JP2009149184A - Electric power steering and electric damper system - Google Patents

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JP2009149184A JP2007328278A JP2007328278A JP2009149184A JP 2009149184 A JP2009149184 A JP 2009149184A JP 2007328278 A JP2007328278 A JP 2007328278A JP 2007328278 A JP2007328278 A JP 2007328278A JP 2009149184 A JP2009149184 A JP 2009149184A
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Yasuo Shimizu
康夫 清水
Katsuji Watanabe
勝治 渡辺
Atsuhiko Yoneda
篤彦 米田
Shigeru Yamawaki
茂 山脇
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering and an electric damper system capable of easily combining the operation feeling of a steering wheel and riding comfortability by a suspension device without causing conflict. <P>SOLUTION: In the electric motor 4 for power steering, the electric power steering device 301 having a torque sensor 17 for controlling the drive of the electric motor 4 and outputting a steering auxiliary force, and the electric damper device 303 (in Fig.8, indicated as 303FL, 303FR, 303RL and 303RR) for converting the vertical motion of a wheel to the rotation of the electric motor 35 (in Fig.8, indicated as 35FL, 35FR, 35RL and 35RR) for the damper and controlling an attenuation force by the electric motor 35, the control of the electric motor 4 and the electric motor 35 is performed on a CPU of a micro-computer included in one ECU 200. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車や車両のステアリング系にパワーステアリング用の電動モータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置、及び車両用サスペンション装置に備える電動ダンパ装置を含む電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムに関する。   The present invention relates to an electric power steering device including an electric power steering device for applying a steering assist force by an electric motor for power steering to a steering system of an automobile or a vehicle, and an electric damper device provided in a vehicle suspension device. -Regarding the system.

一般に電動モータによる操舵補助力で運転者の操向ハンドルに掛ける操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置は、一般に良く知られている(特許文献1参照)。また、近年、サスペンション装置に用いられる油圧ダンパに代えて、ラックアンドピニオン機構を用いて、車輪の上下動に伴い上下運動をするロッドに対して噛み合わせたピニオンギアにより回転運動に変換し、その回転運動をダンパ用の電動モータに伝えて、その電動モータの回生発電を制御することによりダンパの減衰力を制御する電動ダンパが提案されている(特許文献2参照)。
特開2007−276571号公報 特開2005−256921号公報
In general, an electric power steering apparatus that reduces a steering force applied to a steering handle of a driver by a steering assist force of an electric motor is generally well known (see Patent Document 1). Also, in recent years, instead of hydraulic dampers used in suspension devices, a rack and pinion mechanism is used to convert to rotational motion by a pinion gear meshed with a rod that moves up and down as the wheels move up and down. There has been proposed an electric damper that transmits a rotational motion to an electric motor for a damper and controls a damping force of the damper by controlling regenerative power generation of the electric motor (see Patent Document 2).
JP 2007-276571 A JP 2005-256922 A

しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置と電動ダンパ装置は、パワーステアリング用の電動モータと、ダンパ用の電動モータに対して、個別のマイクロコンピュータにより制御演算して、それぞれの電動モータを個別に制御する制御装置を、個別に車両に搭載するものであった。そのため、例えば、電動パワーステアリング装置のマイクロコンピュータに入力される操舵トルクや、電動ダンパ装置のマイクロコンピュータに入力される車輪の上下の変位量等のアナログデータを、各マイクロコンピュータに組み合わせられるデジタルデータに変換するAD変換器においてデジタルデータに変換したとき、AD変換器の特性のばらつきによっては、操舵力の軽い電動パワーステアリング装置と、減衰力の高い、つまり、乗り心地の硬い電動ダンパ装置が組み合わせれられてしまうという可能性、また、その逆の組み合わせになってしまう可能性がある。
一般的に、操向ハンドルの操作感覚が軽い車はラグジュアリ車であり、サスペンション装置による乗り心地も柔らかいものが好まれる。
逆に、操向ハンドルの操作感覚が重い車はスポーティ車であり、サスペンション装置による乗り心地も硬いものが好まれる。これは、車両の操縦性に重きを置いて運転者が運転できるからである。
これらの特性の組み合わせが逆になって、例えば、操向ハンドルの操作感覚が軽いのに、サスペンション装置による乗り心地が硬いと、運転特性からいって運転が難しく、乗員の快適性が失われる。
本発明は、前記問題を解決するため、操向ハンドルの操作感覚とサスペンション装置による乗り心地が矛盾無く容易に組み合わせることができる電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムを提供することを目的とする。
However, the conventional electric power steering device and the electric damper device control and calculate the electric motor for power steering and the electric motor for damper by individual microcomputers, and individually control each electric motor. The control device was individually mounted on the vehicle. Therefore, for example, analog data such as steering torque input to the microcomputer of the electric power steering device and vertical displacement of the wheel input to the microcomputer of the electric damper device is converted into digital data that can be combined with each microcomputer. When converted to digital data in the AD converter to be converted, depending on variations in the characteristics of the AD converter, an electric power steering device with a light steering force and an electric damper device with a high damping force, that is, a hard riding comfort can be combined. There is a possibility that it will be, and the reverse combination.
In general, a vehicle with a light steering handle feel is a luxury vehicle, and a vehicle with a soft riding comfort by a suspension device is preferred.
Conversely, a car with a heavy steering handle feel is a sporty car, and it is preferred that the suspension device has a hard ride. This is because the driver can drive with emphasis on the controllability of the vehicle.
If the combination of these characteristics is reversed, for example, if the steering wheel has a light operating feeling, but the riding comfort of the suspension device is hard, driving is difficult due to driving characteristics, and passenger comfort is lost.
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electric power steering / electric damper system that can easily combine the operation feeling of the steering wheel and the riding comfort of the suspension device without any contradiction.

前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、パワーステアリング用の電動モータと、操向ハンドルからの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、少なくともこの操舵トルクセンサからの信号により、パワーステアリング用の電動モータの駆動を制御する電動パワーステアリング制御手段と、電動パワーステアリング制御手段からの信号にもとづいてパワーステアリング用の電動モータを駆動するステアリングモータ駆動手段と、を有し、転舵輪を転舵する補助トルクを出力する電動パワーステアリング装置と、
車輪の上下動をダンパ用の電動モータの回転に変換する変換機構と、車輪の上下動の位置を検出する位置検出手段と、少なくとも位置検出手段からの信号にもとづいてダンパ用の電動モータによる減衰力を制御する電動ダンパ制御手段と、電動ダンパ制御手段からの信号にもとづいてダンパ用の電動モータによる減衰力を生じさせるダンパモータ駆動手段とを、有し、変換機構により車輪の上下動を減衰させる電動ダンパ装置と、を備え、
電動パワーステアリング制御手段と電動ダンパ制御手段が、少なくとも同じ一つのマイクロコンピュータ上で実行されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is directed to a power steering based on an electric motor for power steering, a steering torque sensor for detecting a steering torque from a steering handle, and at least a signal from the steering torque sensor. An electric power steering control means for controlling the driving of the electric motor for steering, and a steering motor driving means for driving the electric motor for power steering based on a signal from the electric power steering control means. An electric power steering device that outputs auxiliary torque for steering;
A conversion mechanism for converting the vertical movement of the wheel into the rotation of the electric motor for the damper, a position detection means for detecting the position of the vertical movement of the wheel, and attenuation by the electric motor for the damper based on at least a signal from the position detection means Electric damper control means for controlling the force, and damper motor driving means for generating a damping force by the electric motor for the damper based on a signal from the electric damper control means, and the vertical movement of the wheel is attenuated by the conversion mechanism An electric damper device,
The electric power steering control means and the electric damper control means are executed on at least one same microcomputer.

特に、マイクロコンピュータは、少なくとも、CPU(Central Pricessing Unit)に信号を送るまでの経路で、操舵トルクセンサからの信号及び位置検出手段からの信号が、インタフェース回路を経て、同じAD変換器に入力されてアナログ信号からデジタル信号に変換されることが望ましい。   In particular, in the microcomputer, at least on the route until a signal is sent to a CPU (Central Pricessing Unit), the signal from the steering torque sensor and the signal from the position detection means are input to the same AD converter via the interface circuit. Therefore, it is desirable to convert from an analog signal to a digital signal.

電動パワーステアリング制御手段と電動ダンパ制御手段が一つのマイクロコンピュータ上で実行され、特にインタフェース回路により同じAD変換器に入力され、共通の一つのマイクロコンピュータのCPUに入力されて演算制御されるので、AD変換器等や入力インタフェース回路に含まれる回路の特性のばらつきによる電動パワーステアリング装置の補助トルク特性のばらつきと、電動ダンパの減衰特性のばらつきの組み合わせが独立に生じることを防止できる。   The electric power steering control means and the electric damper control means are executed on one microcomputer, in particular, input to the same AD converter by the interface circuit, and input to the CPU of one common microcomputer for arithmetic control. It is possible to prevent the combination of the variation in the auxiliary torque characteristic of the electric power steering device due to the variation in the characteristic of the circuit included in the AD converter or the input interface circuit and the variation in the attenuation characteristic of the electric damper from occurring independently.

本発明によれば、操向ハンドルの操作感覚とサスペンション装置による乗り心地が矛盾無く容易に組み合わせることができる電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering / electric damper / system that can easily combine the operation feeling of the steering wheel and the riding comfort of the suspension device without contradiction.

本発明の実施形態を図を参照しながら説明する。
《電動ステアリング・電動ダンパ・システムの主要な構成》
先ず、図1を参照しながら適宜図2、図4を参照して、実施形態に係る電動ステアリング・電動ダンパ・システムの主要な構成について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電動ステアリング・電動ダンパ・システムの主要な構成の配置図である。
図1に示すように、左右の前輪(車輪)1FL,1FRを転舵するラックギア8aにピニオンギア7aが噛み合い、ラックギア8aのラック軸8に操向ハンドル3のハンドル軸が、図示省略の自在継ぎ手を介して接続されている。操向ハンドル3とピニオンギア7aとの間にはトルクセンサ(操舵トルクセンサ)17とピニオン軸7に操舵補助力(補助トルク)を付与するパワーステアリング用の電動モータ4から駆動力を伝達されるウォームホイールギア5bが設けられ、電動パワーステアリング装置のうちの機械的構成部分である電動パワーステアリング機構25を構成している。
ここで車輪1FL,1FRは請求項に記載の転舵輪に対応する。
トルクセンサ17からの出力信号は制御ECU(Electric Control Unit)200に入力されている。電動モータ4は、車速センサ104、トルクセンサ17(図2参照)等からの信号により制御ECU200により制御される。
電動パワーステアリング機構25の詳細な構成の説明は、図2を参照しながら後記する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Main components of electric steering, electric damper and system>
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2 and FIG. 4 as appropriate, main components of the electric steering / electric damper system according to the embodiment will be described.
FIG. 1 is a layout diagram of main components of an electric steering / electric damper system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a pinion gear 7a meshes with a rack gear 8a that steers left and right front wheels (wheels) 1FL, 1FR, and a handle shaft of the steering handle 3 is connected to a rack shaft 8 of the rack gear 8a. Connected through. A driving force is transmitted between the steering handle 3 and the pinion gear 7a from a torque sensor (steering torque sensor) 17 and an electric motor 4 for power steering that applies a steering assist force (auxiliary torque) to the pinion shaft 7. A worm wheel gear 5b is provided to constitute an electric power steering mechanism 25 that is a mechanical component of the electric power steering device.
Here, the wheels 1FL and 1FR correspond to the steered wheels recited in the claims.
An output signal from the torque sensor 17 is input to a control ECU (Electric Control Unit) 200. The electric motor 4 is controlled by the control ECU 200 by signals from the vehicle speed sensor 104, the torque sensor 17 (see FIG. 2), and the like.
The detailed configuration of the electric power steering mechanism 25 will be described later with reference to FIG.

また、各車輪1FL,1FR,1RL,1RRに設けられるサスペンション装置14FL,14FR,14RL,14RR(図4参照)には、電動ダンパ変換機構(変換機構)30FL,30FR,30RL,30RRが組み込まれる。各電動ダンパ変換機構30FL,30FR,30RL,30RRは、それぞれ制御ECU200により制御されるダンパ用の電動モータ35FL,35FR,35RL,35RRを有している。また、サスペンション装置14FL,14FR,14RL,14RR(図4参照)には、車輪1FL,1FR,1RL,1RRの上下の変位量を検出する変位量検出センサ(位置検出手段)80FL,80FR,80RL,80RRが設けられ、その出力信号が制御ECU200に入力される。
電動ダンパ変換機構30FL,30FR,30RL,30RRの詳細な構成は図4から図6を参照しながら後記する。
Further, electric damper conversion mechanisms (conversion mechanisms) 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR are incorporated in suspension devices 14FL, 14FR, 14RL, and 14RR (see FIG. 4) provided in the respective wheels 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR. Each of the electric damper conversion mechanisms 30FL, 30FR, 30RL, 30RR has damper electric motors 35FL, 35FR, 35RL, 35RR controlled by the control ECU 200, respectively. Further, the suspension devices 14FL, 14FR, 14RL, 14RR (see FIG. 4) include displacement amount detection sensors (position detection means) 80FL, 80FR, 80RL, which detect the vertical displacement amounts of the wheels 1FL, 1FR, 1RL, 1RR. 80RR is provided, and an output signal thereof is input to the control ECU 200.
The detailed configuration of the electric damper conversion mechanisms 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR will be described later with reference to FIGS.

《電動パワーステアリング装置》
次に、図2、図3を参照しながら本実施形態の電動ステアリング・電動ダンパ・システムにおける電動パワーステアリング装置について詳細に説明する。
図2は、電動パワーステアリング装置の構成図である。図3は電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサの詳細な構成図である。
電動パワーステアリング装置301は、図2に示すように操向ハンドル3が設けられたハンドル軸3aと、シャフト3cと、ピニオン軸7とが、2つの自在継ぎ手3bによって連結され、ピニオン軸7の下端部に設けられたピニオンギア7aは、車幅方向に往復運動可能なラック軸8のラックギア8aに噛合し、ラック軸8の両端には、タイロッド9、9を介して左右の前輪(車輪)1L、1Rが連結されている。
《Electric power steering device》
Next, the electric power steering apparatus in the electric steering / electric damper / system of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a configuration diagram of the electric power steering apparatus. FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a torque sensor used in the electric power steering apparatus.
As shown in FIG. 2, the electric power steering device 301 includes a handle shaft 3 a provided with a steering handle 3, a shaft 3 c, and a pinion shaft 7 connected by two universal joints 3 b, and a lower end of the pinion shaft 7. The pinion gear 7a provided in the section meshes with the rack gear 8a of the rack shaft 8 that can reciprocate in the vehicle width direction, and the left and right front wheels (wheels) 1L are connected to both ends of the rack shaft 8 via tie rods 9 and 9, respectively. 1R is linked.

なお、ピニオン軸7は、その上部、中間部、下部を軸受3e、3f、3gを介してステアリングギアボックス10に支持され、軸受3e、3fの間に磁歪式のトルクセンサ(操舵トルクセンサ)17が設けられている。
前記したステアリングギアボックス10のうち、ピニオンギア7a、ラック軸8、軸受3gを収容するラック部分の内部に、ラック軸8を軸方向自在に摺動させる滑り軸受10aが設けられている。
この構成により、電動パワーステアリング装置301は、操向ハンドル3の操作時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸8、ラックギア8a、タイロッド9、9は転舵機構を構成する。
The pinion shaft 7 is supported at its upper, middle and lower portions by a steering gear box 10 via bearings 3e, 3f and 3g, and a magnetostrictive torque sensor (steering torque sensor) 17 between the bearings 3e and 3f. Is provided.
In the steering gear box 10 described above, a slide bearing 10a for sliding the rack shaft 8 in the axial direction freely is provided inside a rack portion that houses the pinion gear 7a, the rack shaft 8, and the bearing 3g.
With this configuration, the electric power steering apparatus 301 can change the traveling direction of the vehicle when the steering handle 3 is operated. Here, the rack shaft 8, the rack gear 8a, and the tie rods 9 and 9 constitute a steering mechanism.

また、電動パワーステアリング装置301は、操向ハンドル3による操舵力を軽減するための操舵補助力(補助トルク)を供給する電動モータ4を備えており、この電動モータ4の出力軸に設けられたウォームギア5aが、ピニオン軸7に設けられたウォームホイールギア5bに噛合している。
すなわち、ウォームギア5aとウォームホイールギア5bとで減速機構5が構成されている。また、電動モータ4の回転子と電動モータ4に連結されているウォームギア5aとウォームホイールギア5bとピニオン軸7とラック軸8とラックギア8aとタイロッド9、9等により、電動パワーステアリング機構25が構成されている。
The electric power steering apparatus 301 includes an electric motor 4 that supplies a steering assist force (auxiliary torque) for reducing the steering force by the steering handle 3, and is provided on the output shaft of the electric motor 4. A worm gear 5 a meshes with a worm wheel gear 5 b provided on the pinion shaft 7.
That is, the speed reduction mechanism 5 is composed of the worm gear 5a and the worm wheel gear 5b. The electric power steering mechanism 25 is constituted by the rotor of the electric motor 4, the worm gear 5a connected to the electric motor 4, the worm wheel gear 5b, the pinion shaft 7, the rack shaft 8, the rack gear 8a, the tie rods 9, 9 and the like. Has been.

電動モータ4は、例えば、ブラシ付き直流モータであり、電力を機械的動力(P=ω)に変換するものである。
ここで、ωは電動モータ4の角速度であり、Tは電動モータ4の発生トルクである。
The electric motor 4 is, for example, a DC motor with a brush, and converts electric power into mechanical power (P M = ω M T M ).
Here, ω M is the angular velocity of the electric motor 4, and T M is the torque generated by the electric motor 4.

ここで、操向ハンドル3に加えられる操舵トルクをTs、減速機構5を介して倍力された電動モータ4の発生トルクによりアシストするアシスト量Aの係数を、例えば、車速VSの関数として変化するk(VS)とする。この場合、A=k(VS)×Tsであるから、ピニオン軸7に掛かるピニオントルクTpは、次式(1)のように表される。
Tp=Ts+A
=Ts+k(VS)×Ts ・・・・・・・(1)
これより、操舵トルクTsは、次式(2)のように表現される。
Ts=Tp/(1+k(VS)) ・・・・・・・(2)
Here, the steering torque applied to the steering wheel 3 Ts, the coefficients of the assist amount A H, which assists the booster has been generated torque of the electric motor 4 via the reduction mechanism 5, for example, changes as a function of vehicle speed VS K A (VS). In this case, since A H = k A (VS) × Ts, the pinion torque Tp applied to the pinion shaft 7 is expressed by the following equation (1).
Tp = Ts + A H
= Ts + k A (VS) × Ts (1)
Thus, the steering torque Ts is expressed as the following equation (2).
Ts = Tp / (1 + k A (VS)) (2)

従って、操舵トルクTsは、ピニオントルクTp(負荷)の1/{1+k(VS)}倍に軽減される。例えば、車速VS=0のときにk(0)=2ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpの1/3の軽さに制御され、車速VS=100km/hのときに、k(100)=0ならば、操舵トルクTsは、ピニオントルクTpと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵トルクの手応え感に制御される。すなわち、車速VSに応じて操舵トルクTsを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりとした安定な操舵トルクの手応え感が付与される。 Therefore, the steering torque Ts is reduced to 1 / {1 + k A (VS)} times the pinion torque Tp (load). For example, if k A (0) = 2 when the vehicle speed VS = 0, the steering torque Ts is controlled to be 1/3 lighter than the pinion torque Tp, and k A when the vehicle speed VS = 100 km / h. If (100) = 0, the steering torque Ts becomes equal to the pinion torque Tp, and is controlled to feel the steering torque with a firm weight equivalent to that of manual steering. In other words, by controlling the steering torque Ts in accordance with the vehicle speed VS, a sense of responsiveness of a stable and stable steering torque is imparted lightly during low-speed traveling and firmly during high-speed traveling.

また、電動パワーステアリング装置301は、電動モータ4を駆動するモータ駆動部206と、ピニオン軸7に加えられるピニオントルクTpを検出するトルクセンサ17と、車両の速度(車速)を検出する車速センサ104と、電動モータ4の駆動を制御する制御ECU200を備えている。   The electric power steering device 301 includes a motor drive unit 206 that drives the electric motor 4, a torque sensor 17 that detects a pinion torque Tp applied to the pinion shaft 7, and a vehicle speed sensor 104 that detects a vehicle speed (vehicle speed). And a control ECU 200 that controls the driving of the electric motor 4.

モータ駆動部206は、例えば、H型のFETブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御ECU200からのPWM制御信号を用いて、電動モータ4を駆動するものである。また、モータ駆動部206は図示しない電動モータ4に供給するモータ電流値を検出する機能を備えている。
モータ駆動部206の詳細な構成については、後記する図8及び図9の(b)の説明において詳細に述べる。
The motor driving unit 206 includes a plurality of switching elements such as an H-type FET bridge circuit, for example, and drives the electric motor 4 using a PWM control signal from the control ECU 200. The motor driving unit 206 has a function of detecting a motor current value supplied to the electric motor 4 (not shown).
The detailed configuration of the motor drive unit 206 will be described in detail in the description of FIG. 8 and FIG.

車速センサ104は、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速VSを示す信号を出力する。   The vehicle speed sensor 104 detects the vehicle speed as the number of pulses per unit time, and outputs a signal indicating the vehicle speed VS.

(トルクセンサ)
次に図3を参照しながら適宜図2、図12を参照してトルクセンサの詳細な構成について説明する。トルクセンサ17は、ピニオン軸7に加えられる操舵トルクTsの大きさと方向を検出するものであり、ステアリングギアボックス10(図2参照)の内の前記したラック部分にフランジ接合されるリッド部分の軸受3fより上の部分の中に、ピニオン軸7と一体に組み立てられて、軸受3e,3fとともに収容されている。
ちなみに、ピニオン軸7の上端には結合部3kが設けられている。
(Torque sensor)
Next, the detailed configuration of the torque sensor will be described with reference to FIGS. 2 and 12 as appropriate with reference to FIG. The torque sensor 17 detects the magnitude and direction of the steering torque Ts applied to the pinion shaft 7, and is a bearing in the lid portion that is flange-joined to the rack portion in the steering gear box 10 (see FIG. 2). In the part above 3f, it is assembled together with the pinion shaft 7 and accommodated together with the bearings 3e, 3f.
Incidentally, the upper end of the pinion shaft 7 is provided with a coupling portion 3k.

図3に示すように磁歪式のトルクセンサ17は、軸受3eと軸受3fとの間に、ピニオン軸7に同軸に設けられている。
トルクセンサ17は、特開2006−322952号公報の図1、図2に記載されたものと同じ構成であり、ピニオン軸7の外周面に、例えば、Fe−Ni系やFe−Cr系等正の磁歪定数を示す磁歪材がメッキや蒸着等により、所定の膜厚、例えば、30ミクロン以下で、周方向全周に亘って、所定の軸方向間隔を設けて軸方向に2ヶ所形成され、磁歪膜17a,17bを構成している。しかも、それぞれ逆方向の磁気異方性が得られるように、ピニオン軸7に所定のトルクを印加した状態で高周波加熱により加熱し室温に戻し、トルクを取り去ることにより付与している。これにより、磁歪膜17a,17bに捩りトルクが印加されていない場合においても、常に捩じり応力が掛かっており、捩じりの歪が加わっているため、逆磁歪特性での歪の作用方向、即ち印加トルクの作用方向と大きさを検出している。
As shown in FIG. 3, the magnetostrictive torque sensor 17 is provided coaxially with the pinion shaft 7 between the bearing 3e and the bearing 3f.
The torque sensor 17 has the same configuration as that described in FIG. 1 and FIG. 2 of JP-A-2006-322952, and the outer surface of the pinion shaft 7 is made of, for example, an Fe-Ni-based or Fe-Cr-based positive electrode. A magnetostrictive material having a magnetostriction constant of 2 is formed at two locations in the axial direction by plating, vapor deposition or the like, with a predetermined film thickness, for example, 30 microns or less, and with a predetermined axial interval over the entire circumference in the circumferential direction. The magnetostrictive films 17a and 17b are configured. Moreover, in order to obtain magnetic anisotropies in opposite directions, the pinion shaft 7 is applied by heating with high-frequency heating in a state where a predetermined torque is applied, returning to room temperature, and removing the torque. Thereby, even when no torsional torque is applied to the magnetostrictive films 17a and 17b, the torsional stress is always applied, and the torsional strain is applied. That is, the direction and magnitude of the applied torque are detected.

そして、トルクセンサ17の磁歪膜17aに対してはソレノイド形状をして磁歪膜17aを励磁するとともに検出する検出コイル17cが、磁歪膜17bに対してはソレノイド形状をして磁歪膜17bを励磁するとともに検出する検出コイル17dが、配置されている。
トルクセンサ17において、ピニオン軸7にトルクが作用したとき、磁歪膜17a,17bにもトルクが作用し、このトルクに応じて磁歪膜17a,17bに逆磁歪効果が生じる。図示しない励磁電圧供給源から前記した励磁と検出を兼ねた検出コイル17c,17dに高周波の交流電圧(励磁電圧)を供給すると、磁歪膜17a,17bに掛かっているトルクにもとづく逆磁歪効果による磁界の変化を、検出コイル17c,17dによりインピーダンスあるいは誘導電圧の変化としてそれぞれ検出することができる。このとき、ピニオン軸7の捩りトルク以外にも常に捩じり応力が磁歪膜17a,17bに印加された状態となっているため、歪の作用方向、即ちピニオン軸7に加えられたトルク(操舵トルク)の作用方向と大きさを検出することができる。
検出コイル17c,17dそれぞれから出力される信号VT1,VT2は、入力インタフェース回路112(図12参照)の中の入力インタフェース部112aの一部を構成する変換回路231,232に入力されアナログ電圧信号(トルク検出電圧)に変換され、更に差動増幅回路233に入力され、増幅されてアナログ電圧信号であるトルク検出電圧VT3として、後段のAD変換器112b(図12参照)に入力される。
電動パワーステアリング装置301における制御の詳細については制御ECU200の詳細な構成の説明の中で後記する。
A detection coil 17c for exciting and detecting the magnetostrictive film 17a with a solenoid shape for the magnetostrictive film 17a of the torque sensor 17 and a solenoid shape for exciting the magnetostrictive film 17b with respect to the magnetostrictive film 17b. A detection coil 17d for detection is also arranged.
In the torque sensor 17, when torque acts on the pinion shaft 7, the torque also acts on the magnetostrictive films 17a and 17b, and an inverse magnetostrictive effect is generated on the magnetostrictive films 17a and 17b according to this torque. When a high-frequency AC voltage (excitation voltage) is supplied from an excitation voltage supply source (not shown) to the detection coils 17c and 17d that perform both excitation and detection, a magnetic field due to the inverse magnetostriction effect based on the torque applied to the magnetostrictive films 17a and 17b. Can be detected as changes in impedance or induced voltage by the detection coils 17c and 17d, respectively. At this time, since the torsional stress is always applied to the magnetostrictive films 17a and 17b in addition to the torsional torque of the pinion shaft 7, the direction of the strain, that is, the torque applied to the pinion shaft 7 (steering) It is possible to detect the direction and magnitude of the torque.
Signals VT1 and VT2 output from the detection coils 17c and 17d, respectively, are input to the conversion circuits 231 and 232 that constitute a part of the input interface unit 112a in the input interface circuit 112 (see FIG. 12), and analog voltage signals ( Torque detection voltage) is further input to the differential amplifier circuit 233, amplified and input to the AD converter 112b (see FIG. 12) in the subsequent stage as the torque detection voltage VT3 which is an analog voltage signal.
Details of the control in the electric power steering apparatus 301 will be described later in the description of the detailed configuration of the control ECU 200.

《電動ダンパ変換装置》
次に、図4から図6を参照しながら電動ダンパ装置の電動ダンパ変換機構について説明する。
図4は、電動ダンパ装置を適用した車両用サスペンション装置を備えた車両の、背面から見た模式図である。図5は電動ダンパ装置用の電動ダンパ変換機構の断面構造図である。図6は図5におけるA−A部分断面図である。
図4では、直接にはリアサスペンションを示しているが、フロントサスペンションは、図4における車輪支持部材13がステアリングナックルに置き換わるだけであり、基本的にリアサスペンションと同じ構成である。図4において( )内にフロントサスペンションにおける符号を示してある。ここで、左右前輪に係わる構成で、説明上区別するときには数字符号の後ろに左前輪を示すFL、右前輪を示すFRを付し、例えば、単に車輪1と表示せず車輪1FL,1FRと表示し、左右後輪に係わる構成で、説明上区別するときには数字符号の後ろに左後輪を示すRL、右後輪を示すRRを付し、例えば、単に車輪1と表示せず車輪1RL,1RRと表示する。他の各車輪1に係わるサスペンション装置14及びその構成についても同様である。
本実施形態では、左右の前輪1FL,1FR及び左右の後輪1RL,1RRすべてのサスペンション装置14FL,14FR,14RL,14RRに電動ダンパ装置303(図8参照、図8中、303FL,303FR,303RL,303RRと表示)の電動ダンパ変換機構30FL,30FR,30RL,30RRを備えた場合を例に説明する。
《Electric damper conversion device》
Next, the electric damper conversion mechanism of the electric damper device will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic view of a vehicle including a vehicle suspension device to which the electric damper device is applied, as viewed from the back. FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of an electric damper conversion mechanism for the electric damper device. 6 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Although the rear suspension is shown directly in FIG. 4, the front suspension is basically the same as the rear suspension, except that the wheel support member 13 in FIG. 4 is replaced with a steering knuckle. In FIG. 4, reference numerals in the front suspension are shown in parentheses. Here, in the configuration related to the left and right front wheels, when distinguishing them for explanation, an FL indicating the left front wheel and an FR indicating the right front wheel are appended to the numerical symbol, for example, not simply indicating the wheel 1 but indicating the wheels 1FL and 1FR. In the configuration relating to the left and right rear wheels, when distinguishing for explanation, RL indicating the left rear wheel and RR indicating the right rear wheel are appended to the numerical symbol, for example, the wheels 1RL and 1RR are not simply indicated as the wheel 1. Is displayed. The same applies to the suspension devices 14 related to the other wheels 1 and the configuration thereof.
In the present embodiment, the electric damper device 303 (see FIG. 8, 303FL, 303FR, 303RL, A case where the electric damper conversion mechanism 30FL, 30FR, 30RL, 30RR (shown as 303RR) is provided will be described as an example.

(サスペンション装置)
図4に示すように、車両2は車体6に左右一対の車両用サスペンション装置(以下、単にサスペンション装置と称する)14FL,14FR、及びサスペンション装置14RL,14RRを備えている。車体6は、前後左右の上部にサスペンション取付部6a,6a,6a,6aを有している。サスペンション装置14FL,14FR,14RL,14RRは、車両2のフロントサスペンション、又はリヤサスペンションとして採用され、車体6には左右の車輪1FL,1FR,1RL,1RRを懸架する。
(Suspension device)
As shown in FIG. 4, the vehicle 2 includes a vehicle body 6 having a pair of left and right vehicle suspension devices (hereinafter simply referred to as suspension devices) 14FL and 14FR, and suspension devices 14RL and 14RR. The vehicle body 6 has suspension mounting portions 6a, 6a, 6a, 6a on the front, rear, left and right upper portions. The suspension devices 14FL, 14FR, 14RL, and 14RR are employed as a front suspension or a rear suspension of the vehicle 2, and the left and right wheels 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR are suspended from the vehicle body 6.

左のサスペンション装置14RL(14FL)は、例えば、上側のアッパーアーム11及び下側のロアアーム12と、車輪支持部材13と、電動ダンパ変換機構30RL(30FL)とからなる、ダウルウィッシュボーン式サスペンション又はマルチリンク式サスペンションである。   The left suspension device 14RL (14FL) is, for example, a dow wishbone type suspension or multi-unit comprising an upper arm 11 and a lower arm 12, a wheel support member 13, and an electric damper conversion mechanism 30RL (30FL). Link suspension.

アッパーアーム11及びロアアーム12は、車体6の側部に上下スイング可能に連結されている。車輪支持部材13は、車輪1RL(1FL)を回転可能に支持するためのナックルからなり、アッパーアーム11の先端及びロアアーム12の先端部に上下スイング可能に連結されている。左の電動ダンパ変換機構30RL(30FL)は、上部に電動モータ35RL(35FL)を有し、車体6のサスペンション取付部6aと車輪支持部材13の下部との間に掛け渡されて、車輪1RL(1FL)に作用する上下方向の振動を電動モータ35RL(35FL)により減衰させるものである。   The upper arm 11 and the lower arm 12 are connected to a side portion of the vehicle body 6 so as to be able to swing up and down. The wheel support member 13 is composed of a knuckle for rotatably supporting the wheel 1RL (1FL), and is connected to the tip of the upper arm 11 and the tip of the lower arm 12 so as to swing up and down. The left electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) has an electric motor 35RL (35FL) at the upper portion, and is spanned between the suspension mounting portion 6a of the vehicle body 6 and the lower portion of the wheel support member 13, so that the wheels 1RL ( 1FL) is damped by the electric motor 35RL (35FL).

左の電動ダンパ変換機構30RL(30FL)は、図4に示すように、車体6に対して車輪1RL(1FL)が相対的に上下方向に変位するときの変位量St(図示せず)を検出する変位量検出センサ(位置検出手段)80RL(80FL)をそれぞれ有している。   The left electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) detects a displacement St (not shown) when the wheel 1RL (1FL) is displaced in the vertical direction relative to the vehicle body 6, as shown in FIG. Displacement amount detecting sensor (position detecting means) 80RL (80FL).

右のサスペンション装置14RR(14FR)及びそれに備わる電動ダンパ変換機構30RR(30FR)は、それぞれ左のサスペンション装置14RL(14FL)及び電動ダンパ変換機構30RL(30FL)と左右対称である他には同じ構成なので、説明を省略する。
以下、重複する説明を省略するため、左側の電動ダンパ変換機構30RL(30FL)を例に詳細な構成を説明する。
The right suspension device 14RR (14FR) and the electric damper conversion mechanism 30RR (30FR) included in the right suspension device 14RR (14FR) have the same configuration as the left suspension device 14RL (14FL) and the electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) except that they are bilaterally symmetric. The description is omitted.
Hereinafter, in order to omit redundant description, a detailed configuration will be described by taking the left-side electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) as an example.

(コイルスプリング)
図4に示すように、コイルスプリング36は、車輪1RL(1FL)に作用した車体重量を支えつつ、上下方向の振動や衝撃力を吸収する緩衝装置である。図5に示すように、このコイルスプリング36は、電動ダンパ変換機構30RL(30FL)の下部側に配置され、電動モータ35RL(35FL)に対してロッド32により下方向に離れた位置に、ロッド32と同軸に、つまり、後記するダンパハウジング31のロッド部42をコイルスプリング36のコイル内径内方に収容して配置されている。このコイルスプリング36の上端部36aはロッド部42の上方側に固定されたばね座71(図5参照)に、下端部36bはロッド32の下方側の端部32aに固定されたばね座72(図5参照)にそれぞれ、個別に取り付けられている。このコイルスプリング36は、ばね座71とばね座72の間に介在することにより、ダンパハウジング31のロッド部42とロッド32とを、上下軸方向に互いに離反する方向へ付勢する。
(coil spring)
As shown in FIG. 4, the coil spring 36 is a shock absorber that absorbs vibrations and impact forces in the vertical direction while supporting the weight of the vehicle body that has acted on the wheel 1RL (1FL). As shown in FIG. 5, the coil spring 36 is disposed on the lower side of the electric damper conversion mechanism 30RL (30FL), and is disposed at a position separated downward from the electric motor 35RL (35FL) by the rod 32. In other words, the rod portion 42 of the damper housing 31 to be described later is disposed inside the coil inner diameter of the coil spring 36. The upper end 36a of the coil spring 36 is fixed to a spring seat 71 (see FIG. 5) fixed to the upper side of the rod portion 42, and the lower end 36b is a spring seat 72 fixed to the lower end portion 32a of the rod 32 (FIG. 5). Each) is attached individually. The coil spring 36 is interposed between the spring seat 71 and the spring seat 72, thereby biasing the rod portion 42 and the rod 32 of the damper housing 31 in a direction away from each other in the vertical axis direction.

図5に示すようにロッド部42の開放端と、開放端から下方に突出しているロッド32とを覆うダストブーツ37がロッド32の軸方向へ伸縮自在に設けられている。ダストブーツ37は、ダンパハウジング31の内部を外部からシールし、塵埃等異物の侵入防止や、雨水や路面の水が侵入しないようにダンパハウジング31の開口部をシールする。   As shown in FIG. 5, a dust boot 37 covering the open end of the rod portion 42 and the rod 32 protruding downward from the open end is provided so as to be extendable in the axial direction of the rod 32. The dust boot 37 seals the inside of the damper housing 31 from the outside, and seals the opening of the damper housing 31 to prevent intrusion of foreign matters such as dust and prevent rainwater and water on the road surface from entering.

以下に、図5、図6を参照しながら適宜図4を参照して電動ダンパ変換機構30RL(30FL)の詳細な構成を説明する。
《電動ダンパ変換機構》
図5に示すように、電動ダンパ変換機構30RL(30FL)は、主にダンパハウジング31と、ロッド32と、ラックアンドピニオン機構33と、電動モータ35RL(35FL)からなる。
ここで、本実施形態におけるラックアンドピニオン機構33が請求項に記載の変換器機構に対応する。
Hereinafter, the detailed configuration of the electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) will be described with reference to FIGS.
<Electric damper conversion mechanism>
As shown in FIG. 5, the electric damper conversion mechanism 30RL (30FL) mainly includes a damper housing 31, a rod 32, a rack and pinion mechanism 33, and an electric motor 35RL (35FL).
Here, the rack and pinion mechanism 33 in the present embodiment corresponds to the converter mechanism described in the claims.

図5に示すようにダンパハウジング31は、上下方向に細長い略円筒状の部材であって、ラックピニオン部41とロッド部42とからなる。ラックピニオン部41とロッド部42は、互いに同軸に配置されて一端部で、例えば、圧入や溶接接続されて、それぞれの中空部が同軸で連通している。ラックピニオン部41の上端側(他端)は端面部41aを有し、皿状のインシュレータ43と取付ボルト44とを有し、取付ボルト44によってサスペンション取付部6a(図4参照)に固定される。ダンパハウジング31のロッド部42の下端(他端)は、開放されている。   As shown in FIG. 5, the damper housing 31 is a substantially cylindrical member elongated in the vertical direction, and includes a rack and pinion portion 41 and a rod portion 42. The rack and pinion portion 41 and the rod portion 42 are arranged coaxially with each other at one end, for example, press-fitted or welded, and the respective hollow portions communicate coaxially. An upper end side (the other end) of the rack and pinion portion 41 has an end surface portion 41a, has a dish-like insulator 43 and a mounting bolt 44, and is fixed to the suspension mounting portion 6a (see FIG. 4) by the mounting bolt 44. . The lower end (the other end) of the rod portion 42 of the damper housing 31 is open.

ロッド32は、図5に示すようにダンパハウジング31と同軸に配置された細長い丸棒からなり、ダンパハウジング31内に収納され、ラックピニオン部41に収容されたラックアンドピニオン機構33と、ロッド部42内部に配置された滑り軸受45により、上下方向にスライド可能に支持されている。ロッド32は、その下端に環状の連結部47を有する端部32aが、ダンパハウジング31のロッド部42の下端開口から下方側に延び、車輪支持部材13の下部にスイング可能に接続されている。
なお、連結部47は、ロアアーム12にスイング可能に接続されていても良い。
As shown in FIG. 5, the rod 32 is formed of an elongated round bar arranged coaxially with the damper housing 31. The rod 32 is accommodated in the damper housing 31, the rack and pinion mechanism 33 accommodated in the rack and pinion portion 41, and the rod portion. It is supported by a slide bearing 45 disposed inside 42 so as to be slidable in the vertical direction. The rod 32 has an end portion 32 a having an annular connecting portion 47 at its lower end, extends downward from the lower end opening of the rod portion 42 of the damper housing 31, and is swingably connected to the lower portion of the wheel support member 13.
The connecting portion 47 may be swingably connected to the lower arm 12.

また、ラックピニオン部41の端面部41aには、ラバー等の弾性材からなるバンプストッパ48が固定され、ロッド32の上端面がバンプストッパ48に、衝突したとき、その弾性で衝撃を吸収する。   A bump stopper 48 made of an elastic material such as rubber is fixed to the end surface portion 41a of the rack and pinion portion 41, and when the upper end surface of the rod 32 collides with the bump stopper 48, the impact is absorbed by the elasticity.

(ラックアンドピニオン機構)
図6に示すように、電動ダンパ変換機構30RL(30FL)の上部には、そのモータ軸35a(図5参照)が、ロッド32の上部の外周面に設けられたラックギア51の軸方向と略直角をなすように取り付けられている。モータ軸35aにはピニオン軸53が接続され、ピニオン軸53に設けられたピニオンギア52と、前記したラックギア51が、噛み合いラックアンドピニオン機構33を構成している。ラックアンドピニオン機構33は、ラックピニオン部41の内部に収納され、ピニオン軸53はその両端部を、ラックピニオン部41に固定された軸受54,55により回転可能に支持されている。
電動モータ35RL(35FL)は、フランジによりラックピニオン部41に固定されている。
(Rack and pinion mechanism)
As shown in FIG. 6, the motor shaft 35 a (see FIG. 5) is disposed at an upper portion of the electric damper conversion mechanism 30 RL (30 FL) substantially at right angles to the axial direction of the rack gear 51 provided on the outer peripheral surface of the upper portion of the rod 32. It is attached to make. A pinion shaft 53 is connected to the motor shaft 35 a, and the pinion gear 52 provided on the pinion shaft 53 and the rack gear 51 described above constitute a meshing rack and pinion mechanism 33. The rack and pinion mechanism 33 is housed inside the rack and pinion unit 41, and the pinion shaft 53 is rotatably supported at both ends by bearings 54 and 55 fixed to the rack and pinion unit 41.
The electric motor 35RL (35FL) is fixed to the rack and pinion portion 41 by a flange.

ところで、ラックアンドピニオン機構33は、電動モータ35RL(35FL)から大出力を受けるとともに、車輪1RL(1FL)が高速で上下動した場合には、上下動を高速で回転運動に変換する。そのような場合であっても、ラックギア51とピニオンギア52の噛み合い状態は確実に維持される必要がある。そのため、ラックギア51とピニオンギア52の各歯幅は大きく設定される。   By the way, the rack and pinion mechanism 33 receives a large output from the electric motor 35RL (35FL), and converts the vertical movement into a rotational movement at a high speed when the wheel 1RL (1FL) moves up and down at a high speed. Even in such a case, the meshing state of the rack gear 51 and the pinion gear 52 needs to be reliably maintained. Therefore, each tooth width of the rack gear 51 and the pinion gear 52 is set large.

図6に示すように、ラックギア51が設けられたロッド32の背面を、摺動部材61を介してロッドガイド62が押圧し、ラックギア51をピニオンギア52に押し付ける。このピニオンギア52方向へのラックギア51に対する与圧は、調整ボルト64により付勢力を調整された圧縮コイルばね63がロッドガイド62を押圧することによりなされる。   As shown in FIG. 6, the rod guide 62 presses the back surface of the rod 32 provided with the rack gear 51 via the sliding member 61, and presses the rack gear 51 against the pinion gear 52. The pressure applied to the rack gear 51 in the direction of the pinion gear 52 is made when the compression coil spring 63 whose urging force is adjusted by the adjustment bolt 64 presses the rod guide 62.

ロッドガイド62は、ラックギア51の背面側からロッド32を支えるとともに、ロッド32を軸方向にスライド可能に案内する。摺動部材61は、ロッド32とロッドガイド62との間に介在し、ラックギア51の背面側のロッド32の外周面に直接接触して、スライド抵抗を低減する。この摺動部材61は、耐摩耗性を有するとともに摩擦抵抗が小さい材料からなる。ロックナット65は、調整ボルト64の位置決めをした後の緩みを防止するものである。   The rod guide 62 supports the rod 32 from the back side of the rack gear 51 and guides the rod 32 to be slidable in the axial direction. The sliding member 61 is interposed between the rod 32 and the rod guide 62 and directly contacts the outer peripheral surface of the rod 32 on the back side of the rack gear 51 to reduce the sliding resistance. The sliding member 61 is made of a material having wear resistance and low frictional resistance. The lock nut 65 prevents loosening after the adjustment bolt 64 is positioned.

このように、ロッドガイド62によりラックギア51をピニオンギア52方向に押すことにより、ラックギア51とピニオンギア52との噛み合いの遊び(バックラッシュ)をゼロ又は最小限に設定することができ、ロッド32の上下運動が微振動であっても、確実にピニオンギア52の回転に変換することができ、電動モータ35RL(35FL)に応答性良く減衰力を発生させることができる。   Thus, by pushing the rack gear 51 in the direction of the pinion gear 52 by the rod guide 62, the play (backlash) between the rack gear 51 and the pinion gear 52 can be set to zero or the minimum, and the rod 32 Even if the vertical motion is a slight vibration, it can be reliably converted into the rotation of the pinion gear 52, and a damping force can be generated in the electric motor 35RL (35FL) with a good response.

(電動モータ)
電動モータ35RL(35FL)は、例えば、ブラシ付き直流モータからなり、ラックピニオン部41のフランジ部に取り付けられている。電動モータ35のモータ軸35aとピニオン軸53の連結方法としては、例えば、図6に示すようにセレーションによる連結でも良いし、又は、図示せぬカップリングによる弾性的連結でも良い。
(Electric motor)
The electric motor 35RL (35FL) is composed of, for example, a DC motor with a brush, and is attached to the flange portion of the rack and pinion portion 41. As a method of connecting the motor shaft 35a of the electric motor 35 and the pinion shaft 53, for example, connection by serrations as shown in FIG. 6 or elastic connection by coupling (not shown) may be used.

(変位量検出センサ)
次に図7を参照しながら適宜図4を参照して電動ダンパ装置の変位量検出センサの詳細な構成を説明する。図7は変位量検出センサの模式図である。
変位量検出センサ80を個別に区別する必要がある場合は、前記したように数字の符号80の後ろに符号FL,FR,RL,RRを付加するが、その必要がないときは単に変位量検出センサ80と称する。
(Displacement detection sensor)
Next, the detailed configuration of the displacement detection sensor of the electric damper device will be described with reference to FIG. 4 as appropriate with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of a displacement detection sensor.
When it is necessary to individually distinguish the displacement detection sensors 80, the symbols FL, FR, RL, and RR are added after the numerical symbol 80 as described above. This is referred to as sensor 80.

変位量検出センサ80は、例えば、図4に示すようにロアアーム12と車体6との間に掛け渡されたスイングロッド82と車体6側に取り付けられたセンサハウジング81とを有し、ロアアーム12が上下にスイングするスイング角の変位量を検出することによって、車輪1の上下動の変位、つまり、ストロークを間接的に検出する。   The displacement amount detection sensor 80 includes, for example, a swing rod 82 spanned between the lower arm 12 and the vehicle body 6 and a sensor housing 81 attached to the vehicle body 6 as shown in FIG. By detecting the amount of displacement of the swing angle that swings up and down, the displacement of the vertical movement of the wheel 1, that is, the stroke is indirectly detected.

以下、左の変位量検出センサ80FL,80RLについて、詳細に説明する。図7に示すように、変位量検出センサ80は、スイングロッド82の一方の端部82aがロアアーム12(図4参照)に回動可能に接続され、他の端部82bがセンサハウジング81から突出した伝達機構84の軸と回動可能に接続し、伝達機構84がセンサハウジング81内の例えば、ポテンショメータ85に接続されて構成されている。   Hereinafter, the left displacement amount detection sensors 80FL and 80RL will be described in detail. As shown in FIG. 7, in the displacement detection sensor 80, one end 82 a of the swing rod 82 is rotatably connected to the lower arm 12 (see FIG. 4), and the other end 82 b protrudes from the sensor housing 81. The transmission mechanism 84 is connected to the shaft of the transmission mechanism 84 so as to be rotatable, and the transmission mechanism 84 is connected to, for example, a potentiometer 85 in the sensor housing 81.

スイングロッド82自体は、端部82a、端部82b、筒状体の調整管82c、及びロックナット82dから構成されている。図7において調整管82cの端部82a側の内周に雌ねじが切ってあり、調整管82cに端部82aの雄ねじをねじ込んで、一本のスイングロッド82に組み立ててある。スイングロッド82をロアアーム12と伝達機構84とに接続するときに、端部82aを回して長さを調整し、長さ調整が終わったところで、ロックナット82dを調整管82c側に締付けて、スイングロッド82全体の長さを固定する。   The swing rod 82 itself is composed of an end 82a, an end 82b, a cylindrical adjustment pipe 82c, and a lock nut 82d. In FIG. 7, a female thread is cut on the inner periphery of the adjustment tube 82c on the end 82a side, and the male screw of the end 82a is screwed into the adjustment tube 82c so as to be assembled into a single swing rod 82. When the swing rod 82 is connected to the lower arm 12 and the transmission mechanism 84, the length is adjusted by turning the end 82a. When the length adjustment is completed, the lock nut 82d is tightened to the adjustment tube 82c side to The entire length of the rod 82 is fixed.

ポテンショメータ85は、スイングロッド82のスイング角を検出するものである。ポテンショメータ85は、抵抗素子85aと摺動素子85bとからなる。抵抗素子85aの一端は、抵抗器86を介して定電圧電源87に接続されている。抵抗素子85aの他端は、抵抗器88を介してアースに接続されている。摺動素子85bは、スイングロッド82のスイング運動に応じて抵抗素子85a上を摺動可能である。摺動素子85bによって得られた電圧信号(変位量検出センサ80の検出信号)は、出力端子85cから出力される。このようにして、変位量検出センサ80は、図4に示す車輪1の変位量Stをロアアーム12を介して検出することができる。   The potentiometer 85 detects the swing angle of the swing rod 82. The potentiometer 85 includes a resistance element 85a and a sliding element 85b. One end of the resistance element 85 a is connected to a constant voltage power supply 87 through a resistor 86. The other end of the resistance element 85a is connected to the ground via a resistor 88. The sliding element 85b can slide on the resistance element 85a in accordance with the swing motion of the swing rod 82. A voltage signal (detection signal of the displacement detection sensor 80) obtained by the sliding element 85b is output from the output terminal 85c. In this manner, the displacement amount detection sensor 80 can detect the displacement amount St of the wheel 1 shown in FIG. 4 via the lower arm 12.

以上の説明を纏めると、次の通りである(図4〜図7参照)。
サスペンション装置14は、コイルスプリング36のコイル内径の内方側に、同軸に電動ダンパ変換機構30のロッド32及びそれを収納するダンパハウジング31の下部側のロッド部42を収容し、コイルスプリング36の上端部36aを固定するロッド部42に固定されたばね座71よりも上側にラックアンドピニオン機構33や電動モータ35が配置されている。
つまり、電動ダンパ変換機構30の構成部品のうちロッド32のみがコイルスプリング36の「ばね下荷重」に含まれる極めて軽量な構造になっている。
しかも、従来の油圧式ダンパ装置のように、コイルスプリング36のコイル径内方に大径の油圧用ピストンを設ける必要は無いので、コイルスプリング36のコイル径を小さく設定することができ、コイルスプリング36の設計の自由度が高まるとともに、小型化、軽量化を図ることができるとともに車両2の車室を大きくとることができる。
The above description is summarized as follows (see FIGS. 4 to 7).
The suspension device 14 accommodates the rod 32 of the electric damper conversion mechanism 30 and the rod portion 42 on the lower side of the damper housing 31 that accommodates the same on the inner side of the coil inner diameter of the coil spring 36. The rack and pinion mechanism 33 and the electric motor 35 are disposed above the spring seat 71 fixed to the rod portion 42 that fixes the upper end portion 36a.
That is, of the components of the electric damper conversion mechanism 30, only the rod 32 is included in the “unsprung load” of the coil spring 36 and has an extremely lightweight structure.
In addition, unlike the conventional hydraulic damper device, there is no need to provide a large-diameter hydraulic piston inside the coil diameter of the coil spring 36, so that the coil diameter of the coil spring 36 can be set small. The degree of freedom of design of the vehicle 36 can be increased, the size and weight can be reduced, and the compartment of the vehicle 2 can be made larger.

更には、コイルスプリング36によって「ばね上荷重」(車体6を含む)を支えることができるので、電動モータ35は、ダンパ機能、つまり、減衰力を制御するだけで良い。このため、電動モータ35を小出力の小型のものにすることができる。従って、電動ダンパ変換機構30全体を小型軽量化することができる。   Furthermore, since the “spring load” (including the vehicle body 6) can be supported by the coil spring 36, the electric motor 35 only needs to control the damper function, that is, the damping force. For this reason, the electric motor 35 can be made small with a small output. Therefore, the entire electric damper conversion mechanism 30 can be reduced in size and weight.

電動モータ35を小型軽量化することによって、モータ自体の機械的な内部損失や、ロータの慣性による出力損失を小さくすることができる。例えば、ロータの径が小さいほど、ロータの慣性モーメントは小さくなる(慣性モーメントは、ロータ径の二乗に比例する)。従って、電動モータによって減衰力を制御するのに、モータ自体の機械的な内部損失やロータ慣性による影響を極力抑制することができ、車体6に対する車輪1の相対的な上下運動を、応答性良く減衰できるので、車両を安定させるとともに滑らかに収束させることができる。   By reducing the size and weight of the electric motor 35, the mechanical internal loss of the motor itself and the output loss due to the inertia of the rotor can be reduced. For example, the smaller the rotor diameter, the smaller the rotor inertia moment (the moment of inertia is proportional to the square of the rotor diameter). Therefore, when the damping force is controlled by the electric motor, the influence of the mechanical internal loss of the motor itself and the rotor inertia can be suppressed as much as possible, and the relative vertical movement of the wheel 1 with respect to the vehicle body 6 can be controlled with high responsiveness. Since the vehicle can be attenuated, the vehicle can be stabilized and converged smoothly.

更には、車輪1が上下動したときに、電動モータ35は車輪1とともに上下動しないので、電動モータ35の耐久性を高めることができる。   Furthermore, since the electric motor 35 does not move up and down with the wheel 1 when the wheel 1 moves up and down, durability of the electric motor 35 can be improved.

《電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムの制御回路と電動モータ駆動回路》
次に、電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100の制御回路と電動モータ駆動回路について、図8を参照しながら適宜図9、図10を参照して説明する。
本制御回路と電動モータ駆動回路の特徴は、電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100を構成する電動パワーステアリング装置301と電動ダンパ装置303の制御を、故障診断用に別にマイクロコンピュータを設けることはあっても、基本的にマイクロコンピュータ113のCPU一つで行ない、その制御信号に従い電動モータの駆動回路(後記するモータ駆動部106FL,106FR,106RL,106RR,206が相当)が制御される点である。
図8は、電動パワーステアリング・電動ダンパ・の制御回路と電動モータ駆動回路のブロック構成図であり、図9の(a)は電動ダンパ装置の電動モータの駆動回路を構成するブリッジ回路の例としてHブリッジ回路を示す図であり、(b)は電動パワーステアリング装置の電動モータの駆動回路を構成するブリッジ回路の例としてHブリッジ回路を示す図である。
図8に示すように、電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100の制御回路と電動モータの駆動回路とは、バッテリ101と、メインスイッチ102と、メインリレー103と、車速センサ104と、各車輪の変位量検出センサ80(図8中、80FL,80FR,80RL,80RRと表示)と、制御ECU200、各電動ダンパ装置303のモータ駆動部106(図8中、106FL,106FR,106RL,106RRと表示)と、トルクセンサ17とを含んで構成される。
<< Control circuit and electric motor drive circuit for electric power steering, electric damper, system >>
Next, the control circuit and electric motor drive circuit of the electric power steering / electric damper / system 100 will be described with reference to FIGS. 9 and 10 as appropriate with reference to FIG.
The control circuit and the electric motor drive circuit are characterized in that a separate microcomputer is provided for controlling the electric power steering device 301 and electric damper device 303 constituting the electric power steering / electric damper / system 100 for fault diagnosis. However, it is basically performed by one CPU of the microcomputer 113, and the drive circuit of the electric motor (corresponding to motor drive units 106FL, 106FR, 106RL, 106RR, 206 described later) is controlled according to the control signal. .
FIG. 8 is a block configuration diagram of an electric power steering / electric damper / control circuit and an electric motor drive circuit, and FIG. 9 (a) is an example of a bridge circuit constituting an electric motor drive circuit of the electric damper device. It is a figure which shows an H bridge circuit, (b) is a figure which shows an H bridge circuit as an example of the bridge circuit which comprises the drive circuit of the electric motor of an electric power steering apparatus.
As shown in FIG. 8, the control circuit of the electric power steering / electric damper / system 100 and the drive circuit of the electric motor include a battery 101, a main switch 102, a main relay 103, a vehicle speed sensor 104, and each wheel. Displacement detection sensor 80 (shown as 80FL, 80FR, 80RL, 80RR in FIG. 8), control ECU 200, and motor drive unit 106 of each electric damper device 303 (shown as 106FL, 106FR, 106RL, 106RR in FIG. 8) And the torque sensor 17.

メインスイッチ102は、例えば、イグニッションスイッチからなる。メインリレー103は、例えば、バッテリ101に接続された常開接点103aと常開接点103aを閉動作させる励磁コイル103bとからなり、制御ECU200に含まれる後記するマイクロコンピュータ113に制御されて、リレー駆動回路116を介して開閉動作がなされる。   The main switch 102 is composed of, for example, an ignition switch. The main relay 103 includes, for example, a normally open contact 103a connected to the battery 101 and an exciting coil 103b for closing the normally open contact 103a. The main relay 103 is controlled by a microcomputer 113 described later included in the control ECU 200 to drive the relay. Opening and closing operations are performed via the circuit 116.

(制御ECU)
制御ECU200は、各変位量検出センサ(図8中80FL,80FR,80RL,80RRと表示)からの信号にもとづき各電動ダンパ変換機構30の電動モータ35(図8中、35FL,35FR,35RL,35RRと表示)を駆動して、各車輪1(図4参照)の上下動の減衰制御機能と、トルクセンサ17からの信号にもとづき電動モータ4を駆動して補助トルクの出力制御機能と、を有する部分である。制御ECU200は、その他にワンパルス発生回路111、マイクロコンピュータ113、その入力信号用の入力インタフェース回路112、マイクロコンピュータ113からの出力信号用の出力インタフェース回路114、マイクロコンピュータ113の故障検出のためのウォッチドックタイマ回路115、リレー駆動回路116等を含んでいる。
(Control ECU)
The control ECU 200 controls the electric motor 35 (35FL, 35FR, 35RL, and 35RR in FIG. 8) of each electric damper conversion mechanism 30 based on signals from the displacement detection sensors (indicated as 80FL, 80FR, 80RL, and 80RR in FIG. 8). And a function for controlling the attenuation of the vertical movement of each wheel 1 (see FIG. 4), and an output control function for the auxiliary torque by driving the electric motor 4 based on a signal from the torque sensor 17. Part. The control ECU 200 includes a one-pulse generation circuit 111, a microcomputer 113, an input interface circuit 112 for the input signal, an output interface circuit 114 for an output signal from the microcomputer 113, and a watchdog for detecting a failure of the microcomputer 113. A timer circuit 115, a relay drive circuit 116, and the like are included.

ワンパルス発生回路111は、メインスイッチ102がオン操作されたときに1パルスの信号をマイクロコンピュータ113に発するものであり、例えば、微分回路からなる。
入力インタフェース回路112は、変位量検出センサ80のスイング角変化に対応する抵抗変化を電圧に変換するハーフブリッジ回路とアンプ回路やローパスフィルタや車速センサ104からのパルス信号を波形整形するシュミットトリガ回路や後記するモータ電流センサ124(図8中、124FL,124FR,124RL,124RRと表示)、224からの信号を増幅するアンプ回路や、それぞれの信号のノイズを除去するローパスフィルタや、トルクセンサ17からの信号をアナログ電圧信号に変換して増幅する入力インタフェース部112a(図12参照)、AD変換器112b(図12参照)等から構成される。これらの電圧変換、又は増幅されたアナログ信号は、図12に示すように前記したAD変換器112bでデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ113の入力ポートに接続される。又、車速信号のようなパルス状の波形整形された信号は、直接、入力ポートに接続される。
ただし、AD変換器112bは、複数の入力端子を有し、アナログ・マルチプレクサ機能を有している。
なお、入力インタフェース部112aで電圧変換、又は増幅されたアナログ信号はマイクロコンピュータ113の各ADポートへ入力しても良い。この場合は、マイクロコンピュータ113自身が有するアナログ信号をデジタル信号に変換することができる入力ポートの機能を利用できるので、マイクロコンピュータ113に供給される電源は、マイクロコンピュータ113内のAD変換器のそれぞれのポートに同一の電圧を供給する。従って、AD変換時のそれぞれのポートに入力される信号のデジタル変換にばらつきを生じない。
The one-pulse generation circuit 111 generates a one-pulse signal to the microcomputer 113 when the main switch 102 is turned on, and includes, for example, a differentiation circuit.
The input interface circuit 112 includes a half-bridge circuit that converts a resistance change corresponding to a swing angle change of the displacement detection sensor 80 into a voltage, an amplifier circuit, a low-pass filter, a Schmitt trigger circuit that shapes a pulse signal from the vehicle speed sensor 104, A motor current sensor 124 (shown as 124FL, 124FR, 124RL, and 124RR in FIG. 8) described later, an amplifier circuit that amplifies signals from 224, a low-pass filter that removes noise of each signal, and a torque sensor 17 An input interface unit 112a (see FIG. 12) for converting a signal into an analog voltage signal and amplifying the signal, an AD converter 112b (see FIG. 12), and the like are included. These voltage converted or amplified analog signals are converted into digital signals by the AD converter 112b as described above and connected to the input port of the microcomputer 113 as shown in FIG. A pulse-shaped waveform shaped signal such as a vehicle speed signal is directly connected to the input port.
However, the AD converter 112b has a plurality of input terminals and has an analog multiplexer function.
The analog signal that has been voltage-converted or amplified by the input interface unit 112 a may be input to each AD port of the microcomputer 113. In this case, since the function of the input port that can convert the analog signal of the microcomputer 113 itself into a digital signal can be used, the power supplied to the microcomputer 113 is supplied to each AD converter in the microcomputer 113. Supply the same voltage to the other ports. Therefore, there is no variation in digital conversion of signals input to the respective ports during AD conversion.

図8に戻って、ウォッチドックタイマ回路115は、マイクロコンピュータ113から一定周期の信号を受け取り、それを監視し、万が一、マイクロコンピュータ113が故障して一定の周期信号が途絶えたときや信号の周期が乱れたときに、それを検出して、マイクロコンピュータ113に異常信号を発して、マイクロコンピュータ113を停止させ、リレー駆動回路116が停止して、メインリレー103をオフする。
ウォッチドックタイマ回路115は、マイクロコンピュータ113が正常のときは、マイクロコンピュータ113がリレー駆動回路116に制御信号を出してリレー駆動回路116を駆動し、メインリレー103をオンにする。
また、マイクロコンピュータ113は、その他にも自身の故障診断制御フローにより異常状態を検出したときは、リレー駆動回路116を介してメインリレー103をオフにする。
Returning to FIG. 8, the watchdog timer circuit 115 receives a signal having a constant period from the microcomputer 113 and monitors the signal, and if the microcomputer 113 breaks down and the constant period signal is interrupted, or the signal cycle. Is detected, an abnormal signal is sent to the microcomputer 113, the microcomputer 113 is stopped, the relay drive circuit 116 is stopped, and the main relay 103 is turned off.
When the microcomputer 113 is normal, the watchdog timer circuit 115 outputs a control signal to the relay drive circuit 116 to drive the relay drive circuit 116 and turn on the main relay 103.
In addition, the microcomputer 113 turns off the main relay 103 via the relay drive circuit 116 when an abnormal state is detected by its own fault diagnosis control flow.

出力インタフェース回路114からは、マイクロコンピュータ113からの制御信号がリレー駆動回路116に出力されるとともに、ダンパ用の各電動モータ35を制御する制御信号がモータ駆動部106に出力し、パワーステアリング用の電動モータ4を制御する制御信号がモータ駆動部206出力する。   From the output interface circuit 114, a control signal from the microcomputer 113 is output to the relay drive circuit 116, and a control signal for controlling each electric motor 35 for the damper is output to the motor drive unit 106 for power steering. A control signal for controlling the electric motor 4 is output from the motor drive unit 206.

ダンパ用の各モータ駆動部106は、ゲート駆動回路121、ブリッジ回路122、昇圧回路123、及びモータ電流センサ124を含んでいる。
ブリッジ回路122は、図9の(a)に示すように、電動モータ35がブラシ付き直流モータの場合は、例えば、4個のNチャンネルエンハンスメント型のFET(Fieid Effect Transistor:電界効果型トランジスタ)91A,91B,91C,91Dのスイッチング素子をH字状に結線した、いわゆるHブリッジ回路である。
同様に、パワーステアリング用のモータ駆動部206は、ゲート駆動回路221、ブリッジ回路222、昇圧回路223、及びモータ電流センサ224を含んでいる。
ブリッジ回路222は、図9の(b)に示すように、電動モータ4がブラシ付き直流モータの場合は、例えば、4個のNチャンネルエンハンスメント型のFET(Fieid Effect Transistor:電界効果型トランジスタ)291A,291B,291C,291Dのスイッチング素子とをH字状に結線した、いわゆるHブリッジ回路である。
Each motor drive unit 106 for the damper includes a gate drive circuit 121, a bridge circuit 122, a booster circuit 123, and a motor current sensor 124.
As shown in FIG. 9A, when the electric motor 35 is a brushed DC motor, the bridge circuit 122, for example, includes four N-channel enhancement type FETs (Fieid Effect Transistors) 91A. , 91B, 91C, 91D are H-bridge circuits in which switching elements are connected in an H shape.
Similarly, the power steering motor drive unit 206 includes a gate drive circuit 221, a bridge circuit 222, a booster circuit 223, and a motor current sensor 224.
As shown in FIG. 9B, when the electric motor 4 is a brushed DC motor, the bridge circuit 222, for example, includes four N-channel enhancement type FETs (Fieid Effect Transistors) 291A. , 291B, 291C, and 291D switching elements are connected in an H shape to form a so-called H bridge circuit.

次に、電動ダンパ装置のHブリッジ回路における回生発電による減衰力の制御方法について説明する。
図10はダンパ用のHブリッジ回路における4つのFETの制御状態を説明する図であり、(a)は伸び側の回生発電の場合の各FETの制御状態を説明する図であり、(b)は縮み側の回生発電の場合の各FETの制御状態を説明する図である。
本実施形態では、電動モータ35を伸び側、つまり、ロッド32(図5参照)が下方に移動するときに回生発電するモータ電流を「正」、縮み側、つまり、ロッド32が上方に移動するときに回生発電するモータ電流を「負」と定義する。
Next, a method for controlling the damping force by regenerative power generation in the H bridge circuit of the electric damper device will be described.
FIG. 10 is a diagram for explaining the control states of the four FETs in the damper H-bridge circuit. FIG. 10 (a) is a diagram for explaining the control states of the FETs in the case of regenerative power generation on the expansion side. FIG. 6 is a diagram for explaining the control state of each FET in the case of regenerative power generation on the contraction side.
In the present embodiment, when the electric motor 35 is extended, that is, when the rod 32 (see FIG. 5) moves downward, the motor current to be regenerated is “positive”, and on the contraction side, that is, the rod 32 moves upward. The motor current that sometimes generates regenerative power is defined as “negative”.

昇圧回路123は、例えば、トランジスタと抵抗とコンデンサを組み合わせた回路であり、バッテリ101(図8参照)から供給される電力の電圧を約2倍に昇圧してゲート駆動回路121へ供給する。ゲート駆動回路121は、昇圧回路123から供給される高電圧を用い、マイクロコンピュータ113(図8参照)から出力インタフェース回路114(図8参照)を介して受けた制御信号にもとづいてブリッジ回路122の各FET91A〜91Dの内、FET91AとFET91Dのゲート電圧を制御してHブリッジの各FET91A〜91Dのオン、オフ制御を、損失を最小限にして効率良く行なう。
なお、このオン、オフ制御の中には、PWM(Pulse Width Modulation)制御も含まれる。
The booster circuit 123 is, for example, a circuit in which a transistor, a resistor, and a capacitor are combined. The booster circuit 123 boosts the voltage of power supplied from the battery 101 (see FIG. 8) approximately twice and supplies the boosted voltage to the gate drive circuit 121. The gate drive circuit 121 uses the high voltage supplied from the booster circuit 123, and based on the control signal received from the microcomputer 113 (see FIG. 8) via the output interface circuit 114 (see FIG. 8), Of the FETs 91A to 91D, the gate voltages of the FETs 91A and 91D are controlled so that the FETs 91A to 91D of the H bridge are turned on and off efficiently with a minimum loss.
The on / off control includes PWM (Pulse Width Modulation) control.

図10は本ブリッジ回路におけるPWM制御時の電流の流れの一例を説明する図であり、特に電動モータ35に回生発電させるときの電流の流れを示す。(a)は、ロッド32の伸び側(下方)移動するときに電動モータ35に回生発電させて伸び側移動に対して減衰力を働かせさせる場合における、PWM制御時オン状態とオフ状態の電流の流れを示したものであり、(b)は、ロッド32の縮み側(上方)移動するときに電動モータ35に回生発電させて縮み側移動に対して減衰力を働かせさせる場合における、PWM制御時オン状態とオフ状態の電流の流れを示したものである。
伸び側回生発電の場合、(a)に示すように、FET91A,91B,91Cはオフ状態に保たれ、FET91Dは昇圧回路123を介してPWM制御のオン、オフ動作の制御を受ける。PWM制御のオン状態では、実線のように、(図8参照)電動モータ35で発電された電流は、FET91Aの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、FET91Dのドレイン側からソース側に戻り、電動モータ35に戻り、電動モータ35は減衰力を発揮する。PWM制御のオフ状態では、電動モータ35自身のインダクタンスをL、電動モータ35を流れる電流をiとすると、V=Ldi/dtの式にもとづいて、バッテリ電圧よりも充分に高い電圧Vを発生させることにより、アースから入った電流iは、FET91Cの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、電動モータ35を経て、FET91Aの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、最後にバッテリ側に流れ、バッテリ101(図8参照)を充電する。
ここで、前記di/dtのdtが小さければ、即ち、PWMのキャリア周波数を高くすれば、電圧Vはiが小さくてもバッテリ電圧よりも大きくでき、点線のような回生を行うことができる。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a current flow during PWM control in the bridge circuit, and particularly shows a current flow when the electric motor 35 is caused to generate regenerative power. (A) shows the currents in the on state and off state during PWM control when the electric motor 35 regenerates power when the rod 32 moves on the extension side (downward) and applies a damping force to the extension side movement. FIG. 8B shows a flow, and (b) shows the time of PWM control when the electric motor 35 regenerates power when the rod 32 moves on the contraction side (upward) and applies a damping force to the contraction side movement. It shows the current flow in the on and off states.
In the case of the extension side regenerative power generation, as shown in FIG. 5A, the FETs 91A, 91B, 91C are kept in the off state, and the FET 91D is controlled by the PWM control on / off operation via the booster circuit 123. In the ON state of PWM control, as shown by the solid line (see FIG. 8), the current generated by the electric motor 35 flows from the source side to the drain side by a parasitic diode (not shown) of the FET 91A, and from the drain side to the source side of the FET 91D. Returning to the electric motor 35, the electric motor 35 exhibits a damping force. In the PWM control OFF state, if the inductance of the electric motor 35 itself is L and the current flowing through the electric motor 35 is i, a voltage V sufficiently higher than the battery voltage is generated based on the equation V = Ldi / dt. Thus, the current i from the ground flows from the source side to the drain side by the parasitic diode (not shown) of the FET 91C, flows through the electric motor 35, flows from the source side to the drain side by the parasitic diode (not shown) of the FET 91A, and finally the battery The battery 101 (see FIG. 8) is charged.
If the dt of di / dt is small, that is, if the carrier frequency of PWM is increased, the voltage V can be larger than the battery voltage even if i is small, and regeneration such as a dotted line can be performed.

電動モータ35の発生する回生電流と減衰力を制御する方法をもう少し詳しく説明する。電動モータ35が回転しているときに、例えば、図10(a)のようにFET91DをPWM駆動してその他のFET91A,91B,91Cをすべてオフしているとする。このときにPWMをデューティ100%、即ち、FET91Aは自身の寄生ダイオードによりON状態に保たれるので、電動モータ35の端子は事実上短絡されたのと同様になる。このときに流れる電流は図10の(a)に実線で示した流れである。このときに電動モータ35に流れる電流は最大となり仮に10Aとすると、10Aに相当する減衰力を発生する。次に、PWMのデューティを、仮に50%にすると、PWMのデューティ50%のオンのときには、(実際には電動モータ35のインダクタンスLにより、すぐには立ち上がらないが、説明を簡単にするために)おおむね10Aの電流が流れる。PWMのデューティ50%のオフのときは、図10の(a)に点線で示したような電流が流れる。このときはもともと電動モータ35の回生発電の電圧はバッテリ電圧よりも低いので、オンからオフに切り替わった直後は、モータ35のインダクタンスによりモータ端子電圧はバッテリ電圧より高くなり10Aの電流がバッテリに流れるが、時間とともにモータ端子電圧は低くなるので電流は0Aに収束してしまう。この回生発電による電流が10Aから0Aに収束する過程の電流の変化の平均値を仮に3Aとすると、この電流の平均値がバッテリに回生され、充電されることになる。電動モータ35から見れば最初の50%オンの状態の電流値が10A、後の50%オフの状態の電流値が仮に平均で3Aであるから、全体の平均の電流値は6.5Aになる。モータ電流センサ124にはこの平均電流が検出されるので、モータ電流センサ124にて電動モータ35に流れる電流を検知して目標電流になるようにデューティを変えてやれば、即ち、PWMのデューティのオン時間を制御すれば、電動モータ35の減衰力を制御しつつ回生発電を可能とできる。
図10の(a)により伸び側の回生発電の場合の回生電流と減衰力の制御を説明したが、図10の(b)に示す縮み側の回生発電の場合の回生電流と減衰力の制御も同様である。
A method for controlling the regenerative current and damping force generated by the electric motor 35 will be described in a little more detail. Assume that when the electric motor 35 is rotating, for example, as shown in FIG. 10A, the FET 91D is PWM-driven and all other FETs 91A, 91B, 91C are turned off. At this time, the PWM is 100% duty, that is, the FET 91A is kept in the ON state by its own parasitic diode, so that the terminal of the electric motor 35 is practically the same as short-circuited. The current flowing at this time is the flow indicated by the solid line in FIG. At this time, the current flowing through the electric motor 35 becomes maximum, and assuming that it is 10 A, a damping force corresponding to 10 A is generated. Next, if the PWM duty is set to 50%, when the PWM duty is 50% ON (actually, it does not start up immediately due to the inductance L of the electric motor 35, but to simplify the explanation) ) A current of about 10A flows. When the PWM duty is 50% off, a current as shown by a dotted line in FIG. At this time, since the voltage of the regenerative power generation of the electric motor 35 is originally lower than the battery voltage, immediately after switching from on to off, the motor terminal voltage becomes higher than the battery voltage due to the inductance of the motor 35, and a current of 10A flows to the battery. However, since the motor terminal voltage decreases with time, the current converges to 0A. Assuming that the average value of the change in current during the process of the current generated by regenerative power generation from 10 A to 0 A is 3 A, the average value of this current is regenerated in the battery and charged. From the viewpoint of the electric motor 35, the current value in the first 50% on state is 10A, and the current value in the subsequent 50% off state is 3A on average, so the overall average current value is 6.5A. . Since this average current is detected by the motor current sensor 124, if the current flowing through the electric motor 35 is detected by the motor current sensor 124 and the duty is changed so as to become the target current, that is, the duty of the PWM is changed. By controlling the on-time, regenerative power generation can be performed while controlling the damping force of the electric motor 35.
Although the control of the regenerative current and the damping force in the case of the expansion-side regenerative power generation has been described with reference to FIG. 10A, the control of the regenerative current and the damping force in the case of the contraction-side regenerative power generation shown in FIG. Is the same.

縮み側回生発電の場合、図10の(b)に示すように、FETFET91B,91C,91Dはオフ状態に保たれ、FET91Aは昇圧回路123を介してPWM制御のオン、オフ動作の制御を受ける。PWM制御のオン状態では、実線のように、(図8参照)電動モータ35で発電された電流は、FET91Dの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、FET91Aのドレイン側からソース側に戻り、電動モータ35に戻り、電動モータ35は減衰力を発揮する。PWM制御のオフ状態では、前記したV=Ldi/dtの式にもとづいて、バッテリ電圧よりも充分に高い電圧Vを発生させることにより、アースから入った電流はFET91Bの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、電動モータ35を経て、FET91Dの図示しない寄生ダイオードによりソース側からドレイン側に流れ、最後にバッテリ側に流れ、バッテリ101(図8参照)を充電する。
ここで、前記di/dtのdtが小さければ、即ち、PWMのキャリア周波数を高くすれば、Vはiが小さくてもバッテリ電圧よりも大きくでき、点線のような回生を行うことができる。
In the case of contraction-side regenerative power generation, as shown in FIG. 10B, the FETFETs 91B, 91C, and 91D are kept in the off state, and the FET 91A is controlled by the PWM control on / off operation via the booster circuit 123. In the ON state of PWM control, as shown by the solid line (see FIG. 8), the current generated by the electric motor 35 flows from the source side to the drain side by a parasitic diode (not shown) of the FET 91D, and from the drain side to the source side of the FET 91A. Returning to the electric motor 35, the electric motor 35 exhibits a damping force. In the OFF state of PWM control, a voltage V that is sufficiently higher than the battery voltage is generated based on the above-described equation of V = Ldi / dt, so that a current from ground is supplied to the source side by a parasitic diode (not shown) of the FET 91B. Flows from the source side to the drain side, passes through the electric motor 35, flows from the source side to the drain side by a parasitic diode (not shown) of the FET 91D, and finally flows to the battery side to charge the battery 101 (see FIG. 8).
Here, if dt of di / dt is small, that is, if the carrier frequency of PWM is increased, V can be larger than the battery voltage even if i is small, and regeneration such as a dotted line can be performed.

モータ電流センサ124は、例えば、ホール素子や抵抗器からなり、ブリッジ回路122から電動モータ35に実際に供給される駆動電流を検出して検出電流値Id(図8参照)として、制御ECU200(図8参照)へ入力する。   The motor current sensor 124 is composed of, for example, a Hall element or a resistor. The motor current sensor 124 detects a drive current actually supplied from the bridge circuit 122 to the electric motor 35 and uses it as a detected current value Id (see FIG. 8) as a control ECU 200 (FIG. 8).

次に電動パワーステアリング装置のHブリッジ回路における左右転舵時の転舵補助力の制御方法について説明する。
図11はパワーステアリング用のHブリッジ回路における4つのFETの制御状態を説明する図であり、(a)は左側への転舵駆動の場合の各FETの制御状態を説明する図であり、(b)は右側への転舵駆動の場合の各FETの制御状態を説明する図である。
本実施形態では、電動モータ4を左側方向へ転舵駆動するモータ電流を「正」、右側方向へ転舵駆動するモータ電流を「負」と定義する。
Next, a description will be given of a method for controlling the steering assist force during left-right steering in the H-bridge circuit of the electric power steering device.
FIG. 11 is a diagram for explaining the control state of the four FETs in the power steering H-bridge circuit, and FIG. 11 (a) is a diagram for explaining the control state of each FET in the case of steering to the left side. b) is a diagram for explaining the control state of each FET in the case of steering to the right.
In the present embodiment, the motor current that drives the electric motor 4 to turn leftward is defined as “positive”, and the motor current that drives the electric motor 4 to turn rightward is defined as “negative”.

昇圧回路223は、例えば、トランジスタと抵抗とコンデンサを組み合わせた回路であり、バッテリ101(図8参照)から供給される電力の電圧を約2倍に昇圧してゲート駆動回路221へ供給する。ゲート駆動回路221は、昇圧回路223から供給される高電圧を用い、マイクロコンピュータ113(図8参照)から出力インタフェース回路114(図8参照)を介して受けた制御信号にもとづいてブリッジ回路222の各FET291A〜291Dの内、FET291AとFET291Dのゲート電圧を制御してHブリッジの各FET291A〜291Dのオン、オフ制御を、損失を最小限にして効率良く行なう。
なお、このオン、オフ制御の中には、PWM(Pulse Width Modulation)制御も含まれる。
The booster circuit 223 is, for example, a circuit in which a transistor, a resistor, and a capacitor are combined. The booster circuit 223 boosts the voltage of power supplied from the battery 101 (see FIG. 8) approximately twice and supplies the boosted voltage to the gate drive circuit 221. The gate drive circuit 221 uses the high voltage supplied from the booster circuit 223 and based on the control signal received from the microcomputer 113 (see FIG. 8) via the output interface circuit 114 (see FIG. 8). Of the FETs 291A to 291D, the gate voltages of the FETs 291A and 291D are controlled to control the on / off of the FETs 291A to 291D of the H bridge efficiently with a minimum loss.
The on / off control includes PWM (Pulse Width Modulation) control.

図11は本ブリッジ回路222におけるPWM制御時の電流の流れの一例を説明する図であり、(a)は、電動モータ4が前輪1FL,1FRを左側方向に転舵駆動する場合における、PWM制御時オン状態とオフ状態の電流の流れを示したものであり、(b)は、電動モータ4が右側方向に転舵駆動する場合における、PWM制御時オン状態とオフ状態の電流の流れを示したものである。
左側方向への転舵駆動の場合、(a)に示すように、昇圧回路223を介してFET291Aはオン状態に保たれ、FET291B、291Dはオフ状態に保たれ、FET291Cは通常のバッテリ電圧でPWM制御のオン、オフ動作の制御を受ける。PWM制御のオン状態では、実線のように、バッテリ101(図8参照)からの電流は、ブリッジ回路222の入力側から入り、FET291Aのドレイン側からソース側に流れ、電動モータ4を経て、FET291Cのドレイン側からソース側に流れ、最後にアースに流れる。PWM制御のオフ状態では、FET291Aのドレイン側からソース側に流れた電流は、電動モータ4を経た後、FET291Dのソース側からドレイン側に戻り、ブリッジ回路222の入力側に戻る。
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a current flow during PWM control in the bridge circuit 222. FIG. 11A is a PWM control when the electric motor 4 steers the front wheels 1FL and 1FR in the left direction. FIG. 4B shows the current flow in the on state and off state during PWM control when the electric motor 4 is steered in the right direction. It is a thing.
In the case of leftward steering driving, as shown in (a), the FET 291A is kept on via the booster circuit 223, the FETs 291B and 291D are kept off, and the FET 291C is PWMed at a normal battery voltage. Control on / off operation of control. In the ON state of PWM control, as indicated by the solid line, the current from the battery 101 (see FIG. 8) enters from the input side of the bridge circuit 222, flows from the drain side to the source side of the FET 291A, passes through the electric motor 4, and then passes through the FET 291C. Flows from the drain side to the source side, and finally to ground. In the OFF state of the PWM control, the current that flows from the drain side to the source side of the FET 291A passes through the electric motor 4, then returns from the source side to the drain side of the FET 291D, and returns to the input side of the bridge circuit 222.

右側方向への転舵駆動の場合、図11の(b)に示すように、FET291A、291Cはオフ状態に保たれ、昇圧回路223を介してFET291Dはオン状態に保たれ、FET291Bは通常のバッテリ電圧でPWM制御のオン、オフ動作の制御を受ける。PWM制御のオン状態では、実線のように、バッテリ101(図8参照)からの電流は、ブリッジ回路222の入力側から入り、FET291Dのドレイン側からソース側に流れ、電動モータ4を(a)とは逆方向に経て、FET291Bのドレイン側からソース側に流れ、最後にアースに流れる。PWM制御のオフ状態では、FET291Dのドレイン側からソース側に流れた電流は、電動モータ4を経た後、FET291Aのソース側からドレイン側に戻り、ブリッジ回路222の入力側に戻る。   In the case of rightward steering driving, as shown in FIG. 11B, the FETs 291A and 291C are kept off, the FET 291D is kept on via the booster circuit 223, and the FET 291B is a normal battery. The voltage is controlled to turn on / off the PWM control. In the ON state of PWM control, as indicated by the solid line, the current from the battery 101 (see FIG. 8) enters from the input side of the bridge circuit 222 and flows from the drain side to the source side of the FET 291D, and the electric motor 4 is passed through (a). In the opposite direction, the current flows from the drain side to the source side of the FET 291B, and finally flows to the ground. In the OFF state of the PWM control, the current flowing from the drain side to the source side of the FET 291D passes through the electric motor 4 and then returns from the source side to the drain side of the FET 291A and returns to the input side of the bridge circuit 222.

(マイクロコンピュータにおける電動パワーステアリングと電動ダンパの制御機能)
次に図12から図18を参照しながら適宜図3、図8を参照してマイクロコンピュータにおける制御機能について説明する。
図12は、電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100の制御機能ブロック図である。
マイクロコンピュータ113(図8参照)は、図示しないROM,RAM,フラッシュメモリ等のメモリ、CPU、AD変換器等から構成されており、電動パワーステアリング装置301に含まれる電動モータ4の制御や、電動ダンパ装置303FL,303FR,303RL,303RRそれぞれに含まれる電動ダンパ変換機構30FL,30FR,30RL,30RRの制御は、前記ROMに格納されたプログラムや、フラッシュメモリに格納された各種データを用いてCPUにおいて図8の制御部210として示した機能が実行される。
ここで制御部210が請求項に記載のマイクロコンピュータに対応する。
(Control function of electric power steering and electric damper in microcomputer)
Next, control functions in the microcomputer will be described with reference to FIGS. 3 and 8 as appropriate with reference to FIGS.
FIG. 12 is a control function block diagram of the electric power steering / electric damper system 100.
The microcomputer 113 (see FIG. 8) includes a memory such as a ROM, a RAM, and a flash memory (not shown), a CPU, an AD converter, and the like. The microcomputer 113 controls the electric motor 4 included in the electric power steering device 301 and performs electric operation. The electric damper conversion mechanisms 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR included in the damper devices 303FL, 303FR, 303RL, and 303RR are controlled by the CPU using a program stored in the ROM and various data stored in the flash memory. The function shown as the control unit 210 in FIG. 8 is executed.
Here, the control unit 210 corresponds to the microcomputer described in the claims.

図12に示すように、各種のセンサ(トルクセンサ17、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RR、モータ電流センサ124FL,124FR,124RL,124RR、モータ電流センサ224)からの信号が入力インタフェース回路112に入力される。これらの入力信号の内アナログ信号は、必要に応じて入力インタフェース回路112の入力インターフェース部112aに変換回路を設けて電圧信号に変換し、AD変換器112bでデジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ113のCPUに入力される。
例えば、図3に示されたトルクセンサ17の検出コイル17c,17dからの信号VT1,VT2は、図12に示すように入力インタフェース部112aに入力されて、そこで変換回路231,232(図3参照)でアナログ電圧に変換され、更に差動増幅回路233(図3参照)において増幅されて、AD変換器112bを介して御部210に入力される。
車速センサ104からのパルス信号はそのままCPUに入力される。
As shown in FIG. 12, signals from various sensors (torque sensor 17, displacement amount detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, 80RR, motor current sensors 124FL, 124FR, 124RL, 124RR, motor current sensor 224) are input interface circuits. 112 is input. Among these input signals, an analog signal is converted into a voltage signal by providing a conversion circuit in the input interface unit 112a of the input interface circuit 112 as necessary, and converted into a digital signal by the AD converter 112b. To the CPU.
For example, the signals VT1 and VT2 from the detection coils 17c and 17d of the torque sensor 17 shown in FIG. 3 are input to the input interface unit 112a as shown in FIG. 12, where there are conversion circuits 231 and 232 (see FIG. 3). ) Is converted into an analog voltage, further amplified in the differential amplifier circuit 233 (see FIG. 3), and input to the control unit 210 via the AD converter 112b.
The pulse signal from the vehicle speed sensor 104 is directly input to the CPU.

制御部210は、ソフト的にトルクセンサ17、車速センサ104、変位量検出センサ80(図12中、80FL,80FR,80RL,80RRで表示)等の故障を検出して、いずれかでも故障の検出をしたときには、異常信号をリレー駆動回路116に出力して電動パワーステアリング装置301及び全電動ダンパ装置303の制御を停止させる故障診断部201を有している。
故障診断部201におけるトルクセンサ17や車速センサ104や変位量検出センサ80の故障判定は、例えば、正常時には検出電圧信号が所定の範囲に入るように設定しておいて、トルクセンサ17、車速センサ104、変位量検出センサ80からの信号が所定の範囲に入らない場合を故障と判定する。
The control unit 210 detects a failure such as the torque sensor 17, the vehicle speed sensor 104, and the displacement detection sensor 80 (indicated by 80FL, 80FR, 80RL, and 80RR in FIG. 12) and detects any failure. When the operation is performed, the failure diagnosis unit 201 is provided that outputs an abnormal signal to the relay drive circuit 116 to stop the control of the electric power steering device 301 and the all electric damper device 303.
The failure determination of the torque sensor 17, the vehicle speed sensor 104, and the displacement amount detection sensor 80 in the failure diagnosis unit 201 is, for example, set so that the detection voltage signal falls within a predetermined range when normal, and the torque sensor 17, vehicle speed sensor 104, the case where the signal from the displacement detection sensor 80 does not fall within the predetermined range is determined as a failure.

そして、制御部210は、ダンパ制御部202、電動パワーステアリング制御部205、ダンパ用の駆動回路出力部207及びパワーステアリング用の駆動回路出力部209を有している。
ここで、電動パワーステアリング制御部205と駆動回路出力部209は請求項に記載の電動パワーステアリング制御手段を構成し、ダンパ制御部202と駆動回路出力部207は請求項に記載の電動ダンパ制御手段を構成する。
ダンパ制御部202は、具体的には個々の電動モータ35FL,35FR,35RL,35RRを制御するために設けられている4つのダンパ制御部202A,202B,202C,202Dに対する総称であり、同様に駆動回路出力部207も個々の電動モータ35FL,35FR,35RL,35RRのモータ駆動部106FL,106FR,106RL,106RRへそれぞれのゲート制御信号を出力する4つの駆動回路出力部207A,207B,207C,207Dの総称である。
The control unit 210 includes a damper control unit 202, an electric power steering control unit 205, a damper drive circuit output unit 207, and a power steering drive circuit output unit 209.
Here, the electric power steering control unit 205 and the drive circuit output unit 209 constitute the electric power steering control unit described in the claims, and the damper control unit 202 and the drive circuit output unit 207 include the electric damper control unit described in the claims. Configure.
Specifically, the damper control unit 202 is a generic name for the four damper control units 202A, 202B, 202C, and 202D provided to control the individual electric motors 35FL, 35FR, 35RL, and 35RR, and is similarly driven. The circuit output unit 207 also includes four drive circuit output units 207A, 207B, 207C, and 207D that output respective gate control signals to the motor drive units 106FL, 106FR, 106RL, and 106RR of the individual electric motors 35FL, 35FR, 35RL, and 35RR. It is a generic name.

(全体の制御フロー)
次に図13を参照しながら、適宜図8、図12を参照して、電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムにおける全体の制御フローについてに説明する。
図13は電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムにおける全体制御のメインフローチャートである。
車両2の、例えば、メインスイッチ102、例えば、キースイッチを回してオンにすると、制御ECU200にバッテリ101からの電源電圧が供給される。そうするとこの電源投入を制御ECU200内のワンパルス発生回路111が検出してマイクロコンピュータ113をリセットして、このマイクロコンピュータ113に予め設定されたプログラムが、図示しない水晶発振器からのクロック信号に同期して動作を始める。
(Overall control flow)
Next, the entire control flow in the electric power steering / electric damper / system will be described with reference to FIG. 13 and FIG. 8 and FIG. 12 as appropriate.
FIG. 13 is a main flowchart of overall control in the electric power steering / electric damper / system.
When the vehicle 2, for example, a main switch 102, for example, a key switch is turned on, the power supply voltage from the battery 101 is supplied to the control ECU 200. Then, the one-pulse generation circuit 111 in the control ECU 200 detects this power-on, resets the microcomputer 113, and a program preset in the microcomputer 113 operates in synchronization with a clock signal from a crystal oscillator (not shown). Begin.

以下は、制御部210(図12参照)における処理である。
先ずステップS01(各センサ信号読込)では、トルクセンサ17、変位量検出センサ80(図12中、80FL,80FR,80RL,80RRと表示)、車速センサ104、モータ電流センサ124(図12中、124FL,124FR,124RL,124RRと表示)、224からの信号等が読み込まれる。
The following is processing in the control unit 210 (see FIG. 12).
First, in step S01 (each sensor signal reading), the torque sensor 17, the displacement detection sensor 80 (shown as 80FL, 80FR, 80RL, and 80RR in FIG. 12), the vehicle speed sensor 104, and the motor current sensor 124 (124FL in FIG. 12). , 124FR, 124RL, and 124RR), signals from 224 are read.

そして、ステップS02(故障診断)では、故障診断部201は、ステップS01で読み込んだ信号の故障診断を実施する。トルクセンサ17や変位量検出センサ80の故障診断は、例えば、正常時には検出電圧が所定の範囲に入るように設定しておいて、それが所定の範囲から外れると故障と診断する。また、車速センサ104は、図示されないエンジン回転数センサからの信号を入力し車速を推定して、比較し所定の範囲を外れて異常であれば故障と診断する。この結果、故障と診断されれば、前記のメインリレー103をリレー駆動回路116を介してオフして、電源供給を遮断する。各センサの信号が正常であれば次のステップS03に進む。   In step S02 (failure diagnosis), the failure diagnosis unit 201 performs failure diagnosis of the signal read in step S01. In the failure diagnosis of the torque sensor 17 and the displacement detection sensor 80, for example, the detection voltage is set so as to be within a predetermined range when it is normal, and if it is out of the predetermined range, a failure is diagnosed. The vehicle speed sensor 104 receives a signal from an engine speed sensor (not shown), estimates the vehicle speed, compares it, and diagnoses a failure if it is out of a predetermined range and abnormal. As a result, if a failure is diagnosed, the main relay 103 is turned off via the relay drive circuit 116 to cut off the power supply. If the signal of each sensor is normal, the process proceeds to the next step S03.

ステップS03(電動パワーステアリングのモータ制御量の計算とFET駆動)では、電動パワーステアリング制御部205が、トルクセンサ17、車速センサ104等の信号にもとづいて前記した電動パワーステアリング装置301の制御に必要な補助トルクを出力させるに必要なモータ電流信号を電動モータ4に対する制御量として計算し、その結果にもとづいてブリッジ回路222の各EFT291A〜291Dを駆動する。
ステップS04(電動ダンパのモータ制御量の計算とFET駆動)では、ダンパ制御部202が、変位量検出センサ80の信号にもとづいて前記したダンパ制御に必要な減衰力を電動モータ35に対する制御量として計算し、その結果にもとづいてブリッジ回路122の各EFT91A〜91Dを駆動する。
そしてステップS01に戻る。
なお、このメインフローチャートでは、各ステップをシーケンシャルで行なうように記載してあるが、各ステップを並行に処理しても良い。その場合、ダンパ制御は高速性が要求されるので、マイクロコンピュータ113はマルチコアタイプのCPUを用いると良い。
In step S03 (calculation of motor control amount of electric power steering and FET driving), the electric power steering control unit 205 is necessary for controlling the electric power steering device 301 based on signals from the torque sensor 17, the vehicle speed sensor 104, and the like. A motor current signal necessary to output a proper auxiliary torque is calculated as a control amount for the electric motor 4, and each EFT 291A to 291D of the bridge circuit 222 is driven based on the result.
In step S04 (calculation of the motor control amount of the electric damper and FET driving), the damper control unit 202 uses the damping force necessary for the damper control as a control amount for the electric motor 35 based on the signal of the displacement detection sensor 80. The EFT 91A to 91D of the bridge circuit 122 is driven based on the calculation result.
Then, the process returns to step S01.
In the main flowchart, each step is described as being performed sequentially, but each step may be processed in parallel. In that case, since the damper control requires high speed, the microcomputer 113 is preferably a multi-core type CPU.

次に、図14から図16を参照しながら適宜図3、図11を参照して電動パワーステアリング制御部205及び駆動回路出力部209における電動モータ4の駆動制御の流れを説明する。
図14はパワーステアリング用の電動モータを駆動制御する流れを示すフローチャートである。図15はトルク検出電圧と操舵トルクとの関係を示す図である。図16の(a)は、操舵トルクTsの絶対値とパワーステアリング用の電動モータのモータ電流の目標値(モータ電流信号Ma)との関係図であり、図16の(b)は、図16の(a)で求めたモータ電流信号Maに乗じる車速係数Kavの関数を示す図である。
図16の(a)から分かるように操舵トルクTsの増大に応じて、電動モータ4へのモータ電流の目標値を増大させ、所定以上の操舵トルクTsに対しては、それ以上モータ電流の目標値を増大させないで一定にする。
また、図16の(b)から分かるように車速VSが所定値以上になると車速VSに応じて車速係数Kavを減じて、高速走行時に路面反力を運転者により強く伝え、操向ハンドル3の操作感をしっかりしたものにするようにしてある。
ちなみに、図16の(a),(b)のデータは、マイクロコンピュータ113のROMに予め書き込まれている。
図15において横軸は操舵トルクTsを示し、縦軸は差動増幅回路233(図3参照)から出力されるトルク検出電圧VT3を示す。ちなみに、図15中のVT1,VT2を付した直線は、検出コイル17c,17d(図3参照)からの信号VT1,VT2がそれぞれ変換回路231,232(図3参照)においてアナログ電圧信号に変換された後のトルク検出電圧に対応し、それらが差動増幅回路233に入力されて、トルク検出電圧VT3、つまり、トルク検出信号となる。
ここでは、説明を簡単化するために、トルクセンサ17からのトルク検出電圧VT3と、車速センサ104からの車速VSを示す信号と、にもとづく基本的な電動パワーステアリング制御について説明する。
Next, the flow of drive control of the electric motor 4 in the electric power steering control unit 205 and the drive circuit output unit 209 will be described with reference to FIGS. 3 and 11 as appropriate with reference to FIGS.
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of drive control of the electric motor for power steering. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the torque detection voltage and the steering torque. 16A is a relationship diagram between the absolute value of the steering torque Ts and the target value (motor current signal Ma) of the motor current of the electric motor for power steering, and FIG. 16B is a diagram of FIG. It is a figure which shows the function of the vehicle speed coefficient Kav multiplied by the motor current signal Ma calculated | required by (a) of (a).
As can be seen from FIG. 16 (a), the target value of the motor current to the electric motor 4 is increased in accordance with the increase of the steering torque Ts. Keep the value constant without increasing it.
Further, as can be seen from FIG. 16B, when the vehicle speed VS becomes equal to or higher than a predetermined value, the vehicle speed coefficient Kav is reduced according to the vehicle speed VS, and the road surface reaction force is strongly transmitted to the driver during high speed traveling, and the steering handle 3 The feeling of operation is made solid.
Incidentally, the data shown in FIGS. 16A and 16B are written in advance in the ROM of the microcomputer 113.
In FIG. 15, the horizontal axis indicates the steering torque Ts, and the vertical axis indicates the torque detection voltage VT3 output from the differential amplifier circuit 233 (see FIG. 3). Incidentally, in the straight lines with VT1 and VT2 in FIG. 15, the signals VT1 and VT2 from the detection coils 17c and 17d (see FIG. 3) are converted into analog voltage signals in the conversion circuits 231 and 232 (see FIG. 3), respectively. Corresponding to the torque detection voltage after that, they are input to the differential amplifier circuit 233, and become the torque detection voltage VT3, that is, the torque detection signal.
Here, in order to simplify the description, basic electric power steering control based on the torque detection voltage VT3 from the torque sensor 17 and the signal indicating the vehicle speed VS from the vehicle speed sensor 104 will be described.

先ず、ステップS11では、電動パワーステアリング制御部205は、操舵トルクTsの作用方向と大きさを算出する。差動増幅回路233からのトルク検出電圧VT3(図15参照)に対して、Ts=VT3−2.5の計算を行い、操舵トルクTsを算出する。ステップS12では、電動パワーステアリング制御部205は、操舵トルクTsが0以上か否かをチェックする。操舵トルクTsが0以上の場合(Yes)はステップS13へ進み、操舵トルクTs=Tsとし、IFLAG=0とする(ステップS13)。ここで、操舵トルクTsが0以上の場合は、操舵トルクの作用方向を中立又は左転舵と判定し、転舵方向を示すフラグIFLAGの値を0とするものである。ステップS12において、操舵トルクTsが0未満の場合(No)はステップS14へ進み、操舵トルクTs=−Tsとし、IFLAG=1とする。ここで、操舵トルクTsが0未満の場合は、操舵トルクの作用方向を右転舵と判定し、転舵方向を示すフラグIFLAGの値を1とするものである。   First, in step S11, the electric power steering control unit 205 calculates the direction and magnitude of the steering torque Ts. For the torque detection voltage VT3 (see FIG. 15) from the differential amplifier circuit 233, Ts = VT3-2.5 is calculated to calculate the steering torque Ts. In step S12, the electric power steering control unit 205 checks whether the steering torque Ts is 0 or more. When the steering torque Ts is 0 or more (Yes), the process proceeds to step S13, where the steering torque Ts = Ts and IFLAG = 0 (step S13). Here, when the steering torque Ts is equal to or greater than 0, it is determined that the direction of operation of the steering torque is neutral or left-turning, and the value of the flag IFLAG indicating the turning direction is set to zero. In step S12, when the steering torque Ts is less than 0 (No), the process proceeds to step S14, where the steering torque Ts = −Ts and IFLAG = 1. Here, when the steering torque Ts is less than 0, the action direction of the steering torque is determined to be right turning, and the value of the flag IFLAG indicating the turning direction is set to 1.

ステップS15では、電動パワーステアリング制御部205は、図16の(a)に示すデータを参照して、操舵トルクTsにもとづいてモータ電流信号Maを検索する。ステップS16では、電動パワーステアリング制御部205は、図16の(b)に示すデータを参照して車速VSに応じた車速係数Kavを検索する。   In step S15, the electric power steering control unit 205 searches the motor current signal Ma based on the steering torque Ts with reference to the data shown in FIG. In step S16, the electric power steering control unit 205 searches the vehicle speed coefficient Kav corresponding to the vehicle speed VS with reference to the data shown in FIG.

ステップS17では、電動パワーステアリング制御部205は、ステップS15において求められたモータ電流信号MaにステップS16において求められた車速係数Kavを乗じて(Ma=Kav・Ma)、モータ電流信号Maを設定する。   In step S17, the electric power steering control unit 205 sets the motor current signal Ma by multiplying the motor current signal Ma obtained in step S15 by the vehicle speed coefficient Kav obtained in step S16 (Ma = Kav · Ma). .

ステップS18では、駆動回路出力部209は、モータ電流信号Maの値が0か否かと、モータ電流信号Maの値が0でないときIFLAG=0か否かをチェックする(Ma≠0?、IFLAG=0?)。Ma≠0でかつIFLAG=0の場合はステップS19へ進み、Ma≠0でかつIFLAG=1の場合はステップS20へ進み、Ma=0の場合はステップS21へ進む。   In step S18, the drive circuit output unit 209 checks whether or not the value of the motor current signal Ma is 0 and whether or not IFLAG_0 when the value of the motor current signal Ma is not 0 (Ma ≠ 0 ?, IFLAG = 0?) If Ma ≠ 0 and IFLAG = 0, the process proceeds to step S19. If Ma ≠ 0 and IFLAG = 1, the process proceeds to step S20. If Ma = 0, the process proceeds to step S21.

ステップS19では、駆動回路出力部209は、操舵トルクTsの作用方向が左側方向への転舵と判定して、図11の(a)に示すようにブリッジ回路222のFET291Aをオン、FET291Cをモータ電流信号Maにもとづいたデューティ比でPWM駆動し、FET291B,291Dをオフとする指令をモータ駆動部206に出力し、モータ電流センサ224からの検出電流値Is(図12参照)がモータ電流信号Maと一致するようにPID制御する。   In step S19, the drive circuit output unit 209 determines that the operation direction of the steering torque Ts is turning leftward, and turns on the FET 291A of the bridge circuit 222 and turns on the FET 291C as shown in FIG. PWM driving is performed at a duty ratio based on the current signal Ma, a command to turn off the FETs 291B and 291D is output to the motor driving unit 206, and the detected current value Is (see FIG. 12) from the motor current sensor 224 is the motor current signal Ma. PID control is performed so as to match.

ステップS20では、駆動回路出力部209は、操舵トルクTsの作用方向が右側方向への転舵と判定して、図11の(b)に示すようにブリッジ回路222のFET291Dをオン、FET291Bをモータ電流信号Maにもとづいたデューティ比でPWM駆動し、FET291A,291Cをオフとする指令をモータ駆動部206に出力し、モータ電流センサ224からの検出電流値Is(図12参照)がモータ電流信号Maと一致するようにPID制御する。
ステップS21では、駆動回路出力部209は、ブリッジ回路222のFET291A〜291Dの全てをオフとし、補助トルクを出力させない。
ステップS19,S20,S21の後、全体フローチャートのステップS04に戻る。
なお、このフローーチャートでは、操舵トルクTsと車速VSのみでモータ電流信号Maを設定するものとしたがそれに限定されるものではない。電動モータ4の誘起電圧から電動モータ4の回転角速度を演算して求めて、この回転角速度に応じて操舵補助力のダンピング補償を行なっても良い。
In step S20, the drive circuit output unit 209 determines that the action direction of the steering torque Ts is turning to the right, turns on the FET 291D of the bridge circuit 222, and turns on the FET 291B as shown in FIG. PWM driving is performed at a duty ratio based on the current signal Ma, a command to turn off the FETs 291A and 291C is output to the motor driving unit 206, and the detected current value Is (see FIG. 12) from the motor current sensor 224 is the motor current signal Ma. PID control is performed so as to match.
In step S <b> 21, the drive circuit output unit 209 turns off all the FETs 291 </ b> A to 291 </ b> D of the bridge circuit 222 and does not output auxiliary torque.
After steps S19, S20, and S21, the process returns to step S04 in the overall flowchart.
In this flowchart, the motor current signal Ma is set only by the steering torque Ts and the vehicle speed VS, but the present invention is not limited to this. The rotational angular velocity of the electric motor 4 may be calculated from the induced voltage of the electric motor 4 and the steering assist force damping compensation may be performed according to the rotational angular velocity.

次に、図17、図18を参照しながら適宜図10、図12を参照してダンパ制御部202及び駆動回路出力部207における電動モータ35に発生させる減衰力の制御の流れを説明する。
図17はダンパ用の電動モータによる減衰力制御の流れを示すフローチャートである。ここでは代表的に一つの電動モータ35に対する、ダンパ制御部202(図12参照)及び駆動回路出力部207(図12参照)における減衰力の制御について説明する。
図18の(a)は、変位速度Svの絶対値とダンパ用の電動モータの制御目標値である伸び側減衰力Deのとの関係図であり、図18の(b)は、変位速度Svの絶対値とダンパ用の電動モータの制御目標値である縮み側減衰力Dcとの関係図であり、図18の(c)は、伸び側減衰力De及び縮み側減衰力Dcに乗じる車速係数Kdvの関数を示す図である。
図18の(a)から分かるように伸び側の変位速度Svの絶対値の増大に応じて、電動モータ35の伸び側減衰力Deのを増大させるが、変位速度Svの絶対値の増加に対する伸び側減衰力Deの増加の割合(傾き)は、変位速度Svの絶対値によって変化させ、変位速度Svの絶対値が大きい側の傾きを、0を含む所定の変位速度Svの絶対値の範囲における傾きよりも小さくするように設定している。
Next, the flow of control of the damping force generated in the electric motor 35 in the damper control unit 202 and the drive circuit output unit 207 will be described with reference to FIGS. 10 and 12 as appropriate with reference to FIGS.
FIG. 17 is a flowchart showing the flow of damping force control by the damper electric motor. Here, the damping force control in the damper control unit 202 (see FIG. 12) and the drive circuit output unit 207 (see FIG. 12) for one electric motor 35 will be typically described.
18A is a relationship diagram between the absolute value of the displacement speed Sv and the extension side damping force De that is the control target value of the electric motor for damper, and FIG. 18B is the displacement speed Sv. FIG. 18C is a relationship diagram between the absolute value of D and the contraction-side damping force Dc that is the control target value of the damper electric motor. FIG. 18C is a vehicle speed coefficient multiplied by the expansion-side damping force De and the compression-side damping force Dc. It is a figure which shows the function of Kdv.
As can be seen from FIG. 18A, the elongation-side damping force De of the electric motor 35 is increased in accordance with the increase in the absolute value of the extension-side displacement speed Sv, but the elongation with respect to the increase in the absolute value of the displacement speed Sv is increased. The rate of increase (inclination) of the side damping force De is changed depending on the absolute value of the displacement speed Sv, and the inclination on the side where the absolute value of the displacement speed Sv is large is within the range of the absolute value of the predetermined displacement speed Sv including zero. It is set to be smaller than the inclination.

また、図18の(b)から分かるように縮み側の変位速度Svの絶対値の増大に応じて、電動モータ35の縮み側減衰力Deを増大させるが、変位速度Svの絶対値の増加に対する縮み側減衰力Deの増加の割合(傾き)は、変位速度Svの絶対値によって変化させ、変位速度Svの絶対値が大きい側の傾きを、0を含む所定の変位速度Svの絶対値の範囲における傾きよりも小さくするように設定している。そして、同じ変位速度Svの絶対値に対して、縮み側の減衰力Dcの方が伸び側の減衰力Deよりも小さく設定してある。
ここで、図18の(a),(b)において「伸び側減衰力De」、「縮み側減衰力Dc」と表示しているが、具体的には電動モータ35に回生発電させて発生させる電流値の目標値のことであり、伸び側も縮み側の場合もまとめて回生発電時に発生させる目標電流値のことを「目標減衰力Dt」と表記する。
Further, as can be seen from FIG. 18B, the contraction-side damping force De of the electric motor 35 is increased in accordance with the increase in the absolute value of the contraction-side displacement speed Sv. The rate of increase (inclination) of the compression-side damping force De is changed according to the absolute value of the displacement speed Sv, and the inclination on the side where the absolute value of the displacement speed Sv is large is within the range of the absolute value of the predetermined displacement speed Sv including zero It is set to be smaller than the inclination at. The contraction-side damping force Dc is set smaller than the expansion-side damping force De with respect to the same absolute value of the displacement speed Sv.
Here, in FIGS. 18A and 18B, “extension-side damping force De” and “contraction-side damping force Dc” are displayed. Specifically, the electric motor 35 is generated by regenerative power generation. This is the target value of the current value, and the target current value generated during regenerative power generation is collectively expressed as “target damping force Dt” in both cases of the expansion side and the contraction side.

また、図18の(c)から分かるように、車速係数Kdvは、車速VSが所定値までの範囲では、車速VSに応じて増加し、車速VSは所定値以上では一定値に設定されるようにしてある。
ちなみに、図18の(a),(b),(c)のデータは、マイクロコンピュータ113のROMに予め書き込まれている。
Further, as can be seen from FIG. 18 (c), the vehicle speed coefficient Kdv increases according to the vehicle speed VS when the vehicle speed VS is up to a predetermined value, and is set to a constant value when the vehicle speed VS is equal to or higher than the predetermined value. It is.
Incidentally, the data of (a), (b), and (c) of FIG. 18 are written in advance in the ROM of the microcomputer 113.

先ず、ステップS51では、ダンパ制御部202は、変位量検出センサ80からの変位量Stの時間微分である変位速度Svの計算をする。次いで、ステップS52では、ダンパ制御部202は、変位速度Svの正負の符号にもとづいて、変位方向が伸び側か縮み側かを判定する。伸び側の場合はステップS53へ進み、縮み側の場合はステップS55へ進む。
ちなみに、変位速度Svが正の場合は変位方向が伸び側と判定され、変位速度Svが負の場合は変位方向が縮み側と判定される。
ステップS53では、ダンパ制御部202は、図18の(a)に示すようなデータを参照して変位速度|Sv|にもとづいて伸び側減衰力Deを検索する。次いで、ステップS54では、ダンパ制御部202は、目標減衰力Dt=Deとする。
ステップS55では、ダンパ制御部202は、図18の(b)に示すようなデータを参照して変位速度|Sv|にもとづいて縮み側減衰力Deを検索する。次いで、ステップS56では、ダンパ制御部202は、目標減衰力Dt=−Dcとする。
ここで、ステップS54では、目標減衰力Dtを正値とし、ステップS56では目標減衰力Dtを負値とするのは、後段のステップS59において伸び側減衰力と縮み側減衰力との判定を可能とするためである。
First, in step S51, the damper control unit 202 calculates a displacement speed Sv that is a time derivative of the displacement St from the displacement detection sensor 80. Next, in step S52, the damper control unit 202 determines whether the displacement direction is the expansion side or the contraction side based on the sign of the displacement speed Sv. In the case of the expansion side, the process proceeds to step S53, and in the case of the contraction side, the process proceeds to step S55.
Incidentally, when the displacement speed Sv is positive, the displacement direction is determined to be the expansion side, and when the displacement speed Sv is negative, the displacement direction is determined to be the contraction side.
In step S53, the damper control unit 202 searches for the expansion side damping force De based on the displacement speed | Sv | with reference to data as shown in FIG. Next, in step S54, the damper control unit 202 sets the target damping force Dt = De.
In step S55, the damper control unit 202 searches the contraction-side damping force De based on the displacement speed | Sv | with reference to data as shown in FIG. Next, in step S56, the damper control unit 202 sets the target damping force Dt = −Dc.
Here, in step S54, the target damping force Dt is set to a positive value, and in step S56, the target damping force Dt is set to a negative value. In the subsequent step S59, it is possible to determine the extension side damping force and the contraction side damping force. This is because.

ステップS57では、ダンパ制御部202は、図18の(c)に示すようなデータを参照して、車速VSにもとづいて車速係数Kdvを検索する。ステップS58では、ダンパ制御部202は、ステップS54又はステップS56で設定された目標減衰力Dtに、ステップS57において検索された車速係数Kdvを乗じて、目標減衰力Dtを設定する(Dt=Kdv・Dt)。
ステップS59では、駆動回路出力部207は、目標減衰力Dtが0以上か否かチェックする。目標減衰力Dtが0以上の場合(Yes)は、伸び側の回生発電と判定してステップS60へ進み、目標減衰力Dtが0未満の場合(No)は、縮み側の回生発電と判定してステップS61へ進む。
In step S57, the damper control unit 202 searches the vehicle speed coefficient Kdv based on the vehicle speed VS with reference to data as shown in FIG. In step S58, the damper control unit 202 sets the target damping force Dt by multiplying the target damping force Dt set in step S54 or step S56 by the vehicle speed coefficient Kdv searched in step S57 (Dt = Kdv · Dt).
In step S59, the drive circuit output unit 207 checks whether the target damping force Dt is 0 or more. If the target damping force Dt is greater than or equal to 0 (Yes), it is determined that the regenerative power generation is on the extension side, and the process proceeds to step S60. If the target damping force Dt is less than 0 (No), it is determined that the power generation is on the contraction side Then, the process proceeds to step S61.

ステップS60では、駆動回路出力部207は、図10の(a)に示すようにブリッジ回路122のFET91A,91B,91Cをオフするとともに、FET91Dを目標減衰力Dtにもとづいたデューティ比でPWM駆動する指令をモータ駆動部106に出力し、モータ電流センサ124からの検出電流値Id(図12参照。ただし図12ではでは、IdFL,IdFR,IdRL,IdRRと個別に表示)が目標減衰力Dtと一致するようにPID制御する。 In step S60, the drive circuit output unit 207 turns off the FETs 91A, 91B, and 91C of the bridge circuit 122 as shown in FIG. 10A, and PWM-drives the FET 91D with a duty ratio based on the target damping force Dt. The command is output to the motor drive unit 106, and the detected current value Id from the motor current sensor 124 (see FIG. 12; however, in FIG. 12, Id FL , Id FR , Id RL , and Id RR are individually displayed) is the target attenuation PID control is performed so as to match the force Dt.

ステップS61では、駆動回路出力部207は、Dt=−Dtとする。そして、ステップS62では、駆動回路出力部207は、図10の(b)に示すようにブリッジ回路122のFET91B,91C,91Dをオフするとともに、FET91Aを目標減衰力Dtにもとづいたデューティ比でPWM駆動する指令をモータ駆動部106に出力し、モータ電流センサ124からの検出電流値Id(図12参照。ただし図12では、IdFL,IdFR,IdRL,IdRRと個別に表示)が目標減衰力Dtと一致するようにPID制御する。
ステップS60,又はステップS62の処理後、全体フローチャートのステップS01に戻る。
In step S61, the drive circuit output unit 207 sets Dt = −Dt. In step S62, the drive circuit output unit 207 turns off the FETs 91B, 91C, and 91D of the bridge circuit 122 as shown in FIG. 10B, and the PWM of the FET 91A with a duty ratio based on the target damping force Dt. The drive command is output to the motor drive unit 106, and the detected current value Id from the motor current sensor 124 (see FIG. 12; however, in FIG. 12, Id FL , Id FR , Id RL , and Id RR are individually displayed) is the target. PID control is performed so as to coincide with the damping force Dt.
After the process of step S60 or step S62, the process returns to step S01 of the overall flowchart.

以上のように本実施形態によれば、例えば、トルクセンサ17、車速センサ104、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RR、モータ電流センサ124FL,124FR,124RL,124RR,224等の信号が一つのマイクロコンピュータ113に入力されるため、前記角センサからの入力取り込み時のばらつきが無い。仮に、本電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100と異なって、マイクロコンピュータを2つ備えて、トルクセンサ17からの信号を一方のマイクロコンピュータに、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RRからの信号を他方のマイクロコンピュータに入力すると、例えば、それぞれのAD変換器に供給される電源電圧が異なると同じ値の信号であっても取り込み値が異なるという誤差が発生し、トルクセンサ17からの信号は小さくなる特性で、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RRからの信号は大きくなる特性で取り込まれる場合が生じうる。その場合、操舵力が重い特性の電動パワーステアリング装置と、減衰力の柔らかい特性の電動ダンパ装置の違和感のある組み合わせができる。   As described above, according to the present embodiment, for example, signals from the torque sensor 17, the vehicle speed sensor 104, the displacement detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, 80RR, the motor current sensors 124FL, 124FR, 124RL, 124RR, 224, etc. Since the signals are input to the two microcomputers 113, there is no variation when the input from the angle sensor is taken. Temporarily, unlike this electric power steering / electric damper / system 100, two microcomputers are provided, and the signal from the torque sensor 17 is sent to one microcomputer to the displacement amount detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, 80RR. When the signal is input to the other microcomputer, for example, if the power supply voltage supplied to each AD converter is different, an error occurs that even if the signal has the same value, the captured value is different. May be taken in with a characteristic that the signals from the displacement detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, and 80RR become larger. In that case, an uncomfortable combination of an electric power steering device having a heavy steering force and an electric damper device having a soft damping force can be achieved.

逆に、例えば、AD変換器の取り込み誤差により、トルクセンサ17からの信号は大きくなる特性で、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RRからの信号は小さくなる特性で取り込まれる場合も生じうる。その場合、操舵力が軽い特性の電動パワーステアリング装置と、減衰力の高い、即ち、乗り心地の硬い特性の電動ダンパ装置の違和感のある組み合わせができる。
これに対し、本実施形態では、図12に示すように同じ電源電圧のAD変換器112bを通すようにしているので、AD変換器112bの特性がばらついても電動パワーステアリング装置301と、電動ダンパ装置303FL,303FR,303RL,303RRとの間に前記したような同様の傾向にばらつくので、違和感のある組み合わせを生じない。
On the other hand, for example, a signal from the torque sensor 17 may increase due to a capturing error of the AD converter, and signals from the displacement detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, and 80RR may be captured with a small characteristic. . In that case, an uncomfortable combination of an electric power steering device having a light steering force and an electric damper device having a high damping force, that is, a hard riding characteristic can be achieved.
In contrast, in the present embodiment, since the AD converter 112b having the same power supply voltage is passed as shown in FIG. 12, even if the characteristics of the AD converter 112b vary, the electric power steering device 301 and the electric damper Since the same tendency as described above varies among the devices 303FL, 303FR, 303RL, and 303RR, there is no uncomfortable combination.

これにより、操向ハンドル3の操作感の軽い車両2はラグジュアリ車であり、乗り心地も柔らかいものが好まれ、乗り心地に重きをおいた車両設定が可能となる。
一方、操向ハンドル3の操作感の重い車両2はスポーティ車であり、乗り心地も硬いものが好まれ、操縦性に重きをおいた車両設定が可能となる。
As a result, the vehicle 2 with a light operating feeling of the steering handle 3 is a luxury vehicle, and a vehicle with a soft ride comfort is preferred, and a vehicle setting that emphasizes the ride comfort is possible.
On the other hand, the vehicle 2 having a heavy feeling of operation of the steering handle 3 is a sporty vehicle, and a vehicle having a high ride comfort is preferred, and it is possible to set a vehicle with a high maneuverability.

更に、本実施形態によれば、2つのマイクロコンピュータのクロック周波数のばらつきも無いので、前記したトルクセンサ17、車速センサ104、変位量検出センサ80FL,80FR,80RL,80RR、モータ電流センサ124FL,124FR,124RL,124RR,224等からの入力信号の読み込みタイミングのずれによる、信号レベルのばらつきも少なくなる。更に、読み込みタイミングのずれによる故障診断の誤診断も無くなり、電動パワーステアリング装置301と電動ダンパ装置303FL,303FR,303RL,303RRとの間で、協調した滑らかな制御で、しかも誤診断の無い安定した作動を得ることができる。   Further, according to the present embodiment, since there is no variation in the clock frequency of the two microcomputers, the torque sensor 17, the vehicle speed sensor 104, the displacement detection sensors 80FL, 80FR, 80RL, 80RR, the motor current sensors 124FL, 124FR are described. , 124RL, 124RR, 224, etc., the variation in the signal level due to the shift in the reading timing of the input signal is also reduced. Furthermore, there is no misdiagnosis of failure diagnosis due to a deviation in reading timing, and the coordinated smooth control between the electric power steering device 301 and the electric damper devices 303FL, 303FR, 303RL, 303RR is stable and there is no misdiagnosis. Actuation can be obtained.

なお、本実施形態では、モータ駆動部106FL,106FR,106RL,106RRや、モータ駆動部206を制御ECU200の外に配置し、電動モータ35FL,35FR,35RL,35RRや電動モータ4の近くに配置可能にして、電力ケーブルを短くして、電力損失を小さくできるようにしてある。また、このような配置を可能にすることにより、モータ駆動部106FL,106FR,106RL,106RRや、モータ駆動部206からのノイズがマイクロコンピュータ113に影響するのを抑制できる。   In this embodiment, the motor drive units 106FL, 106FR, 106RL, and 106RR and the motor drive unit 206 are disposed outside the control ECU 200, and can be disposed near the electric motors 35FL, 35FR, 35RL, and 35RR and the electric motor 4. Thus, the power cable is shortened to reduce the power loss. Further, by enabling such an arrangement, it is possible to suppress the noise from the motor drive units 106FL, 106FR, 106RL, and 106RR and the motor drive unit 206 from affecting the microcomputer 113.

本発明の実施形態に係る電動ステアリング・電動ダンパ・システムの主要な構成の配置図である。1 is a layout diagram of main components of an electric steering / electric damper system according to an embodiment of the present invention. FIG. 電動パワーステアリング装置の構成図である。It is a block diagram of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサの詳細な構成図である。It is a detailed block diagram of the torque sensor used for an electric power steering device. 電動ダンパ装置を適用した車両用サスペンション装置を備えた車両の、背面から見た模式図である。It is the schematic diagram seen from the back surface of the vehicle provided with the suspension device for vehicles to which the electric damper device is applied. 電動ダンパ装置用の電動ダンパ変換機構の断面構造図である。It is a sectional structure figure of an electric damper conversion mechanism for electric damper devices. 図5におけるA−A部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5. 変位量検出センサの模式図である。It is a schematic diagram of a displacement detection sensor. 電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムの制御回路と電動モータ駆動回路のブロック構成図である。It is a block block diagram of the control circuit and electric motor drive circuit of an electric power steering / electric damper / system. (a)は電動ダンパ装置の電動モータの駆動回路を構成するブリッジ回路の例としてHブリッジ回路を示す図であり、(b)は電動パワーステアリング装置の電動モータの駆動回路を構成するブリッジ回路の例としてHブリッジ回路を示す図である。(A) is a figure which shows an H bridge circuit as an example of the bridge circuit which comprises the drive circuit of the electric motor of an electric damper apparatus, (b) is the bridge circuit which comprises the drive circuit of the electric motor of an electric power steering apparatus. It is a figure which shows an H bridge circuit as an example. ダンパ用のHブリッジ回路における4つのFETの制御状態を説明する図であり、(a)は伸び側の回生発電の場合の各FETの制御状態を説明する図であり、(b)は縮み側の回生発電の場合の各FETの制御状態を説明する図である。It is a figure explaining the control state of four FETs in the H bridge circuit for dampers, (a) is a figure explaining the control state of each FET in the case of expansion side regenerative power generation, (b) is a contraction side It is a figure explaining the control state of each FET in the case of this regenerative power generation. パワーステアリング用のHブリッジ回路における4つのFETの制御状態を説明する図であり、(a)は左側への転舵駆動の場合の各FETの制御状態を説明する図であり、(b)は右側への転舵駆動の場合の各FETの制御状態を説明する図である。It is a figure explaining the control state of four FETs in the H bridge circuit for power steering, (a) is a figure explaining the control state of each FET in the case of steering drive to the left side, (b) It is a figure explaining the control state of each FET in the case of the steering drive to the right side. 電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム100の制御機能ブロック図である。2 is a control function block diagram of an electric power steering / electric damper system 100. FIG. 電動パワーステアリング・電動ダンパ・システムにおける全体制御のメインフローチャートである。It is a main flowchart of the whole control in an electric power steering and an electric damper system. パワーステアリング用の電動モータを駆動制御する流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow which carries out drive control of the electric motor for power steering. トルク検出電圧と操舵トルクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a torque detection voltage and steering torque. (a)は、操舵トルクTsの絶対値とパワーステアリング用の電動モータのモータ電流の目標値(モータ電流信号Ma)との関係図であり、(b)は、(a)で求めたモータ電流信号Maに乗じる車速係数Kavの関数を示す図である。(A) is a relationship diagram between the absolute value of the steering torque Ts and the target value (motor current signal Ma) of the motor current of the electric motor for power steering, and (b) is the motor current obtained in (a). It is a figure which shows the function of the vehicle speed coefficient Kav multiplied by the signal Ma. ダンパ用の電動モータによる減衰力制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of damping force control by the electric motor for dampers. (a)は、変位速度Svの絶対値とダンパ用の電動モータの制御目標値である伸び側減衰力Deのとの関係図であり、(b)は、変位速度Svの絶対値とダンパ用の電動モータの制御目標値である縮み側減衰力Dcとの関係図であり、(c)は、減衰力De,Dcに乗じる車速係数Kdvの関数を示す図である。(A) is a relationship diagram between the absolute value of the displacement speed Sv and the extension side damping force De that is the control target value of the damper electric motor, and (b) is the absolute value of the displacement speed Sv and the damper It is a relationship figure with the compression side damping force Dc which is the control target value of this electric motor, (c) is a figure which shows the function of the vehicle speed coefficient Kdv which multiplies damping force De and Dc.

符号の説明Explanation of symbols

1FL,1FR 車輪(転舵輪)
1RL,1RR 車輪
2 車両
3 操向ハンドル
4 電動モータ(パワーステアリング用の電動モータ)
5 減速機構
5a ウォームギア
5b ウォームホイールギア
6 車体
7 ピニオン軸
7a ピニオンギア
8 ラック軸
8a ラックギア
11 アッパーアーム
12 ロアアーム
13 車輪支持部材
14FL,14FR,14RL,14RR サスペンション装置
17 トルクセンサ(操舵トルクセンサ)
17a,17b 磁歪膜
17c,17d 検出コイル
25 電動パワーステアリング機構
30,30FL,30FR,30RL,30RR 電動ダンパ変換機構(変換機構)
31 ダンパハウジング
32 ロッド
33 ラックアンドピニオン機構
35,35FL,35FR,35RL、35RR 電動モータ
36 コイルスプリング
80,80FL,80FR,80RL,80RR 変位量検出センサ(位置検出手段)
81 センサハウジング
82 スイングロッド
85 ポテンショメータ
85a 抵抗素子
85b 摺動素子
85c 出力端子
86 抵抗器
87 定電圧電源
88 抵抗器
91A,91B,91C,91D、291A,291B,291C,291D FET
100 電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム
104 車速センサ
106,106FL,106FR,106RL,106RR,206 モータ駆動部(ダンパモータ駆動手段)
112 入力インタフェース回路
112a 入力インタフェース部
112b AD変換器
113 マイクロコンピュータ
114 出力インタフェース回路
124,124FL,124FR,124RL,124RR,224 モータ電流センサ
200 制御ECU
201 故障診断部
202,202A,202B,202C,202D ダンパ制御部(電動ダンパ制御手段)
205 電動パワーステアリング制御部(電動パワーステアリング制御手段)
206 モータ駆動部(ステアリングモータ駆動手段)
207,207A,207B,207C,207D 駆動回路出力部(電動ダンパ制御手段)
209 駆動回路出力部(電動パワーステアリング制御手段)
210 制御部(CPU)
221 ゲート駆動回路
222 ブリッジ回路
223 昇圧回路
231 変換回路
233 差動増幅回路
301 電動パワーステアリング装置
303FL,303FR,303RL,303RR 電動ダンパ装置
1FL, 1FR wheels (steered wheels)
1RL, 1RR Wheel 2 Vehicle 3 Steering handle 4 Electric motor (electric motor for power steering)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Deceleration mechanism 5a Worm gear 5b Worm wheel gear 6 Car body 7 Pinion shaft 7a Pinion gear 8 Rack shaft 8a Rack gear 11 Upper arm 12 Lower arm 13 Wheel support member 14FL, 14FR, 14RL, 14RR Suspension device 17 Torque sensor (steering torque sensor)
17a, 17b Magnetostrictive film 17c, 17d Detection coil 25 Electric power steering mechanism 30, 30FL, 30FR, 30RL, 30RR Electric damper conversion mechanism (conversion mechanism)
31 Damper housing 32 Rod 33 Rack and pinion mechanism 35, 35FL, 35FR, 35RL, 35RR Electric motor 36 Coil spring 80, 80FL, 80FR, 80RL, 80RR Displacement detection sensor (position detection means)
81 Sensor housing 82 Swing rod 85 Potentiometer 85a Resistive element 85b Sliding element 85c Output terminal 86 Resistor 87 Constant voltage power supply 88 Resistor 91A, 91B, 91C, 91D, 291A, 291B, 291C, 291D FET
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Electric power steering * Electric damper system 104 Vehicle speed sensor 106,106FL, 106FR, 106RL, 106RR, 206 Motor drive part (damper motor drive means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 112 Input interface circuit 112a Input interface part 112b AD converter 113 Microcomputer 114 Output interface circuit 124,124FL, 124FR, 124RL, 124RR, 224 Motor current sensor 200 Control ECU
201 Failure diagnosis unit 202, 202A, 202B, 202C, 202D Damper control unit (electric damper control means)
205 Electric power steering control unit (electric power steering control means)
206 Motor drive unit (steering motor drive means)
207, 207A, 207B, 207C, 207D Drive circuit output unit (electric damper control means)
209 Drive circuit output unit (electric power steering control means)
210 Control unit (CPU)
221 Gate drive circuit 222 Bridge circuit 223 Booster circuit 231 Converter circuit 233 Differential amplifier circuit 301 Electric power steering device 303FL, 303FR, 303RL, 303RR Electric damper device

Claims (2)

パワーステアリング用の電動モータと、操向ハンドルからの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、少なくともこの操舵トルクセンサからの信号により、前記パワーステアリング用の電動モータの駆動を制御する電動パワーステアリング制御手段と、前記電動パワーステアリング制御手段からの信号にもとづいて前記パワーステアリング用の電動モータを駆動するステアリングモータ駆動手段と、を有し、転舵輪を転舵する補助トルクを出力する電動パワーステアリング装置と、
車輪の上下動をダンパ用の電動モータの回転に変換する変換機構と、前記車輪の上下動の位置を検出する位置検出手段と、少なくとも前記位置検出手段からの信号にもとづいて前記ダンパ用の電動モータによる減衰力を制御する電動ダンパ制御手段と、前記電動ダンパ制御手段からの信号にもとづいて前記ダンパ用の電動モータによる減衰力を生じさせるダンパモータ駆動手段とを、有し、前記変換機構により前記車輪の上下動を減衰させる電動ダンパ装置と、
を備え、
前記電動パワーステアリング制御手段と前記電動ダンパ制御手段が、少なくとも同じ一つのマイクロコンピュータ上で実行されることを特徴とする電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム。
An electric motor for power steering, a steering torque sensor for detecting a steering torque from the steering handle, and an electric power steering control means for controlling the driving of the electric motor for power steering by at least a signal from the steering torque sensor And an electric power steering device that outputs an auxiliary torque for turning the steered wheels, and a steering motor driving means for driving the electric motor for power steering based on a signal from the electric power steering control means. ,
A conversion mechanism for converting the vertical movement of the wheel into the rotation of the electric motor for the damper, a position detection means for detecting the position of the vertical movement of the wheel, and an electric motor for the damper based on at least a signal from the position detection means Electric damper control means for controlling the damping force by the motor, and damper motor driving means for generating the damping force by the electric motor for the damper based on a signal from the electric damper control means, and the conversion mechanism An electric damper device that attenuates the vertical movement of the wheel;
With
The electric power steering / electric damper system, wherein the electric power steering control means and the electric damper control means are executed on at least one same microcomputer.
前記マイクロコンピュータは、
少なくとも、前記操舵トルクセンサからの信号及び前記位置検出手段からの信号が、同じAD変換器に入力されてアナログ信号からデジタル信号に変換されることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング・電動ダンパ・システム。
The microcomputer is
2. The electric power steering according to claim 1, wherein at least a signal from the steering torque sensor and a signal from the position detection means are input to the same AD converter and converted from an analog signal to a digital signal.・ Electric damper system.
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