JP2008265605A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置(EPS)があり、こうしたEPSには、油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという特徴がある。このため、近年では、小型車両から大型車両までの幅広い車種において、その採用が検討されるようになっている。 Conventionally, a power steering apparatus for a vehicle includes an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. Such EPS has a high degree of freedom in layout as compared with a hydraulic power steering apparatus. It is characterized by low energy consumption. For this reason, in recent years, its adoption has been examined in a wide range of vehicle types from small vehicles to large vehicles.
さて、このようなEPSにおいて、操舵系の振動は、その操舵フィーリングを損ねる要因の一つとなる。即ち、操舵系の振動、或いは当該振動により生ずる異音を運転者が感じ取ることで、操舵フィーリングは、大きく損なわれることとなる。このため、EPSにおいては、従来、こうした操舵系の振動を抑制すべく、構造上、及び制御上の種々の対策がなされている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
ところが、操舵系に生ずる振動は、駆動源であるモータにその発生要因があるものに限らない。即ち、不整路面走行時等、転舵輪に逆入力応力が印加された場合、当該逆入力応力は、その減衰までの間、振動として操舵系に残存することになる。そして、その振動が操舵系からステアリングへと伝達されることで、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。 However, the vibrations that occur in the steering system are not limited to those that are caused by the motor that is the drive source. That is, when reverse input stress is applied to the steered wheels when traveling on an irregular road surface, the reverse input stress remains in the steering system as vibration until the damping. Then, the vibration is transmitted from the steering system to the steering wheel, which may deteriorate the steering feeling.
尚、上記特許文献2に記載の構成は、モータの制御出力(モータ回転角や電流値)から振動周波数成分を抽出し、当該振動周波数成分を打ち消すための振動抑制制御量を付加するものである。従って、モータと操舵系とが連結されたEPSにおいては、その操舵系に生じた振動についても、ある程度の抑制効果が期待できる。しかしながら、モータの制御出力から抽出される操舵系の振動成分は、やはり間接的なものであり、それに基づく補償制御には位相のずれが生ずることになる。このため、その補償制御の効果もまた限定のあるものとなっており、こうした操舵系の振動を効果的に抑制しうる有効な対策の創出が強く求められていた。
The configuration described in
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動を効果的に抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of effectively suppressing vibration of a steering system caused by application of reverse input stress. There is.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵系の状態を示す信号に基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記操舵系の状態を示す信号から、逆入力応力の印加に基づき前記操舵系に生じた振動に対応する特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上である場合には、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、を要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to a steering system using a motor as a drive source, and the steering An electric power steering apparatus comprising a control means for controlling the operation of the steering force assisting device based on a signal indicating a state of the system, based on application of reverse input stress from the signal indicating the state of the steering system. A specific frequency extraction unit capable of extracting a specific frequency component corresponding to the vibration generated in the steering system, and the control unit is configured such that the effective value of the extracted specific frequency component is equal to or greater than a predetermined threshold value; The gist is to execute control for restricting rotation of the motor.
上記構成によれば、逆入力応力の印加に起因する振動が操舵フィーリングの悪化として顕在化する前に、いち早く当該逆入力応力の印加に起因する振動の発生を検知し速やかにその抑制を図ることができる。そして、モータの回転を規制する制御への切り替え、即ち操舵系を拘束することにより操舵系に生ずる振動の抑制する構成であるため、上述の従来技術にみられるような位相ずれによる振動抑制効果の低下といった問題も発生しない。 According to the above configuration, before the vibration caused by the application of the reverse input stress becomes obvious as the deterioration of the steering feeling, the occurrence of the vibration caused by the application of the reverse input stress is detected immediately and the suppression is promptly suppressed. be able to. And since it is the structure which suppresses the vibration which generate | occur | produces in a steering system by switching to the control which controls rotation of a motor, ie, restraining a steering system, the vibration suppression effect by a phase shift like the above-mentioned prior art is effective. There is no problem of degradation.
請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、車速が所定の速度領域にある場合においてのみ、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、を要旨とする。
即ち、モータの回転を規制する制御は、操舵系の振動抑制には極めて有効であるものの、EPS本来の機能であるアシスト力付与の観点からみた場合、必ずしも好ましいものではなく、当該制御の実行による操舵系の拘束は、その操舵フィーリングを阻害するおそれがある。そこで、操舵系に生ずる振動の振幅は、転舵輪を支承するサスペンションの振動特性に依存し、当該サスペンションに共振が発生する特定の速度領域において増幅される点に着目する。そして、上記のように操舵系の振動が最も顕著となる速度領域に限定してモータの回転を規制する制御を実行することにより、当該制御に伴う操舵フィーリングの悪化を回避しつつ、効果的に、操舵系の振動を抑制することができる。
The gist of the invention described in
That is, the control for restricting the rotation of the motor is extremely effective for suppressing the vibration of the steering system, but it is not always preferable from the viewpoint of providing the assist force that is an original function of the EPS, and is based on the execution of the control. The restraint of the steering system may hinder the steering feeling. Therefore, attention is paid to the fact that the amplitude of vibration generated in the steering system depends on the vibration characteristics of the suspension that supports the steered wheels and is amplified in a specific speed region where resonance occurs in the suspension. By executing the control for restricting the rotation of the motor only in the speed region where the vibration of the steering system is most noticeable as described above, it is effective while avoiding the deterioration of the steering feeling accompanying the control. In addition, vibration of the steering system can be suppressed.
請求項3に記載の発明は、ステアリング操作の有無を判定する判定手段を備え、前記制御手段は、ステアリング操作時には、前記モータの回転を規制する制御を実行しないこと、を要旨とする。
The gist of the invention described in
即ち、上述のように、モータ回転を規制する制御は、EPS本来の機能であるアシスト力付与の観点からみた場合、必ずしも好ましいものではない。しかしながら、上記構成のように、ステアリング操作時には実行しない、即ち非ステアリング操作時に限定して行うことで、当該モータの回転を規制する制御による操舵フィーリングの悪化を回避しつつ、効果的に、操舵系の振動を抑制することができる。 That is, as described above, the control for restricting the motor rotation is not always preferable from the viewpoint of providing assist force, which is an essential function of EPS. However, as described above, when the steering operation is not performed, that is, only when the steering operation is not performed, steering is effectively performed while avoiding the deterioration of the steering feeling due to the control that restricts the rotation of the motor. The vibration of the system can be suppressed.
請求項4に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵系の状態を示す信号に基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、ステアリング操作の有無を判定する判定手段を備え、前記制御手段は、非ステアリング操作時において、車速が所定の速度領域にある場合には、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、を要旨とする。 The invention according to claim 4 is based on a steering force assisting device provided to give an assist force for assisting a steering operation to a steering system using a motor as a drive source, and a signal indicating a state of the steering system. An electric power steering apparatus comprising a control means for controlling the operation of the steering force assisting device, comprising a judging means for judging the presence or absence of a steering operation, wherein the control means has a predetermined vehicle speed during a non-steering operation. If it is in the speed range, the gist is to execute control for restricting the rotation of the motor.
上記構成によれば、逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動を効果的に抑制することができる。そして、特定の周波数成分の抽出、及びその実効値の算出を行わないため、その演算負荷が小さいという利点がある。 According to the above configuration, it is possible to effectively suppress the vibration of the steering system caused by the application of reverse input stress. And since extraction of a specific frequency component and calculation of the effective value are not performed, there exists an advantage that the calculation load is small.
本発明によれば、逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動を効果的に抑制することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power steering apparatus which can suppress effectively the vibration of the steering system which arises by application of reverse input stress can be provided.
以下、本発明をコラム型の電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。具体的には、本実施形態のステアリングシャフト3は、自在継手7a,7bを介して、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなり、上記ラックアンドピニオン機構4は、ピニオンシャフト10の一端に形成されたピニオン歯10aとラック軸5側のラック歯5aとを噛合させることにより構成される。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるように構成されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a column type electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus (EPS) 1 of the present embodiment, a
本実施形態のEPS1は、モータ21を駆動源としてステアリングシャフト3を回転駆動することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ22と、該EPSアクチュエータ22の作動を制御するECU23とを備えている。
The EPS 1 according to the present embodiment controls the operation of the
詳述すると、本実施形態のEPSアクチュエータ22は、コラムシャフト8にアシスト力を付与する所謂コラム型のEPSアクチュエータとして構成されており、駆動源であるモータ21は、減速機構24を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。本実施形態では、減速機構24は、コラムシャフト8に対して相対回転不能に設けられたリダクションギヤ25と、モータ軸21aに対して相対回転不能に設けられたモータギヤ26とを噛合することにより構成されている。尚、本実施形態では、減速機構24には、所謂ウォーム&ホイールが採用されている。そして、操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ22は、駆動源であるモータ21の回転を減速機構24により減速してコラムシャフト8に伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
More specifically, the
一方、制御手段としてのECU23は、EPSアクチュエータ22の駆動源であるモータ21に対して駆動電力を供給する。そして、その駆動電力の供給を通じてモータ21の回転、即ちEPSアクチュエータ22の作動を制御するように構成されている。
On the other hand, the ECU 23 as control means supplies driving power to the
さらに詳述すると、ECU23には、コラムシャフト8に設けられたトルクセンサ31が接続されている。本実施形態では、コラムシャフト8は、ステアリング2側の第1シャフト8aとインターミディエイトシャフト9(ピニオンシャフト10)側の第2シャフト8bとを、トーションバー33を介して連結することにより形成されている。そして、トルクセンサ31は、トーションバー33、及び同トーションバー33の両端(第1シャフト8aの端部及び第2シャフト8bの端部)に設けられた一対の角度センサ34a,34b(レゾルバ)により構成されている。
More specifically, the ECU 23 is connected to a
即ち、本実施形態のトルクセンサ31は、ツインレゾルバ型のトルクセンサとして構成されており、ECU23は、第1の角度センサ34aにより第1シャフト8aの回転角(操舵角θs)を検出するとともに、第2の角度センサ34bにより第2シャフト8bの回転角(ピニオン角θp)を検出する。そして、これら両角度センサ34a,34bにより検出された両回転角の差分、即ちトーションバー33の捻れ角に基づいて、操舵トルクτを検出する。
That is, the
また、本実施形態では、ECU23には、車速センサ35により検出された車速Vが入力される。そして、ECU23は、これらの各センサにより検出される車両状態量に基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力を決定し、当該目標アシスト力をEPSアクチュエータ22に発生させるべく、モータ21に対する駆動電力の供給を実行する。
In the present embodiment, the vehicle speed V detected by the
次に、本実施形態のEPSにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図2に示すように、ECU23は、モータ制御信号を出力するマイコン41と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ22の駆動源であるモータ21に駆動電力を供給する駆動回路42とを備えて構成されている。
Next, an aspect of assist control in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、ECU23には、モータ21に通電される実電流値Iを検出するための電流センサ43、及びモータ回転角θmを検出するための回転角センサ44(図1参照)が接続されている。そして、マイコン41は、上記各車両状態量、並びにこれら電流センサ43及び回転角センサ44の出力信号に基づき検出されたモータ21の実電流値I及びモータ回転角θmに基づいて、駆動回路42に出力するモータ制御信号を生成する。
In the present embodiment, the
詳述すると、マイコン41は、操舵系に付与するアシスト力の目標値、すなわち目標アシスト力に対応した電流指令値Iq*を演算する電流指令値演算部45と、電流指令値演算部45により算出された電流指令値Iq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部46とを備えている。
More specifically, the
本実施形態では、電流指令値演算部45には、上記トルクセンサ31により検出された操舵トルクτ、及び車速センサ35により検出された操舵トルクτ及び車速Vが入力されるようになっており、電流指令値演算部45は、これら操舵トルクτ及び車速Vに基づいて電流指令値Iq*を演算する。具体的には、電流指令値演算部45は、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きな目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*を演算する。
In the present embodiment, the steering torque τ detected by the
電流指令値演算部45が出力する電流指令値Iq*は、電流センサ43により検出された実電流値I、及び回転角センサ44により検出されたモータ回転角θmとともに、モータ制御信号出力部46に入力される。そして、モータ制御信号出力部46は、この目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*に実電流値Iを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。
The current command value Iq * output from the current command
具体的には、本実施形態では、モータ21には、三相(U,V,W)の駆動電力の供給により回転するブラシレスモータが用いられている。そして、モータ制御信号出力部46は、実電流値Iとして検出されたモータ21の相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q座標系のd,q軸電流値に変換(d/q変換)することにより、上記電流フィードバック制御を行う。
Specifically, in the present embodiment, a brushless motor that rotates by supplying three-phase (U, V, W) driving power is used as the
即ち、電流指令値Iq*は、q軸電流指令値としてモータ制御信号出力部46に入力され、モータ制御信号出力部46は、回転角センサ44により検出されたモータ回転角θmに基づいて相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q変換する。また、モータ制御信号出力部46は、そのd,q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいてd,q軸電圧指令値を演算する。そして、そのd,q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。
That is, the current command value Iq * is input to the motor control
ここで、本実施形態の駆動回路42は、直列に接続された一対のスイッチング素子(FET)を基本単位(アーム)として、各相に対応する3つのアームを並列接続してなる周知のPWMインバータであり、マイコン41の出力するモータ制御信号は、駆動回路42を構成する各FETのオンduty比を規定するものとなっている。つまり、駆動回路42を構成する各FETのゲート端子にモータ制御信号が印加され、同モータ制御信号に応答して各FETがオン/オフすることにより、三相(U,V,W)の駆動電力がモータ21に供給される。そして、これにより同モータ21の作動、即ちEPSアクチュエータ22の作動が制御されるようになっている。
Here, the
(逆入力応力に起因する振動の抑制制御)
次に、本実施形態における逆入力応力に起因する振動の抑制制御について説明する。
図2に示すように、本実施形態では、ECU23を構成するマイコン41には、入力される信号から特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段としての特定周波数抽出部51が設けられている。本実施形態では、この特定周波数抽出部51には、操舵系の状態を示す信号として、該操舵系を構成するピニオンシャフト10の回転角を示すピニオン角θpが入力されるようになっており、該特定周波数抽出部51は、入力されるピニオン角θpから、転舵輪12に対する逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動に対応する特定の周波数成分を抽出する。そして、本実施形態の特定周波数抽出部51は、当該抽出された特定の周波数成分の実効値をパワースペクトルSpとして出力するように構成されている。
(Suppression control of vibration caused by reverse input stress)
Next, suppression control of vibration caused by reverse input stress in the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
具体的には、図3のフローチャートに示すように、特定周波数抽出部51は、入力されるピニオン角θp(ステップ101)について、先ず、バンドパスフィルタ処理を実行し、上記逆入力応力の印加に起因する操舵系の振動に対応する特定の周波数成分として14〜16Hzの周波数成分を抽出する(ステップ102)。次に、特定周波数抽出部51は、RMS(Root Means square:平均自乗平方根)演算により、上記ステップ102において抽出された周波数成分の実効値を求める(ステップ103)。そして、ローパスフィルタ処理を実行し(ステップ104)、当該ローパスフィルタ処理した後の値をパワースペクトルSpとして出力する(ステップ105)。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 3, the specific
本実施形態では、特定周波数抽出部51の出力するパワースペクトルSpは、切替判定部52に入力されるようになっており、同切替判定部52は、この入力されるパワースペクトルSp、即ち逆入力応力の印加に起因する操舵系の振動に対応する特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。そして、切替判定部52は、パワースペクトルSpが所定の閾値以上である場合には、モータ制御信号出力部46に対し、そのモータ制御信号の出力をモータ21の回転を規制(拘束)するものに切り替えるべき旨を示す切替信号Scを出力する。
In this embodiment, the power spectrum Sp output from the specific
即ち、本実施形態のマイコン41は、上記抽出された特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上である場合には、そのモータ制御を、モータ21の回転を規制する制御、具体的には、駆動回路42における上段側(電源側)又は下段側(接地側)の各FETを全て「ON」とする回生ブレーキ制御に切り替える。そして、この回生ブレーキ制御によりモータ21に連結されたステアリングシャフト3を拘束することによって、操舵系に生ずる振動の抑制を図る構成となっている。
That is, when the effective value of the extracted specific frequency component is equal to or greater than a predetermined threshold, the
即ち、図4のフローチャートに示すように、マイコン41は、モータ制御に用いる上記各状態量を取得すると(ステップ201)、先ず、上記のような特定周波数抽出演算を実行し、逆入力応力の印加に起因する操舵系の振動に対応する特定の周波数成分の実効値としてパワースペクトルSpを演算する(ステップ202)。そして、そのパワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上であるか否かを判定し(ステップ203)、パワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上である場合(Sp≧Sth、ステップ203:YES)には、そのモータ制御を、モータ21の回転を規制する回生ブレーキ制御に切り替える(モータ回転規制制御、ステップ204)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 4, when the
そして、ステップ203において、上記パワースペクトルSpが所定の閾値Sthに満たないと判定した場合(Sp<Sth、ステップ203:NO)には、操舵系にアシスト力を付与するための通常のモータ制御を実行する(通常制御、ステップ205)。
If it is determined in
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
○マイコンは、操舵系の状態を示す信号としてのピニオン角から、転舵輪に対する逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動に対応する周波数成分を抽出し、その実効値としてパワースペクトルSpを演算する(ステップ201)。そして、このパワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上である場合(Sp≧Sth、ステップ203:YES)には、そのモータ制御を、モータの回転を規制する回生ブレーキ制御に切り替える(モータ回転規制制御、ステップ204)。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
The microcomputer extracts the frequency component corresponding to the vibration of the steering system caused by the application of reverse input stress to the steered wheel from the pinion angle as a signal indicating the state of the steering system, and calculates the power spectrum Sp as its effective value (Step 201). When the power spectrum Sp is equal to or greater than a predetermined threshold value Sth (Sp ≧ Sth, step 203: YES), the motor control is switched to regenerative brake control that restricts the rotation of the motor (motor rotation restriction control, Step 204).
上記構成によれば、逆入力応力の印加に起因する振動が操舵フィーリングの悪化として顕在化する前に、いち早く当該逆入力応力の印加に起因する振動の発生を検知し速やかにその抑制を図ることができる。そして、モータ21の回転を規制する回生ブレーキ制御に切り替えて当該モータ21に連結されたステアリングシャフト3を拘束することにより、操舵系に生ずる振動の抑制を図る構成であることから、上述の従来技術にみられるような位相ずれによる振動抑制効果の低下といった問題も発生しない。
According to the above configuration, before the vibration caused by the application of the reverse input stress becomes obvious as the deterioration of the steering feeling, the occurrence of the vibration caused by the application of the reverse input stress is detected immediately and the suppression is promptly suppressed. be able to. And since it is the structure which aims at suppression of the vibration which arises in a steering system by switching to the regenerative brake control which controls rotation of the
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を所謂コラム型のEPS1に具体化したが、ラック軸5にアシスト力を付与する所謂ラック型、或いはピニオンシャフト10にアシスト力を付与する所謂ピニオン型のEPSに適用してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in a so-called column type EPS 1, but applied to a so-called rack type that applies assist force to the rack shaft 5, or a so-called pinion type EPS that applies assist force to the pinion shaft 10. May be.
・本実施形態では、操舵系の状態を示す信号として、当該操舵系を構成するピニオンシャフト10の回転角を示すピニオン角θpを用いたが、これに限らず、ステアリング2側の回転角である操舵角θs(ハンドル角)や、トルクセンサ31により検出される操舵トルクτを用いてもよい。尚、周波数解析におけるピニオン角θp、操舵角θs、操舵トルクτの位置づけは、瞬間値ではなく、連続信号としての位置付けであることはいうまでもない。
In the present embodiment, the pinion angle θp indicating the rotation angle of the pinion shaft 10 constituting the steering system is used as the signal indicating the state of the steering system. The steering angle θs (steering wheel angle) or the steering torque τ detected by the
・本実施形態では、モータ回転規制制御として、回生ブレーキ制御を実行することとしたが、通電相を固定して電気的にロックするロック制御を行うこととしてもよい。
・本実施形態では、操舵系の振動に対応する特定の周波数成分の実効値であるパワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上である場合には、そのモータ制御を、モータ21の回転を規制する制御に切り替えることとした(図4参照)。しかし、これに限らず、こうしたモータ回転規制制御への切替は、車速Vが所定の速度領域(V1≦V≦V2)にある場合においてのみに行う構成としてもよい。
In the present embodiment, the regenerative brake control is executed as the motor rotation restriction control. However, it is also possible to perform lock control in which the energized phase is fixed and electrically locked.
In the present embodiment, when the power spectrum Sp that is the effective value of the specific frequency component corresponding to the vibration of the steering system is equal to or greater than the predetermined threshold value Sth, the motor control is controlled to restrict the rotation of the
具体的には、図5のフローチャートに示すように、パワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上であると判定した場合(Sp≧Sth、ステップ303:YES)には、続いて車速Vが所定の速度領域(V1≦V≦V2)にあるか否かを判定する(ステップ304)。そして、車速Vが当該速度領域にある場合(ステップ301:YES)には、モータ回転規制制御を実行する(ステップ305)。尚、図5のフローチャートにおいて、ステップ301〜ステップ303、及びステップ305,306は、それぞれ、図4のフローチャートにおけるステップ201〜ステップ203、及びステップ204,205と同一である。このため、説明の便宜上、その説明は省略する。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 5, when it is determined that the power spectrum Sp is equal to or greater than a predetermined threshold Sth (Sp ≧ Sth, Step 303: YES), the vehicle speed V is subsequently set to a predetermined speed. It is determined whether it is in the region (V1 ≦ V ≦ V2) (step 304). When the vehicle speed V is in the speed range (step 301: YES), motor rotation restriction control is executed (step 305). In the flowchart of FIG. 5, steps 301 to 303 and
即ち、モータ回転規制制御は、操舵系の振動抑制には極めて有効であるものの、EPS本来の機能であるアシスト力付与の観点からみた場合、必ずしも好ましいものではなく、当該制御の実行による操舵系の拘束は、その操舵フィーリングを阻害するおそれがある。そこで、操舵系に生ずる振動の振幅は、転舵輪12を支承するサスペンションの振動特性に依存し、当該サスペンションに共振が発生する特定の速度領域(V1≦V≦V2)において増幅される点に着目する。そして、上記のように操舵系の振動が最も顕著となる速度領域に限定してモータ回転規制制御を実行することにより、当該制御に伴う操舵フィーリングの悪化を回避しつつ、効果的に、操舵系の振動を抑制することができる。
That is, although the motor rotation restriction control is extremely effective for suppressing vibration of the steering system, it is not always preferable from the viewpoint of providing assist force, which is an essential function of the EPS. The restraint may hinder the steering feeling. Therefore, attention is paid to the fact that the amplitude of vibration generated in the steering system depends on the vibration characteristics of the suspension that supports the steered
・また、操舵状態判定を実行し、運転者によるステアリング操作の有無を判定する。そして、ステアリング操作があると判定される場合、即ちステアリング操作時には、上記モータ回転規制制御を実行しない構成としてもよい。 In addition, the steering state determination is executed to determine whether or not the driver performs a steering operation. And when it determines with there being steering operation, ie, at the time of steering operation, it is good also as a structure which does not perform the said motor rotation control control.
具体的には、図6のフローチャートに示すように、パワースペクトルSpが所定の閾値Sth以上であると判定した場合(Sp≧Sth、ステップ403:YES)には、続いて、操舵状態判定を実行し(ステップ404)、運転者によるステアリング操作があるか否かを判定する(ステップ405)。そして、ステアリング操作がない場合(ステップ404:NO)、即ち非ステアリング操作時にのみ、モータ回転規制制御を実行し(ステップ406)、ステアリング操作がある場合(ステップ404:YES)には、モータ回転規制制御を実行しない、即ち通常制御を実行する(ステップ407)。 Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 6, when it is determined that the power spectrum Sp is equal to or greater than a predetermined threshold Sth (Sp ≧ Sth, Step 403: YES), the steering state determination is subsequently executed. (Step 404), it is determined whether or not there is a steering operation by the driver (Step 405). When there is no steering operation (step 404: NO), that is, the motor rotation restriction control is executed only during non-steering operation (step 406), and when there is a steering operation (step 404: YES), the motor rotation restriction is performed. Control is not executed, that is, normal control is executed (step 407).
即ち、上述のように、モータ回転規制制御は、EPS本来の機能であるアシスト力付与の観点からみた場合、必ずしも好ましいものではない。しかしながら、上記構成のように、ステアリング操作時には実行しない、即ち非ステアリング操作時に限定して行うことで、当該モータ回転規制制御による操舵フィーリングの悪化を回避しつつ、効果的に、操舵系の振動を抑制することができる。 That is, as described above, the motor rotation restriction control is not necessarily preferable from the viewpoint of providing assist force, which is an essential function of EPS. However, as described above, when the steering operation is not performed, that is, only when the steering operation is not performed, the steering feeling is effectively prevented while avoiding the deterioration of the steering feeling due to the motor rotation restriction control. Can be suppressed.
尚、図6のフローチャートにおいて、ステップ401〜ステップ403、及びステップ406,407は、それぞれ、図4のフローチャートにおけるステップ201〜ステップ203、及びステップ204,205と同一である。このため、説明の便宜上、その説明は省略する。
In the flowchart of FIG. 6,
また、ステップ404における操舵状態判定は、どのような方法を用いてもよいが、例えば、図7のフローチャートに示すように、操舵角θs、操舵速度ωs、操舵トルクτ、及びヨーレイトγ等の各状態量の値(絶対値)と該各状態量に対応する所定の閾値との比較によりステアリング操作の有無を判定するとよい(ステップ501〜ステップ504)。
Further, any method may be used for determining the steering state in
即ち、操舵角θsの絶対値が所定の閾値θ0以下であるか(ステップ501)、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω0以下であるか(ステップ502)、操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ0以下であるか(ステップ503)、及びヨーレイトγの絶対値が所定の閾値γ0以下であるか(ステップ504)について判定する。そして、これら各状態量の全てが、その対応する閾値以下である場合(|θs|≦θ0、且つ|ωs|≦ω0、且つ|τ|≦τ0、且つ|γ|≦γ0、即ちステップ501〜ステップ504:全てYES)には、ステアリング操作が行われていないものと判定する(ステップ505)。そして、入力される各状態量の少なくとも何れか一つが、その対応する閾値を超える場合(|θs|>θ0、|ωs|>ω0、|τ|>τ0、又は|γ|>γ0、ステップ501〜ステップ504:何れかがNO)には、ステアリング操作があるものと判定する(ステップ506)、等のようにするとよい。 That is, whether the absolute value of the steering angle θs is equal to or smaller than the predetermined threshold θ0 (step 501), whether the absolute value of the steering speed ωs is equal to or smaller than the predetermined threshold ω0 (step 502), or whether the absolute value of the steering torque τ is predetermined. Whether the absolute value of the yaw rate γ is equal to or smaller than a predetermined threshold γ0 (step 504). If all of these state quantities are equal to or less than the corresponding threshold values (| θs | ≦ θ0, | ωs | ≦ ω0, | τ | ≦ τ0, and | γ | ≦ γ0, that is, steps 501 to 501 In step 504: all YES, it is determined that the steering operation is not performed (step 505). When at least one of the input state quantities exceeds the corresponding threshold (| θs |> θ0, | ωs |> ω0, | τ |> τ0, or | γ |> γ0, step 501 -Step 504: Either is NO), it is preferable to determine that there is a steering operation (step 506), and so on.
・更には、図8のフローチャートに示すように、上記車速Vに関する条件判定(ステップ604)、及び上記操舵状態に関する条件判定(ステップ605,606)を併用する構成としてもよい。これにより、より的確にモータ回転規制制御による操舵フィーリングの悪化を回避して、効果的に、操舵系の振動を抑制することができるようになる。
Furthermore, as shown in the flowchart of FIG. 8, the condition determination regarding the vehicle speed V (step 604) and the condition determination regarding the steering state (
・本実施形態では、逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動に対応する周波数成分の実効値であるパワースペクトルSpを算出し、当該パワースペクトルSpが所定の閾値以上である場合に、モータ回転規制制御を実行することとした。しかし、これに限らず、パワースペクトルSpの算出、及びその閾値との比較を行うことなく、非ステアリング操作時、車速Vが上記所定の速度領域(V1≦V≦V2)にある場合には、モータ回転規制制御を実行する構成としてもよい。 In this embodiment, the power spectrum Sp, which is the effective value of the frequency component corresponding to the vibration of the steering system caused by the application of reverse input stress, is calculated, and when the power spectrum Sp is greater than or equal to a predetermined threshold, the motor rotation It was decided to execute regulatory control. However, the present invention is not limited to this, and when the vehicle speed V is in the predetermined speed region (V1 ≦ V ≦ V2) during non-steering operation without calculating the power spectrum Sp and comparing it with the threshold value, It is good also as composition which performs motor rotation regulation control.
即ち、図9のフローチャートに示すように、各状態量の取得後(ステップ701)、先ず、上記のような操舵状態判定を実行し(ステップ702、図7参照)、運転者によるステアリング操作があるか否かを判定する(ステップ703)。そして、ステアリング操作がない場合(ステップ703:NO)には、続いて車速Vが所定の速度領域(V1≦V≦V2)にあるか否かを判定し(ステップ704)、車速Vが所定の速度領域にある場合(ステップ704:YES)に、モータ回転規制制御を実行する(ステップ705)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 9, after each state quantity is acquired (step 701), first, the steering state determination as described above is executed (
そして、上記ステップ703において、ステアリング操作があると判定した場合(ステップ703:YES)、又は上記ステップ704において、車速Vが所定の速度領域にないと判定した場合(ステップ704:NO)には、モータ回転規制制御を行わず、通常制御とする(ステップ706)構成とするとよい。このような構成としても、逆入力応力の印加により生ずる操舵系の振動を抑制することができる。そして、特定の周波数成分の抽出、及びその実効値の算出を行わないため、その演算負荷が小さいという利点がある。
If it is determined in
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、3…ステアリングシャフト、8…コラムシャフト、9…インターミディエイトシャフト、10…ピニオンシャフト、12…転舵輪、21…モータ、22…EPSアクチュエータ、23…ECU、31…トルクセンサ、35…車速センサ、41…マイコン、42…駆動回路、45…電流指令値演算部、46…モータ制御信号出力部、51…特定周波数抽出部、52…切替判定部、θp…ピニオン角、Sp…パワースペクトル、Sth…閾値、τ…操舵トルク、τ0…閾値、θs…操舵角、θ0…閾値、γ…ヨーレイト、γ0…閾値、ωs…操舵角、ω0…閾値、V…車速、Sc…切替信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device (EPS), 2 ... Steering, 3 ... Steering shaft, 8 ... Column shaft, 9 ... Intermediate shaft, 10 ... Pinion shaft, 12 ... Steering wheel, 21 ... Motor, 22 ... EPS actuator, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... ECU, 31 ... Torque sensor, 35 ... Vehicle speed sensor, 41 ... Microcomputer, 42 ... Drive circuit, 45 ... Current command value calculation part, 46 ... Motor control signal output part, 51 ... Specific frequency extraction part, 52 ... Switching determination part , Θp ... pinion angle, Sp ... power spectrum, Sth ... threshold, τ ... steering torque, τ0 ... threshold, θs ... steering angle, θ0 ... threshold, γ ... yaw rate, γ0 ... threshold, ωs ... steering angle, ω0 ... threshold, V: vehicle speed, Sc: switching signal.
Claims (4)
前記操舵系の状態を示す信号から、逆入力応力の印加に基づき前記操舵系に生じた振動に対応する特定の周波数成分を抽出可能な特定周波数抽出手段を備え、
前記制御手段は、抽出された前記特定の周波数成分の実効値が所定の閾値以上である場合には、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to the steering system using a motor as a drive source, and the operation of the steering force assisting device is controlled based on a signal indicating the state of the steering system. An electric power steering device comprising control means for
A specific frequency extracting means capable of extracting a specific frequency component corresponding to vibration generated in the steering system based on application of reverse input stress from a signal indicating the state of the steering system;
The control means, when the effective value of the extracted specific frequency component is greater than or equal to a predetermined threshold, executing control to restrict the rotation of the motor;
An electric power steering device.
前記制御手段は、車速が所定の速度領域にある場合においてのみ、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering apparatus according to claim 1,
The electric power steering apparatus, wherein the control means executes control for restricting rotation of the motor only when the vehicle speed is in a predetermined speed range.
ステアリング操作の有無を判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、ステアリング操作時には、前記モータの回転を規制する制御を実行しないこと、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 according to claim 1 or 2,
A determination means for determining the presence or absence of a steering operation;
The electric power steering apparatus characterized in that the control means does not execute control for restricting rotation of the motor during a steering operation.
ステアリング操作の有無を判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、非ステアリング操作時において、車速が所定の速度領域にある場合には、前記モータの回転を規制する制御を実行すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to the steering system using a motor as a drive source, and the operation of the steering force assisting device is controlled based on a signal indicating the state of the steering system. An electric power steering device comprising control means for
A determination means for determining the presence or absence of a steering operation;
The control means executes control for restricting rotation of the motor when the vehicle speed is in a predetermined speed region during non-steering operation;
An electric power steering device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007113072A JP2008265605A (en) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013059209A (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Jtekt Corp | Motor controller and steering gear for vehicle |
-
2007
- 2007-04-23 JP JP2007113072A patent/JP2008265605A/en active Pending
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