JP2007125944A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステアリングシャフトに発生する操舵トルクと車速に基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、操舵速度に基づいて基本ダンピング補償値を演算し、SAT推定値及び前記操舵速度に基づいて前記基本ダンピング補償値を補正する補正部を具備し、前記補正部出力であるダンピング補償補正値で補正されたダンピング補償値を前記操舵補助指令値に加算する。
【選択図】 図1
Description
減算部30Cは操舵補助指令値Iref4とモータ電流iとの偏差(Iref4−i)を求め、偏差(Iref4−i)はPI制御部36でPI制御され、更にPWM制御部37に入力されてデューティを演算され、インバータ38を介してモータ20をPWM駆動する。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出手段(図示せず)で検出され、減算部30Cに入力されてフィードバックされる。
J・dω/dt + Fr・sign(ω) + SAT = Tm + Th ・・・(1)
ここで、上記(1)式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、SATについて解くと下記(2)式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + Th(s) − J・s・ω(s) + Fr・sign(ω(s)) ・・・(2)
上記(2)式から分るように、モータの慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ回転角速度ω、回転角加速度dω/dt、操舵補助力及び操舵信号よりSATを推定することができる。
このような補正を基本ダンピング補償値ωgに対して行うことにより、切り出し時のすっきり感と車両の動き合った手ごたえ感を実現することができる。図6は、操舵速度が一定の場合のSAT推定値*SATに対する補正値CR1の特性例を示しており、操舵速度による補正分SAT1×ωとSAT推定値*SATによる補正値SAT2を示している。説明を簡単にするために、SAT推定値*SATは正のみとする。図6には操舵速度ωが正(ω>0)、即ち切増し状態の場合と操舵速度ωが負(ω<0)、即ち切戻し状態の場合が示されている。切増し(ω>0)ではSAT1は正であり、補正分SAT1×ωも正となる。加算部114によってSAT2−SAT1×ωが演算されるので、CR1としては図6の切増し特性Aとなる。切戻し(ω<0)ではSAT1は正であるが、SAT1*ωは負となる。加算部114によってSAT2−SAT1×ωが演算されるので、CR1としては図6の切戻し特性Bとなる。このように操舵方向によって補正量を調整できるので、切増し時はダンピング補償値が小さくでき、すっきり感を損なわないようにできる。また、切戻し時はダンピング補償値を大きくし、戻され感を低減できるようになるため、前述の操舵感に対する課題を両立できる。SAT2はハンドル切り出し時のすっきり感を出すためにSAT推定値*SATに対して緩やかに立ち上げ、以後は車両の動きに合った手ごたえ感を出すために、SAT推定値*SATに応じて大きくなるようになっている。
図8に操舵角θとモータによるアシストトルクの例と、操舵角θと操舵トルクTの例を示す。操舵角θが大きくなるに従ってSATは大きくなり、切増し時はω>0、切戻し時はω<0、保舵時はω=0であり、モータによるアシストトルクは同図(A)のようになり、操舵トルクTは同図(B)のようになる。切増し時はすっきり感を損なわないようにダンピング補償値の絶対値を小さめに、切戻し時は過度の戻され感にならないようにダンピング補償値の絶対値を大きくすることが望ましい。図8(B)の場合のダンピング補償値の符号について説明すると、切増し側は負、戻し時は正である。この特性図から分かるように、操舵角θが大きくなるとSATも大きくなるので、操舵角θが大きくなるに従って曲線が作る幅(ヒステリシス)が大きくなっている。保舵直前は操舵速度が遅くなるため、ダンピング補償値が小さくなり、ヒステリシスも小さくなる。
図9は補正部100の第2実施例を図2に対応させて示しており、補正値演算部110AはSAT推定値*SATのみに従って補正値CR2を求めている。基本ダンピング補償値ωgと補正値CR2は上述した切り出し時のすっきり感、切増し時の手ごたえ感、ハンドル戻り速度だけではなく、緊急回避性能からその量を決めることが望ましい。つまり、ダンピングを大きくすると緊急回避時に大きな操舵トルクTが必要になることで回避が困難になり、逆にダンピングが小さ過ぎると、操舵トルクTが小さいため切り込み過ぎとなり、安定感を損ねる可能性があるからである。
更に、図13は補正部100の第4実施例を図2に対応させて示しており、補正値演算部110CはSAT推定値*SAT、車速V及び切増し/切戻し判定信号DSに従って補正値CR4を求めていると共に、車速ゲインVgを求める車速ゲイン部及び切増し/切戻しゲイン判定部がない構成となっている。補正値演算部110C内のSAT補正値演算部は、絶対値|*SAT|に対して図14(A)又は図14(B)に示す特性でSAT補正値CR4を出力する。基本ダンピング補償値ωgとSAT補正値CR4は上述した切り出し時のすっきり感、切増し時の手ごたえ感、ハンドル戻り速度だけではなく、緊急回避性能からその量を決めることが望ましい。
車速1 ≦ 車速V ≦ 車速2 ・・・(1)
そして、選択された車速1と車速2に基づき、図16に示すようにSAT推定値*SATの絶対値からゲインG1及びG2を求め(ステップS3)、予め決められている図17に示すような補間ゲインH3を求める(ステップS4)。次に、下記(2)式に従って、図16に示す補間ゲインG3を演算する。
G3=(G2−G1)×H3+G1 ・・・(2)
以上の動作により、車速VにおけるゲインG3を求めることができる。
2 コラム軸
3 減速ギア
10 トルクセンサ
12 車速センサ
14 バッテリ
20 モータ
30 コントロールユニット
31 操舵補助指令値演算部
32 位相補償部
33 収れん性制御部
34 慣性補償部
35 微分補償部
36 PI制御部
37 PWM制御部
38 インバータ
100 補正部
101 基本ダンンピング補償部
102 車速ゲイン計算部
103 切増し/切戻しゲイン選択部
105 リミッタ
106 符号反転部
110、110A、110B、110C 補正値演算部
111 ゲイン部
112 SAT補正値演算部
Claims (14)
- ステアリングシャフトに発生する操舵トルクと車速に基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、操舵速度に基づいて基本ダンピング補償値を演算し、SAT推定値及び前記操舵速度に基づいて前記基本ダンピング補償値を補正する補正部を具備し、前記補正部出力であるダンピング補償補正値で補正されたダンピング補償値を前記操舵補助指令値に加算することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
- ステアリングシャフトに発生する操舵トルクと車速に基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、操舵速度に基づいて基本ダンピング補償値を演算し、SAT推定値に基づいて前記基本ダンピング補償値を補正する補正部を具備し、前記補正部出力であるダンピング補償補正値で補正されたダンピング補償値を前記操舵補助指令値に加算することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記ダンピング補償値を前記車速に応じて可変する第1の調整手段を具備している請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記第1の調整手段として、前記車速に応じた車速ゲインを算出し、車速ゲインに基づいて前記ダンピング補償値を補正するようになっている請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記ダンピング補償値の補正を、前記車速に応じて予め設定された複数の演算パラメータを前記車速に応じて1つ選択した演算式によって行うか、又は前記車速による補間演算で行うようになっている請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記ダンピング補償値の補正を、前記車速に応じて予め設定された複数のSAT推定値対補正値マップを前記車速に応じて1つ選択して行うか、又は前記車速による補間演算で行うようになっている請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- ハンドルの切増し/切戻しを判定する判定部を具備し、前記判定部の判定結果に基づいて前記ダンピング補償値を可変する第2の調整手段を具備している請求項1及至6のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記第2の調整手段として、前記判定結果に応じた切増し/切戻しゲインを算出し、切増し/切戻しゲインに基づいて前記ダンピング補償値を補正するようになっている請求項7に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記ダンピング補償値の補正を、前記切増し/切戻しに応じて予め設定された複数の演算パラメータを前記判定結果に応じて1つ選択した演算式によって行うか、又は前記車速による補間演算で行うようになっている請求項7に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記ダンピング補償値の補正を、前記切増し/切戻しに応じて予め設定された複数のSAT推定値対補正値マップを前記判定結果に応じて1つ選択して行うか、又は前記車速による補間演算で行うようになっている請求項7に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記SAT推定値に代わり、ピニオントルク、ラック軸力、前記操舵補助指令値をピニオントルク相当に換算した値と前記操舵トルクの和、前記操舵補助指令値と前記操舵トルクを操舵補助指令値相当に換算した値の和、舵角、ラック変位のいずれかを用いる請求項1及至10のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記操舵速度はモータ角度信号に基づいている請求項1及至11のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 前記操舵速度は舵角センサの信号に基づいている請求項1及至11のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- モータ電流及びモータ端子電圧からモータ角速度を推定し、操舵速度として用いる請求項1及至11のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
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