JP2007008292A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP2007008292A
JP2007008292A JP2005190658A JP2005190658A JP2007008292A JP 2007008292 A JP2007008292 A JP 2007008292A JP 2005190658 A JP2005190658 A JP 2005190658A JP 2005190658 A JP2005190658 A JP 2005190658A JP 2007008292 A JP2007008292 A JP 2007008292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
steering
vehicle speed
motor
steering angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005190658A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4545054B2 (en
Inventor
Akihiro Tamaki
明宏 田巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Corp
Original Assignee
Showa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Corp filed Critical Showa Corp
Priority to JP2005190658A priority Critical patent/JP4545054B2/en
Publication of JP2007008292A publication Critical patent/JP2007008292A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4545054B2 publication Critical patent/JP4545054B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device allowing a driver to acquire the road information intuitively and approximately accurately by reflecting the road surface situation on the steering feeling to an appropriate degree. <P>SOLUTION: The electric power steering device is equipped with a target steering torque calculating means 40 to obtain the target steering torque Tm on the basis of the steering angle θ and the vehicle speed v, a rack thrust force presuming means 55 etc. to presume the rack thrust force F from the difference between the back electromotive voltage V<SB>M</SB>of an assist motor calculated from the steering angle θ and the inter-terminal voltage V<SB>T</SB>of the motor, and a road surface load correction factor calculating means 56 to obtain a road surface load correction factor K<SB>L</SB>on the basis of the rack thrust force F, the steering angle θ, and the vehicle speed v, whereby the target steering torque Tm is corrected on the basis of the road surface load correction factor K<SB>L</SB>, and the feedback control amount Dfb is calculated on the basis of the difference between the corrected target steering torque Tms and the steering torque T, and the assist motor M is driven on the basis of the feedback control amount Dfb. <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。
操舵機構には、操舵力がピニオンからラック軸に伝達され、ラック軸の移動がタイロッドを介して転舵輪を転舵するラック・ピニオン式の動力伝達機構が、一般に採用されている。
その他、ボールねじ機構によりラック軸を移動させる動力伝達機構もある。
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.
As the steering mechanism, a rack and pinion type power transmission mechanism is generally adopted in which a steering force is transmitted from the pinion to the rack shaft, and the movement of the rack shaft steers the steered wheels via the tie rods.
In addition, there is a power transmission mechanism that moves the rack shaft by a ball screw mechanism.

かかる動力伝達機構でラック軸負荷(ラック推力)は、路面から受ける反力と釣り合うことから、路面の状況を反映している。
すなわち、乾いた舗装路面のように摩擦係数が大きい場合はラック軸負荷は大きいが、凍結路面のように滑り易い摩擦係数の小さい場合はラック軸負荷は小さい。
In such a power transmission mechanism, the rack shaft load (rack thrust) balances with the reaction force received from the road surface, which reflects the road surface condition.
That is, when the friction coefficient is large such as a dry paved road surface, the rack shaft load is large. However, when the friction coefficient such as a frozen road surface is small, the rack shaft load is small.

この路面状況の変化をラック軸負荷の変化で捉え、ラック軸負荷の変化が大きくなるに従い操舵抵抗力を大きくするように制御して、路面状況の変化が操舵フィーリングに影響しないようにした例がある(特許文献1参照)。   An example of capturing this change in road surface condition as a change in rack shaft load and controlling the steering resistance to increase as the change in rack shaft load increases so that the change in road surface condition does not affect the steering feeling (See Patent Document 1).

特開平11−49000号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-49000

したがって、運転者は、路面状況の変化をステアリング操作において感知することができず、ロードインフォメーションを視覚や聴覚で間接的にある程度得ることができても、直感的にかつ略正確に得ることができない。   Therefore, the driver cannot detect the change in the road surface condition in the steering operation, and cannot obtain the road information intuitively and substantially accurately even if the road information can be obtained indirectly by visual or auditory sense. .

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、路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させて、運転者がロードインフォメーションを直感的にかつ略正確に得ることができる電動パワーステアリング装置を供する点にある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is that the driver can obtain road information intuitively and substantially accurately by appropriately reflecting the road surface condition on the steering feeling. An electric power steering device is provided.

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導出するモータ端子間電圧導出手段と、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導出手段により導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モータトルクを推定するモータトルク推定手段と、前記モータトルク推定演算手段により推定されたモータトルクからラック推力を推定するラック推力推定手段と、前記ラック推力推定演算手段が推定したラック推力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路面負荷修正係数を導出する路面負荷修正係数演算手段と、前記路面負荷修正係数演算手段により算出された路面負荷修正係数に基づいて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を修正し修正目標操舵トルクを算出する修正目標操舵トルク演算手段と、前記修正目標操舵トルク演算手段により算出された修正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、前記フィードバック制御量演算手段により算出されたフィードバック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 the steering angle of the steering, a motor terminal voltage derivation means for deriving the inter-terminal voltage of the assist motor, a steering angle detected by the steering angle detection means, and the vehicle speed sensor Target steering torque calculation processing means for deriving a target steering torque based on the vehicle speed, steering angular speed calculation means for calculating a steering angular speed by differentiating the steering angle detected by the steering angle detection means with respect to time, and Assists the steering angular velocity calculated by the steering angular velocity calculation means Motor rotation speed calculation means for converting the motor rotation speed of the motor, back electromotive force calculation means for calculating a counter electromotive voltage of the assist motor from the motor rotation speed calculated by the motor rotation speed calculation means, and the motor terminal Motor torque estimating means for estimating motor torque from the difference between the motor terminal voltage derived by the inter-voltage deriving means and the counter electromotive voltage calculated by the counter electromotive voltage calculating means, and estimated by the motor torque estimation calculating means. Rack thrust estimation means for estimating the rack thrust from the motor torque, the rack thrust estimated by the rack thrust estimation calculation means, the steering angle detected by the steering angle detection means, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor A road load correction coefficient calculating means for deriving a road load correction coefficient, and the road load correction coefficient calculating means. A corrected target steering torque calculating means for correcting the target steering torque calculated by the target steering torque calculating means based on a road surface load correction coefficient to calculate a corrected target steering torque, and a correction calculated by the corrected target steering torque calculating means Feedback control amount calculation means for calculating a feedback control amount based on the difference between the target steering torque and the steering torque detected by the torque sensor, and the assist based on the feedback control amount calculated by the feedback control amount calculation means The electric power steering apparatus includes a motor driving unit that drives the motor.

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、前記路面負荷修正係数演算手段は、前記ラック推力推定手段が推定したラック推力に基づき前記目標操舵トルクを修正する基準路面負荷修正係数を予め定めておいた関係から抽出し、前記車速センサにより検出された車速に基づき車速補正係数を予め定めておいた関係から抽出し、前記舵角検出手段により検出された舵角に基づき舵角補正係数を予め定めておいた関係から抽出し、前記基準路面負荷修正係数に前記車速補正係数と前記舵角補正係数とを乗算して前記路面負荷修正係数を導出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 road surface load correction coefficient calculating means corrects the target steering torque based on the rack thrust estimated by the rack thrust estimating means. A correction coefficient is extracted from a predetermined relationship, a vehicle speed correction coefficient is extracted from a predetermined relationship based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, and based on the steering angle detected by the steering angle detection means A steering angle correction coefficient is extracted from a predetermined relationship, and the road load correction coefficient is derived by multiplying the reference road load correction coefficient by the vehicle speed correction coefficient and the steering angle correction coefficient. .

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 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、路面状況を反映するラック推力から演算された路面負荷修正係数に基づいて目標操舵トルクが修正されて、同修正目標操舵トルクと検出操舵トルクとの差に基づいてアシストモータがフィードバック制御されるので、舵角と車速に基づく目標操舵トルクと検出操舵トルクによるフィードバック制御であっても路面状況を操舵フィーリングに反映させることができ、運転者はロードインフォメーションを直感的にかつ略正確に得ることができ、ステアリング操作に路面状況の変化を適度に感知しながら運転することができる。   According to the electric power steering apparatus of the first aspect, the target steering torque is corrected based on the road surface load correction coefficient calculated from the rack thrust reflecting the road surface condition, and the corrected target steering torque and the detected steering torque are Since the assist motor is feedback-controlled based on the difference, the road surface condition can be reflected in the steering feeling even with feedback control based on the target steering torque and detected steering torque based on the steering angle and vehicle speed. Information can be obtained intuitively and substantially accurately, and driving can be performed while appropriately detecting changes in road surface conditions during steering operation.

請求項2記載の電動パワーステアリング装置によれば、路面負荷修正係数演算手段は、推定したラック推力に基づき目標操舵トルクを修正する基準路面負荷修正係数を予め定めておいた関係から抽出し、同基準路面負荷修正係数に車速に基づく車速補正係数、舵角に基づく舵角補正係数を乗算して路面負荷修正係数を導出するので、車速や舵角を考慮した路面負荷修正係数により目標操舵トルクを修正してフィードバック制御するため、走行状態に合わせて路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させることができる。   According to the electric power steering apparatus of the second aspect, the road surface load correction coefficient calculating means extracts a reference road surface load correction coefficient for correcting the target steering torque based on the estimated rack thrust from a predetermined relationship. Since the road load correction coefficient is derived by multiplying the standard road load correction coefficient by the vehicle speed correction coefficient based on the vehicle speed and the steering angle correction coefficient based on the rudder angle, the target steering torque is calculated by the road load correction coefficient taking into account the vehicle speed and the steering angle. Since correction and feedback control are performed, the road surface condition can be appropriately reflected in the steering feeling in accordance with the traveling state.

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、路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させつつ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 electric power steering apparatus of the third aspect, the target steering torque is obtained by adding the friction torque calculated based on the angular velocity and the vehicle speed to the self-aligning torque calculated based on the steering angle and the vehicle speed. In particular, friction torque is added to compensate for the self-aligning torque that decreases at low vehicle speeds, and the effects of tire friction on the road surface are covered while the road surface condition is appropriately reflected in the steering feeling, so that the steering wheel is always stable. A ring can be realized.

以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図14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 on both ends of the rack housing 2 via joints, the tie rods are 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 detecting device 27 for detecting the motor terminal voltages Vp and Vn, and the steering pinion shaft 7 detects the steering 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 a control system CPU and the like of the steering torque control device 30 that drives and controls the assist motor M as described above to assist the steering force is mounted 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)であるモータのフィードバック制御量Dfb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。
なお、モータ駆動回路26およびモータ端子電圧検出装置27は、操舵トルク制御装置30側に設けてもよい。
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 angle θ detected by the steering angle detector 28, and a motor terminal voltage detector 27. The motor terminal voltages Vp and Vn detected by the above are input and processed, and the motor feedback control amount Dfb, which is a PWM control signal (duty signal, etc.), is output to the motor drive circuit 26. The motor drive circuit 26 The assist motor M is driven according to the PWM control signal.
The motor drive circuit 26 and the motor terminal voltage detection device 27 may be provided on the steering torque control device 30 side.

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、修正目標操舵トルク演算手段57、フィードバック制御量演算手段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、モータトルク推定手段54、ラック推力推定手段55、路面負荷修正係数演算手段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 corrected target steering torque calculation means 57, and a feedback control amount calculation means 59. In addition, a steering angular speed calculation means 50, a motor rotation speed calculation means. 51, back electromotive voltage calculation means 52, motor terminal voltage calculation means 53, motor torque estimation means 54, rack thrust estimation means 55, road load correction coefficient calculation 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 obtains the 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. 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28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50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 rudder angle detection means 28 is read (step 1), the angular speed ω is calculated by the angular speed calculation means 50 (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.

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に基づきラック推力F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 rack thrust force F 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. This 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にウオーム減速機構10の減速比N(>1)を乗算してモータ回転速度ω(=ω×N)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 rotational speed ω M (= ω × N) is calculated by multiplying the steering angular speed ω by the reduction ratio N (> 1) 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, 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、モータトルク推定手段54により、前記ローパスフィルタ処理したモータ端子間電圧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、かつトルク定数kが乗算されてモータトルクT(=(V/Rm)×k)が推定演算される(ステップ28)。 Then, the motor torque estimating means 54, the low-pass filtering 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 (Step 27 ), The execution voltage V is divided by the motor internal resistance Rm of the assist motor M, and multiplied by the torque constant k T to estimate and calculate the motor torque T M (= (V / Rm) × k T ) (step) 28).

モータトルクTが推定されると、ラック推力推定手段55により、モータトルクTから次式(ラック・ピニオン式電動パワーステアリング装置に適用される基本式)によりラック推力Fが推定演算される(ステップ29)。
F=T×2π×N/ST
ここに、Nはウオーム減速機構10の減速比、STは比ストロークである。
When the motor torque T M is estimated, the rack thrust estimation means 55 estimates and calculates the rack thrust F from the motor torque T M according to the following equation (basic equation applied to the rack and pinion type electric power steering device) ( Step 29).
F = T M × 2π × N / ST
Here, N is a reduction ratio of the worm reduction mechanism 10, and ST is a specific stroke.

こうして推定されたラック推力Fは、路面の状況を反映しており、同ラック推力Fから路面負荷修正係数Kを求め、同路面負荷修正係数Kにより前記目標操舵トルクTmを修正する処理手順を図11のフローチャートに基づき説明する。 Rack thrust F thus estimated reflects the status of the road surface, seeking road load correction factor K L from the rack thrust F, the procedure for correcting the target steering torque Tm by the road load correction factor K L Will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、路面負荷修正係数演算手段56により前記ラック推力Fと車速vと舵角θに基づき路面負荷修正係数Kを求めることになる。
ステップ31で、ラック推力Fに基づき予め定めた関係から基準路面負荷修正係数kを抽出する。
このラック推力Fに対する基準路面負荷修正係数kの関係マップを、図12に示す。
First, thereby determining said rack thrust F and the vehicle speed v and on the basis of the steering angle θ road load correction factor K L by road load modification coefficient calculation unit 56.
In step 31, extracting a reference road load correction coefficient k F from a predetermined relationship based on the rack thrust F.
The relation map of the reference road surface load correction coefficient k F for the rack thrust F, shown in FIG. 12.

基準路面負荷修正係数kは、ラック推力Fが0のときを1.0として、ラック推力Fが大きくなるに従い1.0から緩やかに上昇後、幾らか上昇率を上げ、再び緩やかな上昇となる関係曲線を描く。
すなわち、路面が凍結して滑り易い(摩擦係数が小さい)ほど基準路面負荷修正係数kは小さい値を示し、摩擦係数が大きくなるほど大きな値を示す。
この関係マップにより前記推定演算したラック推力Fに対応する基準路面負荷修正係数kを抽出する。
Reference road load correction coefficient k F as 1.0 when the rack thrust force F is zero, after gradually increased from 1.0 in accordance with the rack thrust F is increased, somewhat increase the rate of rise, a relationship curve again becomes gradual rise Draw.
Namely, road surface shows a reference road load correction coefficient k F is smaller as slippery and frozen (low friction coefficient), it shows a larger value as the friction coefficient increases.
A reference road load correction coefficient kF corresponding to the estimated rack thrust F is extracted from the relationship map.

次のステップ32で、前記車速センサ25が検出した車速vに基づき予め定めた関係から車速補正係数rを抽出する。
車速vに対する車速補正係数rの関係マップを、図13に示す。
車速補正係数rは、車速vが0のとき1.0を示し、車速vが大きくなるに従い緩やかに上昇して最終的に一定値に近づいている。
In the next step 32, extracting a vehicle speed correction coefficient r v from a predetermined relationship based on the vehicle speed v of the vehicle speed sensor 25 has detected.
The relation map of the vehicle speed correction coefficient r v for the vehicle speed v, shown in FIG. 13.
Vehicle speed correction coefficient r v is the vehicle speed v indicates 1.0 when 0, approaching the final constant value and gradually increases in accordance with the vehicle speed v increases.

さらに、次のステップ33で、前記ステアリング舵角検出装置28が検出した舵角θに基づき予め定めた関係から舵角補正係数rθを抽出する。
舵角θに対する舵角補正係数rθの関係マップを、図14に示す。
舵角補正係数rθは、舵角θが0のとき1.0を示し、舵角θが大きくなるにやや速やかに減少して最終的に一定値に近づいている。
Further, in the next step 33, a steering angle correction coefficient is extracted from a predetermined relationship based on the steering angle θ detected by the steering angle detection device 28.
FIG. 14 shows a relationship map of the steering angle correction coefficient r θ with respect to the steering angle θ.
The steering angle correction coefficient r theta, steering angle theta indicates 1.0 when 0, approaching the final constant value slightly decreased rapidly to the steering angle theta increases.

そして、ステップ34において、ステップ31で抽出された基準路面負荷修正係数kに、ステップ32,33で抽出された車速補正係数rと舵角補正係数rθを乗算して補正し、路面負荷修正係数K(=k×r×rθ)を算出する。 Then, in step 34, the reference road load correction coefficient k F extracted in step 31 is corrected by multiplying the vehicle speed correction coefficient r v and the steering angle correction coefficient r theta extracted in step 32, the road surface load A correction coefficient K L (= k F × r v × r θ ) is calculated.

この路面負荷修正係数Kは、推定したラック推力Fから抽出される基準路面負荷修正係数kを基準値として、車速vと舵角θに基づいて補正を加えた係数であり、基本的に路面の摩擦係数が小さい程小さい値を示し、大きくなるほど大きな値を示す。 The road load correction factor K L as a reference value the reference road load correction coefficient k F extracted from the estimated rack thrust F, a coefficient obtained by adding a correction based on the vehicle speed v and the steering angle theta, basically The smaller the friction coefficient of the road surface, the smaller the value, and the larger the value, the larger the value.

こうして算出された路面負荷修正係数Kは、ステップ35でローパスフィルタ処理を施されて、短時間での変動を抑制して不自然に変化しないようにする。
そして、ステップ36では、このローパスフィルタ処理がなされた路面負荷修正係数Kを、修正目標操舵トルク演算手段57により、前記目標操舵トルク演算処理手段40が求めた目標操舵トルクTmに乗算して修正し、修正目標操舵トルクTms(=Tm×K)を算出する。
Road load correction factor K L thus calculated is subjected to low-pass filtered in step 35, so as not to shift smoothly to suppress the fluctuation in a short time.
In step 36, the low-pass filtering road load correction factor K L was made by the corrected target steering torque computing means 57, by multiplying the target steering torque target steering torque Tm to the arithmetic processing unit 40 has determined corrected Then, the corrected target steering torque Tms (= Tm × K L ) is calculated.

したがって、目標操舵トルクTmは、路面負荷修正係数Kにより路面の摩擦係数が小さい程抑制された値に修正され、路面の摩擦係数が大きい程大きく修正される。
こうして修正された修正目標操舵トルクTmsは、図3に示すように、減算手段58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(=Tms−T)が算出され、フィードバック制御量演算手段59に入力される。
Accordingly, the target steering torque Tm is modified to the value suppressed as the road friction coefficient is smaller by road load correction factor K L, are largely corrected greater the friction coefficient of the road surface.
As shown in FIG. 3, the corrected target steering torque Tms corrected in this way is calculated as a deviation ΔT (= Tms−T) from the steering torque T detected by the steering torque sensor 20 by the subtracting means 58, and the feedback control amount. It is input to the calculation means 59.

フィードバック制御量演算手段59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 calculating means 59 is composed of PI (proportional / integral) control means and PWM control signal generating means. The PI control means sets 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.

PWM制御信号のフィードバックデューティDfbが、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モータ駆動電圧がアシストモータ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。   The feedback duty Dfb of the PWM control signal is output to the motor drive circuit 26, and the motor drive circuit 26 applies the motor drive voltage according to the duty of the PWM control signal to the assist motor M to drive the assist motor M and steer. Assist the power.

以上のように、アシストモータMが操舵トルクのフィードバック制御されるときの目標操舵トルクTmは、路面負荷修正係数Kにより修正され、路面の摩擦係数が小さい程抑制された値に修正され、路面の摩擦係数が大きい程大きく修正されるので、凍結して滑り易い路面を走行するときは、運転者のステアリング操作が軽くなり、乾いた路面を走行するときは、ステアリング操作が多少重くなる。 As described above, the target steering torque Tm when the assist motor M is feedback control of the steering torque is corrected by the road load correction factor K L, is corrected to the value suppressed as low coefficient of friction of the road surface, the road surface The larger the friction coefficient is, the larger the correction is made. Therefore, when driving on a freezing and slippery road surface, the driver's steering operation becomes lighter, and when driving on a dry road surface, the steering operation becomes slightly heavier.

したがって、路面状況を操舵フィーリングに反映させることができ、運転者はロードインフォメーションを直感的にかつ略正確に得ることができ、ステアリング操作に路面状況の変化を適度に感知しながら運転することができる。   Therefore, the road surface condition can be reflected in the steering feeling, the driver can obtain road information intuitively and substantially accurately, and the driver can drive while appropriately detecting the change of the road surface condition in the steering operation. it can.

車速vや舵角θを考慮した路面負荷修正係数Kにより目標操舵トルクを修正してフィードバック制御するので、走行状態に合わせて路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させることができる。 Since the control feedback by modifying the target steering torque by the vehicle speed v road load corrected considering and steering angle θ coefficient K L, the road conditions can be appropriately reflected in the steering feeling in accordance with the running state.

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、路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させつつ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 self-aligning torque Ts, which is reduced particularly at low vehicle speeds, is supplemented by the friction torque Tf, and the road surface condition appears on the road surface which appears greatly at low vehicle speeds while appropriately reflecting the road surface condition to the steering feeling. Covering the effects of tire friction, etc., a stable steering feeling can be achieved at all times.

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. ラック推力を推定演算す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 which estimates and calculates a rack thrust. 路面負荷修正係数Kを算出し目標操舵トルクを修正する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 processing to correct the calculated target steering torque to a road surface load correction factor K L. ラック推力Fに対する基準路面負荷修正係数kFの予め定めた関係マップを示す図である。It is a diagram showing a predetermined relation map of the reference road surface load correction coefficient k F for rack thrust F. 車速vに対する車速補正係数rの予め定めた関係マップを示す図である。It is a diagram showing a predetermined relation map of the vehicle speed correction coefficient r v for the vehicle speed v. 舵角θに対する舵角補正係数rθの予め定めた関係マップを示す図である。It is a figure which shows the predetermined relationship map of the steering angle correction coefficient r ( theta) with respect to the steering angle ( theta ).

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…モータトルク推定手段、55…ラック推力推定手段、56…路面負荷修正係数演算手段、57…修正目標操舵トルク演算手段、58…減算手段、59…フィードバック制御量演算手段。
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 torque estimating means, 55 ... Rack thrust estimating means, 56 ... Road load Correction coefficient calculation means 57... Correction target steering torque calculation means 58. Subtraction means 59. Feedback control amount calculation 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導出するモータ端子間電圧導出手段と、
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導出手段により導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モータトルクを推定するモータトルク推定手段と、
前記モータトルク推定演算手段により推定されたモータトルクからラック推力を推定するラック推力推定手段と、
前記ラック推力推定演算手段が推定したラック推力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路面負荷修正係数を導出する路面負荷修正係数演算手段と、
前記路面負荷修正係数演算手段により算出された路面負荷修正係数に基づいて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を修正し修正目標操舵トルクを算出する修正目標操舵トルク演算手段と、
前記修正目標操舵トルク演算手段により算出された修正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、
前記フィードバック制御量演算手段により算出されたフィードバック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 deriving means for deriving 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;
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 torque estimating means for estimating motor torque from the difference between the motor terminal voltage derived by the motor terminal voltage deriving means and the counter electromotive voltage calculated by the counter electromotive voltage calculating means;
Rack thrust estimation means for estimating rack thrust from the motor torque estimated by the motor torque estimation calculation means;
Road load correction coefficient calculation means for deriving a road load correction coefficient based on the rack thrust estimated by the rack thrust estimation calculation means, the steering angle detected by the steering angle detection means, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
Modified target steering torque calculating means for correcting the target steering torque calculated by the target steering torque calculating means based on the road load correction coefficient calculated by the road load correction coefficient calculating means and calculating a corrected target steering torque;
Feedback control amount calculating means for calculating a feedback control amount based on a difference between the corrected target steering torque calculated by the corrected target steering torque calculating means and the steering torque detected by the torque sensor;
Motor driving means for driving the assist motor based on the feedback control amount calculated by the feedback control amount calculating means;
An electric power steering apparatus comprising:
前記路面負荷修正係数演算手段は、
前記ラック推力推定手段が推定したラック推力に基づき前記目標操舵トルクを修正する基準路面負荷修正係数を予め定めておいた関係から抽出し、
前記車速センサにより検出された車速に基づき車速補正係数を予め定めておいた関係から抽出し、
前記舵角検出手段により検出された舵角に基づき舵角補正係数を予め定めておいた関係から抽出し、
前記基準路面負荷修正係数に前記車速補正係数と前記舵角補正係数とを乗算して前記路面負荷修正係数を導出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 road surface load correction coefficient calculating means is
A reference road load correction coefficient for correcting the target steering torque based on the rack thrust estimated by the rack thrust estimating means is extracted from a predetermined relationship.
The vehicle speed correction coefficient is extracted from a predetermined relationship based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor,
Extracting from a predetermined relationship a steering angle correction coefficient based on the steering angle detected by the steering angle detection means,
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the road load correction coefficient is derived by multiplying the reference road load correction coefficient by the vehicle speed correction coefficient and the steering angle correction 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 calculates self-aligning torque based on the steering angle detected by the steering angle detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor; Self-aligning calculated by the self-aligning torque calculating means, comprising: friction torque calculating means for calculating steering friction torque based on the angular speed detected by the steering angular speed calculating means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the target steering torque is calculated by adding the friction torque calculated by the friction torque calculating means to the torque.

JP2005190658A 2005-06-29 2005-06-29 Electric power steering device Expired - Fee Related JP4545054B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005190658A JP4545054B2 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Electric power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005190658A JP4545054B2 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Electric power steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007008292A true JP2007008292A (en) 2007-01-18
JP4545054B2 JP4545054B2 (en) 2010-09-15

Family

ID=37747339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005190658A Expired - Fee Related JP4545054B2 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Electric power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4545054B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221869A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2012501891A (en) * 2008-09-03 2012-01-26 ジェイテクト・ヨーロッパ Power assist steering system for automobiles
JP2013052793A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Denso Corp Electric power steering control device
JP2014196070A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社ショーワ Electric power steering device
CN112601691A (en) * 2018-08-08 2021-04-02 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Steering feel optimized for steering rack force of steer-by-wire motor vehicle steering system
CN114670921A (en) * 2022-02-17 2022-06-28 江铃汽车股份有限公司 Vehicle steering angle correction method and system, storage medium and vehicle

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05301576A (en) * 1992-04-27 1993-11-16 Mitsubishi Electric Corp Electric-driven power steering control device
JPH0656046A (en) * 1992-08-11 1994-03-01 Honda Motor Co Ltd Motor-driven power steering device
JPH07267115A (en) * 1994-03-31 1995-10-17 Mitsubishi Electric Corp Load torque detecting method for d.c. motor, d.c. motor control device and motor-driven power steering device
JPH1148999A (en) * 1997-08-01 1999-02-23 Honda Motor Co Ltd Electric power steering system
JP2002104222A (en) * 2000-10-04 2002-04-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Steering device and steering torque control method
JP2002249061A (en) * 2001-02-22 2002-09-03 Mitsubishi Electric Corp Current controller for electric power steering device
JP2003200844A (en) * 2002-01-09 2003-07-15 Nsk Ltd Electric power steering system
JP2004090834A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Koyo Seiko Co Ltd Motor-driven power steering gear
JP2004203089A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
JP2004299490A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Mazda Motor Corp Electric power steering device of automobile

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05301576A (en) * 1992-04-27 1993-11-16 Mitsubishi Electric Corp Electric-driven power steering control device
JPH0656046A (en) * 1992-08-11 1994-03-01 Honda Motor Co Ltd Motor-driven power steering device
JPH07267115A (en) * 1994-03-31 1995-10-17 Mitsubishi Electric Corp Load torque detecting method for d.c. motor, d.c. motor control device and motor-driven power steering device
JPH1148999A (en) * 1997-08-01 1999-02-23 Honda Motor Co Ltd Electric power steering system
JP2002104222A (en) * 2000-10-04 2002-04-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Steering device and steering torque control method
JP2002249061A (en) * 2001-02-22 2002-09-03 Mitsubishi Electric Corp Current controller for electric power steering device
JP2003200844A (en) * 2002-01-09 2003-07-15 Nsk Ltd Electric power steering system
JP2004090834A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Koyo Seiko Co Ltd Motor-driven power steering gear
JP2004203089A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
JP2004299490A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Mazda Motor Corp Electric power steering device of automobile

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221869A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2012501891A (en) * 2008-09-03 2012-01-26 ジェイテクト・ヨーロッパ Power assist steering system for automobiles
US8725352B2 (en) 2008-09-03 2014-05-13 Jtekt Europe Power assisted steering for an automobile
JP2013052793A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Denso Corp Electric power steering control device
US8996251B2 (en) 2011-09-05 2015-03-31 Denso Corporation Electric power-steering control device
JP2014196070A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社ショーワ Electric power steering device
CN112601691A (en) * 2018-08-08 2021-04-02 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Steering feel optimized for steering rack force of steer-by-wire motor vehicle steering system
CN112601691B (en) * 2018-08-08 2023-04-11 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Steering feel optimized for steering rack force of steer-by-wire motor vehicle steering system
US11807291B2 (en) 2018-08-08 2023-11-07 Thyssenkrupp Presta Ag Steering-rack-force optimised steering sensation of a steer-by-wire motor vehicle steering system
CN114670921A (en) * 2022-02-17 2022-06-28 江铃汽车股份有限公司 Vehicle steering angle correction method and system, storage medium and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP4545054B2 (en) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7676309B2 (en) Motor-driven power steering apparatus
JP7116888B2 (en) motor controller
US9002579B2 (en) Steering assist device
JP4492471B2 (en) Power steering device.
US8229627B2 (en) Vehicle steering apparatus
CN112154092A (en) Motor control device
JP4545054B2 (en) Electric power steering device
EP2626278A1 (en) Electronic power steering apparatus
JP4627012B2 (en) Electric power steering device
JP4698321B2 (en) Electric power steering device
JP7256958B2 (en) electric power steering device
JP4553773B2 (en) Electric power steering device
JP4545055B2 (en) Electric power steering device
JP2007296900A (en) Electric power steering device
JP4620513B2 (en) Electric power steering device
JP4626996B2 (en) Electric power steering device
JP2003252229A (en) Steering control device for vehicle
JP4387370B2 (en) Vehicle behavior control device
JP2006123827A (en) Electric power steering device
JP4407937B2 (en) Electric power steering device
JP2008024073A (en) Electric power steering device
JP2010274871A (en) Steering device for vehicle
JP4698415B2 (en) Electric power steering device
JP2006281882A (en) Electric power steering device
JP6000901B2 (en) Electric power steering control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080324

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100629

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100629

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4545054

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees