JP2010030431A - Control device for electric power steering device - Google Patents

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JP2010030431A JP2008194771A JP2008194771A JP2010030431A JP 2010030431 A JP2010030431 A JP 2010030431A JP 2008194771 A JP2008194771 A JP 2008194771A JP 2008194771 A JP2008194771 A JP 2008194771A JP 2010030431 A JP2010030431 A JP 2010030431A
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steering
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vehicle
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Isamu I
勇 韋
Masahiro Maeda
将宏 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an electric power steering device capable of presuming a neutral position angle at high accuracy using an SAT detection value by calculating a relative steering angle and a motor angular speed of a steering wheel from a motor angle sensor mounted to a motor for generating steering auxiliary force and capable of simultaneously attaining calculation of an absolute angle. <P>SOLUTION: The control device for the electric power steering device for giving assist torque to a steering mechanism of the vehicle is provided with: a motor angle sensor for detecting the motor angle; an SAT detection means for detecting SAT of the vehicle; a relative steering angle detection part for detecting the relative steering angle of the steering from the motor angle; a steering angle speed detection part for determining a motor angular speed; and a vehicle speed detection part. The control device also includes: a neutral position operation part for performing determination of linear advancement traveling of the vehicle based on the steering angle speed, the SAT detection value and the vehicle speed and performing operation for making the relative steering angle when the linear advancement traveling is continued for a predetermined time or longer as the neutral position angle; and an absolute steering angle operation part for determining an absolute steering angle by difference of the neutral position angle obtained by the neutral position operation part and the relative steering angle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵トルク及び車速に基づいてステアリングのアシスト量を制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置の改良に関し、特に操舵補助電流指令値の演算や補償等に利用される舵角利用機能を有し、絶対舵角を推定するアルゴリズム機能を具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。   The present invention relates to an improvement in a control device for an electric power steering device that controls a steering assist amount based on a steering torque and a vehicle speed, and in particular, a rudder used for calculation and compensation of a steering assist current command value. The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus having an angle use function and an algorithm function for estimating an absolute steering angle.

車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢(アシスト)する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。   An electric power steering device for assisting a vehicle steering device with a rotational force of a motor is applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. The auxiliary load is energized. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). In the feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the detected motor current is small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty of PWM (pulse width modulation) control. This is done by adjusting the tee ratio.

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図8に示して説明すると、ハンドル1のステアリングシャフト(コラム軸)2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。ステアリングシャフト2には、ハンドル1の操舵トルクThを検出するトルクセンサ10が設けられており、ハンドル1の操舵力を補助(アシスト)するモータ20が減速ギア3を介してステアリングシャフト2に連結されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、車速センサ12で検出された車速Vが入力されており、更にバッテリ14から電力が供給されると共に、イグニションキー11からイグニションキー信号が入力されている。また、モータ20には、モータ角を検出するためのモータ角センサ110が配設されており、モータ角センサ110からのモータ角θsはコントロールユニット30に入力される。コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクThと車速センサ12で検出された車速Vとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流を制御する。   Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 8. A steering shaft (column shaft) 2 of the handle 1 is steered through a reduction gear 3, universal joints 4 A and 4 B and a pinion rack mechanism 5. It is connected to the tie rod 6 of the wheel. The steering shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque Th of the handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is connected to the steering shaft 2 via the reduction gear 3. ing. The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is input to the control unit 30 that controls the power steering device. Further, power is supplied from the battery 14 and an ignition key signal is input from the ignition key 11. . The motor 20 is provided with a motor angle sensor 110 for detecting a motor angle, and the motor angle θs from the motor angle sensor 110 is input to the control unit 30. The control unit 30 calculates an assist command steering assist command value I based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, and the calculated steering assist command value I is calculated. Is used to control the current supplied to the motor 20.

コントロールユニット30は主としてCPU(MPU(Micro Processor Unit)やMCU(Micro Controller Unit)等を含む)で構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図9のようになる。例えば位相補償部31は独立したハードウェアとしての位相補償部を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。   The control unit 30 is mainly composed of a CPU (including an MPU (Micro Processor Unit), MCU (Micro Controller Unit), etc.). FIG. 9 shows general functions executed by a program inside the CPU. become. For example, the phase compensation unit 31 does not indicate a phase compensation unit as independent hardware, but indicates a phase compensation function executed by the CPU.

コントロールユニット30の機能及び動作を図9に基づいて説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクThは、操舵系の安定性を高めるために位相補償部31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算部32に入力される。また、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算部32に入力される。更に、モータ角センサ110から出力されるモータ角θsが舵角利用機能部100に入力される。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 9. The steering torque Th detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by the phase compensator 31 in order to improve the stability of the steering system. The compensated steering torque TA is input to the steering assist command value calculation unit 32. Further, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculation unit 32. Further, the motor angle θs output from the motor angle sensor 110 is input to the steering angle utilization function unit 100.

操舵補助指令値演算部32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基づいてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを演算する。演算された操舵補助指令値Iは減算部30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部34に入力され、減算部30Aの偏差(I−i)は比例演算部35に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算部36に入力される。微分補償部34の出力と共に、比例演算部35及び積分演算部36の出力並びに舵角利用機能部100の出力Iuも加算部30Bに加算入力され、加算部30Bでの加算結果である電流指令値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力され、モータ駆動回路37によりモータ20が駆動される。モータ20の電流iはモータ電流検出回路38で検出され、減算部30Aにフィードバックされる。モータ駆動回路37を除いた部分がトルク制御部を構成している。   The steering assist command value calculation unit 32 calculates a steering assist command value I that is a control target value of the current supplied to the motor 20 based on the input steering torque TA and vehicle speed V. The calculated steering assist command value I is input to the subtraction unit 30A and also input to the feedforward differential compensation unit 34 for increasing the response speed, and the deviation (I-i) of the subtraction unit 30A is a proportional calculation unit. 35 and also to an integral calculation unit 36 for improving the characteristics of the feedback system. Along with the output of the differential compensator 34, the outputs of the proportional calculator 35 and the integral calculator 36 and the output Iu of the steering angle utilization function unit 100 are also added and input to the adder 30B. E is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal, and the motor 20 is driven by the motor drive circuit 37. The current i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38 and fed back to the subtraction unit 30A. A portion excluding the motor drive circuit 37 constitutes a torque control unit.

このような電動パワーステアリング装置において、適正なアシスト制御を行うために、絶対値の絶対舵角を検出若しくは推定する必要がある。そのため、特開2003−276635号公報(特許文献1)ではモータの角度信号を用いて相対舵角を算出し、直進走行の判定を各車輪速及び操舵トルクを用いて行い、直進走行と判断された時のハンドルの相対舵角を中立点として推定し、推定された中立点から絶対舵角を算出するようにしている。即ち、特許文献1では、モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、車両の車輪の回転速度に基づいて、ステアリング機構の中立点位置を検出する中立点位置検出手段と、この中立点位置検出手段によって検出された中立点位置及び前記モータ回転角検出手段によって検出される回転角に基づいて、ステアリング機構の絶対舵角を検出する絶対舵角検出手段とを設けている。
特開2003−276635号公報 特開2007−106283号公報
In such an electric power steering apparatus, in order to perform appropriate assist control, it is necessary to detect or estimate the absolute steering angle of the absolute value. Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-276635 (Patent Document 1), a relative steering angle is calculated using an angle signal of a motor, and determination of straight traveling is performed using each wheel speed and steering torque, so that straight traveling is determined. The relative steering angle of the steering wheel is estimated as a neutral point, and the absolute steering angle is calculated from the estimated neutral point. That is, in Patent Document 1, motor rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the motor, neutral point position detection means for detecting the neutral position of the steering mechanism based on the rotation speed of the wheel of the vehicle, and this neutral point Absolute steering angle detection means for detecting the absolute steering angle of the steering mechanism based on the neutral point position detected by the position detection means and the rotation angle detected by the motor rotation angle detection means is provided.
JP 2003-276635 A JP 2007-106283 A

しかしながら、上記特許文献1に開示されている電動パワーステアリング装置では絶対舵角検出手段を設け、直進走行の判定に車輪速差を利用しているため、車輪速センサが必要であり、車輪速センサが装着されていない車両には適用できない問題がある。   However, since the electric power steering device disclosed in Patent Document 1 is provided with absolute steering angle detection means and uses a wheel speed difference for the determination of straight traveling, a wheel speed sensor is necessary. There is a problem that cannot be applied to vehicles not equipped with.

かかる問題を解決した電動パワーステアリング装置の制御装置として、特開2007−106283号公報(特許文献2)に示されるものが提案されている。しかしながら、特許文献2の装置では、操舵トルクを使用して車両の直進判定を行っているため、路面からタイヤへの情報を正確に反映できない問題がある。直進判定は車両のタイヤの状態(タイヤの切角)を推定することであるが、操舵トルクはステアリングの状態であるため、例えば手放してステアリング機構の摩擦とSAT(セルフアライニングトルク)が釣り合った場合、操舵トルクがゼロでハンドルが曲がっているような場合にも直進と判定してしまう問題がある。特に低μ路面では誤差が大きくなり、このような場合に、タイヤがスリップすると左右車輪速度の差がほぼゼロになり、車輪速度を直進判定条件に加えても誤判定する恐れがある。   As a control device for an electric power steering apparatus that solves such a problem, an apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-106283 (Patent Document 2) has been proposed. However, the apparatus of Patent Document 2 has a problem that the information from the road surface to the tire cannot be accurately reflected because the vehicle is judged to travel straight using the steering torque. The straight-run determination is to estimate the state of the tire of the vehicle (the tire turning angle), but since the steering torque is the state of the steering, for example, let go and the friction of the steering mechanism and the SAT (self-aligning torque) balance. In this case, there is a problem that it is determined that the vehicle travels straight even when the steering torque is zero and the steering wheel is bent. In particular, the error becomes large on a low μ road surface. In such a case, if the tire slips, the difference between the left and right wheel speeds becomes almost zero, and there is a risk of erroneous determination even if the wheel speed is added to the straight traveling determination condition.

本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、モータ角センサからハンドルの相対舵角、舵角速度又はモータ角速度を算出し、舵角速度又はモータ角速度、SAT及び車速によって舵角の中立点角度(中立位置)を高精度に推定することができ、更に相対舵角を用いて絶対角の算出が可能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to calculate the steering wheel relative steering angle, steering angular speed or motor angular speed from the motor angle sensor, and to calculate the steering angular speed or motor angular speed, SAT and vehicle speed. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric power steering apparatus that can estimate the neutral point angle (neutral position) of the steering angle with high accuracy and that can calculate the absolute angle using the relative steering angle.

本発明は、トルク制御部で演算された電流指令値で電流制御部を介してモータを駆動し、前記モータの駆動によって車両のステアリング機構にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、モータ角を検出するモータ角センサと、前記車両のSATを検出するSAT検出手段と、前記モータ角に基づいてステアリングの相対舵角θrを検出する相対舵角検出部と、前記モータの角速度を求める舵角速度検出部と、車速を検出する車速検出部とを設け、前記舵角速度、SAT検出値及び車速に基づいて前記車両の直進走行の判定を行い、前記直進走行が所定時間以上継続したときの前記相対舵角θrを中立点角度とする演算を行う中立点演算部と、前記中立点角度及び前記相対舵角θrの差分で絶対舵角を求める絶対舵角演算部とを具備することにより達成される。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device that drives a motor via a current control unit with a current command value calculated by a torque control unit and applies assist torque to a steering mechanism of a vehicle by driving the motor. The object of the present invention is to provide a motor angle sensor for detecting a motor angle, a SAT detection means for detecting the SAT of the vehicle, a relative steering angle detection unit for detecting a relative steering angle θr of the steering based on the motor angle, A steering angular velocity detection unit for obtaining an angular velocity of the motor, and a vehicle speed detection unit for detecting a vehicle speed, and determining whether the vehicle travels straight based on the steering angular velocity, the SAT detection value, and the vehicle speed. A neutral point calculation unit that calculates the relative rudder angle θr as a neutral point angle when it continues for a predetermined time or more, and a difference between the neutral point angle and the relative rudder angle θr It is achieved by including the absolute steering angle calculating unit for obtaining the pair steering angle.

本発明の上記目的は、前記中立点演算部は、前記直進走行を判定している条件下で直進走行継続時間が第1スレッショルド以上となると、前記車速及び直進走行継続時間に従って大きくなる信頼度係数を設定し、前回補正した中立点角度θk−1と前記相対舵角θrとの偏差に前記信頼度係数Dを乗じた値D(θr−θk−1)を前回補正した前記中立点角度θk−1に加算して新たな中立点角度θとすることにより、或いは前記信頼度係数Dを積分した推定値信頼度係数を設定し、前記推定値信頼度係数が第2スレッショルド以上になったときに、前記信頼度係数Dを減少させて前記中立点角度θの補正変位を少なくすることにより、或いは車輪回転速度を加えて前記直進走行の判定を行うことにより、より効果的に達成される。 The object of the present invention is to provide a reliability coefficient that increases when the neutral point calculation unit increases the vehicle speed and the straight travel duration when the straight travel duration exceeds the first threshold under the condition that the straight travel is determined. The neutral point angle obtained by previously correcting the value D (θr−θ k−1 ) obtained by multiplying the deviation between the neutral point angle θ k−1 corrected last time and the relative steering angle θr by the reliability coefficient D (θr−θ k−1 ). By adding θ k−1 to a new neutral point angle θ k , or by setting an estimated value reliability coefficient obtained by integrating the reliability coefficient D, the estimated value reliability coefficient is greater than or equal to a second threshold. when it becomes the by reliability reduces the coefficient D to reduce the correction displacement of the neutral point angle theta k with, or by performing a determination of the straight running by adding wheel rotational speeds, more effectively Achieved.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、絶対舵角演算のためのアルゴリズムを使用すると共に、直進判定に舵角速度を用いており、更にSAT検出手段と車速センサを用いることにより、高精度の中立点角度の推定が可能となる。また、直進走行の判定に車輪回転速度を加えることにより、より早く確実な推定を行うことが可能となる。   According to the control device for the electric power steering apparatus according to the present invention, the algorithm for calculating the absolute steering angle is used, the steering angular speed is used for the straight traveling determination, and further, by using the SAT detection means and the vehicle speed sensor, It is possible to estimate the neutral point angle with high accuracy. In addition, by adding the wheel rotation speed to the determination of the straight traveling, it is possible to perform a quick and reliable estimation.

SATは路面からタイヤに伝えられる情報であり、タイヤの状態を正確に把握でき、本発明ではSATを使用して車両の直進判定を行っているので、より精度が良い直進判定と舵角情報の検出を行うことができる。   The SAT is information transmitted from the road surface to the tire, and the state of the tire can be accurately grasped. In the present invention, the SAT is used to determine whether the vehicle is going straight. Detection can be performed.

本発明では、モータ角センサから得られるモータ角により減速部のギア比を考慮してハンドルの相対舵角を算出し、得られた相対舵角に基づいて舵角の中立点角度の推定を行う。また、本発明では直進走行の判定に車速、SAT検出値、舵角速度を用いており、直進走行と判断できる条件を満たしかつその状態が所定時間継続したときに直進走行であると判定し、そのときの相対舵角を基に中立点角度を推定する。さらに直進信頼度係数を設定し、信頼度係数に応じた推定をすることにより、より高精度でかつ早い中立点角度の推定を可能にすると共に、得られた中立点角度から相対舵角を差分することにより絶対舵角の算出を行う。求められた絶対舵角と、信頼度係数から求めた推定値信頼度係数とからハンドル戻し制御等の舵角利用機能を正確に動作させている。   In the present invention, the steering wheel relative rudder angle is calculated from the motor angle obtained from the motor angle sensor in consideration of the gear ratio of the speed reduction unit, and the neutral point angle of the rudder angle is estimated based on the obtained relative rudder angle. . Further, in the present invention, the vehicle speed, the SAT detection value, and the rudder angular speed are used for the determination of the straight traveling, and it is determined that the vehicle is traveling straight when the condition for determining the straight traveling is satisfied and the state continues for a predetermined time, The neutral point angle is estimated based on the relative steering angle. Furthermore, by setting a rectilinear reliability coefficient and estimating according to the reliability coefficient, it is possible to estimate the neutral point angle with higher accuracy and faster, and the relative steering angle is subtracted from the obtained neutral point angle. By doing so, the absolute rudder angle is calculated. A steering angle utilization function such as steering wheel return control is accurately operated from the obtained absolute steering angle and the estimated value reliability coefficient obtained from the reliability coefficient.

以下に本発明の実施例を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施例を示しており、電動パワーステアリング装置は、モータ20のモータ角θsを検出するモータ角センサ110と、車両のSATを検出するSAT検出手段111と、車両の車速Vを検出する車速センサ112とを具備している。モータ角センサ110からのモータ角θsは相対舵角検出部101及び舵角速度検出部102に入力され、SAT検出手段111からのSAT検出値SATd及び車速センサ112からの車速Vは直進判定部200に入力される。なお、車両によっては加速度センサが搭載されており、前後方向に対する加速度信号が得られるので、加速度信号をCAN(Controller Area Network)経由等で取得して積分することによって速度Vを得ることも可能である。   FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. An electric power steering apparatus includes a motor angle sensor 110 that detects a motor angle θs of a motor 20, a SAT detection means 111 that detects a SAT of a vehicle, and a vehicle speed of the vehicle. And a vehicle speed sensor 112 for detecting V. The motor angle θs from the motor angle sensor 110 is input to the relative steering angle detection unit 101 and the steering angular velocity detection unit 102, and the SAT detection value SATd from the SAT detection unit 111 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 112 are input to the straight travel determination unit 200. Entered. Depending on the vehicle, an acceleration sensor is mounted, and an acceleration signal in the front-rear direction can be obtained. Therefore, it is also possible to obtain the speed V by acquiring and integrating the acceleration signal via a CAN (Controller Area Network) or the like. is there.

相対舵角検出部101はモータ角θsに基づきギア比を考慮してステアリングの相対舵角θrを検出し、舵角速度検出部102はモータ角θsを微分してギア比を考慮して舵角速度ωを検出する。舵角速度検出部102で検出された舵角速度ωは直進判定部200に入力され、直進判定部200で演算された直進判定信号Niは絶対舵角演算部104に入力される。また、舵角速度ωは、モータ角速度そのままでも良い。   The relative steering angle detection unit 101 detects the steering relative steering angle θr in consideration of the gear ratio based on the motor angle θs, and the steering angular velocity detection unit 102 differentiates the motor angle θs and considers the gear ratio to determine the steering angular velocity ω. Is detected. The steering angular velocity ω detected by the steering angular velocity detection unit 102 is input to the straight traveling determination unit 200, and the straight traveling determination signal Ni calculated by the straight traveling determination unit 200 is input to the absolute steering angle calculation unit 104. The steering angular velocity ω may be the motor angular velocity as it is.

相対舵角検出部101は、イグニションキーがONになり、モータ角センサ110からモータ角θsの出力が開始されてからモータ角θsを積算し、ギア比を考慮してハンドルの相対舵角θrの検出を行い、舵角速度検出部102はモータ角θsに基づいて舵角速度ωの検出を行う。絶対舵角演算部104は、相対舵角θr及び直進判定信号Niに基づいて絶対舵角θa及び推定値信頼度係数Dを検出する。絶対舵角θa及び推定値信頼度係数Dを入力する舵角利用機能部100は、出力Iuにより、舵角を利用したハンドル戻し制御や車両挙動に合わせた舵角調整機能などを行う。   The relative rudder angle detection unit 101 integrates the motor angle θs after the ignition key is turned on and the output of the motor angle θs from the motor angle sensor 110 is started, and the relative rudder angle θr of the steering wheel is considered in consideration of the gear ratio. The steering angular velocity detector 102 detects the steering angular velocity ω based on the motor angle θs. The absolute steering angle calculation unit 104 detects the absolute steering angle θa and the estimated value reliability coefficient D based on the relative steering angle θr and the straight traveling determination signal Ni. The steering angle utilization function unit 100 that inputs the absolute steering angle θa and the estimated value reliability coefficient D performs a steering wheel return control using the steering angle and a steering angle adjustment function in accordance with the vehicle behavior, based on the output Iu.

直進判定部200は、舵角速度ωとSAT検出値SATdが中立であると判断されるスレッショルド以下であり、SAT検出値SATdが作用する車速V以上の状態が一定時間(t)以上継続した時に、直進走行と判断する機能を有している。   When the steering angular velocity ω and the SAT detection value SATd are equal to or less than the threshold at which the straight traveling determination unit 200 is neutral, and the vehicle speed V or more at which the SAT detection value SATd acts continues for a certain time (t) or longer, It has a function to judge straight running.

ここで、SAT検出手段111について説明すると、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子は図2に示すような関係になる。即ち、ドライバがハンドルを操舵することによって操舵トルクThが発生し、その操舵トルクThに従ってモータ20がアシストトルクTmを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてSATが発生する。また、その際、モータ20の慣性J及び摩擦(静摩擦)Frによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記数1のような運動方程式が得られる。
(数1)
J・*ω + Fr・sign(ω) + SAT = Tm + Th

ここで、上記数1を初期値ゼロとしてラプラス変換し、SATについて解くと下記数2が得られる。
(数2)
SAT(s) = Tm(s) + Th(s) − J・*ω(s) − Fr・sign(ω(s))

上記数2から分るように、モータ20の慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ回転角速度ω、回転角加速度*ω、アシストトルクTm(操舵補助力)及び操舵トルクThよりSAT(SAT検出値SATd)を求めることができる。また、公知のSATセンサを車両に配設することにより、直接SAT検出値SATdを求めることも可能である。
Here, the SAT detection unit 111 will be described. The state of the torque generated between the road surface and the steering is as shown in FIG. That is, the steering torque Th is generated when the driver steers the steering wheel, and the motor 20 generates the assist torque Tm according to the steering torque Th. As a result, the wheels are steered and SAT is generated as a reaction force. Further, at that time, torque serving as steering steering resistance is generated by the inertia J and friction (static friction) Fr of the motor 20. Considering the balance of these forces, the following equation of motion is obtained.
(Equation 1)
J ・ * ω + Fr ・ sign (ω) + SAT = Tm + Th

Here, when the above equation 1 is Laplace transformed with an initial value of zero and the SAT is solved, the following equation 2 is obtained.
(Equation 2)
SAT (s) = Tm (s) + Th (s) − J · * ω (s) − Fr · sign (ω (s))

As can be seen from the above equation 2, the motor rotation angular velocity ω, rotation angular acceleration * ω, assist torque Tm (steering assist force), and steering torque Th are obtained by obtaining the inertia J and static friction Fr of the motor 20 as constants in advance. Thus, SAT (SAT detection value SATd) can be obtained. It is also possible to directly obtain the SAT detection value SATd by disposing a known SAT sensor in the vehicle.

一方、絶対舵角演算部104は舵角の中立点角度の推定と下記数3の演算を実行することで、絶対舵角θaを算出する。
(数3)
絶対舵角(θa)=相対舵角(θr)−推定中立点角度(θk)

絶対舵角演算部104で算出された絶対舵角θa及び推定値信頼度係数Dは舵角利用機能部100で使用されるが、推定値信頼度係数Dは次のような意義を有している。即ち、本発明における絶対舵角θaは車両情報から推定されているため、推定初期段階と推定が十分行われた後では、精度に対する信頼が異なる。絶対舵角θaを利用する機能によっては、十分な推定がなされる前は機能の効果を低減させておく方が安全な場合がある。このような機能のため、推定値の信頼度係数Dを与え、それに応じた制御ができるようにしている。例えばハンドル戻し制御の出力では、推定値信頼度係数Dが低いときは小さく、推定値信頼度係数Dが高いときは大きくする。
On the other hand, the absolute rudder angle calculation unit 104 calculates the absolute rudder angle θa by executing the estimation of the neutral point angle of the rudder angle and the calculation of Equation 3 below.
(Equation 3)
Absolute steering angle (θa) = Relative steering angle (θr) −Estimated neutral point angle (θk)

The absolute steering angle θa and the estimated value reliability coefficient D calculated by the absolute steering angle calculation unit 104 are used by the steering angle utilization function unit 100. The estimated value reliability coefficient D has the following significance. Yes. That is, since the absolute steering angle θa in the present invention is estimated from the vehicle information, the reliability for accuracy differs after the initial estimation stage and after the estimation is sufficiently performed. Depending on the function using the absolute steering angle θa, it may be safer to reduce the effect of the function before sufficient estimation is made. Because of such a function, the reliability coefficient D of the estimated value is given so that control according to the reliability coefficient D can be performed. For example, the steering wheel return control output is small when the estimated value reliability coefficient D is low, and is large when the estimated value reliability coefficient D is high.

次に、直進判定部200の詳細を図3及び図4を参照して説明する
図3において、SAT検出手段111からのSAT検出値SATd及び車速センサ112からの車速Vは、それぞれローパスフィルタ(LPF)201及び203に入力され、ローパスフィルタ201の出力は比較部210に入力され、ローパスフィルタ203の出力は比較部212及び中立点角度補正手段240に入力される。また、モータ角センサ110からのモータ角θsは舵角速度検出部102に入力されると共に、相対舵角検出部101及びローパスフィルタ204を経て中立点角度補正手段240に入力される。舵角速度検出部102の出力はローパスフィルタ202を経て比較部211に入力される。なお、ローパスフィルタ201〜204は必須の要素ではない。
Next, details of the straight-ahead determination unit 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the SAT detection value SATd from the SAT detection unit 111 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 112 are low pass filters (LPFs), respectively. ) 201 and 203, the output of the low-pass filter 201 is input to the comparison unit 210, and the output of the low-pass filter 203 is input to the comparison unit 212 and the neutral point angle correction unit 240. The motor angle θs from the motor angle sensor 110 is input to the rudder angular velocity detection unit 102 and also to the neutral point angle correction unit 240 via the relative rudder angle detection unit 101 and the low pass filter 204. The output of the steering angular velocity detection unit 102 is input to the comparison unit 211 via the low-pass filter 202. Note that the low-pass filters 201 to 204 are not essential elements.

ローパスフィルタ201からのSAT検出値SATd、ローパスフィルタ202からのモータ角速度ω、ローパスフィルタ203からの車速Vは、それぞれ比較部210,211,212で基準値SATth、基準値ωth、基準値Vthと大小比較され、各大小の比較結果がAND回路220に入力される。AND回路220は各比較結果のAND条件により直進判定を実行し、直進判定の場合に直進信号Stを出力する。   The SAT detection value SATd from the low-pass filter 201, the motor angular velocity ω from the low-pass filter 202, and the vehicle speed V from the low-pass filter 203 are compared with the reference value SATth, the reference value ωth, and the reference value Vth by the comparison units 210, 211, and 212, respectively. The comparison results are input to the AND circuit 220. The AND circuit 220 performs straight-ahead determination based on the AND condition of each comparison result, and outputs a straight-ahead signal St in the case of a straight-ahead determination.

ローパスフィルタ201を経たSAT検出値SATdは比較部210に入力され、比較部210は、SATと設定部213に設定されている基準値SATthとを比較した結果を出力する。つまり、SAT検出値SATdが基準値SATthより小さい場合は直進している場合が多く、比較部210は例えば論理値「1」を出力する。また、モータ角速度ωはローパスフィルタ202を経て比較部211に入力され、比較部211は、モータ角速度ωと設定部214に設定されている基準値ωthとを比較した結果を出力する。つまり、モータ角速度ωが基準値ωthより小さい場合は直進している場合が多く、比較部211は例えば論理値「1」を出力する。更に、ローパスフィルタ203を経た車速Vは比較部212に入力され、比較部212は、車速Vと設定部215に設定されている基準値Vthとを比較した結果を出力する。つまり、車速Vが基準値Vthより速い場合は直進している場合が多く、比較部212は例えば論理値「1」を出力する。   The SAT detection value SATd that has passed through the low-pass filter 201 is input to the comparison unit 210, and the comparison unit 210 outputs a result of comparing the SAT with the reference value SATth set in the setting unit 213. That is, when the SAT detection value SATd is smaller than the reference value SATth, the vehicle often travels straight, and the comparison unit 210 outputs, for example, a logical value “1”. Further, the motor angular velocity ω is input to the comparison unit 211 via the low-pass filter 202, and the comparison unit 211 outputs a result of comparing the motor angular velocity ω with the reference value ωth set in the setting unit 214. That is, when the motor angular velocity ω is smaller than the reference value ωth, the vehicle is often traveling straight, and the comparison unit 211 outputs a logical value “1”, for example. Further, the vehicle speed V that has passed through the low-pass filter 203 is input to the comparison unit 212, and the comparison unit 212 outputs a result of comparing the vehicle speed V with the reference value Vth set in the setting unit 215. That is, when the vehicle speed V is faster than the reference value Vth, the vehicle is often traveling straight, and the comparison unit 212 outputs a logical value “1”, for example.

そして、比較部210〜212の全出力のAND条件をAND回路220でとって、総合的に判断した結果の直進信号Stを出力する。即ち、比較部210〜212の出力が全て論理値「1」の場合を直進と判定し、論理値「1」の直進信号Stを出力し、それ以外は直進ではないと判定して論理値「0」の直進信号Stを出力する。なお、論理値は「1」、「0」の逆であっても良い。   Then, the AND condition of all outputs of the comparison units 210 to 212 is taken by the AND circuit 220, and a straight traveling signal St as a result of comprehensive judgment is output. That is, when all the outputs of the comparators 210 to 212 are logical values “1”, it is determined that the vehicle travels straight, and a straight signal St with a logical value “1” is output. A straight ahead signal St of “0” is output. The logical value may be the opposite of “1” and “0”.

直進信号Stは比較部221に入力され、比較部221は、直進信号Stの論理値「1」が、設定部222に設定されている継続判定時間t0以上継続したときに直進継続の判定を行い、直進継続信号Scを出力する。直進継続信号Scは中立角度補正手段240に入力される。直進信号Stが継続判定時間t0未満の場合には、直進継続信号Scは出力されない。   The straight signal St is input to the comparison unit 221, and the comparison unit 221 determines whether or not to continue straight when the logical value “1” of the straight signal St continues for the continuation determination time t0 set in the setting unit 222. , A straight running continuation signal Sc is output. The straight travel continuation signal Sc is input to the neutral angle correction means 240. When the straight traveling signal St is less than the continuation determination time t0, the straight traveling continuation signal Sc is not output.

次に、中立点角度補正手段240について図4を参照して説明すると、中立点角度補正手段240には、相対舵角検出部101で検出されローパスフィルタ204を経た相対舵角θrと、車速センサ112で検出されローパスフィルタ203を経た車速Vと、比較部221からの直進継続信号Scとが入力されている。しかし、中立点角度の補正は、車両が直進しているとの条件の下に実施する必要がある。従って、その条件を課すためのスイッチ241が、相対舵角θrの入力経路であるローパスフィルタ204と減算部244との間に配設されると共に、スイッチ242が車速Vの入力経路であるローパスフィルタ203とDvテーブル243との間に配設されている。そして、スイッチ241及び242は、直進継続信号Scが入力されている間だけ閉じられる(ON)ようになっている。   Next, the neutral point angle correction unit 240 will be described with reference to FIG. 4. The neutral point angle correction unit 240 includes a relative steering angle θr detected by the relative steering angle detection unit 101 and passed through the low-pass filter 204, and a vehicle speed sensor. The vehicle speed V detected at 112 and passed through the low-pass filter 203 and the straight travel continuation signal Sc from the comparison unit 221 are input. However, it is necessary to correct the neutral point angle under the condition that the vehicle is traveling straight. Therefore, the switch 241 for imposing the condition is disposed between the low-pass filter 204 that is an input path of the relative steering angle θr and the subtractor 244, and the low-pass filter that the switch 242 is an input path of the vehicle speed V 203 and the Dv table 243. The switches 241 and 242 are closed (ON) only while the straight travel continuation signal Sc is input.

中立点角度θの推定は下記数4に基づいて行われ、中立点角度補正手段240は下記数4を実行している。
(数4)
θ=D(θr−θk−1)+θk−1

ここで、“θk−1”は前回推定した中立点角度であり、“θk”は今回推定した後の新たな中立点角度である。また、Dは絶対舵角演算部104で求められる信頼度係数であり、基本的には車速Vが速いほど大きくなる係数である。
The estimation of the neutral point angle θ k is performed based on the following equation (4), and the neutral point angle correcting means 240 executes the following equation (4).
(Equation 4)
θ k = D (θr−θ k−1 ) + θ k−1

Here, “θ k−1 ” is the previously estimated neutral point angle, and “θk” is the new neutral point angle after the current estimation. Further, D is a reliability coefficient obtained by the absolute rudder angle calculation unit 104, and is basically a coefficient that increases as the vehicle speed V increases.

中立点角度補正手段240における中立点角度補正を説明すると、スイッチ242を介して入力された車速VはDvテーブル243に入力される。Dvテーブル243は、車速Vが速いほど大きくなる信頼度基本係数Dvを出力する特性を有しており、基本的にはこの信頼度基本係数Dvが大きいほど信頼度係数Dも大きくなる。ここで、Dvテーブルの特性例を図5に示す。   The neutral point angle correction in the neutral point angle correcting means 240 will be described. The vehicle speed V input via the switch 242 is input to the Dv table 243. The Dv table 243 has a characteristic of outputting a reliability basic coefficient Dv that increases as the vehicle speed V increases. Basically, the reliability coefficient D increases as the reliability basic coefficient Dv increases. Here, FIG. 5 shows a characteristic example of the Dv table.

Dvテーブル243に車速Vが入力されると、図5の関数に従って信頼度基本係数Dvが出力される。出力された信頼度基本係数Dvは加算部250の加算値の1つとして入力される。加算部250の出力はリミッタ251に入力され、リミッタ251の出力、即ち信頼度係数Dが設定値以内に収まるように制御される。リミッタ251の出力である信頼度係数Dは遅延部252(Z−1)に入力され、遅延部252の出力にゲイン部253でゲインDtが乗算され、乗算結果が加算部250に入力されてDvテーブル243からの信頼度基本係数Dvと加算される。このように車速Vに関する信頼度基本係数Dvが積算されて、信頼度係数Dが算出される。また、信頼度係数Dは乗算部245にも入力される。 When the vehicle speed V is input to the Dv table 243, the reliability basic coefficient Dv is output according to the function of FIG. The output reliability basic coefficient Dv is input as one of the addition values of the addition unit 250. The output of the adding unit 250 is input to the limiter 251 and controlled so that the output of the limiter 251, that is, the reliability coefficient D is within the set value. The reliability coefficient D, which is the output of the limiter 251, is input to the delay unit 252 (Z −1 ), the output of the delay unit 252 is multiplied by the gain Dt by the gain unit 253, and the multiplication result is input to the adder unit 250. It is added to the reliability basic coefficient Dv from the table 243. Thus, the reliability basic coefficient Dv regarding the vehicle speed V is integrated, and the reliability coefficient D is calculated. The reliability coefficient D is also input to the multiplication unit 245.

一方、スイッチ241を経て中立点角度補正手段240に入力された相対舵角θrは減算部244に入力され、減算部244には遅延部247の出力である前回推定した中立点角度θk−1が入力される。よって、減算部244の出力は、偏差(θr−θk−1)となる。減算部244からの偏差とリミッタ251からの信頼度係数Dとが乗算部245において乗算され、乗算部245から乗算値D・(θr−θk−1)が出力される。そして、乗算部245から出力されたD・(θr−θk−1)は加算部246に入力され、遅延部247の出力である前回推定した中立点角度θk−1と加算され、演算結果として{D・(θr−θk−1)+θk−1}が推定された新たな中立点角度θとして出力される。即ち、中立点角度補正手段240から出力される中立点角度θは、下記数5となる。
(数5)
θ=D・(θr−θk−1)+θk−1

演算D・(θr−θk−1)による積算は、直進継続信号Scが比較部221から入力されている時だけ、つまり直進継続の間だけ実施される。また、比較部221から直進継続信号Scが入力されなくなると、継続時間tは“0”にリセットされ、演算結果の中立点角度θはRAM等の記憶手段に記憶され、次回再び直進継続信号Scが入力されて中立点角度補正手段240が演算を開始するときのオフセット初期値θk−1として用いられる。
On the other hand, the relative steering angle θr input to the neutral point angle correcting means 240 via the switch 241 is input to the subtracting unit 244, and the subtracting unit 244 receives the previously estimated neutral point angle θ k−1 that is the output of the delay unit 247. Is entered. Therefore, the output of the subtraction unit 244 becomes a deviation (θr−θ k−1 ). The multiplication unit 245 multiplies the deviation from the subtraction unit 244 and the reliability coefficient D from the limiter 251, and the multiplication unit 245 outputs the multiplication value D · (θr−θ k−1 ). D · (θr−θ k−1 ) output from the multiplication unit 245 is input to the addition unit 246 and added to the previously estimated neutral point angle θ k−1 output from the delay unit 247, and the calculation result {D · (θr−θ k−1 ) + θ k−1 } is output as a new neutral point angle θ k estimated as. That is, the neutral point angle θ k output from the neutral point angle correcting means 240 is expressed by the following equation (5).
(Equation 5)
θ k = D · (θr- θ k-1) + θ k-1

Integration by the calculation D · (θr−θ k−1 ) is performed only when the straight travel continuation signal Sc is input from the comparison unit 221, that is, only during the straight travel. Further, when the straight running continuation signal Sc is no longer input from the comparison unit 221, the duration t is reset to “0”, the neutral point angle θ k of the calculation result is stored in the storage means such as RAM, and the next straight running continuation signal again. Used as the offset initial value θ k−1 when Sc is input and the neutral point angle correction means 240 starts the calculation.

上述のように、直進判定部200では直進判定と判断された時の相対舵角を中立点とみなした演算を行うが、中立点角度θの算出方法として前回補正した中立点角度θk−1と新たに取得した相対舵角θrとにより検出された偏差(θr−θk−1)に、信頼度係数D(V,t)を乗じた値D・(θr−θk−1)を算出する。そこに、前回中立点角度θk−1を加算して新たな中立点角度θを上記数5に従って算出する。 As described above, the straight travel determination unit 200 performs a calculation assuming that the relative rudder angle at the time of the straight travel determination is regarded as a neutral point, but the neutral point angle θ k− previously corrected as a method of calculating the neutral point angle θ k. 1 newly acquired relative steering angle [theta] r and the detected deviation (θr-θ k-1) , the reliability coefficient D (V, t) the value D · multiplied by (θr-θ k-1) calculate. Then, the previous neutral point angle θ k−1 is added to calculate a new neutral point angle θ k according to the above equation (5).

信頼度係数D(V,t)は直進継続時間(t)がスレッショルド以上になると、車速Vに依存した信頼度基本係数Dvを継続時間で積算することにより算出される。高速走行で条件に入った際の相対舵角は信頼の出来る値であると考えられるため、信頼度基本係数Dvを高く設定することにより信頼度係数Dが高くなり、また、継続時間が長いほど信頼度係数Dが高くなり、相対舵角θrが即座に中立点角度θへ反映される。 The reliability coefficient D (V, t) is calculated by integrating the reliability basic coefficient Dv depending on the vehicle speed V with the duration when the straight running duration (t) exceeds the threshold. Since the relative rudder angle when entering the condition at high speed is considered to be a reliable value, the reliability coefficient D increases by setting the reliability basic coefficient Dv high, and the longer the duration time is, reliability coefficient D is increased, the relative steering angle θr is immediately reflected to the neutral point angle theta k.

また、推定が開始された初期の値は誤推定の可能性があるので、推定が一定時間以上継続するまでは舵角を利用する機能が機能しないように、信頼度係数Dの値を積分した推定値信頼度係数Destを推定値の信頼度として設定する。推定値信頼度係数Destがスレッショルド以上になると中立点の精度が向上したと判定し、その後、中立点角度が急変しないように信頼度係数Dの値を一定の割合で小さくする。また、推定値信頼度係数Destは絶対舵角を使用する機能の動作条件やゲイン用としてモジュール外に出力する。   In addition, since the initial value at which the estimation is started may be erroneously estimated, the value of the reliability coefficient D is integrated so that the function using the steering angle does not function until the estimation is continued for a certain time or more. The estimated value reliability coefficient Dest is set as the reliability of the estimated value. When the estimated value reliability coefficient Dest becomes equal to or higher than the threshold, it is determined that the accuracy of the neutral point has been improved, and thereafter, the value of the reliability coefficient D is decreased at a constant rate so that the neutral point angle does not change suddenly. Further, the estimated value reliability coefficient Dest is output outside the module for operation conditions and gain of the function using the absolute steering angle.

上述の動作は図6に示すフローチャートに従って実行される。即ち、相対舵角θr、舵角速度ω、SAT検出値SATd及び車速Vを取得し(ステップS1)、車速Vが車速スレッショルドVthより大きいか否かを判定し(ステップS2)、車速Vが車速スレッショルドVth以下であれば中立点位置及び推定値信頼度を決め、前回値を保持して直進信頼度をリセットする(ステップS8)。上記ステップS2で車速Vが車速スレッショルドVthより大きい場合には、SAT検出値SATdの絶対値|SATd|がスレッショルドSATthよりも小さいか否かを判定し(ステップS3)、SAT検出値SATdの絶対値|SATd|がスレッショルドSATth以上の場合には上記ステップS8に進み、SAT検出値SATdの絶対値|SATd|がスレッショルドSATthよりも小さい場合には、更に舵角速度ωの絶対値|ω|がスレッショルドωthよりも小さいか否かを判定する(ステップS4)。そして、舵角速度ωの絶対値|ω|がスレッショルドωth以上の場合には上記ステップS8に進み、舵角速度ωの絶対値|ω|がスレッショルドωthよりも小さい場合にはタイマーがカウントアップし(ステップS5)、カウント時間tがスレッショルドth以上になったか否かを判定する(ステップS6)。タイマーのカウント時間tがスレッショルドよりも小さい場合には上記ステップS8に進み、タイマーのカウント時間tがスレッショルドth以上となった場合には、直進信頼度の積分、中立位置及び推定値信頼度の更新を行う(ステップS7)。そして、中立点位置及び推定値信頼度を出力して終了する(ステップS10)。   The above-described operation is executed according to the flowchart shown in FIG. That is, the relative steering angle θr, the steering angular speed ω, the SAT detection value SATd, and the vehicle speed V are acquired (step S1), it is determined whether the vehicle speed V is greater than the vehicle speed threshold Vth (step S2), and the vehicle speed V is the vehicle speed threshold. If Vth or less, the neutral point position and the estimated value reliability are determined, the previous value is held, and the straight traveling reliability is reset (step S8). If the vehicle speed V is greater than the vehicle speed threshold Vth in step S2, it is determined whether the absolute value | SATd | of the SAT detection value SATd is smaller than the threshold SATth (step S3), and the absolute value of the SAT detection value SATd. If | SATd | is equal to or greater than the threshold SATth, the process proceeds to step S8. If the absolute value | SATd | of the SAT detection value SATd is smaller than the threshold SATth, the absolute value | ω | of the steering angular speed ω is further equal to the threshold ωth. It is determined whether or not (step S4). If the absolute value | ω | of the steering angular velocity ω is equal to or greater than the threshold ωth, the process proceeds to step S8. If the absolute value | ω | of the steering angular velocity ω is smaller than the threshold ωth, the timer counts up (step S5), it is determined whether or not the count time t is equal to or greater than the threshold th (step S6). If the timer count time t is smaller than the threshold, the process proceeds to step S8. If the timer count time t is equal to or greater than the threshold th, the straight travel reliability integration, the neutral position and the estimated value reliability are updated. (Step S7). Then, the neutral point position and the estimated value reliability are output and the process ends (step S10).

次に本発明の他の実施例を説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

車輪回転速度を利用できる場合は、上記の推定法に車輪回転速度を直進判定条件に加えることで、更に精度の高い推定が可能となる。車輪回転速度による判定条件は以下のようにする。左右の車輪速差も、理想の直進状態では0になるため、同じ条件にできる。しかし、車輪速差は車速によって大きく値が異なるので、車輪速差に対するスレッショルドを設けるのではなく、旋回半径に基づいた以下の関係式を利用する。

Figure 2010030431

上記数6において、操舵角θと、左後輪車輪速Ψ、右後輪車輪速Ψとは、kを定数として下記数7で表される。
(数7)
tanθ=k・(Ψ−Ψ)/(Ψ+Ψ

そして、操舵角θが小さいときは直進とみなせるので、上記数7の右辺がスレッショルド以下であるかを判定するが、三角関数のtanや除算があるとCPUやMPUでの演算が困難になる。このため、本発明では、kを定数として下記数8のように変形している。
(数8)
0 ≦ k/k・|Ψ+Ψ|−|Ψ−Ψ

上記数8より、右辺が0以上であれば直進と判定する。 When the wheel rotation speed can be used, it is possible to estimate with higher accuracy by adding the wheel rotation speed to the straight traveling determination condition in the above estimation method. Judgment conditions based on wheel rotation speed are as follows. The difference between the left and right wheel speeds is 0 in an ideal straight traveling state, so the same condition can be obtained. However, since the wheel speed difference greatly varies depending on the vehicle speed, the following relational expression based on the turning radius is used instead of providing a threshold for the wheel speed difference.
Figure 2010030431

In the above formula 6, the steering angle θ, the left rear wheel speed ψ i , and the right rear wheel speed ψ r are expressed by the following formula 7, where k 1 is a constant.
(Equation 7)
tan θ = k 1 · (Ψ i −Ψ r ) / (Ψ i + Ψ r )

When the steering angle θ is small, it can be considered that the vehicle travels straight, so it is determined whether the right side of Equation 7 is equal to or less than the threshold. However, if there is a tan or division of a trigonometric function, calculation by the CPU or MPU becomes difficult. For this reason, in the present invention, k 2 is a constant and the following equation 8 is modified.
(Equation 8)
0 ≦ k 2 / k 1 · | Ψ i + Ψ r | − | Ψ i −Ψ r |

From Equation 8, if the right side is 0 or more, it is determined that the vehicle is going straight.

左右車輪回転速を利用した場合の装置例を、図1に対応させて図7に示す。本実施例では左右車輪速回転センサ120を設け、車輪速回転信号を処理する演算部130からの出力が中立点検出部200Aに入力されており、より正確に直進を判定することができる。即ち、図7の実施例では直進判定部200Aの直進判定に、数8の条件を実行する演算部130を付加しており、他は図1の構成と全く同じである。   FIG. 7 shows an example of an apparatus in which left and right wheel rotational speeds are used, corresponding to FIG. In the present embodiment, the left and right wheel speed rotation sensor 120 is provided, and the output from the calculation unit 130 that processes the wheel speed rotation signal is input to the neutral point detection unit 200A, so that straight travel can be determined more accurately. That is, in the embodiment of FIG. 7, the arithmetic unit 130 for executing the condition of Equation 8 is added to the straight-ahead determination of the straight-ahead determination unit 200A, and the other configuration is exactly the same as that of FIG.

このように左右車輪回転速を利用した場合には、より高精度な絶対舵角の推定を行うことができる。   In this way, when the left and right wheel rotation speeds are used, the absolute steering angle can be estimated with higher accuracy.

本発明に係る制御装置の一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of the control apparatus which concerns on this invention. SATの検出を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the detection of SAT. 中立点検出部の詳細構成例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the detailed structural example of a neutral point detection part. 中立点検出部の詳細構成例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the detailed structural example of a neutral point detection part. Dvテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of Dv table. 本発明の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of this invention. 本発明に係る制御装置の他の例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the other example of the control apparatus which concerns on this invention. 一般的な電動パワーステアリング装置の概略を示す構造図である。1 is a structural diagram showing an outline of a general electric power steering apparatus. コントロールユニットの一例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows an example of a control unit.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハンドル
2 ステアリングシャフト(コラム軸)
3 減速ギア
10 トルクセンサ
11 イグニションキー
12、112 車速センサ
14 バッテリ
20 モータ
30 コントロールユニット
100 舵角利用機能部
101 相対舵角検出部
102 舵角速度検出部
104 絶対舵角演算部
110 モータ角センサ
111 SAT検出手段
120 左右車輪回転速センサ
130 演算部
200、200A 直進判定部
210〜212 比較部
220 AND回路
240 中立点角度補正手段
243 Dvテーブル
251 リミッタ
1 Handle 2 Steering shaft (column shaft)
3 Reduction gear 10 Torque sensor 11 Ignition key 12, 112 Vehicle speed sensor 14 Battery 20 Motor 30 Control unit 100 Steering angle utilization function unit 101 Relative steering angle detection unit 102 Steering angular velocity detection unit 104 Absolute steering angle calculation unit 110 Motor angle sensor 111 SAT Detection means 120 Left and right wheel rotation speed sensor 130 Arithmetic unit 200, 200A Straight travel determination unit 210-212 Comparison unit 220 AND circuit 240 Neutral point angle correction unit 243 Dv table 251 Limiter

Claims (5)

トルク制御部で演算された電流指令値で電流制御部を介してモータを駆動し、前記モータの駆動によって車両のステアリング機構にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ角を検出するモータ角センサと、前記車両のSATを検出するSAT検出手段と、前記モータ角に基づいてステアリングの相対舵角θrを検出する相対舵角検出部と、前記モータの角速度を求める舵角速度検出部と、車速を検出する車速検出部とを具備し、前記舵角速度、SAT検出値及び車速に基づいて前記車両の直進走行の判定を行い、前記直進走行が所定時間以上継続したときの前記相対舵角θrを中立点角度とする演算を行う中立点演算部と、前記中立点角度及び前記相対舵角θrの差分で絶対舵角を求める絶対舵角演算部とを具備したことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 A motor angle is detected in a control device of an electric power steering apparatus that drives a motor through a current control unit with a current command value calculated by a torque control unit and applies assist torque to a steering mechanism of the vehicle by driving the motor. A motor angle sensor that detects the SAT of the vehicle, a relative steering angle detector that detects a relative steering angle θr of the steering based on the motor angle, and a steering angular velocity detector that determines the angular velocity of the motor And a vehicle speed detection unit that detects the vehicle speed, and determines whether the vehicle is traveling straight on the basis of the rudder angular velocity, the SAT detection value, and the vehicle speed, and the relative rudder when the straight traveling continues for a predetermined time or more. A neutral point calculation unit for calculating an angle θr as a neutral point angle, and an absolute steering angle calculation for obtaining an absolute steering angle by a difference between the neutral point angle and the relative steering angle θr. Control device for an electric power steering apparatus characterized by comprising a part. 前記中立点演算部は、前記直進走行を判定している条件下で直進走行継続時間が第1スレッショルド以上となると、前記車速及び直進走行継続時間に従って大きくなる信頼度係数Dを設定し、前回補正した中立点角度θk−1と前記相対舵角θrとの偏差に前記信頼度係数Dを乗じた値D(θr−θk−1)を前回補正した前記中立点角度θk−1に加算して新たな中立点角度θとする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The neutral point calculation unit sets a reliability coefficient D that increases according to the vehicle speed and the straight travel duration when the straight travel duration exceeds the first threshold under the condition that the straight travel is determined. A value D (θr−θ k−1 ) obtained by multiplying the deviation between the neutral point angle θ k−1 and the relative rudder angle θr by the reliability coefficient D is added to the previously corrected neutral point angle θ k−1 . The control device for the electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a new neutral point angle θ k is set. 前記信頼度係数Dを積分した推定値信頼度係数を設定し、前記推定値信頼度係数が第2スレッショルド以上になったときに、前記信頼度係数Dを減少させて前記中立点角度θの補正変位を少なくする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 An estimated value reliability coefficient obtained by integrating the reliability coefficient D is set, and when the estimated value reliability coefficient is equal to or higher than a second threshold, the reliability coefficient D is decreased to reduce the neutral point angle θ k . The control device for the electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the correction displacement is reduced. 車輪回転速度を加えて前記直進走行の判定に行う請求項1乃至3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller determines the straight traveling by adding a wheel rotation speed. 請求項1乃至4のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置を搭載した車両。 A vehicle equipped with the control device for an electric power steering device according to any one of claims 1 to 4.
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