JP2010076594A - Electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハンドル戻し制御部を備える電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus including a handle return control unit.
車両のステアリング機構は、路面からの反力を受けて直進操舵状態へと向かうセルフアライニングトルクが働くように設計されており、例えば走行中に運転者がステアリングホイールを転舵してから手を放すと、ステアリングホイールは中立位置に戻っていく。 The vehicle steering mechanism is designed so that a self-aligning torque is applied to the straight-ahead steering state in response to the reaction force from the road surface.For example, the driver turns the steering wheel while driving, When released, the steering wheel returns to the neutral position.
また、電動パワーステアリング装置を備えた車両では、セルフアライニングトルクの過不足を補償するように、操舵アシスト用モータ(以下、アシストモータと略す)に対する目標電流(目標操舵アシスト量)を、操舵角に応じて補正するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、車両の加速時や減速時には横力が低減するため、ステアリングホイールを中立位置に戻す力(すなわち、セルフアライニングトルク)が減少し、戻りづらくなり、運転者も操舵しづらくなる。
そこで、この発明は、加速時や減速時にもステアリングホイールを中立位置に戻り易くすることができる電動パワーステアリング装置を提供するものである。
However, since the lateral force is reduced when the vehicle is accelerated or decelerated, the force to return the steering wheel to the neutral position (that is, self-aligning torque) is reduced, making it difficult to return, and the driver is also difficult to steer.
Accordingly, the present invention provides an electric power steering device that can easily return the steering wheel to the neutral position during acceleration and deceleration.
この発明に係る電動パワーステアリング装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項1に係る発明は、操舵角を検出し、ステアリングホイールをアクチュエータ(例えば、後述する実施例におけるアシストモータ9)を介して中立位置に戻すように制御を行うハンドル戻し制御部(例えば、後述する実施例におけるハンドル戻し制御部13)を備える電動パワーステアリング装置(例えば、後述する実施例における電動パワーステアリング装置1)において、前記ハンドル戻し制御部は、車両の加速度が大きいほど前記ステアリングホイールを中立位置に戻す制御量を増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
The electric power steering apparatus according to the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 detects a steering angle, and controls a steering wheel return control unit (for example, described later) that controls the steering wheel to return to a neutral position via an actuator (for example, an
請求項2に係る発明は、操舵角を検出し、ステアリングホイールをアクチュエータ(例えば、後述する実施例におけるアシストモータ9)を介して中立位置に戻すように制御を行うハンドル戻し制御部(例えば、後述する実施例におけるハンドル戻し制御部13)を備える電動パワーステアリング装置(例えば、後述する実施例における電動パワーステアリング装置1)において、前記ハンドル戻し制御部は、車両の減速度が大きいほど前記ステアリングホイールを中立位置に戻す制御量を増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
The invention according to claim 2 detects a steering angle, and controls a steering wheel return control unit (for example, described later) that controls the steering wheel to return to a neutral position via an actuator (for example, an
請求項1に係る発明によれば、車両の加速時にステアリングホイールを中立位置へ戻す制御量を増大するので、加速時にもステアリングホイールが中立位置に戻り易くなり、運転者が操舵し易くなる。 According to the first aspect of the present invention, the amount of control for returning the steering wheel to the neutral position when the vehicle is accelerated is increased. Therefore, the steering wheel can easily return to the neutral position even during acceleration, and the driver can easily steer.
請求項2に係る発明によれば、車両の減速時にステアリングホイールを中立位置へ戻す制御量を増大するので、減速時にもステアリングホイールが中立位置に戻り易くなり、運転者が操舵し易くなる。 According to the second aspect of the invention, the amount of control for returning the steering wheel to the neutral position when the vehicle is decelerated is increased, so that the steering wheel can easily return to the neutral position even during deceleration, and the driver can easily steer.
以下、この発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例を図1および図2の図面を参照して説明する。 Embodiments of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS.
図1のブロック図に示すように、車両の電動パワーステアリング装置1は、操舵アシストトルクを発生させるアシストモータ(アクチュエータ)9と、アシストモータ9の回転数を検出するモータ回転数センサ2と、車両の速度(車速)を検出する車速センサ3と、車両に発生するヨーレートを検出するヨーレートセンサ4と、ステアリングシャフト(図示略)に印加される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ5と、ステアリングホイール(図示略)の操舵角を検出する操舵角センサ6と、アシストモータ9を駆動する駆動回路8と、電子制御装置(以下、ECUと略す)10と、を備えて構成されている。
モータ回転数センサ2、車速センサ3、ヨーレートセンサ4、操舵トルクセンサ5、操舵角センサ6は、それぞれ検出値に応じた出力信号をECU10に出力する。
As shown in the block diagram of FIG. 1, an electric
The motor
ECU10は、EPS基本制御部11と、反力制御部12と、ハンドル戻し制御部13を備えて構成されている。
EPS基本制御部11は、モータ回転数センサ2、車速センサ3、操舵トルクセンサ5の出力信号に基づいて、アシストモータ9の基本制御量Ibを算出する。基本制御量Ibの算出方法は公知の電動パワーステアリング装置と同じであるので詳細説明は省略するが、概略、操舵トルクが大きくなるにしたがって基本制御量Ibが大きくなり、アシストモータ9の回転数が大きくなるにしたがって(換言すると、操舵角速度が大きいほど)基本制御量Ibが小さくなり、車速が大きくなるにしたがって基本制御量Ibが小さくなるように設定される。
The ECU 10 includes an EPS
The EPS
反力制御部12は、ヨーレートセンサ4の出力信号に基づいて反力補正量Iyを算出する。反力補正量Iyは、例えば車両の旋回走行時などにおいてヨーレートが発生したときに、このヨーレートを打ち消す方向のトルクを発生させる反力成分であり、ヨーレートが大きくなるにしたがって反力補正量Iyが大きくなるように設定されている。
The reaction
ハンドル戻し制御部13は、モータ回転数センサ2、車速センサ3、操舵トルクセンサ5、操舵角センサ6の出力信号に基づいて、ハンドル戻し制御量Ihを算出する。ハンドル戻し制御量Ihはセルフアライニングトルクの過不足を補償するものである。ハンドル戻し制御量Ihの算出方法については、後で詳述する。
The steering wheel
ECU10は、EPS基本制御部11により算出された基本制御量Ibから、反力制御部12により算出された反力補正量Iyおよびハンドル戻し制御部13により算出されたハンドル戻し制御量Ihを減算して、アシストモータ9の目標電流Ioを求め、この目標電流Ioをモータ駆動回路8へ出力する。モータ駆動回路8では、アシストモータ9の実電流が前記目標電流Ioと一致するように、フィードバック制御が行われる。
The
次に、図2の図面を参照して、ハンドル戻し制御部13において実行されるハンドル戻し制御量算出処理を説明する。
まず、ハンドル戻し制御部13は、操舵角センサ6の出力信号(操舵角)と車速センサ3の出力信号(車速)に基づいて、ハンドル戻しベース制御量Ihbを算出する。詳述すると、車速センサ3の出力信号に基づき舵角オフセットマップ20を参照して車速に応じた舵角オフセット量を算出する。また、操舵角センサ6の出力信号からローパスフィルタ21によって高周波成分を除去し、ローパスフィルタ処理後の操舵角から前記舵角オフセット量を減算して、オフセット後の操舵角STRoffを算出する。さらに、ハンドル戻しベース制御量マップ22を参照して、オフセット後の操舵角STRoffに応じたハンドル戻しベース制御量Ihbを算出する。
Next, the handle return control amount calculation process executed in the handle
First, the steering wheel
なお、舵角オフセットマップ20は、車速が第1の所定値に達するまでは舵角オフセット量は「0」であり、車速が前記第1の所定値から第2の所定値までは車速の増加にしたがって舵角オフセット量が徐々に増大し、車速が前記第2の所定値以上になると第2の所定値のときの舵角オフセット量を維持するように設定されている。
In the steering
また、ハンドル戻しベース制御量マップ22は、オフセット後の操舵角が第1の所定値に達するまではハンドル戻しベース制御量Ihbは「0」であり、オフセット後の操舵角が前記第1の所定値から第2の所定値まではオフセット後の操舵角の増加にしたがってハンドル戻しベース制御量Ihbが徐々に増大し、オフセット後の操舵角が前記第2の所定値以上になると第2の所定値のときのハンドル戻しベース制御量Ihbを維持するように設定されている。
したがって、ハンドル戻しベース制御量Ihbは、基本的には、操舵角が大きいほど大きい値に設定される。
In the steering wheel return base
Therefore, the steering wheel return base control amount Ihb is basically set to a larger value as the steering angle increases.
また、ハンドル戻し制御部13は、モータ回転数センサ2の出力信号(モータ回転数)と車速センサ3の出力信号(車速)に基づいて舵角速度レシオRmを算出する。詳述すると、車速センサ3の出力信号に基づき舵角速度オフセットマップ23を参照して車速に応じた舵角速度オフセット量を算出し、モータ回転数センサ2の出力信号からこの舵角速度オフセット量を減算して、オフセット後のモータ回転数Mvoを算出する。また、加減速度算出部30においてモータ回転数センサ2の出力信号を時間微分することにより車両の加速度あるいは減速度を算出し、第1加減速度レシオマップ31を参照して、加速度あるいは減速度に応じた第1加減速度レシオRa1を算出する。そして、オフセット後のモータ回転数Mvoに第1加減速度レシオRa1を乗じて補正モータ回転数Mvを算出し、舵角速度レシオマップ24を参照して、補正モータ回転数Mvに応じた舵角速度レシオRmを算出する。
Further, the steering wheel
なお、舵角速度オフセットマップ23は、車速が第1の所定値に達するまでは舵角速度オフセット量は「0」であり、車速が前記第1の所定値から第2の所定値までは車速の増加にしたがって舵角速度オフセット量が徐々に増大し、車速が前記第2の所定値以上になると第2の所定値のときの舵角速度オフセット量を維持するように設定されている。
In the steering angular
第1加減速度レシオマップ31は、加速度および減速度が0のときは「1」であり、減速度の増大にしたがって第1加減速度レシオRa1が徐々に増大し、減速度が所定値以上になると該所定値のときの第1加減速度レシオRa1を維持するように設定されており、また、加速度の増大にしたがって第1加減速度レシオRa1が徐々に増大し、加速度が所定値以上になると該所定値のときの第1加減速度レシオRa1を維持するように設定されている。すなわち、加速度あるいは減速度が検出されたときには、第1加減速度レシオRa1は1より大きな値となる。
The first acceleration /
したがって、舵角速度レシオRmは、基本的には、アシストモータ9の回転数が大きいほど(換言すると操舵速度が大きいほど)、小さく設定される。これは、アシストモータ9の回転数が大きいときは運転者の操舵意志が高いと推定して、ハンドル戻し制御量Ihを小さくするためである。また、加速度や減速度が大きいほど、舵角速度レシオRmは大きく設定される。
Therefore, the rudder angular speed ratio Rm is basically set smaller as the rotation speed of the
なお、この実施例では、オフセット後のモータ回転数Mvoに第1加減速度レシオRa1を乗じて補正モータ回転数Mvを算出し、補正モータ回転数Mvに基づいて舵角速度レシオRmを算出しているが、舵角速度レシオを算出する際に第1加減速度レシオRa1を乗じないで、オフセット後のモータ回転数Mvoに基づいて舵角速度レシオRmを算出することも可能である。 In this embodiment, the corrected motor rotational speed Mv is calculated by multiplying the motor rotational speed Mvo after the offset by the first acceleration / deceleration ratio Ra1, and the steering angular speed ratio Rm is calculated based on the corrected motor rotational speed Mv. However, the steering angular speed ratio Rm can be calculated based on the motor rotational speed Mvo after offset without multiplying the first acceleration / deceleration ratio Ra1 when calculating the steering angular speed ratio.
また、ハンドル戻し制御部13は、加減速度算出部30で算出された加速度あるいは減速度に基づき、第2加減速度レシオマップ32を参照して、加速度あるいは減速度に応じた第2加減速度レシオRa2を算出する。
Further, the steering wheel
第2加減速度レシオマップ32は、加速度および減速度が0のときは「1」であり、減速度の増大にしたがって第2加減速度レシオRa2が徐々に増大し、減速度が所定値以上になると該所定値のときの第2加減速度レシオRa2を維持するように設定されており、また、加速度の増大にしたがって第2加減速度レシオRa2が徐々に増大し、加速度が所定値以上になると該所定値のときの第2加減速度レシオRa2を維持するように設定されている。すなわち、加速度あるいは減速度が検出されたときには、第2加減速度レシオRa2は1より大きな値となる。
The second acceleration /
また、ハンドル戻し制御部13は、車速センサ3の出力信号(車速)に基づき、車速レシオマップ26を参照して、車速レシオRvを算出する。車速レシオマップ26は、車速が「0」のときに車速レシオRvは「0」であり、車速が「0」から所定速度に達するまでは、車速の増加にしたがって車速レシオRvが徐々に増大し、車速が前記所定値以上になると該所定値のときの車速レシオRvを維持するように設定されている。
The steering wheel
また、ハンドル戻し制御部13は、操舵トルクセンサ5の出力信号(操舵トルク)に基づき、トルクレシオマップ27を参照して、トルクレシオRtを算出する。トルクレシオマップ27は、操舵トルクが第1の所定値に達するまではトルクレシオRtは所定の一定値であり、操舵トルクが前記第1の所定値以上になると操舵トルクの増加にしたがってトルクレシオRtが徐々に減少するように設定されている。これは、操舵トルクが大きいときは運転者の操舵意志を優先して、ハンドル戻し制御量Ihを小さくするためである。
Further, the steering wheel
また、ハンドル戻し制御部13は、切り戻し判別部25において、操舵角センサ6の出力信号(操舵角)とモータ回転数センサ2の出力信号(モータ回転数)に基づいて、ステアリングホイールの操舵状態が中立位置から遠ざかる方向に回転している状態(以下、切り状態と称す)にあるか、あるいは、中立位置に戻す方向に回転している状態(以下、戻し状態と称す)にあるかを判別する。詳述すると、操舵角センサ6の出力信号から操舵角の方向(中立位置よりも時計回り方向側に回転された状態か、反時計回り方向側に回転された状態か)と、モータ回転数センサ2の出力信号に基づいて算出した操舵速度(操舵角速度)の方向(時計回り方向か反時計回り方向か)とが、同じ方向である場合には切り状態であると判別し、異なる方向である場合には戻し状態であると判別する。そして、切り戻し判別部25は、切り状態である判別した場合には、切り戻し判別値Gとして「0」を出力し、戻し状態である判別した場合には、切り戻し判別値Gとして「1」を出力する。
In addition, the steering wheel
そして、ハンドル戻し制御部13は、ハンドル戻しベース制御量Ihbに、舵角速度レシオRmと第2加減速度レシオRa2と車速レシオRvとトルクレシオRtと切り戻し判別値Gを乗じ、その積をハンドル戻し制御量Ihとして出力する。
したがって、ステアリングホイールが切り状態にあるときには、ハンドル戻し制御部13から出力されるハンドル戻し制御量Ihは「0」となる。つまり、実質的なハンドル戻し制御は、ステアリングホイールが戻し状態にあるときのみ行われることとなる。
The steering wheel
Therefore, when the steering wheel is in the off state, the steering wheel return control amount Ih output from the steering wheel
このように構成された電動パワーステアリング装置1によれば、ハンドル戻し制御量Ihを求める際に第2加減速度レシオRa2を乗じており、前述したように第2加減速度レシオRa2は加速時および減速時には1より大きい値であるので、加速時および減速時におけるハンドル戻し制御量Ihを定速時よりも大きくすることができる。その結果、タイヤからのセルフアライニングトルクが減少する加速時および減速時に、ハンドル戻し制御量Ihを大きくすることができるので、ステアリングホイールが中立位置に戻り易くなり、運転者が操舵し易くなる。
しかも、第2加減速度レシオRa2は加速度および減速度が増大するにしたがって大きい値となるので、加速度および減速度が大きいほどステアリングホイールが中立位置に戻り易くなる。
According to the electric
Moreover, since the second acceleration / deceleration ratio Ra2 increases as the acceleration and deceleration increase, the steering wheel easily returns to the neutral position as the acceleration and deceleration increase.
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、図2に示す第2加減速度レシオマップは一例であり、これに限定されるものではない。
[Other Examples]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, the second acceleration / deceleration ratio map shown in FIG. 2 is an example, and the present invention is not limited to this.
1 電動パワーステアリング装置
9 アシストモータ(アクチュエータ)
13 ハンドル戻し制御部
1 Electric
13 Handle return control unit
Claims (2)
前記ハンドル戻し制御部は、車両の加速度が大きいほど前記ステアリングホイールを中立位置に戻す制御量を増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering apparatus including a steering wheel return control unit that detects the steering angle and performs control to return the steering wheel to the neutral position via the actuator.
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering wheel return control unit increases a control amount for returning the steering wheel to a neutral position as the acceleration of the vehicle increases.
前記ハンドル戻し制御部は、車両の減速度が大きいほど前記ステアリングホイールを中立位置に戻す制御量を増大させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering apparatus including a steering wheel return control unit that detects the steering angle and performs control to return the steering wheel to the neutral position via the actuator.
The electric power steering apparatus, wherein the steering wheel return control unit increases a control amount for returning the steering wheel to a neutral position as the deceleration of the vehicle increases.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150002370A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-07 | 현대모비스 주식회사 | Steering return control apparatus of motor driven power steering and method thereof |
US20150151782A1 (en) * | 2012-07-04 | 2015-06-04 | Jtekt Europe | Method for centering the steering wheel of a motor vehicle power-assisted steering |
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2008
- 2008-09-26 JP JP2008247050A patent/JP2010076594A/en active Pending
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KR20150002370A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-07 | 현대모비스 주식회사 | Steering return control apparatus of motor driven power steering and method thereof |
KR102054138B1 (en) * | 2013-06-28 | 2019-12-10 | 현대모비스 주식회사 | Steering return control apparatus of motor driven power steering and method thereof |
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