されたモータ端子間電圧Vをローパスフィルタ処理する(ステップ24)。
First, the steering angular velocity ω is read (step 21), and the motor terminal voltages Vp and Vn are read (step 22).
Then, the motor terminal voltage V T (= Vp−Vn) is calculated from the motor terminal voltages Vp and Vn by the motor terminal voltage calculation means 53 (step 23), and then the calculated motor terminal voltage V T is low-pass filtered. Process (step 24).

次のステップ25では、ステップ21で読込んだステアリング角速度ωからモータ回転速度演算手段51によりモータ回転速度ωを算出する。
ステアリング角速度ωをウオーム減速機構10の減速比pで除算してモータ回転速度ω(=ω/p)が算出される。
In the next step 25, the motor rotation speed ω M is calculated by the motor rotation speed calculation means 51 from the steering angular speed ω read in step 21.
The motor rotation speed ω M (= ω / p) is calculated by dividing the steering angular speed ω by the reduction ratio p of the worm reduction mechanism 10.

ステップ26では、このモータ回転速度ωから逆起電圧演算手段52によりアシストモータMの逆起電圧Vを算出する。
モータ回転速度ωに誘起電圧定数kを乗算することで、逆起電圧V(=ω×k)が算出される。
In step 26, it calculates the counter electromotive voltage V M of the assist motor M by the counter electromotive voltage calculating unit 52 from the motor rotation speed omega M.
The counter electromotive voltage V M (= ω M × k E ) is calculated by multiplying the motor rotational speed ω M by the induced voltage constant k E.

そして、モータ電流推定処理手段54により前記モータ端子間電圧Vと逆起電圧Vの差からアシストモータMの実行電圧V(=V−V)が算出され(ステップ27)、同実行電圧VがアシストモータMのモータ内部抵抗Rmで除算されてモータ電流推定値I(=V/Rm)が推定演算される(ステップ28)。 Then, the motor terminal voltage V T and the counter electromotive voltage V assist from the difference between the M motor M of execution voltage V (= V T -V M) is calculated by the motor current estimation processing unit 54 (step 27), the execution The voltage V is divided by the motor internal resistance Rm of the assist motor M, and a motor current estimated value I M (= V / Rm) is estimated and calculated (step 28).

前記フィードバック制御量演算手段58が算出したフィードバックデューティDfbは、上記モータ電流推定値Iに基づいて必要に応じて抑制演算され、アシストモータMを駆動制御するモータ制御量D(PMW制御信号のデューティD)が求められる。 Feedback duty Dfb that the feedback control amount calculation means 58 is calculated, are suppressed calculation as necessary based on the motor current estimated value I M, the motor control amount D M (PMW control signal for driving and controlling the assist motor M Duty D M ) is determined.

このモータ制御量Dが設定処理される手順を図11のフローチャートに基づき説明する。
まず、ステップ31でモータ電流推定値Iをもとにモータ電流積算手段55によりモータ電流積算値Isが次式に従って演算される。
Is(n)=Is(n−1)+(I−If)
ここに、Ifはモータ電流積算基準値である。
The motor control amount D M will be described with reference to a flowchart of FIG. 11 the procedures set process.
First, the motor current integral Is is calculated according to the following equation by the motor current integration means 55 based on the motor current estimated value I M in step 31.
Is (n) = Is (n−1) + (I M −If) 2
Here, If is a motor current integration reference value.

動作時のモータの主な損失は、銅損であり、銅損は電機子電流(モータ電流)の2乗に電機子抵抗を乗算したものであり、これにモータ固有の熱抵抗で除算すれば発熱量に変換することができるものであり、したがって、モータ電流推定値Iの2乗の積算値を上式により求める。
本モータ制御量設定ルーチンが繰り返されるごとに、前回値Is(n−1)に(I−If)が逐次加算されて今回値Is(n)が算出され、モータ電流積算値Isとする。
The main loss of the motor during operation is copper loss, which is the square of the armature current (motor current) multiplied by the armature resistance. Therefore, the integrated value of the square of the motor current estimated value I M is obtained by the above equation.
Each time this motor control amount setting routine is repeated, (I M −If) 2 is sequentially added to the previous value Is (n−1) to calculate the current value Is (n), which is the motor current integrated value Is. .

そして、ステップ32で、このモータ電流積算値Isから上限電流値設定手段56により上限電流値Iが算出される。
上限電流値設定手段56は、モータ電流積算値Isから上限電流値Iを導き出す関数fを備えており、予め定めておいた同関数fにモータ電流積算値Isを入れて演算することで上限電流値Iが導出される。
In step 32, the upper limit current value IL is calculated from the motor current integrated value Is by the upper limit current value setting means 56.
Upper limit current value setting means 56 is provided with a function f to derive the upper limit current value I L from the motor current integral Is, the upper limit by calculating putting the motor current integral Is the same function f previously determined A current value IL is derived.

図12は、同関数を座標に表したもので、横軸にモータ電流積算値Is、縦軸に上限電流値Iを示している。
図12に示す関数曲線は、モータ電流推定値Iがこの上限電流値Iを超えるとモータの発熱によりCPU等の熱破壊のおそれがある上限の電流値を示すもので、予め適切に定めておく。
Figure 12 is a representation of the same function in the coordinate indicates the upper limit current value I L motor current integral Is, the vertical axis on the horizontal axis.
Function curve shown in Figure 12, the motor current estimated value I M is indicates the current value of the upper limit there is a risk of thermal destruction of the CPU or the like by the heat generation of the motor exceeds the upper limit current value I L, determined in advance appropriate Keep it.

次に、この関数fにより求められた上限電流値Iと前記モータ電流推定値Iとに基づいてモータ制御量設定手段59によりフィードバック制御量Dfbの抑制がなされるが、まずステップ33では、この関数fにより求められた上限電流値Iと前記モータ電流推定値Iとからその電流差ΔI(=I−I)を求める。 Next, the function limit determined by f current value I L and the motor current estimated value I M and the inhibition of the feedback control amount Dfb by the motor control amount setting means 59 based on is made, first, in step 33, A current difference ΔI (= I M −I L ) is obtained from the upper limit current value I L obtained by the function f and the motor current estimated value I M.

そして、ステップ34で電流差ΔIに基づき予め定めた関係から制御量抑制係数qを導出する。
この電流差ΔIに対する制御量抑制係数qの関係を、図13に示す。
すなわち、ΔI≦0の場合は制御量抑制係数qは常に1.0であり、ΔI>0の場合は電流差ΔIが大きくなる程制御量抑制係数qは減少する。
In step 34, a control amount suppression coefficient q is derived from a predetermined relationship based on the current difference ΔI.
FIG. 13 shows the relationship of the control amount suppression coefficient q with respect to the current difference ΔI.
That is, when ΔI ≦ 0, the control amount suppression coefficient q is always 1.0, and when ΔI> 0, the control amount suppression coefficient q decreases as the current difference ΔI increases.

次のステップ35で前記フィードバック制御量演算手段58により算出されたフィードバック制御量Dfbに制御量抑制係数qを乗算してモータ制御量D(=Dfb×q)を算出し設定する。 In the next step 35, a motor control amount D M (= Dfb × q) is calculated and set by multiplying the feedback control amount Dfb calculated by the feedback control amount calculation means 58 by the control amount suppression coefficient q.

こうしてモータ制御量設定手段59により設定されるモータ制御量Dは、モータ電流推定値Iが上限電流値Iを超えていないときは(ΔI≦0)、制御量抑制係数q=1.0なのでフィードバック制御量Dfbが抑制されずに、そのままモータ制御量Dとされ、モータ電流推定値Iが上限電流値Iを超えると(ΔI>0)、制御量抑制係数q<1.0でフィードバック制御量Dfbが抑制されたモータ制御量Dとされる。 Thus the motor control amount D M that is set by the motor control amount setting means 59, (0 ΔI ≦) when the motor current estimated value I M does not exceed the upper limit current value I L, the control amount suppression coefficient q = 1.0 Since without feedback control quantity Dfb is suppressed, is a motor control amount D M as it is, when the motor current estimated value I M exceeds the upper limit current value I L (ΔI> 0), the feedback control by the control amount controlling factor q <1.0 the amount Dfb is a motor control amount D M with suppressed.

それもモータ電流推定値Iが上限電流値Iを超えた電流差ΔIが大きい程、フィードバック制御量Dfbを抑制する抑制量も大きい。
このモータ制御量DがアシストモータMを駆動制御するPWM制御信号のデューティである。
As it is also the current difference ΔI is large motor current estimated value I M exceeds the upper limit current value I L, the amount of suppressor for suppressing a feedback control amount Dfb also large.
The motor control amount D M is the duty of the PWM control signal for driving and controlling the assist motor M.

すなわち、PMW制御信号のデューティDは、モータ駆動回路26に出力され、モータ駆動回路26は、PWM制御信号のデューティに従った電圧V×DがアシストモータMに印加されてアシストモータMを駆動して操舵力を補助する。 That is, the duty D M of the PMW control signal is output to the motor driving circuit 26, a motor driving circuit 26, the voltage V B × D M in accordance with the duty of the PWM control signal is applied to the assist motor M assist motor M To assist the steering force.

以上のように、モータ電流推定値Iが上限電流値Iを超えるまでは、アシストモータMの発熱の影響は心配ないので、フィードバック制御量Dfbをそのままモータ制御量DとしてアシストモータMを駆動制御していたが、モータ電流推定値Iが上限電流値Iを超えてモータの発熱によりCPU等の熱破壊のおそれがあるときは、フィードバック制御量Dfbを抑制したモータ制御量DによりアシストモータMを駆動制御することで、アシストモータMの発熱を抑制しCPU等の熱破壊を防止することができる。 As described above, the motor current estimated value I M until exceeds the upper limit current value I L, since the influence of heat generation of the assist motor M is no concern, the assist motor M feedback control amount Dfb as the motor control amount D M as had been driving control, when the motor current estimated value I M is a risk of thermal destruction of the CPU or the like by the heat generation of the motor exceeds the upper limit current value I L, the motor control amount D M which suppresses feedback control amount Dfb By controlling the driving of the assist motor M, the heat generation of the assist motor M can be suppressed and the thermal destruction of the CPU or the like can be prevented.

モータ電流推定値Iを、ステアリング舵角θに基づき算出された逆起電圧Vとモータ端子間電圧Vとの差(実行電圧V)から推定するので、モータ電流検出装置を必要とせず、かつモータの容量を大きくすることなく、電動パワーステアリング装置の大型化を避けることができる。 Since the estimated motor current value I M is estimated from the difference (execution voltage V) between the back electromotive voltage V M calculated based on the steering angle θ and the motor terminal voltage V T , a motor current detection device is not required. In addition, an increase in the size of the electric power steering device can be avoided without increasing the capacity of the motor.

さらに、本操舵トルク制御装置30は、目標操舵トルク演算処理手段40がセルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクTsにフリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクTfを加算して目標操舵トルクTmを求めているので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクTsをフリクショントルクTfが補い、低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。   Further, in the present steering torque control device 30, the target steering torque calculation processing means 40 adds the friction torque Tf calculated by the friction torque calculation means 45 to the self-aligning torque Ts calculated by the self-aligning torque calculation means 41. Since the target steering torque Tm is obtained, the friction torque Tf compensates for the self-aligning torque Ts, which is particularly small at low vehicle speeds, and is always stable, covering the effects of tire friction on the road surface that appears at low vehicle speeds. The steering feeling can be realized.

本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体の概略後面図である。1 is a schematic rear view of an entire electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. ステアリングギヤボックス内の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure in a steering gear box. 操舵トルク制御装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a steering torque control device. 目標操舵トルク演算処理手段の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a target steering torque calculation processing means. 基準車速における舵角θに対するセルフアライニングベーストルクTsbの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the self-aligning base torque Tsb with respect to the steering angle (theta) in a reference | standard vehicle speed by a coordinate. 車速vに対するセルフアライニングトルク乗算係数ksの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the self-aligning torque multiplication coefficient ks with respect to the vehicle speed v by a coordinate. 停車時における角速度ωに対するフリクションベーストルクTfbの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of friction base torque Tfb with respect to angular velocity (omega) at the time of a stop by a coordinate. 車速vに対するフリクショントルク乗算係数kfの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the friction torque multiplication coefficient kf with respect to the vehicle speed v by a coordinate. 目標操舵トルクの算出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process sequence of target steering torque. モータ電流推定値Iが推定演算される処理手順を示すフローチャートである。。It is a flowchart which shows the process sequence by which the motor current estimated value IM is estimated and calculated. . モータ制御量Dを設定処理する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart illustrating a procedure for setting processing of the motor control amount D M. モータ電流積算値Isに対する上限電流値Iの予め定めた関係を示す図である。Is a diagram showing a predetermined relationship between the upper limit current value I L to the motor current integral Is. 電流差ΔIに対する制御量抑制係数qの予め定めた関係を示す図である。It is a figure which shows the predetermined relationship of the controlled variable suppression coefficient q with respect to electric current difference (DELTA) I.

符号の説明Explanation of symbols

M…アシストモータ、1…電動パワーステアリング装置、2…ラックハウジング、3…ラック軸、4…ステアリングギヤボックス、5…入力軸、6…トーションバー、7…操舵ピニオン軸、8…ラックガイドスプリング、9…ラックガイド、10…ウオーム減速機構、11…ウオームホイール、12…ウオーム、20…操舵トルクセンサ、21…コア、22,23…コイル、25…車速センサ、26…モータ駆動回路、27…モータ端子電圧検出装置、28…ステアリング舵角検出装置、
30…操舵トルク制御装置、
40…目標操舵トルク演算処理手段、41…セルフアライニングトルク演算手段、42…セルフアライニングベーストルク抽出手段、42a…セルフアライニングベーストルク記憶手段、43…セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段、43a…セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段、44…乗算手段、45…フリクショントルク演算手段、46…フリクションベーストルク抽出手段、46a…フリクションベーストルク記憶手段、47…フリクショントルク乗算係数抽出手段、47a…フリクショントルク乗算係数記憶手段、48…乗算手段、49…加算手段、
50…ステアリング角速度演算手段、51…モータ回転速度演算手段、52…逆起電圧演算手段、53…モータ端子間電圧演算手段、54…モータ電流推定処理手段、55…モータ電流積算手段、56…上限電流値設定手段、
57…減算手段、58…フィードバック制御量演算手段、59…モータ制御量設定手段。


M: Assist motor, 1 ... Electric power steering device, 2 ... Rack housing, 3 ... Rack shaft, 4 ... Steering gear box, 5 ... Input shaft, 6 ... Torsion bar, 7 ... Steering pinion shaft, 8 ... Rack guide spring, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Rack guide, 10 ... Worm deceleration mechanism, 11 ... Worm wheel, 12 ... Worm, 20 ... Steering torque sensor, 21 ... Core, 22, 23 ... Coil, 25 ... Vehicle speed sensor, 26 ... Motor drive circuit, 27 ... Motor Terminal voltage detector, 28 ... Steering angle detector,
30 ... Steering torque control device,
40 ... Target steering torque calculation processing means, 41 ... Self-aligning torque calculation means, 42 ... Self-aligning base torque extraction means, 42a ... Self-aligning base torque storage means, 43 ... Self-aligning torque multiplication coefficient extraction means, 43a ... Self-aligning torque multiplication coefficient storage means 44 ... Multiplication means 45 ... Friction torque calculation means 46 ... Friction base torque extraction means 46a ... Friction base torque storage means 47 ... Friction torque multiplication coefficient extraction means 47a ... Friction Torque multiplication coefficient storage means, 48 ... multiplication means, 49 ... addition means,
50: Steering angular velocity calculating means, 51 ... Motor rotational speed calculating means, 52 ... Back electromotive force calculating means, 53 ... Motor terminal voltage calculating means, 54 ... Motor current estimation processing means, 55 ... Motor current integrating means, 56 ... Upper limit Current value setting means,
57 ... subtracting means, 58 ... feedback control amount calculating means, 59 ... motor control amount setting means.


Claims (3)

アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、
ステアリングの舵角を検出するステアリング舵角検出手段と、
前記アシストモータの端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、
前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、
前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、
前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角を時間微分してステアリング角速度を算出するステアリング角速度演算手段と、
前記ステアリング角速度演算手段により算出されたステアリング角速度をアシストモータのモータ回転速度に変換するモータ回転速度演算手段と、
前記モータ回転速度演算手段により算出されたモータ回転速度から前記アシストモータの逆起電圧を算出する逆起電圧演算手段と、
前記モータ端子間電圧検出手段により検出されたモータ端子間電圧と前記逆起電圧演算手段により算出された逆起電圧との差から前記アシストモータのモータ電流を推定するモータ電流推定処理手段と、
前記モータ電流推定処理手段により推定されたモータ電流を積算してモータ電流積算値を算出するモータ電流積算手段と、
前記モータ電流積算手段により算出されたモータ電流積算値に基づき上限電流値を予め定めておいた関係から導出し設定する上限電流値設定手段と、
前記上限電流値設定手段により設定された上限電流値と前記モータ電流推定処理手段が推定したモータ電流に基づき前記フィードバック制御量を抑制してモータ制御量を設定するモータ制御量設定手段と、
前記モータ制御量設定手段により設定されたモータ制御量に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering device in which the driving force of the assist motor assists the steering force,
A torque sensor for detecting steering torque;
A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed;
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering;
Motor terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the assist motor;
Target steering torque calculation processing means for deriving a target steering torque based on the steering angle detected by the steering angle detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
Feedback control amount calculation means for calculating a feedback control amount based on a difference between the target steering torque calculated by the target steering torque calculation means and the steering torque detected by the torque sensor;
Steering angular velocity calculating means for calculating a steering angular velocity by differentiating the steering angle detected by the steering angle detection means with respect to time;
Motor rotation speed calculation means for converting the steering angular speed calculated by the steering angular speed calculation means into the motor rotation speed of the assist motor;
Back electromotive force calculation means for calculating a back electromotive voltage of the assist motor from the motor rotation speed calculated by the motor rotation speed calculation means;
Motor current estimation processing means for estimating the motor current of the assist motor from the difference between the motor terminal voltage detected by the motor terminal voltage detection means and the counter electromotive voltage calculated by the counter electromotive voltage calculation means;
Motor current integration means for calculating a motor current integrated value by integrating the motor current estimated by the motor current estimation processing means;
Upper limit current value setting means for deriving and setting the upper limit current value from a predetermined relationship based on the motor current integrated value calculated by the motor current integrating means;
Motor control amount setting means for setting the motor control amount by suppressing the feedback control amount based on the upper limit current value set by the upper limit current value setting means and the motor current estimated by the motor current estimation processing means;
An electric power steering apparatus comprising: motor driving means for driving the assist motor based on a motor control amount set by the motor control amount setting means.
前記モータ制御量設定手段は、
前記モータ電流推定処理手段により推定されたモータ電流が前記上限電流値設定手段により設定された上限電流値を超えた電流差に基づき前記フィードバック制御量を抑制する制御量抑制係数を予め定めておいた関係から導出し、
前記フィードバック制御量に前記制御量抑制係数を乗算してモータ制御量を算出し設定することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
The motor control amount setting means includes
A control amount suppression coefficient that suppresses the feedback control amount is predetermined based on a current difference in which the motor current estimated by the motor current estimation processing unit exceeds the upper limit current value set by the upper limit current value setting unit. Derived from the relationship,
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a motor control amount is calculated and set by multiplying the feedback control amount by the control amount suppression coefficient.
前記目標操舵トルク演算処理手段は、
前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、
前記ステアリング角速度演算手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、
前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電動パワーステアリング装置。
The target steering torque calculation processing means includes:
Self-aligning torque calculating means for calculating self-aligning torque based on the steering angle detected by the steering angle detecting means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
Friction torque calculation means for calculating the friction torque of the steering based on the angular speed detected by the steering angular speed calculation means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
3. The target steering torque is calculated by adding the friction torque calculated by the friction torque calculation means to the self-aligning torque calculated by the self-aligning torque calculation means. Electric power steering device.
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