JP2012171523A - Electric power steering device - Google Patents

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Tetsuya Nozawa
哲也 野澤
Masayuki Kita
政之 喜多
Sadanao Baba
貞尚 馬場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of achieving comfortable steering feeling in the turning state of the steering.SOLUTION: It is determined to be in a turning state when steering torque is equal to or above a predetermined value and the differential value of the steering torque is larger than zero or when the steering torque is equal to or below the predetermined value and the differential value of the steering torque is smaller than zero; otherwise, it is determined to be in a returning state. Then, only when it is determined to be in the turning state, a damper compensation control and inertia compensation control are made effective.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、電動パワーステアリング装置において、操舵トルクと車速から基本アシスト電流を演算し、それに対して、モータ回転を制限するダンパー補償電流や、モータ及びシステムの慣性モーメントを打ち消すための慣性補償電流を加算する制御構成が一般的となっている。   Conventionally, in an electric power steering apparatus, a basic assist current is calculated from a steering torque and a vehicle speed, and a damper compensation current for limiting motor rotation and an inertia compensation current for canceling the inertia moment of the motor and system are added to the basic assist current. Control configuration is common.

例えば、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置では、モータの電圧方程式により、ダンパー補償電流に必要なモータ回転角速度を演算している。そして、モータの電圧方程式に使用するモータパラメータを、種々のモータパラメータを事前に多数サンプリングしておくことで、精度の高いダンパー補償電流を算出している。   For example, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 1, the motor rotation angular velocity necessary for the damper compensation current is calculated from the voltage equation of the motor. A high-accuracy damper compensation current is calculated by sampling a number of various motor parameters in advance as motor parameters used in the motor voltage equation.

また、例えば、特許文献2に記載の電動パワーステアリング装置では、操舵トルクと慣性補償制御量とが互いに相反する方向に作用するときには、慣性補償制御量を制限することによって操舵フィーリングの低下を防止している。   Further, for example, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 2, when the steering torque and the inertia compensation control amount act in directions opposite to each other, a reduction in steering feeling is prevented by limiting the inertia compensation control amount. is doing.

特開2004−066999号公報JP 2004-066999 A 特開2001−114121号公報JP 2001-114121 A 特開2003−182616号公報JP 2003-182616 A

ところが、特許文献1の場合、モータの電圧方程式により、推定したモータ回転角速度にオフセットが発生した場合には、車両直進状態で無保舵に近い運転をしているにもかかわらず、ダンパー補償が有効となって操舵フィーリングを低下させるという虞がある。   However, in the case of Patent Document 1, when an offset occurs in the estimated motor rotation angular velocity according to the voltage equation of the motor, the damper compensation is performed despite the fact that the vehicle is running straight and in a state close to non-steering. There is a possibility that the steering feeling becomes effective and the steering feeling is lowered.

また、特許文献2の場合、操舵トルクと慣性補償制御量とが互いに相反する方向に作用するときには、慣性補償制御量を制限するので、そのことによって、一時的に操舵フィーリングの低下は避けられない虞がある。この点において、特許文献1及び特許文献2の場合、なお改善の余地を残すものとなっていた。   In the case of Patent Document 2, when the steering torque and the inertia compensation control amount act in directions opposite to each other, the inertia compensation control amount is limited, so that a reduction in steering feeling can be avoided temporarily. There is no fear. In this regard, in the case of Patent Document 1 and Patent Document 2, there is still room for improvement.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、特に、ハンドル切り込み時における、快適な操舵フィーリングを得ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of obtaining a comfortable steering feeling particularly when the steering wheel is cut. .

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両の操舵系に操舵補助力を付与するモータ(12)と、操舵角度を検出する操舵角センサ(17)と、操舵トルクを検出するトルクセンサ(15)と、前記操舵角センサ(17)から検出した操舵角度を微分した操舵角速度と、前記操舵角速度を微分した操舵角加速度と、前記操舵角速度に応じたダンパー補償制御(マイコン、21)と、前記操舵角加速度に応じた慣性補償制御(マイコン、21)とを、備えた電動パワーステアリング装置(1)において、前記トルクセンサ(15)から検出した操舵トルクの大きさ、及び前記操舵トルクの変化方向に応じて操舵状態を判定する操舵状態判定手段(マイコン、21)と、前記操舵状態判定手段(マイコン、21)が切り込み状態と判定した場合のみ、前記ダンパー補償制御(マイコン、21)及び前記慣性補償制御(マイコン、21)を有効にすること、を要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a motor (12) that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, a steering angle sensor (17) that detects a steering angle, and a steering torque. A torque sensor (15) to detect, a steering angular velocity obtained by differentiating the steering angle detected from the steering angle sensor (17), a steering angular acceleration obtained by differentiating the steering angular velocity, and a damper compensation control (microcomputer) according to the steering angular velocity 21) and the inertial compensation control (microcomputer, 21) corresponding to the steering angular acceleration in the electric power steering apparatus (1), the magnitude of the steering torque detected from the torque sensor (15), and Steering state determination means (microcomputer, 21) for determining a steering state in accordance with the direction of change of the steering torque, and the steering state determination means (microcomputer, 21) If there boss alone, the damper compensation control (microcomputer 21) and the inertia compensation control (microcomputer 21) enabling, and the gist.

上記構成によれば、トルクセンサから検出した操舵トルクの絶対値の大きさ、及び操舵トルクの絶対値の変化方向に応じて操舵状態を判定する操舵状態判定手段が、切り込み状態と判定した場合のみ、ダンパー補償制御、及び慣性補償制御を有効にできる。その結果、切り込み状態と判定した場合のみ、操舵トルクを減少させることができるので、快適な操舵フィーリングを得ることができる。   According to the above configuration, only when the steering state determination means that determines the steering state according to the magnitude of the absolute value of the steering torque detected from the torque sensor and the change direction of the absolute value of the steering torque determines that it is in the cut state. The damper compensation control and the inertia compensation control can be made effective. As a result, since it is possible to reduce the steering torque only when it is determined that the vehicle is in the cut state, a comfortable steering feeling can be obtained.

請求項2に記載の発明は、前記操舵状態判定手段(マイコン、21)は、前記操舵トルクが所定値以上であり、かつ前記操舵トルクの微分値が0より大きい場合か、又は、前記操舵トルクが所定値以下であり、かつ前記操舵トルクの微分値が0より小さい場合には、切り込み状態と判定し、前記切り込み状態と判定した条件以外の場合には、切り戻し状態と判定すること、を要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, the steering state determination means (microcomputer, 21) is configured such that the steering torque is equal to or greater than a predetermined value and the differential value of the steering torque is greater than 0, or the steering torque Is not more than a predetermined value and the steering torque differential value is smaller than 0, it is determined as a cutting state, and when it is other than the conditions determined as the cutting state, it is determined as a switching back state. The gist.

上記構成によれば、操舵トルクが所定値以上であり、かつ操舵トルクの微分値が0より大きい場合か、又は、操舵トルクが所定値以下であり、かつ操舵トルクの微分値が0より小さい場合には、切り込み状態と判定し、切り込み状態と判定した条件以外の場合には、切り戻し状態と判定する。
その結果、切り込み状態か、切り戻し状態かを正確に判定できる。
According to the above configuration, when the steering torque is equal to or greater than the predetermined value and the differential value of the steering torque is greater than 0, or when the steering torque is equal to or less than the predetermined value and the differential value of the steering torque is smaller than 0. Is determined to be a cut-in state, and in a case other than the condition determined as the cut-in state, it is determined to be a cut-back state.
As a result, it is possible to accurately determine whether the cutting state or the switching back state.

本発明によれば、切り込み状態と判定した場合のみ、ダンパー補償制御、及び慣性補償制御を有効となるようにして、操舵トルクを減少させることができるので、快適な操舵フィーリングを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the steering torque by enabling the damper compensation control and the inertia compensation control only when it is determined that the vehicle is in the cut state, so that a comfortable steering feeling can be obtained. .

電動パワーステアリング装置(EPS)の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). EPSの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of EPS. 本発明の実施形態のダンパー・慣性補償演算部における操舵状態判定部の処理手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the process sequence of the steering state determination part in the damper and inertia compensation calculating part of embodiment of this invention.

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置1(以下、EPSという)に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のEPS1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド6を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪7の舵角が変更される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in a column type electric power steering apparatus 1 (hereinafter referred to as EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the EPS 1 of the present embodiment, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4. The rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 of this embodiment is formed by connecting a column shaft 8, an intermediate shaft 9, and a pinion shaft 10. Then, the reciprocating linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to a knuckle (not shown) via tie rods 6 connected to both ends of the rack shaft 5, whereby the steering angle of the steered wheels 7. Is changed.

また、EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ13と、EPSアクチュエータ13の作動を制御する制御手段としてのECU11とを備えている。   Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 13 that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 that serves as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 13.

本実施形態のEPSアクチュエータ13は、コラム型のEPSアクチュエータであり、その駆動源であるモータ12は、減速機構14を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。EPSアクチュエータ13は、モータ12の回転を減速機構14により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する。   The EPS actuator 13 of the present embodiment is a column type EPS actuator, and the motor 12 that is a driving source thereof is drivingly connected to the column shaft 8 via a speed reduction mechanism 14. The EPS actuator 13 applies the motor torque as an assist force to the steering system by decelerating the rotation of the motor 12 by the speed reduction mechanism 14 and transmitting it to the column shaft 8.

ECU11には、車速センサ16、トルクセンサ15、操舵角センサ17及びモータ回転角センサ18が接続されている。ECU11は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速V、操舵トルクτ、操舵角θs及びモータ回転角θmを検出する。例えば、本実施形態のトルクセンサ15は、一対のレゾルバが図示しないトーションバーの両端に設けられたツインレゾルバ型のトルクセンサである。また、ECU11は、これらの検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、モータ12への駆動電力の供給を通じて、EPSアクチュエータ13の作動、即ち、操舵系に付与するアシスト力を制御する。   A vehicle speed sensor 16, a torque sensor 15, a steering angle sensor 17, and a motor rotation angle sensor 18 are connected to the ECU 11. The ECU 11 detects the vehicle speed V, the steering torque τ, the steering angle θs, and the motor rotation angle θm based on the output signals of these sensors. For example, the torque sensor 15 of the present embodiment is a twin resolver type torque sensor in which a pair of resolvers are provided at both ends of a torsion bar (not shown). Further, the ECU 11 calculates a target assist force based on each detected state quantity, and controls the operation of the EPS actuator 13, that is, the assist force applied to the steering system through the supply of drive power to the motor 12. To do.

次に、本実施形態のEPSにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図2に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、そのモータ制御信号に基づいて、モータ12に駆動電力を供給する駆動回路40とを備えて構成されている。
Next, an aspect of assist control in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the ECU 11 includes a microcomputer 21 that outputs a motor control signal and a drive circuit 40 that supplies drive power to the motor 12 based on the motor control signal.

本実施形態では、ECU11には、モータ12に通電される実電流値Imを検出するための電流センサ41、及びモータ12の回転角θmを検出するためのモータ回転角センサ18(図1参照)が接続されている。そして、マイコン21は、上記各車両状態量、並びにこれら電流センサ41及びモータ回転角センサ18の出力信号に基づき検出されたモータ12の実電流値Im及びモータ回転角θmに基づいて、駆動回路40に出力するモータ制御信号を生成する。   In the present embodiment, the ECU 11 includes a current sensor 41 for detecting the actual current value Im supplied to the motor 12 and a motor rotation angle sensor 18 for detecting the rotation angle θm of the motor 12 (see FIG. 1). Is connected. The microcomputer 21 drives the drive circuit 40 based on the vehicle state quantities and the actual current value Im of the motor 12 and the motor rotation angle θm detected based on the output signals of the current sensor 41 and the motor rotation angle sensor 18. A motor control signal to be output to is generated.

尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン21が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン21は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。   Each control block shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 21. Then, the microcomputer 21 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control blocks every predetermined period.

詳述すると、マイコン21は、モータ12に対する電力供給の目標値である電流指令値Ias*を演算する電流指令値演算部22と、電流指令値演算部22により演算された電流指令値Ias*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部35とを備えている。   Specifically, the microcomputer 21 calculates a current command value Ias * that calculates a current command value Ias *, which is a target value for power supply to the motor 12, and a current command value Ias * calculated by the current command value calculation unit 22. And a motor control signal output unit 35 for outputting a motor control signal based on the motor control signal.

電流指令値演算部22には、上記アシスト力目標値の基礎成分としての基礎アシスト制御量Ias**を演算する基本アシスト制御部24が設けられており、本実施形態では、この基本アシスト制御部24には、車速V及び操舵トルクτが入力されるようになっている。そして、基本アシスト制御部24は、当該操舵トルクτの絶対値が大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きなアシスト力を付与すべき旨の基礎アシスト制御量Ias**を演算する構成となっている。   The current command value calculation unit 22 is provided with a basic assist control unit 24 that calculates a basic assist control amount Ias ** as a basic component of the assist force target value. In the present embodiment, this basic assist control unit The vehicle speed V and the steering torque τ are input to 24. The basic assist control unit 24 is configured to calculate a basic assist control amount Ias ** indicating that a larger assist force should be applied as the absolute value of the steering torque τ is larger and the vehicle speed V is smaller. ing.

また、本実施形態では、上記電流指令値演算部22には、上記操舵トルクτ、車速V及び操舵角θsに基づいて慣性補償制御量Iah*及びダンパー補償制御量Iad*を演算するダンパー・慣性補償演算部23が設けられている。そして、本実施形態の電流指令値演算部22は、ハンドルの切り込みを行なった場合には、このダンパー・慣性補償演算部23が演算する慣性補償制御量Iah*及びダンパー補償制御量Iad*に基づく値を、上記基礎アシスト制御量Ias**に加算して、電流指令値Ias*としてモータ制御信号出力部35に出力する構成となっている。   Further, in the present embodiment, the current command value calculation unit 22 calculates a damper / inertia for calculating the inertia compensation control amount Iah * and the damper compensation control amount Iad * based on the steering torque τ, the vehicle speed V, and the steering angle θs. A compensation calculation unit 23 is provided. When the steering wheel is cut, the current command value calculation unit 22 of the present embodiment is based on the inertia compensation control amount Iah * and the damper compensation control amount Iad * calculated by the damper / inertia compensation calculation unit 23. The value is added to the basic assist control amount Ias ** and is output to the motor control signal output unit 35 as a current command value Ias *.

詳述すると、本実施形態のダンパー・慣性補償演算部23には、操舵トルクτ、車速V及び操舵角θsが入力されるようになっている。そして、ダンパー・慣性補償演算部23は、これらの各状態量に基づいて、慣性補償制御部25にて慣性補償制御量Iah*、及びダンパー補償制御部26にてダンパー補償制御量Iad*の演算を実行する。
尚、この慣性補償制御量Iah*及びダンピング補償制御量Iad*の演算の詳細については、例えば、上記特許文献3に記載の内容を参照されたい。
Specifically, the steering torque τ, the vehicle speed V, and the steering angle θs are input to the damper / inertia compensation calculation unit 23 of the present embodiment. The damper / inertia compensation calculation unit 23 calculates the inertia compensation control amount Iah * by the inertia compensation control unit 25 and the damper compensation control amount Iad * by the damper compensation control unit 26 based on these state quantities. Execute.
For details of the calculation of the inertia compensation control amount Iah * and the damping compensation control amount Iad *, see, for example, the contents described in Patent Document 3.

また、本実施形態のダンパー・慣性補償演算部23には、上記慣性補償制御部25及びダンパー補償制御部26以外に、操舵状態を判定する操舵状態判定部27が設けられている。そして、上記慣性補償制御部25の後段には、慣性補償切替制御部28が、また、上記ダンパー補償制御部26の後段には、ダンパー補償切替制御部29が設けられている。   In addition to the inertia compensation control unit 25 and the damper compensation control unit 26, the damper / inertia compensation calculation unit 23 of the present embodiment is provided with a steering state determination unit 27 that determines a steering state. An inertia compensation switching control unit 28 is provided downstream of the inertia compensation control unit 25, and a damper compensation switching control unit 29 is provided downstream of the damper compensation control unit 26.

詳述すると、本実施形態の操舵状態判定部27には、操舵トルクτが入力されるようになっている。そして、操舵状態判定部27は、操舵トルクτの大きさ、及び操舵トルクτの変化方向によって操舵状態を判定する。そして、操舵状態判定部27は、操舵状態を判定した結果である操舵状態判定フラグFLG1を、上記慣性補償切替制御部28及びダンパー補償切替制御部29に出力する。   Specifically, the steering torque τ is input to the steering state determination unit 27 of the present embodiment. The steering state determination unit 27 determines the steering state based on the magnitude of the steering torque τ and the change direction of the steering torque τ. Then, the steering state determination unit 27 outputs a steering state determination flag FLG1 that is a result of determining the steering state to the inertia compensation switching control unit 28 and the damper compensation switching control unit 29.

更に、詳述すると、本実施形態のマイコン21は、操舵状態判定部27が切り込み状態にあると判定した場合には、操舵状態判定フラグFLG1を「1」に、操舵状態判定部27が切り込み状態以外にあると判定した場合には、操舵状態判定フラグFLG1を「0」とする。   More specifically, when the microcomputer 21 of the present embodiment determines that the steering state determination unit 27 is in the cut state, the steering state determination flag FLG1 is set to “1”, and the steering state determination unit 27 is in the cut state. If it is determined that the vehicle is in a state other than the above, the steering state determination flag FLG1 is set to “0”.

そして、本実施形態のマイコン21は、操舵状態判定部27が切り込み状態にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「1」)には、慣性補償切替制御部28の接点28cと接点28aを接続し、慣性補償制御部25が出力する慣性補償制御量Iah*を加算器34に出力する。   When the microcomputer 21 of this embodiment determines that the steering state determination unit 27 is in the cut state (steering state determination flag FLG1 = "1"), the contact 28c and the contact 28a of the inertia compensation switching control unit 28 are used. And the inertia compensation control amount Iah * output from the inertia compensation controller 25 is output to the adder 34.

一方、操舵状態判定部27が切り込み状態以外にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「0」)には、慣性補償切替制御部28の接点28cと接点28bを接続し、メモリ30に記憶されているデータ「0」を加算器34に出力する。   On the other hand, when the steering state determination unit 27 determines that it is in a state other than the cutting state (steering state determination flag FLG1 = “0”), the contact 28c and the contact 28b of the inertia compensation switching control unit 28 are connected to the memory 30. The stored data “0” is output to the adder 34.

また、本実施形態のマイコン21は、操舵状態判定部27が切り込み状態にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「1」)には、ダンパー補償切替制御部29の接点29cと接点29aを接続し、ダンパー補償制御部26が出力するダンパー補償制御量Iad*を加算器34に出力する。   In addition, when the microcomputer 21 of the present embodiment determines that the steering state determination unit 27 is in the cut state (steering state determination flag FLG1 = “1”), the contact 29c and the contact 29a of the damper compensation switching control unit 29 are used. And the damper compensation control amount Iad * output from the damper compensation control unit 26 is output to the adder 34.

一方、操舵状態判定部27が切り込み状態以外にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「0」)には、ダンパー補償切替制御部29の接点29cと接点29bを接続し、メモリ31に記憶されているデータ「0」を加算器34に出力する。   On the other hand, when the steering state determination unit 27 determines that the state is other than the cutting state (steering state determination flag FLG1 = “0”), the contact point 29c and the contact point 29b of the damper compensation switching control unit 29 are connected to the memory 31. The stored data “0” is output to the adder 34.

即ち、操舵状態判定部27が切り込み状態にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「1」)には、電流指令値Ias*は、基本アシスト制御量Ias**と、慣性補償制御量Iah*と、ダンパー補償制御量Iad*の加算値となって、モータ制御信号出力部35に出力される。   That is, when the steering state determination unit 27 determines that the vehicle is in the cutting state (steering state determination flag FLG1 = “1”), the current command value Ias * includes the basic assist control amount Ias ** and the inertia compensation control amount. An added value of Iah * and damper compensation control amount Iad * is output to the motor control signal output unit 35.

一方、操舵状態判定部27が切り込み状態以外にあると判定した場合(操舵状態判定フラグFLG1=「0」)には、電流指令値Ias*は、基本アシスト制御量Ias**のみの値がモータ制御信号出力部35に出力される。   On the other hand, when the steering state determination unit 27 determines that it is in a state other than the cutting state (steering state determination flag FLG1 = “0”), the current command value Ias * is the value of only the basic assist control amount Ias **. It is output to the control signal output unit 35.

また、モータ制御信号出力部35には、この電流指令値演算部22が出力する電流指令値Ias*とともに、電流センサ41により検出された実電流値Im、及び回転角センサ18により検出されたモータ12の回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部35は、この電流指令値Ias*に実電流値Imを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。   The motor control signal output unit 35 includes the current command value Ias * output from the current command value calculation unit 22, the actual current value Im detected by the current sensor 41, and the motor detected by the rotation angle sensor 18. Twelve rotation angles θm are input. The motor control signal output unit 35 calculates a motor control signal by executing feedback control so that the actual current value Im follows the current command value Ias *.

具体的には、本実施形態では、モータ12には、三相(U,V,W)の駆動電力の供給により回転するブラシレスモータが用いられている。そして、モータ制御信号出力部35は、実電流値Imとして検出されたモータ12の相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q座標系のd、q軸電流値に変換(d/q変換)することにより、上記電流フィードバック制御を行う。   Specifically, in the present embodiment, a brushless motor that rotates by supplying three-phase (U, V, W) driving power is used as the motor 12. The motor control signal output unit 35 converts the phase current value (Iu, Iv, Iw) of the motor 12 detected as the actual current value Im into d and q axis current values in the d / q coordinate system (d / q The current feedback control is performed by performing conversion.

即ち、電流指令値Ias*は、q軸電流指令値としてモータ制御信号出力部35に入力され、モータ制御信号出力部35は、回転角センサ18により検出されたモータ回転角回転角θmに基づいて相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q変換する。また、モータ制御信号出力部35は、そのd、q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいてd、q軸電圧指令値を演算する。そして、そのd、q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。   That is, the current command value Ias * is input to the motor control signal output unit 35 as a q-axis current command value, and the motor control signal output unit 35 is based on the motor rotation angle rotation angle θm detected by the rotation angle sensor 18. Phase current values (Iu, Iv, Iw) are d / q converted. The motor control signal output unit 35 calculates the d and q-axis voltage command values based on the d and q-axis current values and the q-axis current command value. Then, the phase voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *) are calculated by performing d / q inverse conversion on the d and q axis voltage command values, and a motor control signal is generated based on the phase voltage command values. To do.

このようにして生成されたモータ制御信号は、マイコン21から駆動回路40へと出力され、同駆動回路40により当該モータ制御信号に基づく三相の駆動電力がモータ12へと供給される。そして、その操舵トルクτに基づくアシスト力目標値としての電流指令値Ias*に相当するモータトルクが発生することにより、当該アシスト力目標値に対応するアシスト力が操舵系に付与される構成となっている。   The motor control signal generated in this way is output from the microcomputer 21 to the drive circuit 40, and the drive circuit 40 supplies three-phase drive power based on the motor control signal to the motor 12. When the motor torque corresponding to the current command value Ias * as the assist force target value based on the steering torque τ is generated, the assist force corresponding to the assist force target value is applied to the steering system. ing.

次に、上記のように構成されたダンピング・慣性補償演算部23における操舵状態判定部27の処理手順について説明する。
図3のフローチャートに示すように、マイコン21は、操舵トルクτを読み込む(ステップS101)。次に、読み込んだ操舵トルクτを微分して、操舵トルクτの変化量dτ/dtを演算する(ステップS102)。そして、操舵トルクτが所定の操舵トルク値τ1以上であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より大きいか否かを判定する(ステップS103)。
Next, a processing procedure of the steering state determination unit 27 in the damping / inertia compensation calculation unit 23 configured as described above will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 3, the microcomputer 21 reads the steering torque τ (step S101). Next, the read steering torque τ is differentiated to calculate the change amount dτ / dt of the steering torque τ (step S102). Then, it is determined whether or not the steering torque τ is equal to or greater than a predetermined steering torque value τ1 and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is greater than 0 (step S103).

そして、操舵トルクτが所定の操舵トルク値τ1以上であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より大きい場合(τ≧τ1かつdτ/dt>0、ステップS103、YES)、操舵状態判定フラグFLG1に「1」を書き込み(FLG1=「1」、ステップS104)、ステップS105、ステップS106に推移する。   When the steering torque τ is equal to or greater than the predetermined steering torque value τ1 and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is greater than 0 (τ ≧ τ1 and dτ / dt> 0, step S103, YES), the steering state “1” is written to the determination flag FLG1 (FLG1 = “1”, step S104), and the process proceeds to step S105 and step S106.

ステップS105では、慣性補償切替制御部28の接点28cと接点28aを接続し、ステップS106では、ダンパー補償切替制御部29の接点29cと接点29aを接続して、処理を終わる。即ち、切り込み状態であるので、基本アシスト制御量Ias**に慣性補償制御量Iah*を加算し、ダンパー補償制御量Iad*を減算する。   In step S105, the contact 28c and the contact 28a of the inertia compensation switching control unit 28 are connected, and in step S106, the contact 29c and the contact 29a of the damper compensation switching control unit 29 are connected, and the process ends. That is, since it is in the cut state, the inertia compensation control amount Iah * is added to the basic assist control amount Ias **, and the damper compensation control amount Iad * is subtracted.

また、操舵トルクτが所定の操舵トルク値τ1以上であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より大きい場合ではない場合(ステップS103、NO)、操舵トルクτが所定の操舵トルク値−τ1以下であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より小さいか否かを判定する(ステップS107)。   When the steering torque τ is equal to or greater than the predetermined steering torque value τ1 and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is not greater than 0 (NO in step S103), the steering torque τ is equal to the predetermined steering torque value. It is determined whether or not −τ1 or less and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is smaller than 0 (step S107).

そして、操舵トルクτが所定の操舵トルク値−τ1以下であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より小さい場合(τ≦−τ1かつdτ/dt<0、ステップS107、YES)、操舵状態判定フラグFLG1に「1」を書き込み(FLG1=「1」、ステップS104)、ステップS105、ステップS106に推移する。   When the steering torque τ is equal to or smaller than the predetermined steering torque value −τ1 and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is smaller than 0 (τ ≦ −τ1 and dτ / dt <0, step S107, YES), “1” is written in the steering state determination flag FLG1 (FLG1 = “1”, step S104), and the process proceeds to step S105 and step S106.

また、操舵トルクτが所定の操舵トルク値−τ1以下であり、かつ操舵トルクτの変化量dτ/dtが0より小さい場合ではない場合(ステップS107、NO)、操舵状態判定フラグFLG1に「0」を書き込み(FLG1=「0」、ステップS108)、ステップS109、ステップS110に推移する。   Further, when the steering torque τ is equal to or smaller than the predetermined steering torque value −τ1 and the change amount dτ / dt of the steering torque τ is not smaller than 0 (step S107, NO), the steering state determination flag FLG1 is set to “0”. "(FLG1 =" 0 ", step S108), the process proceeds to step S109 and step S110.

ステップS109では、慣性補償切替制御部28の接点28cと接点28bを接続し、ステップS110では、ダンパー補償切替制御部29の接点29cと接点29bを接続して、処理を終わる。即ち、切り込み状態以外であるので、基本アシスト制御量Ias**慣性補償制御量Iah*(=0)を加算し、ダンパー補償制御量Iad*(=0)を減算する。   In step S109, the contact 28c and the contact 28b of the inertia compensation switching control unit 28 are connected, and in step S110, the contact 29c and the contact 29b of the damper compensation switching control unit 29 are connected, and the process ends. That is, since the state is other than the cutting state, the basic assist control amount Ias ** inertia compensation control amount Iah * (= 0) is added, and the damper compensation control amount Iad * (= 0) is subtracted.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
操舵トルクが所定値以上であり、かつ操舵トルクの微分値が0より大きい場合か、又は、操舵トルクが所定値以下であり、かつ操舵トルクの微分値が0より小さい場合には、切り込み状態と判定し、切り込み状態と判定した条件以外の場合には、切り戻し状態と判定する。そして、切り込み状態と判定した場合のみ、ダンパー補償制御、及び慣性補償制御を有効となるようにした。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
When the steering torque is equal to or greater than a predetermined value and the differential value of the steering torque is greater than 0, or when the steering torque is equal to or smaller than the predetermined value and the differential value of the steering torque is smaller than 0, If it is determined that the condition is other than the condition determined as the cut-in state, the switch-back state is determined. The damper compensation control and the inertia compensation control are made effective only when the cut state is determined.

その結果、車両の操舵状態を正確に判定できるとともに、ハンドル切り込み時のみに、慣性補償制御量Iah*と、ダンパー補償制御量Iad*を出力させることができるので、快適な操舵フィーリングを得ることができる。   As a result, the steering state of the vehicle can be accurately determined, and the inertia compensation control amount Iah * and the damper compensation control amount Iad * can be output only when the steering wheel is turned, so that a comfortable steering feeling can be obtained. Can do.

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のEPS1に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のEPSに適用してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In each of the above embodiments, the present invention is embodied in a so-called column type EPS 1, but the present invention may be applied to a so-called pinion type or rack assist type EPS.

・上記実施形態では、本発明を、ブラシレスモータを駆動源とするEPSに具体化したが、本発明は、ブラシ付の直流モータを駆動源とするEPSに適用してもよい。   In the above embodiment, the present invention is embodied in EPS using a brushless motor as a drive source. However, the present invention may be applied to EPS using a DC motor with a brush as a drive source.

1:電動パワーステアリング装置(EPS)、2:ステアリング、
3:ステアリングシャフト、4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、
6:タイロッド、7:転舵輪、8:コラムシャフト、
9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:ECU、
12:モータ、13:EPSアクチュエータ、14:減速機構、
15:トルクセンサ、16:車速センサ、17:操舵角センサ、
18:モータ回転角センサ、21:マイコン、22:電流指令値演算部、
23:ダンパー・慣性補償演算部、24:基本アシスト制御部、
25:慣性補償制御部、26:ダンパー補償制御部、27:操舵状態判定部、
28:慣性補償切替制御部、29:ダンパー補償切替制御部、
30、31:メモリ、34:加算器、35:モータ制御信号出力部、
40:駆動回路、41:電流センサ、
V:車速、τ:操舵トルク、θs:操舵角、θm:モータ回転角、
ωm:モータ回転角速度、Im:実電流値、Ias*:電流指令値、
Ias**:基礎アシスト制御量、Iah*:慣性補償制御量、
Iad*:ダンパー補償制御量、FLG1:操舵状態判定フラグ、
28a、28b、28c、29a、29b、29c:接点、τ1:所定の操舵トルク値
1: Electric power steering device (EPS), 2: Steering,
3: Steering shaft, 4: Rack and pinion mechanism, 5: Rack shaft,
6: Tie rod, 7: Steering wheel, 8: Column shaft,
9: Intermediate shaft, 10: Pinion shaft, 11: ECU,
12: Motor, 13: EPS actuator, 14: Deceleration mechanism,
15: Torque sensor, 16: Vehicle speed sensor, 17: Steering angle sensor,
18: Motor rotation angle sensor, 21: Microcomputer, 22: Current command value calculation unit,
23: damper / inertia compensation calculation unit, 24: basic assist control unit,
25: inertia compensation control unit, 26: damper compensation control unit, 27: steering state determination unit,
28: Inertia compensation switching control unit, 29: Damper compensation switching control unit,
30, 31: memory, 34: adder, 35: motor control signal output unit,
40: drive circuit, 41: current sensor,
V: vehicle speed, τ: steering torque, θs: steering angle, θm: motor rotation angle,
ωm: motor rotation angular velocity, Im: actual current value, Ias *: current command value,
Ias **: Basic assist control amount, Iah *: Inertia compensation control amount,
Iad *: damper compensation control amount, FLG1: steering state determination flag,
28a, 28b, 28c, 29a, 29b, 29c: contact point, τ1: predetermined steering torque value

Claims (2)

車両の操舵系に操舵補助力を付与するモータと、
操舵角度を検出する操舵角センサと、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記操舵角センサから検出した操舵角度を微分した操舵角速度と、
前記操舵角速度を微分した操舵角加速度と、
前記操舵角速度に応じたダンパー補償制御と、
前記操舵角加速度に応じた慣性補償制御とを、備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサから検出した操舵トルクの大きさ、及び前記操舵トルクの変化方向に応じて操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、
前記操舵状態判定手段が切り込み状態と判定した場合のみ、前記ダンパー補償制御及び前記慣性補償制御を有効にすること、を特徴とした電動パワーステアリング装置。
A motor for applying a steering assist force to the vehicle steering system;
A steering angle sensor for detecting the steering angle;
A torque sensor for detecting steering torque;
Steering angular velocity obtained by differentiating the steering angle detected from the steering angle sensor;
Steering angular acceleration obtained by differentiating the steering angular velocity,
Damper compensation control according to the steering angular velocity;
In the electric power steering apparatus comprising the inertia compensation control according to the steering angular acceleration,
Steering state determination means for determining a steering state according to the magnitude of the steering torque detected from the torque sensor and the direction of change of the steering torque;
The electric power steering apparatus characterized by enabling the damper compensation control and the inertia compensation control only when the steering state determination means determines that the vehicle is in the cut state.
前記操舵状態判定手段は、前記操舵トルクが所定値以上であり、かつ前記操舵トルクの微分値が0より大きい場合か、又は、前記操舵トルクが所定値以下であり、かつ前記操舵トルクの微分値が0より小さい場合には、切り込み状態と判定し、前記切り込み状態と判定した条件以外の場合には、切り戻し状態と判定すること、を特徴とした請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The steering state determination unit is configured such that the steering torque is equal to or greater than a predetermined value and the differential value of the steering torque is greater than 0, or the steering torque is equal to or less than the predetermined value and the differential value of the steering torque. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein when the value is smaller than 0, it is determined as a cutting state, and when the condition other than the condition determined as the cutting state is determined, a switching back state is determined.
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