JP2011025829A - Power steering device - Google Patents

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Kenichi Hamada
健一 濱田
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Hitachi Astemo Ltd
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power steering device which suppresses a shimmy change without divergence, underflow, or overflow of an output value. <P>SOLUTION: The power steering device includes a vibration-suppression signal calculating unit 22 that calculates a vibration-suppression signal T<SB>v</SB>for suppressing shimmy change in an electronic control unit, and has characteristics in which a difference between a phase occurred when a shimmy change component Sm is generated and a phase occurred when a steering force based on the vibration suppression signal T<SB>v</SB>is generated in a power cylinder is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees. The vibration-suppression signal calculating unit 22 is constituted of a band-pass filter 31 for extracting the shimmy change component Sm from a steering torque signal T detected by a torque sensor, and of a phase correcting means 32 for correcting the phase difference by reversing a phase of the extracted shimmy change component Sm. Thus, the shimmy change component Sm can be decreased easily and favorably. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車に適用され、電動モータの駆動力や油圧等によって運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a power steering device that is applied to, for example, an automobile and assists a driver's steering force by a driving force or hydraulic pressure of an electric motor.

自動車の走行時には、タイヤ及びホイールのアンバランス、ハブとホイールとの間のがたつき等が起振源となってこれがサスペンションと共振することによって増幅され、この増幅された振動が例えばラック・ピニオン機構等の操舵機構を介してステアリングへと伝達されることで、ステアリングの回転方向に振動を生じさせる、といったいわゆるシミーが発生し、乗員に不快感を与えることとなっている。   When an automobile is running, the tire and wheel unbalance, rattling between the hub and wheel, etc. are used as a vibration source, which is amplified by resonating with the suspension, and this amplified vibration is, for example, rack and pinion A so-called shimmy that causes vibration in the direction of rotation of the steering wheel is transmitted to the steering wheel via a steering mechanism such as a mechanism, which causes discomfort to the occupant.

そこで、このようなシミーによる変動トルク(以下、「シミー変動」という。)の発生に基づく悪影響を抑制するべく種々の技術が提案されており、その一つとして、例えば以下の特許文献1に記載されたものがある。   In view of this, various techniques have been proposed in order to suppress adverse effects due to the occurrence of such fluctuating torque (hereinafter referred to as “Shimi fluctuation”), and one example thereof is described in Patent Document 1 below. There is something that was done.

すなわち、このパワーステアリング装置では、いわゆるセルフアライニングトルク(SAT)の推定を行うSAT推定部若しくはセンサによってSATの測定を行うSAT測定部が設けられ、SAT推定部で推定されたSAT推定値若しくはSAT測定部で測定されたSAT値をゲイン部にてゲイン調整した後、これを操舵補助指令値に加算して電流指令値として出力するように構成されていて、かかる補償信号をもって外乱を低減することで、前記シミー変動の抑制を図っている。   That is, in this power steering apparatus, a SAT estimation unit that estimates so-called self-aligning torque (SAT) or a SAT measurement unit that measures SAT by a sensor is provided, and a SAT estimation value or SAT estimated by the SAT estimation unit. After the SAT value measured by the measurement unit is adjusted by the gain unit, this is added to the steering assist command value and output as a current command value, and the disturbance is reduced by using such a compensation signal. Therefore, suppression of the shimmy variation is attempted.

ここで、前記シミーは、車速やサスペンション特性との関係で、その振動の大きい周波数範囲がほぼ特定されるため、前記従来のパワーステアリング装置では、バンドパスフィルタを用いてSAT値から前記振動の大きい周波数範囲(周波数成分)を抽出するものの、操舵系システムの特性によっては当該システムによる伝達の遅れにより外乱振動の前記周波数成分の位相と前記補償信号の位相との間に差(位相差)が生じてしまい、これによって外乱振動を適切に抑制できないこととなる。そこで、前記従来のパワーステアリング装置では、前記周波数成分の位相を補正する位相調整部を設けて、この位相調整部により前記周波数成分の位相を補正することで、前記操舵系システムの特性に基づく悪影響を是正し、前記シミー変動の効果的な抑制が図れるようになっている。   Here, the shimmy has a large frequency range in which vibration is large due to the relationship with vehicle speed and suspension characteristics. Therefore, the conventional power steering device uses a bandpass filter to increase the vibration from the SAT value. Although the frequency range (frequency component) is extracted, depending on the characteristics of the steering system, there is a difference (phase difference) between the phase of the frequency component of the disturbance vibration and the phase of the compensation signal due to transmission delay by the system. As a result, disturbance vibrations cannot be suppressed appropriately. Therefore, in the conventional power steering device, a phase adjustment unit that corrects the phase of the frequency component is provided, and the phase of the frequency component is corrected by the phase adjustment unit, thereby adversely affecting the characteristics of the steering system. The above-mentioned shimmy fluctuation can be effectively suppressed.

つまり、前記従来のパワーステアリング装置においては、前記周波数成分の位相を補正するにあたり、前記位相調整部において前記操舵系システムによる遅れ分を考慮して前記周波数成分の位相を補正する(進める)ためのフィルタであるいわゆるハイパスフィルタを用い、該ハイパスフィルタを通して所定量だけ位相が進められた前記周波数成分にゲインを乗算して得られたものを操舵補助指令値に加算して電流指令値として出力することによって前記周波数成分が打ち消されることとなり、これによって前記シミー変動が効果的に抑制されるようになっている。   That is, in the conventional power steering device, when correcting the phase of the frequency component, the phase adjusting unit corrects (advances) the phase of the frequency component in consideration of a delay due to the steering system. Using a so-called high-pass filter, which is a filter, and adding the gain obtained by multiplying the frequency component whose phase has been advanced by a predetermined amount through the high-pass filter to the steering assist command value and outputting it as a current command value This cancels out the frequency component, thereby effectively suppressing the Shimmy variation.

特開2008−18825号公報JP 2008-18825 A

しかしながら、前記従来のパワーステアリング装置にあっては、前記シミー変動の周波数帯域(10Hz〜15Hz)において前記操舵系システムによる遅れが大きい場合、この遅れ分を補償するには、前記位相調整部において常に高次なフィルタを導入する必要がある。このため、設定するカットオフ周波数によっては、前記出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうという問題があった。   However, in the conventional power steering apparatus, when the delay due to the steering system is large in the frequency band (10 Hz to 15 Hz) of the Shimmy fluctuation, the phase adjustment unit always compensates for this delay. It is necessary to introduce a high-order filter. For this reason, there is a problem that the output value diverges, underflows or overflows depending on the set cutoff frequency.

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローすることなくシミー変動を抑制し得るパワーステアリング装置を提供するものである。   The present invention has been devised in view of such a technical problem, and provides a power steering device capable of suppressing Shimmy fluctuations without causing an output value to diverge, underflow or overflow.

本願請求項1に記載の発明は、車両の転舵輪に連係される操舵機構の操舵力を補助し、内部に隔成された1対の圧力室を有するパワーシリンダと、前記パワーシリンダの1対の圧力室に選択的に作動液を供給する1対の吐出口を有する可逆式ポンプと、前記パワーシリンダの1対の圧力室の一方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の一方側とを接続する第1油路と、前記パワーシリンダの1対の圧力室の他方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の他方側とを接続する第2油路と、前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、前記操舵機構に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記電動機を駆動制御する電動機制御信号を出力する電動機制御回路と、前記電動機制御回路に設けられ、前記操舵トルクに基づく第1の電動機制御信号を演算するアシスト信号演算部と、前記トルクセンサによって検出された操舵トルクの所定の周波数成分を抽出する第1のフィルタと、前記電動機制御回路に設けられ、前記所定の周波数成分を減少させる第2の電動機制御信号を演算する振動抑制信号演算部と、を備え、前記所定の周波数成分の発生時における位相と前記パワーシリンダにおいて前記第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相との差が90度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置であって、前記所定の周波数成分の位相を反転させる位相反転信号を出力する第2のフィルタを設けると共に、前記振動抑制信号演算部において、前記所定の周波数成分の位相反転信号に基づき前記第2の電動機制御信号を演算するように構成したことを特徴としている。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a power cylinder having a pair of pressure chambers that assists a steering force of a steering mechanism linked to a steered wheel of a vehicle and is internally separated, and a pair of the power cylinders. A reversible pump having a pair of discharge ports for selectively supplying hydraulic fluid to the pressure chambers, one side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and one side of the pair of discharge ports of the reversible pump A second oil passage connecting the other side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and the other side of the pair of discharge ports of the reversible pump, and the reversible pump An electric motor for driving the electric motor, a torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering mechanism, an electric motor control circuit for outputting an electric motor control signal for controlling the electric motor, and an electric motor control circuit. First motor control signal based on An assist signal calculation unit for calculating; a first filter for extracting a predetermined frequency component of the steering torque detected by the torque sensor; and a second filter for reducing the predetermined frequency component provided in the motor control circuit. A vibration suppression signal calculation unit for calculating an electric motor control signal, and a phase when the predetermined frequency component is generated and a phase when a steering force based on the second electric motor control signal is generated in the power cylinder A power steering device having a difference larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees, wherein a second filter that outputs a phase inversion signal for inverting the phase of the predetermined frequency component is provided, and the vibration suppression In the signal calculation unit, the second motor control signal is calculated based on the phase inversion signal of the predetermined frequency component. Is characterized in that form was.

本発明によれば、所定の周波数成分の位相反転信号に基づいて第2の電動機制御信号を演算するようにしたため、前記位相差が90度より大きく、かつ、270度より小さい範囲では、高次のフィルタを用いることなく、前記所定の周波数成分の位相を補正することが可能となる。これにより、当該補正を行う際に、電動機制御信号の出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうことなく、前記所定の周波数成分を減少させることができる。   According to the present invention, since the second motor control signal is calculated based on the phase inversion signal of the predetermined frequency component, a higher order is obtained in the range where the phase difference is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees. The phase of the predetermined frequency component can be corrected without using the filter. Thereby, when performing the said correction | amendment, the said predetermined frequency component can be reduced, without the output value of an electric motor control signal spreading | deviating or underflowing or overflowing.

本発明に係るパワーステアリング装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a power steering apparatus according to the present invention. 図1に示す電子コントロールユニットの構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of the electronic control unit shown in FIG. 1. 図2に示す振動抑制信号演算部の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the vibration suppression signal calculating part shown in FIG. 図3に示す位相補正手段による所定の周波数成分の位相補正前後の波形を表すグラフである。It is a graph showing the waveform before and behind phase correction of the predetermined frequency component by the phase correction means shown in FIG. 本発明の第1実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー抑制についての制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content about shimmy suppression of the power steering apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る振動抑制信号演算部の制御ブロック構成の一例を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows an example of the control block structure of the vibration suppression signal calculating part which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る振動抑制信号演算部の制御ブロック構成の他例を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the other example of the control block structure of the vibration suppression signal calculating part which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー抑制についての制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content about shimmy suppression of the power steering apparatus which concerns on the same embodiment. 本発明の第3実施形態に係る電子コントロールユニットの構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of an electronic control unit according to a third embodiment of the present invention. 図9に示す振動抑制信号演算部の制御ブロック図である。FIG. 10 is a control block diagram of a vibration suppression signal calculation unit shown in FIG. 9. 図10に示す車速ゲインテーブルにおける車速とゲインの関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the vehicle speed and gain in the vehicle speed gain table shown in FIG. 同実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー抑制についての制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content about shimmy suppression of the power steering apparatus which concerns on the same embodiment.

以下に、本発明に係るパワーステアリング装置の各実施形態につき、図面に基づいて詳述する。なお、各実施形態では、このパワーステアリングに装置を、自動車用のラック・ピニオン式の油圧パワーステアリング装置に適用したものを示している。   Hereinafter, embodiments of a power steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the power steering apparatus is applied to a rack and pinion hydraulic power steering apparatus for an automobile.

図1〜図5は本発明の第1実施形態を示し、このパワーステアリング装置は、図1に示すように、運転者の操舵力(操舵トルク)を図外の転舵輪に伝達する操舵力伝達手段1と、該操舵力伝達手段1に入力された運転者の操舵トルクに基づいて油圧によって操舵補助力(操舵アシストトルク)を発生させる操舵力アシスト手段2と、該操舵力アシスト手段2における操舵アシストトルクの発生に供する油圧を供給する油圧供給手段3と、操舵力アシスト手段2及び油圧供給手段3を制御する電気制御回路4と、から主として構成されている。   FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this power steering device transmits a steering force (steering torque) of a driver to a steered wheel (not shown). Means 1, steering force assist means 2 for generating a steering assist force (steering assist torque) by hydraulic pressure based on the steering torque of the driver input to the steering force transmission means 1, and steering in the steering force assist means 2 It mainly comprises a hydraulic pressure supply means 3 for supplying hydraulic pressure for generating assist torque, and an electric control circuit 4 for controlling the steering force assist means 2 and the hydraulic pressure supply means 3.

前記操舵力伝達手段1は、軸方向一端側がステアリングホイール11と一体回転可能に連係され、運転者からの操舵入力を行う入力軸12と、軸方向一端側が入力軸12に対し図外のトーションバーを介して同軸上に相対回転可能に連結され、他端側の外周に図外のピニオン歯を有する出力軸13と、前記ピニオン歯と噛合する図外のラック歯を有し、出力軸13の回転によって軸方向へ移動可能に設けられていて、軸方向両端部が前記転舵輪に連係されたラック軸14と、から主として構成されている。そして、周知のように、ステアリングホイール11を回転させることで、入力軸12が回転して前記トーションバーが捩られることとなり、このトーションバーの捩れ変形に基づいて生ずる当該トーションバーの弾性力により、入力軸12に追従して出力軸13が回転する。その結果、出力軸13とラック軸14からなるラック・ピニオン機構をもって出力軸13の回転運動がラック軸14の直線運動へと変換されることとなり、該ラック軸14が左右方向へ移動することで、前記転舵輪が転舵されるようになっている。   The steering force transmitting means 1 is linked to a steering wheel 11 at one end in the axial direction so as to be integrally rotatable, and an input shaft 12 for performing steering input from the driver, and a torsion bar not shown in the drawing with respect to the input shaft 12 at one end in the axial direction. Via an output shaft 13 having a pinion tooth outside the figure on the outer periphery on the other end side, and a rack tooth outside the figure meshing with the pinion tooth. A rack shaft 14 that is provided so as to be movable in the axial direction by rotation and whose both axial ends are linked to the steered wheels is mainly configured. Then, as is well known, by rotating the steering wheel 11, the input shaft 12 is rotated and the torsion bar is twisted. By the elastic force of the torsion bar generated based on the torsional deformation of the torsion bar, The output shaft 13 rotates following the input shaft 12. As a result, the rotational motion of the output shaft 13 is converted into the linear motion of the rack shaft 14 by a rack and pinion mechanism comprising the output shaft 13 and the rack shaft 14, and the rack shaft 14 moves in the left-right direction. The steered wheels are steered.

前記操舵力アシスト手段2は、内部に隔成された一対の圧力室P1,P2に作用する油圧をもってラック軸14に推進力を発生させることによって操舵力をアシストするパワーシリンダ15によって構成されている。このパワーシリンダ15は、ほぼ筒状に形成されたシリンダチューブ15aにピストンロッドとしての前記ラック軸14が軸方向に沿って貫装され、該ラック軸14の外周に固定されたピストン15bによりシリンダチューブ15a内に一対の圧力室である第1圧力室P1及び第2圧力室P2が隔成されている。そして、これらの圧力室P1,P2に供給された油圧によってラック軸14に対する推進力が発生し、これによって操舵出力がアシストされるようになっている。   The steering force assisting means 2 is constituted by a power cylinder 15 that assists the steering force by generating a propulsive force on the rack shaft 14 with a hydraulic pressure acting on a pair of pressure chambers P1, P2 separated inside. . The power cylinder 15 includes a cylinder tube 15a formed in a substantially cylindrical shape, the rack shaft 14 serving as a piston rod extending in the axial direction, and a cylinder tube formed by a piston 15b fixed to the outer periphery of the rack shaft 14. A first pressure chamber P1 and a second pressure chamber P2, which are a pair of pressure chambers, are separated in 15a. The hydraulic pressure supplied to the pressure chambers P1 and P2 generates a propulsive force for the rack shaft 14, thereby assisting the steering output.

前記油圧供給手段3は、パワーシリンダ15の第1、第2圧力室P1,P2に対応する一対の吐出口である第1吐出口16a及び第2吐出口16bを備え、ステアリングホイール11の回転方向に応じて前記各圧力室P1,P2へ液圧を選択的に供給する可逆式双方向ポンプであるポンプ16と、該ポンプ16を駆動する電動機である電動モータ17と、から主として構成され、第1吐出口16aと第1圧力室P1とが第1油路である第1油圧配管10aを介して接続されている一方、第2吐出口16bと第2圧力室P2とが第2油路である第2油圧配管10bを介して接続されている。なお、前記両油圧配管10a,10bは、いずれもゴム材(ゴムチューブ)によって形成されている。また、電動モータ17は、入力軸12に配置されたトルクセンサ18や図外の各車輪に設けられるブレーキ制御装置に配置された車速センサ19の検出結果に基づき、車載のバッテリ30から供給される電力をもって、前記電気制御回路4を構成する電子コントロールユニット20によって駆動制御されるようになっている。すなわち、運転者が操舵を行うことで、その操舵方向に応じて電動モータ17の回転方向が切り換えられ、パワーシリンダ15において運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを発生させるべく、ポンプ16を回転駆動するようになっている。   The hydraulic pressure supply means 3 includes a first discharge port 16 a and a second discharge port 16 b that are a pair of discharge ports corresponding to the first and second pressure chambers P 1 and P 2 of the power cylinder 15, and the rotation direction of the steering wheel 11. The pump 16 is a reversible bidirectional pump that selectively supplies hydraulic pressure to each of the pressure chambers P1 and P2 in response to the pressure, and an electric motor 17 that is an electric motor that drives the pump 16. The first discharge port 16a and the first pressure chamber P1 are connected via the first hydraulic pipe 10a that is the first oil passage, while the second discharge port 16b and the second pressure chamber P2 are the second oil passage. It is connected via a certain second hydraulic pipe 10b. Both the hydraulic pipes 10a and 10b are formed of a rubber material (rubber tube). The electric motor 17 is supplied from a vehicle-mounted battery 30 based on detection results of a torque sensor 18 disposed on the input shaft 12 and a vehicle speed sensor 19 disposed on a brake control device provided on each wheel (not shown). It is driven and controlled by the electronic control unit 20 constituting the electric control circuit 4 with electric power. That is, when the driver steers, the rotation direction of the electric motor 17 is switched according to the steering direction, and the pump 16 is turned on to generate the steering assist torque according to the driver's steering torque in the power cylinder 15. It is designed to rotate.

前記電子コントロールユニット20には、図2に示すように、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tに基づき操舵アシストトルクTanに係る操舵アシスト信号(本発明に係る第1の電動機制御信号)Taを演算するアシスト信号演算部21が設けられ、該アシスト信号演算部21に、トルクセンサ18からの操舵トルク信号T、車速センサ19からの車速信号Vがそれぞれ入力されることで、これら操舵トルクTn及び車速Vnに基づいて操舵アシストトルクTanを算出するようになっている。さらに、この電子コントロールユニット20には、シミー変動を抑制するシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号(本発明に係る第2の電動機制御信号)Tvを演算する振動抑制信号演算部22が設けられ、該振動抑制信号演算部22に、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tが入力されることで、該操舵トルクTnに基づいてシミー変動抑制トルクTvnを算出するようになっている。このように、電子コントロールユニット20では、アシスト信号演算部21により算出された操舵アシストトルクTanから振動抑制信号演算部22によって算出されたシミー変動抑制トルクTvnを減算したものを、最終的な電動モータ17に対しての電流指令値たるアシストトルク信号ATとして出力するようになっている。 As shown in FIG. 2, the electronic control unit 20 includes a steering assist signal (first motor control signal according to the present invention) T a related to the steering assist torque Tan based on the steering torque signal T from the torque sensor 18. An assist signal calculation unit 21 for calculating the steering torque signal T and the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 19 are input to the assist signal calculation unit 21, respectively. based on n and the vehicle speed V n and calculates the steering assist torque T an,. Furthermore, this electronic control unit 20, the vibration suppressing signal calculating section 22 for calculating a (second motor control signal according to the present invention) T v vibration suppression signal according to suppress shimmy variation suppression torque T vn shimmy variation The shimming fluctuation suppression torque T vn is calculated based on the steering torque T n when the steering torque signal T from the torque sensor 18 is input to the vibration suppression signal calculation unit 22. . Thus, the electronic control unit 20, the minus the shimmy variation suppression torque T vn calculated by the vibration suppression signal calculation unit 22 from the calculated steering assist torque T an by the assist-signal calculation section 21, final An assist torque signal AT that is a current command value for the electric motor 17 is output.

以上のようにして算出されたアシストトルク信号ATは、前記加熱保護演算部24からのトルクリミット信号Trに基づいて電動モータ17に対する指令トルクATrを制限するリミッタ23に出力され、このリミッタ23では、前記加熱保護演算部24からのトルクリミット信号Trに基づく制限範囲内において、前記アシストトルク信号ATを電動モータ17への指令トルクATrとしてモータ制御部25へと出力するようになっている。なお、前記加熱保護演算部24は、後記のモータ駆動部26近傍に配置された温度センサ28により検出される当該モータ駆動部26の温度Thnの情報に係る温度センサ信号Thと、後記の電流センサ27から電動モータ17へと供給される電流Iの情報と、に基づき、電子コントローラ20や電動モータ17の正常可動温度範囲内となるようアシストトルクTaを制限する指令値であるトルクリミット値Trnを演算して、この演算結果を前記トルクリミット信号Trとしてモータ制御部24へと出力することにより、リミッタ23においてモータ制御部24へと出力される指令トルクATrが制限されている。 Assist torque signal AT which is calculated as described above is output to a limiter 23 for limiting the command torque AT r for the electric motor 17 based on the torque limit signal T r from the overheat protection operation unit 24, the limiter 23 in, in a limited range based on the torque limit signal T r from the overheat protection operation unit 24, so as to output to the motor control unit 25 of the assist torque signal aT as the command torque aT r to the electric motor 17 Yes. The heating protection calculation unit 24 includes a temperature sensor signal Th related to information on the temperature Th n of the motor drive unit 26 detected by a temperature sensor 28 disposed in the vicinity of the motor drive unit 26 described later, and a current described later. and information of the current I supplied to the electric motor 17 from the sensor 27, based on the torque limit value is a command value for limiting the assist torque T a so as to be within the normal movable temperature range of the electronic controller 20 and electric motor 17 By calculating T rn and outputting the calculation result as the torque limit signal Tr to the motor control unit 24, the limiter 23 limits the command torque AT r output to the motor control unit 24. .

前記モータ制御部25では、電動モータ17に設けられることによって当該電動モータ17の回転角Rθを検出する回転角センサ17aの検出結果に基づいて算出されるモータ回転位置演算部29からの電動モータ17の回転位置Rp情報と、後記のモータ駆動部26と電動モータ17との間に設けられた電流センサ27からのU相、V相及びW相の各電流IU,IV,IW情報と、がそれぞれ入力され、U相、V相及びW相の3層からなる電流を2相の電流に変換して、いわゆるPI制御等によるフィードバック制御によって電動モータ17の駆動信号(PWM信号)Dを生成し、このPWM信号Dをモータ駆動部26へ出力するようになっている。そして、このモータ駆動部16は、いわゆるFET等の図外のパワー素子によって構成され、前記PWM信号Dに応じて前記パワー素子をスイッチングすることにより、電動モータ17に制御電流を通電させるようになっている。そして、この制御電流に基づき電動モータ17が駆動制御されることで、ポンプ16を介してパワーシリンダ15においてシミー変動を抑制し得る最適なアシストトルクATを発生させるようになっている。 In the motor control unit 25, the electric motor from the motor rotation position calculation unit 29 that is provided on the electric motor 17 and is calculated based on the detection result of the rotation angle sensor 17 a that detects the rotation angle R θ of the electric motor 17. 17 rotational position Rp information and U-phase, V-phase, and W-phase currents I U , I V , I W from a current sensor 27 provided between the motor drive unit 26 and the electric motor 17 described later. Information is input, and a current composed of three layers of U phase, V phase, and W phase is converted into a two-phase current, and a drive signal (PWM signal) of the electric motor 17 by feedback control by so-called PI control or the like. D is generated, and this PWM signal D is output to the motor drive unit 26. The motor drive unit 16 is composed of a power element (not shown) such as a so-called FET, and switches the power element in accordance with the PWM signal D, thereby energizing the electric motor 17 with a control current. ing. The electric motor 17 is driven and controlled based on this control current, so that an optimum assist torque AT that can suppress shimmy fluctuations is generated in the power cylinder 15 via the pump 16.

続いて、前記振動抑制信号演算部22の構成についてより詳細に説明すれば、当該振動抑制信号演算部22は、図3に示すように、トルクセンサ18より出力された操舵トルク信号Tからシミー変動に係る所定の周波数成分(10Hz〜15Hz)であるシミー変動成分Smを抽出する本発明に係る第1のフィルタであるバンドパスフィルタ31と、該バンドパスフィルタ31により抽出されたシミー変動成分Smについて位相の補正を行う本発明に係る第2のフィルタである位相補正手段32と、該位相補正手段32により補正されたシミー変動成分Sm’に対してトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを得るゲイン乗算部33と、から構成されている。ここで、パワーステアリング装置においては、前述のように、その操舵系システムの特性によっては、当該操舵系システムによる伝達の遅れによってシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との間に差(位相差)が生じてしまうことがあり、この位相差が大きい場合、具体的には、当該位相差が90度より大きく270度より小さい場合には、前記位相補正手段32にて、前記バンドパスフィルタ31により抽出された図4に破線で示すシミー変動成分Smにつき、その符号を反転させる、つまり当該シミー変動成分に「−1」をかけることによって、前記抽出されたシミー変動成分Smの位相補正を行うようになっている。すなわち、前記位相差が前記所定の範囲内である場合は、前記位相補正手段32において上記のような位相反転信号が出力されて、当該位相反転信号に基づいて前記抽出されたシミー変動成分Smの位相補正が行われることにより、図4に実線で示すように、当該抽出されたシミー変動成分Smの位相が180度進められるようになっている。 Subsequently, the configuration of the vibration suppression signal calculation unit 22 will be described in more detail. As shown in FIG. 3, the vibration suppression signal calculation unit 22 has a shimmy variation from the steering torque signal T output from the torque sensor 18. The bandpass filter 31 which is the first filter according to the present invention for extracting the shimmy fluctuation component Sm which is a predetermined frequency component (10 Hz to 15 Hz) according to the above, and the shimmy fluctuation component Sm extracted by the bandpass filter 31 Shimmy fluctuation suppression by multiplying the shimmy fluctuation component Sm ′ corrected by the phase correction means 32, which is the second filter according to the present invention for correcting the phase, by the torque conversion coefficient K. And a gain multiplier 33 for obtaining torque T vn . Here, in the power steering apparatus, as described above, depending on the characteristics of the steering system, the vibration suppression signal related to the phase of the shimmy variation component Sm and the shimmy variation suppression torque Tvn due to the transmission delay of the steering system. T v may differences (phase difference) occurs between the phases of, in this case the phase difference is large, specifically, when the phase difference is smaller than 270 degrees greater than 90 degrees, the The phase correction means 32 inverts the sign of the shimmy fluctuation component Sm shown by the broken line in FIG. 4 extracted by the bandpass filter 31, that is, by applying “−1” to the shimmy fluctuation component. The phase of the extracted shimmy fluctuation component Sm is corrected. That is, when the phase difference is within the predetermined range, the phase inversion signal as described above is output from the phase correction means 32, and the shimmy fluctuation component Sm extracted based on the phase inversion signal is output. By performing the phase correction, as shown by a solid line in FIG. 4, the phase of the extracted shimmy fluctuation component Sm is advanced by 180 degrees.

なお、本実施形態では、前記位相差が前記所定の範囲内の場合に、前記符号反転による位相補正を行うこととしており、前記位相差が前記所定の範囲外の場合には、前記符号反転は行わないこととして、前記従来技術のように、前記位相差が0度より大きく、かつ、90度以下の場合であればローパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相を遅らせることとし、前記位相差が270度以上であって、かつ、360度より小さい場合であればハイパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相を進めることとして、シミー変動成分Smの位相補正を行うことができる。換言すれば、前記位相差が前記所定の範囲外であれば、前記従来技術のごとく単にローパスフィルタ又はハイパスフィルタを用いてシミー変動成分Smの位相補正を行ったとしても、当該位相補正においては特に高次なフィルタを用いる必要がないことから、本発明の技術的課題を招来してしまうことはない。   In this embodiment, when the phase difference is within the predetermined range, the phase correction by the sign inversion is performed. When the phase difference is outside the predetermined range, the sign inversion is If the phase difference is greater than 0 degree and 90 degrees or less as in the prior art, the phase of the shimmy fluctuation component Sm is delayed using a low-pass filter. If the angle is 270 degrees or more and smaller than 360 degrees, the phase of the shimmy fluctuation component Sm can be corrected by using the high-pass filter to advance the phase of the shimmy fluctuation component Sm. In other words, if the phase difference is outside the predetermined range, even if the phase correction of the shimmy fluctuation component Sm is simply performed using a low-pass filter or a high-pass filter as in the conventional technique, Since it is not necessary to use a high-order filter, the technical problem of the present invention is not caused.

以下、本実施形態に係るパワーステアリング装置の前記シミー変動抑制制御の制御内容につき、図5に示すフローチャートに沿って説明すれば、電子コントロールユニット20は、まず、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後に(ステップS11)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS12)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS13)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS14)。そして、かかる符号反転による位相補正を行ったシミー変動成分Sm’に対しトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS15)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21にて算出された操舵アシストトルクTanから減算することによって電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS16)、当該プログラムが終了することとなる。 Hereinafter, the control content of the shimmy variation suppression control of the power steering apparatus according to the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG. 5. First, the electronic control unit 20 first outputs the steering torque output from the torque sensor 18. After reading the signal T (step S11), the torque acting on the torsion bar is calculated based on the read steering torque signal T (step S12). After that, the shimmy fluctuation component Sm is extracted by passing the calculated torsion bar torque through the bandpass filter 31 (step S13), and the phase of the shimmy fluctuation component Sm is inverted by inverting the sign of the extracted shimmy fluctuation component Sm. Is advanced by 180 degrees (step S14). Then, the shimmy fluctuation suppression torque T vn is calculated by multiplying the shimmy fluctuation component Sm ′ subjected to the phase correction by the sign inversion by the torque conversion coefficient K (step S15), and the calculated shimmy fluctuation suppression torque T vn. assist torque signal T a is a current command value to the electric motor 17 is obtained by subtracting from the steering assist torque T an calculated in the assist signal calculating section 21 (step S16), and the program is terminated Will be.

以上のように、前記振動抑制信号演算部22において、バンドパスフィルタ31により抽出したシミー変動成分Smにつき、位相補正手段32による位相反転信号に基づきシミー変動抑制トルクTvnを演算する、つまり前記抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させて当該シミー変動成分Smの位相補正を行うように構成したことから、前記抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、270度より小さい範囲においては、高次のフィルタを用いることなく、極めて容易に前記抽出したシミー変動成分Smの位相を補正することが可能となる。これにより、当該補正を行う際、アシストトルク信号Taの出力値が発散、又はアンダーフロー若しくはオーバーフローしてしまうことなくシミー変動成分Smを減少させ、当該シミー変動を抑制することができる。 As described above, the vibration suppression signal calculation unit 22 calculates the shimmy variation suppression torque Tvn for the shimmy variation component Sm extracted by the bandpass filter 31 based on the phase inversion signal by the phase correction unit 32, that is, the extraction. Since the sign of the shimmy variation component Sm is inverted and the phase of the shimmy variation component Sm is corrected, the vibration suppression signal T related to the phase of the extracted shimmy variation component Sm and the shimmy variation suppression torque Tvn. When the phase difference from the phase of v is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees, the phase of the extracted shimmy fluctuation component Sm can be corrected very easily without using a high-order filter. It becomes. Accordingly, when performing the correction, the output value of the assist torque signal T a is divergent, or reduce shimmy fluctuation component Sm without underflow or overflows, it is possible to suppress the shimmy variations.

また、本実施形態では、前記第1、第2油圧配管10a,10bが共にゴムチューブにより構成されていることから、当該油圧配管のレイアウト性が向上すると共に振動の吸収性も向上する、といったメリットがある。一方で、このようにゴムチューブによって構成された前記各油圧配管10a,10bはそのゴム材の弾性によって径方向に伸縮自在となっており、これら油圧配管10a,10bにおいて油圧が作用した際には、当該油圧によって前記各油圧配管10a,10bが膨張し、かかる配管の膨張によってアシストトルクの位相の遅れを招来し易いというデメリットがあるが、これに対し、シミー変動成分Smの位相補正の容易化に係る本発明の効果がより有効にはたらくこととなる。   Further, in the present embodiment, since the first and second hydraulic pipes 10a and 10b are both made of rubber tubes, the merit of improving the layout of the hydraulic pipes and improving the vibration absorption. There is. On the other hand, the hydraulic pipes 10a and 10b constituted by rubber tubes in this way are elastic in the radial direction due to the elasticity of the rubber material, and when hydraulic pressure acts on these hydraulic pipes 10a and 10b, However, there is a demerit that the hydraulic pipes 10a and 10b are expanded by the hydraulic pressure, and the phase of the assist torque is likely to be delayed by the expansion of the pipes. The effects of the present invention according to the above will work more effectively.

図6〜図8は本発明に係るパワーステアリング装置の第2実施形態を示しており、前記第1実施形態に係る振動抑制信号演算部22の構成を変更したものである。よって、基本的な構成については前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略し、前記第1実施形態と異なる点についてのみについて以下に説明する。   FIGS. 6-8 has shown 2nd Embodiment of the power steering apparatus which concerns on this invention, and changes the structure of the vibration suppression signal calculating part 22 based on the said 1st Embodiment. Accordingly, since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted, which is different from the first embodiment. Only the above will be described below.

すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記電子コントロールユニット20の振動抑制信号演算部22において、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間に、前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに調整する本発明に係る第3のフィルタであるハイパスフィルタ34又はローパスフィルタ35を介装したものである。具体的には、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい場合には、図6に示すように、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間にハイパスフィルタ34を介装し、該ハイパスフィルタ34によって前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに所定量だけ進めるように構成する一方、前記位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい場合には、図7に示すように、位相補正手段32とゲイン乗算部33との間にローパスフィルタ35を介装し、該ローパスフィルタ35によって前記位相補正されたシミー変動成分Sm’の位相をさらに所定量だけ遅らせるように構成したものである。なお、これらの構成は選択的なものであって、前記位相差に係る当該パワーステアリング装置の特性によって予め選択され、前記いずれか一方の構成に設定される。 That is, in the power steering apparatus according to the present embodiment, the phase-corrected shimmy variation component Sm ′ is provided between the phase correction unit 32 and the gain multiplication unit 33 in the vibration suppression signal calculation unit 22 of the electronic control unit 20. The high-pass filter 34 or the low-pass filter 35 which is the third filter according to the present invention for further adjusting the phase of the filter is interposed. Specifically, the phase difference between the phase of the vibration suppression signal T v of the phase and shimmy fluctuation suppression torque T vn shimmy fluctuation component Sm extracted by the band-pass filter 31 is greater than 90 degrees, and from 180 degrees In the case of being small, as shown in FIG. 6, a high-pass filter 34 is interposed between the phase correction means 32 and the gain multiplication unit 33, and the phase of the shimmy fluctuation component Sm ′ whose phase has been corrected by the high-pass filter 34. When the phase difference is larger than 180 degrees and smaller than 270 degrees, as shown in FIG. 7, the phase difference between the phase correcting means 32 and the gain multiplying unit 33 is increased. Is provided with a low-pass filter 35, and the phase of the shimmy fluctuation component Sm ′ whose phase has been corrected by the low-pass filter 35 is further delayed by a predetermined amount. It is a thing. Note that these configurations are optional, and are selected in advance according to the characteristics of the power steering apparatus related to the phase difference and set to any one of the configurations.

以下、上述のように構成された振動抑制信号演算部22を有する本実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー変動抑制制御の制御内容につき、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smの位相とシミー変動抑制トルクTvnに係る振動抑制信号Tvの位相との位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい場合と、当該位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい場合と、に分け、図8に示すフローチャートに沿って説明する。 Hereinafter, with respect to the control content of the shimmy fluctuation suppression control of the power steering apparatus according to this embodiment having the vibration suppression signal calculation unit 22 configured as described above, the phase of the shimmy fluctuation component Sm extracted by the bandpass filter 31 and When the phase difference from the phase of the vibration suppression signal T v related to the shimmy fluctuation suppression torque T vn is greater than 90 degrees and smaller than 180 degrees, and when the phase difference is greater than 180 degrees and smaller than 270 degrees And will be described along the flowchart shown in FIG.

すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置にあっては、電子コントロールユニット20において、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後に(ステップS21)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS22)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS23)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS24)。ここで、前記位相差が90度より大きく、かつ、180度より小さい特性を有するパワーステアリング装置の場合には、前記符号反転による位相補正が行われたシミー変動成分Sm’を、さらにハイパスフィルタ34に通して当該シミー変動成分Sm’の位相を所定量だけ進める一方(ステップS25)、前記位相差が180度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置の場合においては、前記符号反転による位相補正が行われたシミー変動成分Sm’を、さらにローパスフィルタ35に通して当該シミー変動成分Sm’の位相を所定量だけ遅らせる(ステップS26)。その後、かかる位相補正を行ったシミー変動成分Sm’’に対しトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS27)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21において算出された操舵アシストトルクTanから減算することによって電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS28)、当該プログラムが終了することとなる。 That is, in the power steering apparatus according to the present embodiment, the electronic control unit 20 reads the steering torque signal T output from the torque sensor 18 (step S21), and then based on the read steering torque signal T. Then, the torque acting on the torsion bar is calculated (step S22). Thereafter, the shimmy fluctuation component Sm is extracted by passing the calculated torsion bar torque through the bandpass filter 31 (step S23), and the phase of the shimmy fluctuation component Sm is inverted by inverting the sign of the extracted shimmy fluctuation component Sm. Is advanced by 180 degrees (step S24). Here, in the case of a power steering device having a characteristic in which the phase difference is larger than 90 degrees and smaller than 180 degrees, the shimmy fluctuation component Sm ′ subjected to the phase correction by the sign inversion is further added to the high-pass filter 34. The phase of the shimmy variation component Sm ′ is advanced by a predetermined amount through (step S25), while in the case of a power steering device having a characteristic in which the phase difference is greater than 180 degrees and smaller than 270 degrees, the sign The shimmy fluctuation component Sm ′ subjected to phase correction by inversion is further passed through the low-pass filter 35 to delay the phase of the shimmy fluctuation component Sm ′ by a predetermined amount (step S26). Thereafter, the shimmy fluctuation suppressing torque T vn is calculated by multiplying the shimmy fluctuation component Sm ″ subjected to such phase correction by a torque conversion coefficient K (step S27), and the calculated shimmy fluctuation suppressing torque T vn is assisted. assist torque signal T a is a current command value to the electric motor 17 is obtained by subtracting from the steering assist torque T an calculated in the signal calculating section 21 (step S28), and that said program is terminated Become.

このように、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、前記第1実施形態と同様の作用効果が奏せられるのは勿論のこと、当該実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smについて前記符号反転による位相補正を行った後、さらに、この位相補正後のシミー変動成分Sm’についてハイパスフィルタ34ないしローパスフィルタ35により当該シミー変動成分Sm’の位相を調整するように構成したことから、前記位相差が180度でない場合であっても、当該位相差をより適確に補正することができ、シミー変動のより一層の抑制に供される。   As described above, according to the power steering device according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the power steering device according to the present embodiment, the band-pass filter is used. After the phase correction by the sign inversion is performed on the shimmy fluctuation component Sm extracted by 31, the phase of the shimmy fluctuation component Sm ′ is further adjusted by the high-pass filter 34 or the low-pass filter 35 for the shimmy fluctuation component Sm ′ after the phase correction. Since it is configured to adjust, even if the phase difference is not 180 degrees, the phase difference can be corrected more accurately, and the shimmy fluctuation can be further suppressed.

図9〜図12は本発明に係るパワーステアリング装置の第3実施形態を示しており、前記第1実施形態に係る振動抑制信号演算部22の構成を変更したものである。よって、基本的な構成については前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略し、前記第1実施形態と異なる点についてのみについて以下に説明する。   9 to 12 show a third embodiment of the power steering apparatus according to the present invention, in which the configuration of the vibration suppression signal calculation unit 22 according to the first embodiment is changed. Accordingly, since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same configuration as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted, which is different from the first embodiment. Only the above will be described below.

すなわち、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、図9に示すように、前記電子コントロールユニット20の振動抑制信号演算部22において、トルクセンサ18からの操舵トルク信号Tのみならず、車速センサ19からの車速信号Vも読み込むように構成されている。さらに、前記振動抑制信号演算部22では、図10に示すように、位相補正手段32による前記位相補正後のシミー変動成分Sm’に対し、前記読み込んだ車速信号Vに基づき車速ゲインテーブル36から算出したゲインを掛け合わせた後、これにトルク変換係数Kを乗算することによって前記シミー変動抑制トルクTvnを算出するように構成され、当該シミー変動抑制トルクTvnを、操舵トルクTnのみならず車速Vnによっても可変するようになっている。ここで、前記車速ゲインテーブル36は、図11に示すように、車速Vnが所定値X未満の場合には、ゲインGとして「0」が出力され、車速Vnが所定値Xより大きい場合には、ゲインGとして当該車速Vnに比例した値が出力されるようになっている。すなわち、車速Vnが所定値X未満の場合にはシミー変動は発生しないため、ゲインGを「0」とすることにより、他のノイズ等の信号を拾ってしまうおそれがなく、これによる余計なアシスト作用の発生防止に供される。一方、車速Vnが所定値Xより大きい場合には、当該車速Vnに比例したゲインGを出力するように構成したことにより、車速Vnが大きいほどシミー変動が大きくなる、といった当該シミー変動の特性に合わせてゲインGを出力することが可能となり、シミー変動成分Smのより適確な補正に供される。 That is, in the power steering apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 9, the vibration suppression signal calculation unit 22 of the electronic control unit 20 uses not only the steering torque signal T from the torque sensor 18 but also the vehicle speed sensor 19. The vehicle speed signal V is also read. Further, as shown in FIG. 10, the vibration suppression signal calculation unit 22 calculates the shimmy fluctuation component Sm ′ after the phase correction by the phase correction means 32 from the vehicle speed gain table 36 based on the read vehicle speed signal V. The shimmy variation suppression torque T vn is calculated by multiplying the obtained gain by a torque conversion coefficient K, and the shimmy variation suppression torque T vn is not limited to the steering torque T n. It is also variable depending on the vehicle speed V n . Here, as shown in FIG. 11, when the vehicle speed V n is less than the predetermined value X, the vehicle speed gain table 36 outputs “0” as the gain G, and the vehicle speed V n is greater than the predetermined value X. A value proportional to the vehicle speed V n is output as the gain G. That is, when the vehicle speed V n is less than the predetermined value X, shimmy fluctuation does not occur. Therefore, by setting the gain G to “0”, there is no possibility of picking up other signals such as noise, and this is unnecessary. It serves to prevent the assist action from occurring. On the other hand, when the vehicle speed V n is greater than the predetermined value X, the gain G proportional to the vehicle speed V n is output, so that the Shimmy fluctuation increases as the vehicle speed V n increases. It is possible to output the gain G in accordance with the above characteristic, which is used for more accurate correction of the shimmy fluctuation component Sm.

以下、上述のように構成された振動抑制信号演算部22を有する本実施形態に係るパワーステアリング装置のシミー変動抑制制御の制御内容につき、図12に示すフローチャートに沿って説明すれば、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、電子コントロールユニット20において、トルクセンサ18から出力された操舵トルク信号Tを読み取った後(ステップS31)、この読み取った操舵トルク信号Tに基づいて前記トーションバーに作用しているトルクを算出する(ステップS32)。その後、この算出したトーションバートルクをバンドパスフィルタ31に通すことによってシミー変動成分Smを抽出し(ステップS33)、この抽出したシミー変動成分Smの符号を反転させることによって当該シミー変動成分Smの位相を180度進める(ステップS34)。そして、かかる位相補正を行ったシミー変動成分Sm’に車速ゲインテーブル36より出力された車速Vnに基づくゲインGを掛け合わせた後(ステップS35)、これによって得られたシミー変動成分SmGにトルク変換係数Kを乗算することによってシミー変動抑制トルクTvnを算出し(ステップS36)、この算出したシミー変動抑制トルクTvnをアシスト信号演算部21において算出された操舵アシストトルクTanから減算することで電動モータ17に対しての電流指令値であるアシストトルク信号Taが得られ(ステップS37)、当該プログラムが終了することとなる。 Hereinafter, the control content of the shimmy variation suppression control of the power steering apparatus according to the present embodiment having the vibration suppression signal calculation unit 22 configured as described above will be described along the flowchart shown in FIG. In the power steering apparatus according to the first embodiment, the electronic control unit 20 reads the steering torque signal T output from the torque sensor 18 (step S31), and then acts on the torsion bar based on the read steering torque signal T. Torque is calculated (step S32). Thereafter, the shimmy fluctuation component Sm is extracted by passing the calculated torsion bar torque through the bandpass filter 31 (step S33), and the phase of the shimmy fluctuation component Sm is inverted by inverting the sign of the extracted shimmy fluctuation component Sm. Is advanced 180 degrees (step S34). Then, after multiplying the shimmy fluctuation component Sm ′ subjected to such phase correction by a gain G based on the vehicle speed V n output from the vehicle speed gain table 36 (step S35), the torque is applied to the shimmy fluctuation component SmG obtained thereby. calculating a shimmy variation suppression torque T vn by multiplying a conversion factor K (step S36), by subtracting the calculated shimmy change suppression torque T vn from the steering assist torque T an calculated in the assist signal calculating section 21 in a current command value to the electric motor 17 assist torque signal T a is obtained (step S37), so that the corresponding program is terminated.

このように、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、前記第1実施形態と同様の作用効果が奏せられるのは勿論のこと、当該実施形態に係るパワーステアリング装置では、前記バンドパスフィルタ31によって抽出したシミー変動成分Smについて前記符号反転による位相補正を行った後、さらに、この位相補正後のシミー変動成分Sm’について車速Vnに応じたゲインGを掛け合わせることによって当該シミー変動成分Sm’の位相を調整するように構成したことから、操舵トルクTnのみならず、車速Vnによってもシミー変動抑制トルクTvnを可変にすることが可能となり、車速Vnにより変化するシミー変動の振幅についても補正することが可能となる。これにより、前記位相差をより適確に補正することができ、シミー変動のさらなる抑制に供される。 As described above, according to the power steering device according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the power steering device according to the present embodiment, the band-pass filter is used. After the phase correction by the sign inversion is performed on the shimmy fluctuation component Sm extracted by 31, the shimmy fluctuation component Sm ′ is further multiplied by a gain G corresponding to the vehicle speed Vn. phase since that is configured to adjust the ', not the steering torque T n only, the shimmy variation suppression torque T vn becomes possible to variable by the vehicle speed V n, the shimmy variation varies with the vehicle speed V n It is possible to correct the amplitude. Thereby, the said phase difference can be correct | amended more appropriately and it uses for the further suppression of a shimmy fluctuation | variation.

本発明は、前記各実施形態の構成には限定されるものではなく、例えば前記各実施形態においては、本発明に係るパワーステアリング装置を、電動モータ17により駆動制御されるポンプ16の吐出圧に基づく推進力をラック軸14に付与することで運転者の操舵力をアシストする油圧式のパワーステアリング装置に適用した例を示しているが、当該油圧式のパワーステアリング装置のみならず、電動モータ17の駆動力に基づく回転力を出力軸13に対し直接付与することで運転者の操舵力をアシストする電動式のパワーステアリング装置に適用することも可能ある。換言すれば、電動モータ17を介して操舵アシスト力を発生させるものであれば、パワーステアリング装置自体の具体的な形式は問わず、搭載される車両の仕様等に応じて自由に変更することができる。   The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the power steering device according to the present invention is set to the discharge pressure of the pump 16 that is driven and controlled by the electric motor 17. Although the example applied to the hydraulic power steering device that assists the steering force of the driver by applying the propulsive force based on the rack shaft 14 is shown, not only the hydraulic power steering device but also the electric motor 17 is shown. It is also possible to apply the present invention to an electric power steering device that assists the driver's steering force by directly applying a rotational force based on the driving force to the output shaft 13. In other words, as long as the steering assist force is generated via the electric motor 17, the power steering device itself can be freely changed according to the specifications of the vehicle to be mounted, regardless of the specific form of the power steering device itself. it can.

また、前記第3実施形態の所定値Xについても、パワーステアリング装置の特性はもとより、このパワーステアリング装置を搭載する車両の足まわり等との関係からもシミー変動の具合は変化することから、当該パワーステアリング装置を搭載する車両の特性によっても自由に変更することができる。   Further, with respect to the predetermined value X of the third embodiment, not only the characteristics of the power steering device, but also the degree of shimmy variation changes from the relationship with the underbody of the vehicle on which the power steering device is mounted. It can be freely changed depending on the characteristics of the vehicle on which the power steering device is mounted.

前記各実施形態から把握される前記各請求項に記載した以外の技術的思想について以下に説明する。
(1)前記第1油路及び第2油路は、いずれもゴム材により形成された配管をもって構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーステアリング装置。
Technical ideas other than those described in the respective claims ascertained from the respective embodiments will be described below.
(1) The power steering device according to claim 1 or 2, wherein each of the first oil passage and the second oil passage is constituted by a pipe formed of a rubber material.

この発明によれば、ゴム材により形成された配管は折曲自在であることから、当該配管のレイアウト性の向上が図れると共に、ゴム材の弾性により振動吸収性の向上にも供される。   According to the present invention, since the pipe formed of the rubber material can be bent, the layout of the pipe can be improved and the vibration absorption can be improved by the elasticity of the rubber material.

さらには、ゴム材により形成された配管を用いることで、油圧作用時には、配管の膨張によって第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相が遅延し易くなることから、請求項1又は2に係る所定の周波数成分に対する位相補正がより有効にはたらくこととなる。
(2)前記第2の電動機制御信号の演算時において、前記第2フィルタにより位相反転された所定の周波数成分に対して車速に応じたゲインを掛け合わせることにより、車速に応じて前記所定の周波数成分の振幅を調整するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーステアリング装置。
Furthermore, by using a pipe formed of a rubber material, the phase when the steering force based on the second electric motor control signal is generated due to the expansion of the pipe is easily delayed during the hydraulic action. Alternatively, the phase correction for the predetermined frequency component related to 2 is more effective.
(2) At the time of calculating the second motor control signal, the predetermined frequency component whose phase is inverted by the second filter is multiplied by a gain corresponding to the vehicle speed, whereby the predetermined frequency is determined according to the vehicle speed. The power steering apparatus according to claim 1, wherein the power steering apparatus is configured to adjust an amplitude of a component.

この発明によれば、車速により変化する前記所定の周波数成分の振幅を調整可能としたことにより、請求項1又は2に係る所定の周波数成分の位相補正と相俟って、当該所定の周波数成分のさらなる減少に供される。
(3)前記ゲインは、車速が高いほど大きくなるように設定されていることを特徴とする前記(2)に記載のパワーステアリング装置。
According to the present invention, the amplitude of the predetermined frequency component that changes depending on the vehicle speed can be adjusted, and in combination with the phase correction of the predetermined frequency component according to claim 1 or 2, the predetermined frequency component Is subject to further reduction.
(3) The power steering apparatus according to (2), wherein the gain is set to increase as the vehicle speed increases.

この発明によれば、前記所定の周波数成分は車速が高いほど大きくなるため、この所定の周波数成分の特性に応じたゲインを掛け合わせることが可能となり、当該所定の周波数成分をより適確に減少させることができる。
(4)前記ゲインは、車速が所定値以下のときにゼロとなるように設定されていることを特徴とする前記(2)又は(3)に記載のパワーステアリング装置。
According to the present invention, since the predetermined frequency component increases as the vehicle speed increases, it is possible to multiply the gain according to the characteristics of the predetermined frequency component, and to reduce the predetermined frequency component more appropriately. Can be made.
(4) The power steering device according to (2) or (3), wherein the gain is set to be zero when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value.

この発明によれば、車速が所定値以下の場合は前記所定の周波数成分は発生しないことから、当該車速が所定値以下のときにはゲインをゼロとすることで、他のノイズ等の信号を拾ってしまうおそれがなく、余計なアシスト作用の発生防止に供される。   According to the present invention, when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the predetermined frequency component is not generated. Therefore, when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the gain is set to zero to pick up other signals such as noise. This is useful for preventing the occurrence of unnecessary assisting action.

22…振動抑制信号演算部
31…バンドパスフィルタ(第1のフィルタ)
32…位相補正手段(第2のフィルタ)
Sm…シミー変動成分(所定の周波数成分)
22 ... Vibration suppression signal calculation unit 31 ... Band pass filter (first filter)
32: Phase correction means (second filter)
Sm ... Shimmy fluctuation component (predetermined frequency component)

Claims (2)

車両の転舵輪に連係される操舵機構の操舵力を補助し、内部に隔成された1対の圧力室を有するパワーシリンダと、
前記パワーシリンダの1対の圧力室に選択的に作動液を供給する1対の吐出口を有する可逆式ポンプと、
前記パワーシリンダの1対の圧力室の一方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の一方側とを接続する第1油路と、
前記パワーシリンダの1対の圧力室の他方側と前記可逆式ポンプの1対の吐出口の他方側とを接続する第2油路と、
前記可逆式ポンプを駆動する電動機と、
前記操舵機構に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記電動機を駆動制御する電動機制御信号を出力する電動機制御回路と、
前記電動機制御回路に設けられ、前記操舵トルクに基づく第1の電動機制御信号を演算するアシスト信号演算部と、
前記トルクセンサによって検出された操舵トルクの所定の周波数成分を抽出する第1のフィルタと、
前記電動機制御回路に設けられ、前記所定の周波数成分を減少させる第2の電動機制御信号を演算する振動抑制信号演算部と、を備え、
前記所定の周波数成分の発生時における位相と前記パワーシリンダにおいて前記第2の電動機制御信号に基づく操舵力が発生した時の位相との差が90度より大きく、かつ、270度より小さい特性を有するパワーステアリング装置であって、
前記所定の周波数成分の位相を反転させる位相反転信号を出力する第2のフィルタを設けると共に、
前記振動抑制信号演算部において、前記所定の周波数成分の位相反転信号に基づき前記第2の電動機制御信号を演算するように構成したことを特徴とするパワーステアリング装置。
A power cylinder that assists the steering force of a steering mechanism linked to the steered wheels of the vehicle and has a pair of pressure chambers separated inside;
A reversible pump having a pair of discharge ports for selectively supplying hydraulic fluid to a pair of pressure chambers of the power cylinder;
A first oil passage connecting one side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and one side of the pair of discharge ports of the reversible pump;
A second oil passage connecting the other side of the pair of pressure chambers of the power cylinder and the other side of the pair of discharge ports of the reversible pump;
An electric motor for driving the reversible pump;
A torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering mechanism;
An electric motor control circuit for outputting an electric motor control signal for driving and controlling the electric motor;
An assist signal calculator provided in the motor control circuit for calculating a first motor control signal based on the steering torque;
A first filter for extracting a predetermined frequency component of the steering torque detected by the torque sensor;
A vibration suppression signal calculation unit that is provided in the motor control circuit and calculates a second motor control signal that reduces the predetermined frequency component;
The difference between the phase when the predetermined frequency component is generated and the phase when the steering force based on the second electric motor control signal is generated in the power cylinder is larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees A power steering device,
Providing a second filter that outputs a phase inversion signal for inverting the phase of the predetermined frequency component;
The power steering apparatus, wherein the vibration suppression signal calculation unit is configured to calculate the second motor control signal based on a phase inversion signal of the predetermined frequency component.
前記位相差から180度を引いた残余の位相差が減少するように前記所定の周波数成分の位相を変化させる第3のフィルタを設けたことを特徴とする請求項1に記載のパワーステアリング装置。 The power steering apparatus according to claim 1, further comprising a third filter that changes a phase of the predetermined frequency component so that a residual phase difference obtained by subtracting 180 degrees from the phase difference decreases.
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