JP2007118785A - Steering assisting device of vehicle - Google Patents
Steering assisting device of vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007118785A JP2007118785A JP2005313891A JP2005313891A JP2007118785A JP 2007118785 A JP2007118785 A JP 2007118785A JP 2005313891 A JP2005313891 A JP 2005313891A JP 2005313891 A JP2005313891 A JP 2005313891A JP 2007118785 A JP2007118785 A JP 2007118785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- electric motor
- target current
- current
- steering
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
本発明は、運転者による操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータを備えた車両の操舵アシスト装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering assist device including an electric motor for assisting a steering operation of a steering wheel by a driver.
従来から、操舵ハンドルに付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じて界磁電流を電動モータに流して、操舵トルクに応じたアシストトルクを電動モータに発生させるようにした車両の操舵アシスト装置はよく知られている。一方、この種の電動モータの出力トルクと回転速度の関係は、図9の実線または破線で示すように一義的に決定される。図9の実線は出力トルクを重視した電動モータの特性(トルク優先の特性)を示し、図9の破線は回転速度を重視した電動モータの特性(回転速度優先の特性)を示している。 Conventionally, a steering torque applied to a steering wheel is detected, a field current is caused to flow through the electric motor in accordance with the detected steering torque, and an assist torque corresponding to the steering torque is generated in the electric motor. Steering assist devices are well known. On the other hand, the relationship between the output torque and the rotational speed of this type of electric motor is uniquely determined as shown by a solid line or a broken line in FIG. The solid line in FIG. 9 indicates the characteristics of the electric motor (torque priority characteristics) that emphasize output torque, and the broken line in FIG. 9 indicates the characteristics of the electric motor (rotation speed priority characteristics) that emphasize rotation speed.
車両の停止時または低速走行時の操舵ハンドルの操作時には、図9の点A1で示すように、大きな回転速度は必要とされないが、大きな出力トルク(アシストトルク)が必要とされることが多い。しかし、図9の破線で示すような特性の電動モータを用いた場合には、車両の停止時または低速走行時の操舵ハンドルの操作に必要な出力トルクが得られないことがある。また、車両の中速または高速走行時における操舵ハンドルの操作時には、図9の点A2で示すように、大きな出力トルク(アシストトルク)は必要とされないが、大きな回転速度が必要とされることが多い。しかし、図9の実線で示すような特性の電動モータを用いた場合には、車両の中速または高速走行時における操舵ハンドルの操作時に必要な大きな回転速度が得られないことがある。 When the steering wheel is operated when the vehicle is stopped or when traveling at a low speed, as shown by a point A1 in FIG. 9, a large rotation speed is not required, but a large output torque (assist torque) is often required. However, when the electric motor having the characteristics shown by the broken line in FIG. 9 is used, the output torque necessary for the operation of the steering wheel when the vehicle is stopped or when traveling at low speed may not be obtained. Further, when the steering wheel is operated at a medium or high speed, the vehicle does not require a large output torque (assist torque) as shown by a point A2 in FIG. 9, but may require a large rotational speed. Many. However, when an electric motor having the characteristics shown by the solid line in FIG. 9 is used, there may be a case where a large rotational speed necessary for operation of the steering wheel during medium speed or high speed traveling of the vehicle cannot be obtained.
これらの要求を満足するためには、電動モータを大型化する必要があるが、この電動モータの大型化を回避するために、例えば下記特許文献1,2に示されているように、電動モータの回転方向をq軸とするとともに前記回転方向と直交する方向をd軸とする2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御により、電動モータの回転を制御することは従来から知られている。このベクトル制御においては、電動モータの回転速度が大きくなるに従ってd軸電流を増加させて電動モータの永久磁石の磁界を弱める方向にコイル電流を流すようにすることにより、トルク優先の電動モータの特性を回転速度優先の電動モータの特性に変更する、いわゆる弱め界磁制御を行うようにしている。この弱め界磁制御によれば、図10の実線で示すトルク優先の電動モータの特性が、破線で示すように回転速度の大きな領域で回転速度優先の電動モータの特性に変更され得る。これにより、電動モータを大型化することなく、前述した車両の各種状態におけるアシストトルクおよび回転速度の要求を満足させることができる。
しかしながら、上記従来技術のように、電動モータの効率化および小型高出力化のために弱め磁界制御の適用範囲を拡大すると、常用域において電動モータの出力トルクが低下する頻度が増すために、電動モータによる操舵アシスト力が不足して操舵フィーリングが悪化するという問題がある。 However, when the application range of the weak magnetic field control is expanded to increase the efficiency of the electric motor and reduce the size and increase the output as in the prior art described above, the frequency of the output torque of the electric motor decreasing in the normal range increases. There is a problem that the steering feeling by the motor is insufficient and the steering feeling deteriorates.
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、電動モータの弱め界磁制御を行う車両の操舵アシスト装置において、操舵アシスト力が不足することがないようにすることにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object thereof is to prevent a steering assist force from being insufficient in a vehicle steering assist device that performs field-weakening control of an electric motor.
前記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、運転者による操舵ハンドルの操舵操作をアシストするための電動モータと、電動モータの回転方向をq軸とするとともに回転方向と直交する方向をd軸とする2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータの回転を制御する電気制御回路とを備えた車両の操舵アシスト装置において、電気制御回路を、操舵ハンドルに付与される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記検出された操舵トルクに応じてq軸目標電流を決定するq軸目標電流決定手段と、電動モータの弱め界磁制御のために電動モータの回転制御状態に応じて変化するd軸目標電流を決定するd軸目標電流決定手段と、電動モータのd軸電流に関連したd軸電流関連状態量に応じて前記決定されたq軸目標電流を補正して補正q軸目標電流を計算するq軸電流補正手段と、前記計算された補正q軸目標電流および前記決定されたd軸目標電流に従って電動モータを界磁制御する界磁制御手段とにより構成したことにある。 In order to achieve the above object, the structural features of the present invention include an electric motor for assisting the steering operation of the steering wheel by the driver, the rotation direction of the electric motor as the q axis, and orthogonal to the rotation direction. In a steering assist device for a vehicle having an electric control circuit for controlling the rotation of an electric motor by vector control described in a two-phase rotating magnetic flux coordinate system having a direction as a d-axis, the electric control circuit is provided to the steering handle. Steering torque detecting means for detecting a steering torque, q-axis target current determining means for determining a q-axis target current according to the detected steering torque, and a rotational control state of the electric motor for field weakening control of the electric motor D-axis target current determining means for determining a d-axis target current that changes in accordance with the d-axis current-related state quantity related to the d-axis current of the electric motor. Q-axis current correcting means for correcting the q-axis target current to calculate a corrected q-axis target current, and field control means for field-controlling the electric motor according to the calculated corrected q-axis target current and the determined d-axis target current This is because of the above.
この場合、具体的には、q軸電流補正手段は、電動モータのd軸電流が大きくなるにしたがって補正q軸目標電流が大きくなるようにq軸目標電流を補正するものである。また、d軸電流関連状態量は、例えば、d軸目標電流決定手段によって決定されたd軸目標電流であってもよいし、電動モータの実際のd軸電流であってもよい。 In this case, specifically, the q-axis current correcting means corrects the q-axis target current so that the corrected q-axis target current increases as the d-axis current of the electric motor increases. Further, the d-axis current related state quantity may be, for example, the d-axis target current determined by the d-axis target current determining means or the actual d-axis current of the electric motor.
前記のように構成した本発明においては、電動モータの効率化および小型高出力化のために電動モータの弱め界磁制御を行っても、q軸電流補正手段が、q軸目標電流を補正して電動モータの出力トルクを確保するので、操舵アシスト力が不足する事態を回避することができて、運転者の操舵フィーリングの悪化を避けることができる。 In the present invention configured as described above, the q-axis current correction means corrects the q-axis target current to correct the electric motor even if the field-weakening control of the electric motor is performed to increase the efficiency of the electric motor and increase the size and output. Since the output torque of the motor is ensured, a situation where the steering assist force is insufficient can be avoided, and deterioration of the driver's steering feeling can be avoided.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、本発明に係る操舵アシスト装置を含む車両の操舵装置の全体を示す概略図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire vehicle steering apparatus including a steering assist apparatus according to the present invention.
この車両の操舵装置は、操舵ハンドル11に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備え、同シャフト12の下端にはピニオンギヤ13が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ13は、ラックバー14に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー14の両端には、図示しないタイロッドおよびナックルアームを介して左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されている。左右前輪FW1,FW2は、ステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
The vehicle steering apparatus includes a
ラックバー14には、操舵アシスト用の電動モータ15が組み付けられている。電動モータ15は、三相同期式永久磁石モータ(ブラシレスモータ)である交流モータによって構成されている。電動モータ15の回転軸は、ボールねじ機構16を介してラックバー14に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪FW1,FW2の操舵をアシストする。ボールねじ機構16は、減速器および回転−直線変換器として機能するもので、電動モータ15の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー14に伝達する。また、電動モータ15をラックバー14に組み付けるのに代えて、電動モータ15をステアリングシャフト12に組み付けて、電動モータ15の回転を減速器を介してステアリングシャフト12に伝達して同シャフト12を軸線周りに駆動するように構成してもよい。
An
次に、電動モータ15の作動を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、操舵トルクセンサ21、車速センサ22および回転角センサ23を備えている。操舵トルクセンサ21は、ステアリングシャフト12に組み付けられていて、操舵ハンドル11の回動操作によってステアリングシャフト12に作用する操舵トルクTを検出する。操舵トルクTは、正負の値により操舵ハンドル11の右方向および左方向の操舵時における操舵トルクの大きさをそれぞれ表す。また、操舵トルクセンサ21をステアリングシャフト12に組み付けるのに代え、ラックバー14に組み付けて、ラックバー14の軸線方向の歪み量から操舵トルクTをそれぞれ検出するようにしてもよい。車速センサ22は、車速Vを検出して車速Vを表す検出信号を出力する。
Next, an electric control device that controls the operation of the
回転角センサ23は、電動モータ15内に組み込まれたエンコーダにより構成されており、電動モータ15の回転子の回転に応じてπ/2ずつ位相の異なる2相パルス列信号と基準回転位置を表す零相パルス列信号を出力する。この回転角センサ23からの検出信号は、電動モータ15の回転角θおよび角速度ωの計算に利用される。一方、この電動モータ15の回転角θは、操舵ハンドル11の操舵角に比例するものであるので、本明細書では、この回転角θは、操舵ハンドル11の操舵角としても共通に用いられる。また、電動モータ15の角速度ωは、操舵ハンドル11の操舵角速度に比例するものであるので、本明細書では、この角速度ωは、操舵ハンドル11の操舵角速度としても共通に用いられる。なお、この回転角センサ23の検出出力を用いるのに代えて、ステアリングシャフト12の回転角またはラックバー14の軸線方向の位置を検出するセンサを用意し、前記センサによって検出された回転角および変位量を操舵ハンドル11の操舵角として用いるとともに、それらの微分値を操舵ハンドル11の操舵角速度としてそれぞれ用いるようにしてもよい。このようにして検出された操舵角θおよび操舵角速度ωも、正負の値により、操舵ハンドル11の右方向および左方向の操舵角および操舵角速度を表す。
The
これらの操舵トルクセンサ21、車速センサ22および回転角センサ23は、電子制御ユニット30に接続されている。電子制御ユニット30は、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするとともに、電動モータ15の駆動制御回路も含む。次に、この電子制御ユニット30について詳細に説明する。図2は、プログラムの実行によって実現される前記マイクロコンピュータの機能を表す機能ブロックを含む電子制御ユニット30の全体ブロック図である。電子制御ユニット30は、電動モータ15の回転方向をq軸とするとともに回転方向と直交する方向をd軸とする2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ15の回転を制御する。なお、これらのq軸およびd軸について、表現方法を換えると、d軸が電動モータ15の永久磁石による界磁方向であり、q軸がそれに直交する方向である。
These
電子制御ユニット30は、基本アシスト力演算部31および補償値演算部32を備えている。基本アシスト力演算部31は、操舵トルクTおよび車速Vに応じて図3の特性グラフに示すように変化する基本アシスト力Tasを記憶した基本アシスト力テーブルを有する。基本アシスト力演算部31は、操舵トルクセンサ21からの操舵トルクT及び車速センサ22からの車速Vを入力して、基本アシスト力テーブルを参照することにより基本アシスト力Tasを計算する。この場合、基本アシスト力Tasは、操舵トルクTの増加にしたがって増加するとともに車速Vの増加にしたがって減少する。なお、図3の特性グラフは、正領域すなわち右方向の操舵トルクTおよび基本アシスト力Tasの関係についてのみ示しているが、負領域すなわち左方向の操舵トルクTおよび基本アシスト力Tasに関しては、前記図3の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移した関係になる。また、本実施形態では、基本アシスト力Tasを基本アシスト力テーブルを用いて計算するようにしたが、基本アシスト力テーブルに代えて操舵トルクTおよび車速Vに応じて変化する基本アシスト力Tasを定義した関数を用意しておき、同関数を用いて基本アシスト力Tasを計算するようにしてもよい。
The
補償値演算部32は、前記車速Vと共に、後述する電動モータ15の回転角θ(操舵ハンドル11の操舵角θに相当)および電動モータ15の角速度ω(操舵ハンドル11の操舵角速度ωに相当)を入力し、基本アシスト力Tasに対する補償値Trtを計算する。すなわち、補償値演算部32は、基本的には、操舵角θに比例して大きくなるステアリングシャフト12の基本位置への復帰力と、操舵角速度ωに比例して大きくなるステアリングシャフト12の回転に対する抵抗力に対応した戻しトルクとの和を補償値Trtとして計算する。また、前記補償値Trtは、車速Vの増加に従って増加する。なお、他の各種センサからの信号も加えて、前記補償値Trtを計算してもよい。
The compensation
これらの計算された基本アシスト力Tasおよび補償値Trtは演算部33に入力される。演算部33は、基本アシスト力Tasと補償値Trtを加算し、加算結果を目標指令トルクT*としてq軸目標電流演算部34に供給する。q軸目標電流演算部34は、前記目標指令トルクT*に比例したq軸目標電流Iq*を計算する。このq軸目標電流Iq*は、前記2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御におけるq軸成分電流であり、電動モータ15によって発生される回転トルクの大きさを制御するものである。
These calculated basic assist force Tas and compensation value Trt are input to the calculation unit 33. The calculation unit 33 adds the basic assist force Tas and the compensation value Trt, and supplies the addition result to the q-axis target
電子制御ユニット30は、電動モータ15の効率化および小型高出力化のための弱め界磁制御に関係した弱め界磁制御パラメータ演算部35を備えている。弱め界磁制御パラメータ演算部35は、詳しくは後述する電動モータ15の角速度ω、電動モータ15に対するq軸指令電圧Vq*’および電動モータ15のq軸実電流Iqを入力し、第1〜第3パラメータテーブルを参照して、前記角速度ω、q軸指令電圧Vq*’およびq軸実電流Iqに応じた第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciを計算する。これらの第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciは、d軸目標電流演算部36に供給される。d軸目標電流演算部36は、第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciに正の係数kを乗算して、d軸目標電流Id*(=k・Cw・Cq・Ci)を計算する。このd軸目標電流Id*は、前記2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御におけるd軸成分電流であり、電動モータ15の界磁を弱めるためのものである。
The
次に、これらの第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciについて説明しておく。第1パラメータテーブルは、図4の特性グラフに示すように、電動モータ15の角速度ωが小さい部分では「0」を示し、角速度ωの大きい部分ではほぼ一定の正の値を示す第1パラメータCwを記憶している。言い換えれば、角速度ωが大きくなるに従って大きくなる値を示す第1パラメータCwを記憶している。したがって、この特性に従って決定される第1パラメータCwは、電動モータ15の回転速度が大きな領域で弱め界磁電流を大きくすることを意味し、電動モータ15を出力トルク重視の特性から回転速度重視の特性に変更する(図10参照)。また、この第1パラメータCwは、電動モータ15の回転速度が遅いとき、すなわち操舵ハンドル11の回動速度が遅いときに、無駄な弱め界磁電流が流れることを防止する。
Next, the first to third parameters Cw, Cq, and Ci will be described. As shown in the characteristic graph of FIG. 4, the first parameter table indicates “0” when the angular velocity ω of the
第2パラメータテーブルは、図5の特性グラフに示すように、電動モータ15のq軸指令電圧Vq*’が小さい部分では「0」を示し、q軸指令電圧Vq*’の大きい部分ではほぼ一定の正の値を示す第2パラメータCqを記憶している。言い換えれば、q軸指令電圧Vq*’が大きくなるに従って大きくなる値を示す第2パラメータCqを記憶している。このq軸指令電圧Vqが大きいことは、詳しくは後述するq軸指令電流ΔIqが大きいこと、すなわちq軸目標電流Iq*(補正q軸目標電流Iq*’)と電動モータ15の実q軸電流Iqとの偏差が大きいことを意味し、前記偏差が大きくなるに従って電動モータ15の弱め界磁電流は大きくなる。これにより、第2パラメータCqは、車両走行中に操舵ハンドル11をゆっくりかつ小さく回動操作した場合に、前記偏差が大きなときに弱め界磁制御を行って電動モータ15の回転速度を上昇させ、前記偏差が小さなときには無駄な弱め界磁電流が流れることを防止する。
As shown in the characteristic graph of FIG. 5, the second parameter table indicates “0” when the q-axis command voltage Vq * ′ of the
第3パラメータテーブルは、図6の特性グラフに示すように、q軸実電流Iqの小さい部分ではほぼ一定の正の値を示すとともにq軸実電流Iqの大きい部分では「0」を示す第3パラメータCiを記憶している。言い換えれば、q軸実電流Iqが大きくなるに従って小さくなる値を示す第1パラメータCiを記憶している。この第3パラメータCiは、電動モータ15の角速度ωが大きな状態で、操舵ハンドル11をさらに速く回動操作した場合に、電動モータ15による操舵アシスト力が減少制御されて、操舵ハンドル11の操舵トルクが増加することを回避する。なお、本実施形態では、これらの第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciを第1〜第3パラメータテーブルを用いて計算するようにしたが、これらのテーブルに代えて角速度ω、q軸指令電圧Vq*’およびq軸実電流Iqに応じて変化する第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciをそれぞれ定義した関数を用意しておき、同関数を用いて第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciを計算するようにしてもよい。
As shown in the characteristic graph of FIG. 6, the third parameter table shows a substantially constant positive value in a portion where the q-axis actual current Iq is small, and “0” in a portion where the q-axis actual current Iq is large. The parameter Ci is stored. In other words, the first parameter Ci indicating a value that decreases as the q-axis actual current Iq increases is stored. The third parameter Ci is the steering torque of the steering handle 11 when the steering assist force by the
前記計算されたq軸目標電流Iq*およびd軸目標電流Id*はq軸目標電流補正演算部37に供給される。q軸目標電流補正演算部37は、図7のq軸電流補正演算プログラムに実行により、d軸目標電流Id*を用いてq軸目標電流Iq*を補正する。すなわち、q軸目標電流補正演算部37は、q軸目標電流演算部34からq軸目標電流Iq*を入力し(ステップS11)、d軸目標電流演算部36からd軸目標電流Id*を入力し(ステップS12)する。そして、q軸目標電流補正演算部37は、補正係数テーブルを参照して、d軸目標電流Id*に対応した補正係数αを計算する(ステップS13)。補正係数テーブルは、q軸目標電流補正演算部37に内蔵されており、図8の特性グラフに示すように、d軸目標電流Id*の増加に従って減少する正の補正係数αを記憶している。なお、本実施形態では、補正係数αを補正係数テーブルを用いて計算するようにしたが、補正係数テーブルに代えてd軸目標電流Id*に応じて変化する補正係数αを定義した関数を用意しておき、同関数を用いて補正係数αを計算するようにしてもよい。
The calculated q-axis target current Iq * and d-axis target current Id * are supplied to the q-axis target current
次に、q軸目標電流補正演算部37は、q軸目標電流Iq*を前記計算した補正係数αで除算することにより、q軸目標電流Iq*を補正した補正q軸目標電流Iq*’を計算して(ステップS14)、同計算した補正q軸目標電流Iq*’を演算部38に出力する(ステップS15)。これにより、補正q軸目標電流Iq*’は、d軸目標電流Id*が大きくなる従ってq軸目標電流Iq*を大きくなる側に補正した値を示す。
Next, the q-axis target current
なお、d軸目標電流Id*は詳しくは後述するd軸実電流Idとほぼ同じであるので、q軸目標電流補正演算部37は、図2に破線で示すように、d軸目標電流Id*に代えてd軸実電流Idを用いて、q軸目標電流Iq*を補正した補正q軸目標電流Iq*’を計算するようにしてもよい。この場合、補正係数テーブルは、図8の括弧書きで示すように、d軸実電流Idに応じて前記d軸目標電流Id*の場合と同様に変化する補正係数αを記憶している。そして、q軸目標電流補正演算部37は、図7のステップS12にて括弧書きで示すように、d軸実電流Idを入力して、ステップS13にて前記変更した補正係数テーブルを用いて補正係数αを計算する。残りの処理に関しては、前記d軸目標電流Id*の場合と同様である。なお、この場合も、前述したd軸目標電流Id*を用いた場合と同様に、補正係数テーブルに代えて関数を用いて補正係数αを計算するようにしてもよい。
Since the d-axis target current Id * is substantially the same as the d-axis actual current Id described later in detail, the q-axis target current
演算部38は補正q軸目標電流Iq*’からq軸実電流Iqを減算し、減算結果をq軸指令電流ΔIqとして比例積分制御部(PI制御部)41に供給する。演算部39はd軸目標電流Id*からd軸実電流Idを減算し、減算結果をd軸指令電流ΔIdとして比例積分制御部(PI制御部)42に供給する。比例積分制御部41,42は、q軸指令電流ΔIqおよびd軸指令電流ΔIdに基づいて、比例積分演算により、q軸及びd軸実電流Iq,Idがq軸及びd軸指令電流Iq*,Id*にそれぞれ追従するようにq軸及びd軸指令電圧Vq*,Vd*を計算する。
The
これらのq軸及びd軸指令電圧Vq*,Vd*は、非干渉補正値演算部43及び演算部44,45により補正されてq軸及びd軸補正指令電圧Vq*',Vd*'として2相/3相座標変換部46に供給される。非干渉補正値演算部43は、q軸及びd軸実電流Iq,Id及び回転子の角速度ωに基づいて、q軸及びd軸指令電圧Vq*,Vd*のための非干渉補正値−ω・(φa+La・Id),ω・La・Iqを計算する。なお、前記インダクタンスLa及び磁束φaは、予め決められた定数である。演算部44、45は、q軸及びd軸指令電圧Vq*,Vd*から非干渉補正値−ω・(φa+La・Id),ω・La・Iqをそれぞれ減算して、q軸及びd軸補正指令電圧Vq*'=Vq*+ω・(φa+La・Id),Vd*'=Vd*−ω・La・Iqを算出する。
These q-axis and d-axis command voltages Vq * and Vd * are corrected by the non-interference correction
2相/3相座標変換部46は、q軸及びd軸補正指令電圧Vq*',Vd*'を3相指令電圧Vu*,Vv*,Vw*に変換して、同変換した3相指令電圧Vu*,Vv*,Vw*をPWM電圧発生部47に供給する。PWM電圧発生部47は、3相指令電圧Vu*,Vv*,Vw*に対応したPWM制御電圧信号UU,VU,WUをインバータ回路48に出力する。インバータ回路48は、前記PWM制御電圧信号UU,VU,WUに対応した3相の励磁電圧信号Vu,Vv,Vwを発生して、同励磁電圧信号Vu,Vv,Vwを3相の励磁電流路を介して電動モータ15にそれぞれ供給する。3相の励磁電流路のうちの2つには電流センサ51,52が設けられ、各電流センサ51,52は、電動モータ15に対する3相の励磁電流Iu,Iv,Iwのうちの2つの励磁電流Iu,Iwを検出して3相/2相座標変換部53に出力する。この3相/2相座標変換部53には、演算部54にて前記実電流Iu,Iwに基づいて計算された励磁電流Ivも供給されている。3相/2相座標変換部53は、これらの3相実電流Iu,Iv,Iwを2相実電流Id,Iqに変換する。
The two-phase / three-phase coordinate
また、回転角センサ23からの2相パルス列信号及び零相パルス列信号は、所定のサンプリング周期で電気角変換部55に連続的に供給されている。電気角変換部55は、前記各パルス列信号に基づいて電動モータ15における回転子の固定子に対する電気角を計算して、角速度変換部56に供給する。角速度変換部56は、前記電気角を微分して回転子の固定子に対する角速度を計算する。これらの電気角および角速度が電動モータ15の回転角(操舵ハンドル11の操舵角)θおよび角速度(操舵ハンドル11の操舵角速度)ωに対応するもので、これらの回転角θおよび角速度ωは、前述した補償値演算部32、弱め界磁制御パラメータ演算部35、2相/3相座標変換部46および3相/2相座標変換部53などにも供給されて利用される。
Further, the two-phase pulse train signal and the zero-phase pulse train signal from the
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。運転者が操舵ハンドル11を回動操作すると、この回動操作は、ステアリングシャフト12およびピニオンギヤ13を介してラックバー14に伝達されて、ラックバー14の軸線方向の変位により左右前輪FW1,FW2が操舵される。これと同時に、操舵トルクセンサ21はステアリングシャフト12に付与される操舵トルクTを検出し、電動モータ15が電子制御ユニット30によりサーボ制御されて前記操舵トルクTに応じたアシストトルクでラックバー14を駆動するので、左右前輪FW1,FW2は電動モータ15の駆動力によりアシストされながら操舵される。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. When the driver turns the
この電子制御ユニット30によるサーボ制御においては、基本アシスト力演算部31、補償値演算部32及び演算部33が、前記検出操舵トルクT、車速V、電動モータ15の回転角(操舵ハンドル11の操舵角)θ及び電動モータ15の角速度(操舵ハンドル11の操舵角速度)ωに基づいて目標指令トルクT*を計算するとともに、q軸目標電流演算部34がこの目標指令トルクT*に基づいてq軸目標電流Iq*を計算する。また、d軸目標電流演算部36が、弱め界磁制御パラメータ演算部35にて電動モータ15の角速度ω、q軸指令電圧Vqおよびq軸実電流Iqに基づいて計算された第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciを用いて、d軸目標電流Iq*を計算する。そして、演算部38,39、比例積分制御部41,42、2相/3相座標変換部46、PWM電圧発生部47及びインバータ回路48が、電流センサ51,52、3相/2相座標変換部53及び演算部54によってフィードバックされたd軸及びq軸実電流Id,Iqを用いて、電動モータ15を制御する。この場合、非干渉補正値計算部43及び演算部44,45は、d,q軸間で干渉し合う速度起電力を打ち消すために比例積分制御部41,42からのd軸及びq軸指令電圧Vd*,Vq*を補正する。
In the servo control by the
このようなサーボ制御では、電動モータ15の回転方向をq軸とするとともに回転方向と直交する方向をd軸とする2相回転磁束座標系で記述されるベクトル制御によって電動モータ15の回転が制御される。そして、このベクトル制御においては、d軸目標電流演算部36が弱め界磁制御パラメータ演算部35にて計算された第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciに基づいてd軸目標電流Id*を計算して、電動モータ15のd軸電流を角速度ω、q軸指令電圧Vqおよびq軸実電流Iqに応じて弱め界磁制御を行っている。したがって、電動モータ15の効率化および小型高出力化が弱め界磁制御によって期待されるとともに、無駄な弱め界磁電流が流れることも回避される。
In such servo control, the rotation of the
また、q軸目標電流演算部34にて計算されるq軸目標電流Iq*は、q軸目標電流補正演算部37にて、d軸目標電流Id*に応じて補正される。このq軸目標電流Iq*の補正においては、d軸目標電流Id*またはd軸実電流Idが大きくなる従ってq軸目標電流Iq*を大きくなる側に補正される。したがって、上記実施形態によれば、電動モータ15の効率化および小型高出力化のために電動モータの弱め界磁制御を行っても、電動モータ15の出力トルクが確保されるので、操舵アシスト力が不足する事態を回避することができて、運転者の操舵フィーリングの悪化を避けることができる。
The q-axis target current Iq * calculated by the q-axis target
さらに、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications can be employed within the scope of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、電動モータ15の弱め界磁制御のために、電動モータ15の角速度ω、q軸指令電圧Vqおよびq軸実電流Iqに応じて変化する第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciを用いてd軸目標電流Id*を決定するようにした。しかし、上記第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciのうちのいずれか1つまたは2つ、特に角速度ωに応じて変化する第1パラメータCwのみを用いてd軸目標電流Id*を決定するようにしてもよい。また、電動モータ15の角速度ω、q軸指令電圧Vqおよびq軸実電流Iqのような電動モータ15の回転制御状態を表す変数を用いて第1〜第3パラメータCw,Cq,Ciおよびd軸目標電流Id*を決定するようにしたが、電動モータ15の回転制御状態を表す他の変数を用いて決定するようにしてもよい。
For example, in the embodiment described above, the first to third parameters Cw and Cq that change according to the angular velocity ω, the q-axis command voltage Vq, and the q-axis actual current Iq of the
11…操舵ハンドル、15… 電動モータ、21…操舵トルクセンサ、22…車速センサ、23…回転角センサ、30…電子制御ユニット、31…基本アシスト力演算部、34…q軸目標電流演算部、35…弱め界磁制御パラメータ演算部、36…d軸目標電流演算部、37…q軸目標電流補正演算部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
操舵ハンドルに付与される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記検出された操舵トルクに応じてq軸目標電流を決定するq軸目標電流決定手段と、
前記電動モータの弱め界磁制御のために前記電動モータの回転制御状態に応じて変化するd軸目標電流を決定するd軸目標電流決定手段と、
前記電動モータのd軸電流に関連したd軸電流関連状態量に応じて前記決定されたq軸目標電流を補正して補正q軸目標電流を計算するq軸電流補正手段と、
前記計算された補正q軸目標電流および前記決定されたd軸目標電流に従って前記電動モータを界磁制御する界磁制御手段とにより構成したことを特徴とする車両の操舵アシスト装置。 An electric motor for assisting the steering operation of the steering wheel by the driver, and a two-phase rotating magnetic flux coordinate system in which the rotation direction of the electric motor is the q axis and the direction orthogonal to the rotation direction is the d axis. A steering assist device for a vehicle comprising: an electric control circuit that controls rotation of the electric motor by vector control;
Steering torque detection means for detecting steering torque applied to the steering wheel;
Q-axis target current determining means for determining a q-axis target current according to the detected steering torque;
D-axis target current determining means for determining a d-axis target current that changes according to a rotation control state of the electric motor for field-weakening control of the electric motor;
Q-axis current correction means for correcting the determined q-axis target current according to a d-axis current-related state quantity related to the d-axis current of the electric motor and calculating a corrected q-axis target current;
A vehicle steering assist device comprising field control means for field-controlling the electric motor according to the calculated corrected q-axis target current and the determined d-axis target current.
The vehicle steering assist device according to claim 1, wherein the d-axis current related state quantity is an actual d-axis current of the electric motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005313891A JP2007118785A (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Steering assisting device of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005313891A JP2007118785A (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Steering assisting device of vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007118785A true JP2007118785A (en) | 2007-05-17 |
Family
ID=38143100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005313891A Withdrawn JP2007118785A (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Steering assisting device of vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007118785A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123113A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 株式会社ジェイテクト | Motor control device and electric power steering device |
WO2009122271A1 (en) | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular steering control apparatus |
-
2005
- 2005-10-28 JP JP2005313891A patent/JP2007118785A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123113A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 株式会社ジェイテクト | Motor control device and electric power steering device |
JP2009247147A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jtekt Corp | Motor control device and electric power steering device |
CN101981805A (en) * | 2008-03-31 | 2011-02-23 | 株式会社捷太格特 | Motor control device and electric power steering device |
US8541965B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-09-24 | Jtekt Corporation | Motor controller and electronic power steering apparatus |
WO2009122271A1 (en) | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular steering control apparatus |
US8977432B2 (en) | 2008-04-02 | 2015-03-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular steering control apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4419997B2 (en) | Electric power steering device | |
JP6260818B2 (en) | Electric power steering device | |
JP4154101B2 (en) | Motor control device for electric power steering device | |
JP3433701B2 (en) | Electric power steering device for vehicles | |
JP6115368B2 (en) | Steering device | |
JP5381117B2 (en) | Electric power steering device | |
WO2009087991A1 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
WO2009123107A1 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP2018047884A (en) | Steering device | |
JP2008230537A (en) | Electric power steering device | |
JP2013086586A (en) | Electric power steering system | |
JP2015229385A (en) | Electric power steering device | |
JP2008037255A (en) | Electric power steering device | |
JP2008006919A (en) | Electric power steering device | |
JP6183646B2 (en) | Motor control device | |
JP2020005388A (en) | Motor control method and motor controller | |
JP2007118785A (en) | Steering assisting device of vehicle | |
JP2001025283A (en) | Electricity controller for ac motor | |
JP2013005624A (en) | Vehicle steering device | |
JP2008155683A (en) | Electric power steering device | |
JP2007089287A (en) | Motor controller | |
JP5353195B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP5056176B2 (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP2008183987A (en) | Electric power steering device | |
JP2019156110A (en) | Steering device for vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20080708 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20081224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |