JP2012214093A - Control method for electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の電動パワーステアリング装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling an electric power steering device for a vehicle.
電動パワーステアリング装置は、ステアリング系にモータを備え、モータから供給する動力を、制御装置を用いて制御することにより、運転者の操舵力を軽減するものである。なお、特許文献1に開示されている内容の概要について、以下に説明する。 The electric power steering device includes a motor in a steering system, and controls the power supplied from the motor by using a control device, thereby reducing the driver's steering force. In addition, the outline | summary of the content currently disclosed by patent document 1 is demonstrated below.
図5は、電動パワーステアリング装置の概略的な構成を示す図である。
図5において、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール110にステアリングシャフト111、自在継手112,114、連結軸113を介して一体的に回転可能に連結されたピニオン116と、このピニオン116に噛合して車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸117とを有するラック・アンド・ピニオン機構を備えている。
ラック軸117の両端では、タイロッド119を介して操舵輪としての左右の前輪121のナックルアーム120に連結されて、ステアリングホイール110の回転操作に応じて左右の前輪121が転舵されるようになっている。さらに、このようなステアリングホイール110の手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生するモータ118がラック軸117に同軸的に設けられている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the electric power steering apparatus.
In FIG. 5, the electric power steering apparatus 1 is engaged with a
Both ends of the
また、図5において、図示しないステアリングギヤボックス内には、ピニオン116に作用する手動操舵トルクを検出する手動操舵トルク検出部115が設けられている。この手動操舵トルク検出部115は、検出した手動操舵トルクを手動操舵トルク検出値Tに変換し、その手動操舵トルク検出値Tを制御装置100へ出力する。制御装置100は、手動操舵トルク検出値Tを入力として、モータ118の駆動制御を実行し、モータ118の出力(操舵補助トルク)を制御する。
In FIG. 5, a manual
制御装置100は、電流目標値決定部101と制御部102とを備える。電流目標値決定部101は、手動操舵トルク検出値Tに基づいて目標補助トルクを決定し、目標補助トルクをモータ118から供給するために必要となる目標電流値Itを出力する。
The
図6は、制御部102のブロック構成図である。制御部102は、モータ制御部130、モータ駆動部140、およびモータ電流値計測部150を備える。各部における動作について、以下に説明する(適宜、図5参照)。なお、図6に示すモータ60は、図5に示すモータ118に対応する。
FIG. 6 is a block configuration diagram of the
モータ制御部130は、フィードバック制御部20、フィードフォワード制御部30、およびPWM(Pulse Width Modulation)信号設定部40を備える。
フィードバック制御部20は、偏差演算部21、比例演算部22、積分演算部23、および加算演算部24で構成される。
The motor control unit 130 includes a
The
偏差演算部21は、電流目標値決定部101から出力された電流目標値Itとモータ電
流値計測部150によって計測されたモータ電流値Imとの偏差を算出し、その偏差の値を出力する。
The
比例演算部22は、偏差演算部21の出力値を入力とし、その入力に比例した値を出力する。積分演算部23は、偏差演算部21の出力値を入力とし、その入力を積分した値を出力する。加算演算部24は、比例演算部22の出力値および積分演算部23の出力値を加算して、フィードバック制御部20の出力値24aを生成する。なお、フィードバック制御部20の出力値24aは、偏差演算部21の出力値がゼロに近づくように生成される。
The
フィードフォワード制御部30は、F/F(フィードフォワード)リミット処理部131および加算演算部33を備える。
The
F/Fリミット処理部131は、電流目標値Itを入力とし、電流目標値Itに比例した値を算出する。そして、F/Fリミット処理部131は、リミッタ32を備えており、電流目標値Itに比例した値が所定の範囲内であれば、入力値に比例した値を出力し、所定の範囲外(閾値外)では、飽和した値を示す所定値を出力する。
The F / F limit processing unit 131 receives the current target value It and calculates a value proportional to the current target value It. The F / F limit processing unit 131 includes a
また、F/Fリミット処理部131は、PWM信号設定部40に入力される信号値41aを入力としている。信号値41aは、分岐部41から取り出した信号値であって、PWM駆動制御に用いるPWM信号のデューティ比を決める最終出力値33aと同じ値である。この信号値41aは、モータ60の回転速度に応じて発生する逆起電圧の変動にともなって変動する。そして、この信号値41aの変動は、小舵角での切り返しや切り始めでの振動や、操舵時の切り始めでの補助操舵力不足をもたらす。したがって、F/Fリミット処理部131は、振動やアシスト不足を防止するために、信号値41aを監視し、フィードフォワード制御が比例動作を行うかまたは飽和動作を行うかの境界を示す閾値(特許文献1ではしきい値デューティ比)と信号値41aとを比較し、その比較した結果に応じて、飽和動作で設定されるフィードフォワード制御の出力値を所定値に保持して制限する。それにより、最終出力値33aが閾値(しきい値デューティ比)に達した後は、F/Fリミット処理部131の出力値131aを電流目標値Itが大きくなっても増加させないようにする。なお、閾値(しきい値デューティ比)は、リミッタ32における所定の範囲(入力値に比例した値を出力する範囲)と所定の範囲外(飽和した値を示す所定値を出力する範囲)との境界値である。
Further, the F / F limit processing unit 131 receives the
加算演算部33は、フィードバック制御部20の出力値24aとF/Fリミット処理部131の出力値131aとを加算し、その値を最終出力値33aとして出力する。つまり、最終出力値33aは、モータ60に供給するモータ電流をPWM制御するPWM信号のデューティ比の決定に用いられる値である。
The
PWM信号設定部40は、最終出力値33aに基づいてモータ60をPWM駆動するためのPWM信号を生成し、生成したPWM信号値40aを駆動制御信号として出力する。
The PWM
モータ駆動部140は、ゲート駆動部141と4個のFET(電界効果トランジスタ)またはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を備えるH型ブリッジ回路142とで構成される。ゲート駆動部141は、ステアリングホイール110の操舵方向に応じて2つのFETを上下たすきがけで選択し、選択した2つのFETのゲートをPWM信号40aに基づいて駆動してスイッチング動作(上下アーム同時スイッチング方式の動作)を行う。
The
モータ電流値計測部150は、H型ブリッジ回路142に直列に接続されたシャント抵抗151の両端に生じる電圧からモータ60に流れる電流値を計測し、計測した電流値をモータ電流値Imとして出力する。
The motor current
以上により、制御装置100(図5参照)は、手動操舵トルク検出部115が出力した手動操舵トルク検出値Tに基づいて、電源50からモータ60へ供給する電流をPWM制御し、モータ60による操舵補助力を制御することができる。なお、電源50は、車載のバッテリまたはオルタネータである。
As described above, the control device 100 (see FIG. 5) performs PWM control on the current supplied from the
図7は、PWM信号設定部40から出力されるPWM信号40aのデューティ比に対するモータ電流値Imの特性(以降、デューティ比モータ電流値特性と称す。)を示す図である。図7に示す特性について、以下に説明する(適宜、図6参照)。
FIG. 7 is a diagram illustrating a characteristic of the motor current value Im with respect to the duty ratio of the
図7に示す特性は、図6に示すH型ブリッジ回路142において、上下アーム同時スイッチング方式でモータ60を制御するときに、電機子のシャフトを固定した状態で、PWM信号40aのデューティ比を0〜100%まで変化させた場合、またはモータ60に流れるモータ電流を最大になるまでデューティ比を変化させた場合に取得されたものである。
The characteristic shown in FIG. 7 is that when the
図7において、横軸はPWM信号40aのデューティ比を示し、縦軸は、モータ60に流れるモータ電流値Imを示す。モータ60は、デューティ比が正の範囲では右回転し、デューティ比が負の範囲では左回転する。
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the duty ratio of the
図7に示すように、モータ電流値Imは、デューティ比が増加するとともに、大きくなる。また、特性の傾きが急に変化する位置(変曲点)を折れ点A1,A2と称すると、デューティ比が折れ点A1および折れ点A2の間の範囲では、デューティ比に対するモータ電流値Imの変化の傾きは、デューティ比が折れ点A1以下の範囲または折れ点A2以上の範囲における傾きより小さい。 As shown in FIG. 7, the motor current value Im increases as the duty ratio increases. Further, if the position (inflection point) where the slope of the characteristic changes suddenly is referred to as break points A1 and A2, the motor current value Im with respect to the duty ratio is within the range between the break points A1 and A2. The gradient of the change is smaller than the gradient in the range where the duty ratio is less than or equal to the breakpoint A1 or greater than or equal to the breakpoint A2.
折れ点A1以上で折れ点A2以下の範囲では、フィードバック制御部20によるフィードバック制御だけではデューティ比に対するモータ電流値Imの変化が極端に少ない。そのため、折れ点A1以上で折れ点A2以下の範囲では、電流目標値Itに比例したデューティ比となるようにフィードフォワード制御部30を併用している。すなわち、折れ点A1以上で折れ点A2以下の範囲では、フィードフォワード制御およびフィードバック制御の双方が実行されている。
In the range from the break point A1 to the break point A2, the change in the motor current value Im with respect to the duty ratio is extremely small by only the feedback control by the
前記したリミッタ32(図6参照)の境界値、すなわち閾値(しきい値デューティ比)は、折れ点A1および折れ点A2に対応している。ただし、リミッタ32の境界値は、実際の実装上では、折れ点A1のデューティ比からそのデューティ比より数%大きい値、および、折れ点A2のデューティ比からそのデューティ比より数%小さい値としている。これは、制御装置100やモータ60の特性のバラツキを考慮したためである。
The boundary value of the limiter 32 (see FIG. 6), that is, the threshold value (threshold duty ratio) corresponds to the break point A1 and the break point A2. However, the boundary value of the
なお、折れ点A1以下のデューティ比の範囲および折れ点A2以上のデューティ比の範囲では、図7に示す特性の傾きに合わせて、フィードバック(F/B)制御による電流F/Bゲインの設定が行われる。 In the range of the duty ratio below the break point A1 and the range of the duty ratio above the break point A2, the current F / B gain is set by feedback (F / B) control in accordance with the slope of the characteristic shown in FIG. Done.
しかしながら、図7に示すデューティ比モータ電流値特性は、図8に示すように、図6に示すH型ブリッジ回路142への印加電圧、つまり電源50の出力電圧に応じて変化する。
However, the duty ratio motor current value characteristic shown in FIG. 7 changes according to the voltage applied to the H-
例えば、図8(a)は、電源50(図6参照)の出力電圧をパラメータとして変化した場合について、PWM信号40aのデューティ比が正側のデューティ比モータ電流値特性を表している。図8(a)において、実線は、出力電圧が基準電圧(例えば、12.5V)の場合を表し、破線は、出力電圧が基準電圧より低い場合を表し、一点鎖線は、出力電圧が基準電圧より高い場合を表している。出力電圧が基準電圧より低い場合は、破線に示すように、実線に示す基準電圧の場合に比較して、デューティ比モータ電流値特性の折れ点B(変曲点)のデューティ比が大きくなり、折れ点B以降の特性の傾きが小さくなる。また、出力電圧が基準電圧より高い場合は、一点鎖線に示すように、実線に示す基準電圧の場合に比較して、デューティ比モータ電流値特性の折れ点A(変曲点)のデューティ比が小さくなり、折れ点A以降の特性の傾きが大きくなる。
For example, FIG. 8A shows a duty ratio motor current value characteristic in which the duty ratio of the
従来では、基準電圧のときのデューティ比モータ電流値特性を前提として、F/BゲインおよびF/F制御のためのリミッタ32の閾値を設定していた。したがって、車載バッテリの充電コントロールのためにオルタネータの出力電圧が変化した場合や、バッテリの劣化等によって出力電圧が低下した場合には、デューティ比モータ電流値特性が変化し、F/B制御やF/F制御による電流応答性が変わるという問題がある。具体的には、図8(b)に示すように、出力電圧が基準電圧より低い場合には、F/F制御不足および電流応答性低下となり、出力電圧が基準電圧より高い場合には、F/F制御過多および電流応答性過多になりオーバーシュートが発生する。すなわち、車両の電源電圧変動時における補助操舵力の過不足が発生し、操作フィーリングを悪化させるという問題がある。
Conventionally, the threshold value of the
そこで、本発明では、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the operation feeling of the electric power steering apparatus and to improve the resistance against power supply fluctuation.
前記課題を解決するために、PWM駆動で制御するモータに流れるモータ電流値を計測し、当該モータ電流値と電流目標値との差分に応じてフィードバック制御を行うとともに、前記電流目標値が増加するにしたがって増加する値を出力するフィードフォワード制御を備える電動パワーステアリング装置の制御方法であって、前記電動パワーステアリング装置は、前記電動パワーステアリング装置に電力を供給する電源の出力電圧値を計測するステップと、前記出力電圧値に基づいて、前記フィードフォワード制御における前記電流目標値に比例した値を出力するかまたは所定値を出力するかの境界を示すデューティ比の閾値を決定するステップと、前記フィードフォワード制御において、前記PWM駆動制御に用いるPWM信号のデューティ比を決める最終出力値が前記閾値に達した後はそれ以上大きくなっても、前記電流目標値に比例した値を前記所定値に保持するステップと、を実行することを特徴とする。 In order to solve the above problem, a motor current value flowing in a motor controlled by PWM drive is measured, feedback control is performed according to a difference between the motor current value and the current target value, and the current target value increases. A method for controlling an electric power steering apparatus including feedforward control that outputs a value that increases in accordance with the electric power steering apparatus, wherein the electric power steering apparatus measures an output voltage value of a power source that supplies electric power to the electric power steering apparatus Determining a threshold of a duty ratio indicating a boundary between outputting a value proportional to the current target value in the feedforward control or outputting a predetermined value based on the output voltage value; and In forward control, the duty cycle of the PWM signal used for the PWM drive control After final output value determining the ratio reaches the threshold value also increases more, and executes the steps of: holding a value proportional to the current target value to the predetermined value.
かかる構成によれば、電動パワーステアリング装置は、電源の出力電圧値に基づいて、フィードフォワード制御の出力値を所定値に制限する閾値を決定し、最終出力値が閾値に達した後はそれ以上大きくなっても、電流目標値に比例した値を所定値に保持することができる。したがって、電源の出力電圧値の変動に応じて閾値を決定するので、電流応答性の低下や過多を防止することができる。すなわち、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することができる。 According to such a configuration, the electric power steering device determines a threshold value for limiting the output value of the feedforward control to a predetermined value based on the output voltage value of the power supply, and after the final output value reaches the threshold value, the electric power steering device is further Even if it increases, a value proportional to the current target value can be held at a predetermined value. Therefore, since the threshold is determined according to the fluctuation of the output voltage value of the power supply, it is possible to prevent the current response from being lowered or excessive. That is, it is possible to improve the operation feeling of the electric power steering apparatus and to improve the resistance against power supply fluctuation.
また、電動パワーステアリング装置は、出力電圧値の増加に応じて、閾値を小さくするステップを実行することを特徴とする。 The electric power steering apparatus is characterized by executing a step of decreasing the threshold value in accordance with an increase in the output voltage value.
かかる構成によれば、電動パワーステアリング装置は、出力電圧値の増加に応じて閾値を小さくするような補正を行うことができる。この補正は、F/F制御過多にともなう電流応答性のオーバーシュートを防止することができる。すなわち、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することができる。 According to such a configuration, the electric power steering apparatus can perform correction so as to reduce the threshold value in accordance with an increase in the output voltage value. This correction can prevent overshooting of current response due to excessive F / F control. That is, it is possible to improve the operation feeling of the electric power steering apparatus and to improve the resistance against power supply fluctuation.
また、電動パワーステアリング装置は、出力電圧値の増加に応じて、フィードバック制御のゲインを小さくするステップを実行することを特徴とする。 In addition, the electric power steering apparatus is characterized by executing a step of reducing the gain of feedback control in accordance with an increase in the output voltage value.
かかる構成によれば、電動パワーステアリング装置は、出力電圧値の増加に応じて、フィードバック制御のゲインを小さくする補正を行うことができる。この補正は、電流応答性の低下や過多を防止することができる。すなわち、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することができる。 According to such a configuration, the electric power steering apparatus can perform correction for reducing the gain of the feedback control in accordance with the increase in the output voltage value. This correction can prevent the current response from being lowered or excessive. That is, it is possible to improve the operation feeling of the electric power steering apparatus and to improve the resistance against power supply fluctuation.
本発明によれば、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the operation feeling of an electric power steering apparatus, it becomes possible to improve the tolerance with respect to a power supply fluctuation.
次に、本発明を実施するための形態(以降、「本実施形態」と称す)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
本実施形態における電動パワーステアリング装置の構造は、図5に示したものと同様(ただし、制御部102は制御部10に対応)であるので、図示および説明を省略する。
Since the structure of the electric power steering apparatus in the present embodiment is the same as that shown in FIG. 5 (however, the
図1は、本実施形態における制御部10の構成例を示している。なお、図1に示す制御部10は図5および図6に示す制御部102に対応し、図1に示すモータ制御部11は図6に示すモータ制御部130に対応し、図1に示すF/Fロジック処理部31は図6に示すF/Fリミット処理部131に対応している。また、図1に示す各部に付された符号が、図6に示す各部に付された符号と同じ場合には、同じものを表しており、それらの説明を省略する。
FIG. 1 shows a configuration example of the
ここでは、図1において図6と異なっているF/Fロジック処理部31、および図6には存在していない電圧値計測部51、電圧平均化処理部52、F/Fデューティリミット値設定部53、ゲイン補正値設定部54、乗算演算部55の機能について、以下に説明する。
Here, the F / F logic processing unit 31 shown in FIG. 1 is different from that shown in FIG. 6, and the voltage
電圧値計測部51は、電源50の電圧を所定の周期で測定し、電圧値Vpsとして出力する。
The voltage
電圧平均化処理部52は、電圧値計測部51から出力された電圧値Vpsのうち、現在値および過去3回分の総和を4で除算した値、すなわち、4回分の移動平均値を算出し、信号値52aとして出力する。電圧平均化処理部52は、図2に示すように、3個の遅延要素521、加算要素522、乗算要素523を備えている。加算要素522は、電圧値Vpsそのままの信号、遅延要素521を1回通過した信号、遅延要素521を2回通過した信号、遅延要素521を3回通過した信号、を入力とし、それらの入力した信号を加算して加算値を出力する。乗算要素523は、加算要素522の出力した加算値に1/4を乗算した値を信号値52aとして出力する。
The voltage
図1に戻って、F/Fデューティリミット値設定部53は、フィードフォワード制御を行うデューティ比の境界値を設定する。
具体的には、図3(a)に示すように、フィードフォワード制御を行うデューティ比の境界値、すなわち、デューティ比モータ電流値特性の折れ点は、電源50の出力電圧値に依存して変化する。出力電圧が基準電圧より小さい場合は、デューティ比モータ電流値特性の折れ点Bのデューティ比が基準電圧のときの折れ点のデューティ比より大きくなる。また、出力電圧が基準電圧より大きい場合は、デューティ比モータ電流値特性の折れ点Aのデューティ比が基準電圧のときの折れ点のデューティ比より小さくなる。
Returning to FIG. 1, the F / F duty limit
Specifically, as shown in FIG. 3A, the boundary value of the duty ratio at which the feedforward control is performed, that is, the break point of the duty ratio motor current value characteristic changes depending on the output voltage value of the
そこで、電源50の出力電圧値ごとに折れ点のデューティ比をプロット(●印)すると、図3(b)に示すように、双方の間には、線形な関係が存在することが分かる。したがって、電源50の出力電圧値に基づいて、折れ点のデューティ比を推定することができる。すなわち、折れ点のデューティ比は、下記式(1)のようにして設定される。
折れ点のデューティ比=a×出力電圧値+b ・・式(1)
ここで、a,bは定数である。
Therefore, when the duty ratio of the break point is plotted for each output voltage value of the power supply 50 (marked with ●), it can be seen that there is a linear relationship between the two as shown in FIG. Therefore, the duty ratio of the break point can be estimated based on the output voltage value of the
Break point duty ratio = a × output voltage value + b Equation (1)
Here, a and b are constants.
図1に戻って、ゲイン補正値設定部54は、フィードバック制御のゲインの補正値を設定する。
具体的には、図3(a)に示すように、折れ点以降のデューティ比モータ電流値特性の傾きが、電源50の出力電圧値に依存して変化する。出力電圧が基準電圧より小さい場合は、デューティ比モータ電流値特性の傾きが小さくなる。また、出力電圧が基準電圧より大きい場合は、デューティ比モータ電流値特性の傾きが大きくなる。
Returning to FIG. 1, the gain correction
Specifically, as shown in FIG. 3A, the slope of the duty ratio motor current value characteristic after the break point changes depending on the output voltage value of the
そこで、電源電圧と図3(a)に示す折れ点以降の特性に対応するこのときのモータに印加される電圧の特性(Δ電圧値/(デューティ比/100))との関係をプロット(●印)すると、図3(c)に示すように、双方の間には、線形な関係が存在することが分かる。したがって、電源50の出力電圧値に基づいて、Δ電圧値/(デューティ比/100)を推定することができる。すなわち、Δ電圧値/(デューティ比/100)は、下記式(2)のようにして推定される。
Δ電圧値/(デューティ比/100)=c×出力電圧値+d ・・式(2)
ここで、c,dは定数である。
Therefore, the relationship between the power supply voltage and the characteristic of the voltage applied to the motor at this time (Δ voltage value / (duty ratio / 100)) corresponding to the characteristic after the break point shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3C, it can be seen that there is a linear relationship between the two. Therefore, Δ voltage value / (duty ratio / 100) can be estimated based on the output voltage value of the
Δ voltage value / (duty ratio / 100) = c × output voltage value + d (2)
Here, c and d are constants.
フィードバック制御のゲインの補正値は、下記式(3)のようにして算出される。
ゲイン補正値=(c×基準電圧値+d)/(c×出力電圧値+d) ・・式(3)
ただし、基準電圧値として、例えば、12.5Vであっても良い。
The correction value of the feedback control gain is calculated as shown in the following equation (3).
Gain correction value = (c × reference voltage value + d) / (c × output voltage value + d) Equation (3)
However, the reference voltage value may be 12.5 V, for example.
乗算演算部55は、ゲイン補正値設定部54の出力値54aと、フィードバック制御部20の出力値24aとを乗算する。すなわち、基準電圧値のときのデューティ比モータ電流値特性に揃えるように、フィードバック制御部20の出力値24aを補正する。
The
F/Fロジック処理部31は、図6に示すF/Fリミット処理部131と同じ機能を備えている。すなわち、F/Fロジック処理部31は、リミッタ32を含んで構成されている。F/Fロジック処理部31が図6に示すF/Fリミット処理部131と異なる点は、F/Fデューティリミット値設定部53の出力値53aが入力されて、その出力値53aをフィードフォワード制御のリミッタ32の閾値として用いることである。
The F / F logic processing unit 31 has the same function as the F / F limit processing unit 131 shown in FIG. That is, the F / F logic processing unit 31 is configured to include a
加算演算部33は、乗算演算部55の出力値と、F/Fロジック処理部31の出力値31aとを加算し、最終出力値33aを生成する。
The
図4は、本実施形態における目標電流値Itに対するモータ電流Imの電流応答性を示している。図4に示すように、本実施形態における制御部10(図1参照)は、出力電圧値が基準電圧より高い場合(一点鎖線表示)および低い場合(破線表示)の双方において、ほぼ基準電圧のときと同じ電流応答性を得ることができる。すなわち、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することができる。 FIG. 4 shows the current responsiveness of the motor current Im with respect to the target current value It in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the control unit 10 (see FIG. 1) according to the present embodiment has substantially the reference voltage both when the output voltage value is higher than the reference voltage (indicated by a one-dot chain line) and when it is lower (indicated by a broken line). It is possible to obtain the same current response as when. That is, it is possible to improve the operation feeling of the electric power steering apparatus and to improve the resistance against power supply fluctuation.
以上、本実施形態における電動パワーステアリング装置1の制御部10は、電源50の出力電圧値の変動にともなって、デューティ比モータ電流値特性における折れ点および折れ点以降の傾きが変化する現象に対処することができる。具体的には、F/Fデューティリミット値設定部53は、電圧値計測部51によって計測された電源50の出力電圧値を用いて、フィードフォワード制御を行う範囲を示す折れ点のデューティ比を推定する。また、ゲイン補正値設定部54は、折れ点以降の傾きの変化に対処するために、電源50の出力電圧値に基づいて、フィードバック制御におけるゲインの補正値を推定する。そして、制御部10は、推定した折れ点のデューティ比およびゲインの補正値を用いて、電源50の出力電圧値の変動に対処し、モータ電流Imの電流応答性を同じにすることができる。つまり、電動パワーステアリング装置の操作フィーリングを向上するとともに、電源変動に対する耐性を向上することができる。
As described above, the
なお、図3(c)では、電源電圧と図3(a)に示す折れ点以降の特性に対応するこのときのモータに印加される電圧の特性(Δ電圧値/(デューティ比/100))との関係を用いて説明した。その代わりに、電源電圧とデューティ比モータ電流値特性との関係を用いても、図3(c)と同様の(ただし、定数c,dは異なる)線形な関係を導出することができる。したがって、電源電圧とデューティ比モータ電流値特性との関係から、ゲインの補正値を算出しても構わない。 In FIG. 3 (c), the characteristics of the voltage applied to the motor at this time (Δ voltage value / (duty ratio / 100)) corresponding to the power supply voltage and the characteristics after the break point shown in FIG. 3 (a). It explained using the relationship. Instead, a linear relationship similar to FIG. 3C (however, the constants c and d are different) can be derived using the relationship between the power supply voltage and the duty ratio motor current value characteristic. Therefore, the gain correction value may be calculated from the relationship between the power supply voltage and the duty ratio motor current value characteristic.
1 電動パワーステアリング装置
15 モータ電流値計測部
20 フィードバック制御部
30 フィードフォワード制御部
32 リミッタ
33 信号値
50 電源
51 電圧値計測部
52 電圧平均化処理部
53 F/Fデューティリミット値設定部
54 ゲイン補正値設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 15 Motor current
Claims (3)
前記電動パワーステアリング装置は、
前記電動パワーステアリング装置に電力を供給する電源の出力電圧値を計測するステップと、
前記出力電圧値に基づいて、前記フィードフォワード制御における前記電流目標値に比例した値を出力するかまたは所定値を出力するかの境界を示すデューティ比の閾値を決定するステップと、
前記フィードフォワード制御において、前記PWM駆動制御に用いるPWM信号のデューティ比を決める最終出力値が前記閾値に達した後はそれ以上大きくなっても、前記電流目標値に比例した値を前記所定値に保持するステップと、
を実行することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。 Measures the motor current value that flows to the motor controlled by PWM (Pulse Width Modulation) drive, performs feedback control according to the difference between the motor current value and the current target value, and increases as the current target value increases A control method for an electric power steering apparatus including feedforward control for outputting a value to be
The electric power steering device is
Measuring an output voltage value of a power source for supplying electric power to the electric power steering device;
Determining, based on the output voltage value, a duty ratio threshold value indicating a boundary between outputting a value proportional to the current target value in the feedforward control or outputting a predetermined value;
In the feedforward control, even if the final output value that determines the duty ratio of the PWM signal used for the PWM drive control reaches the threshold value, a value proportional to the target current value is set to the predetermined value even if the final output value increases further. Holding step;
The control method of the electric power steering apparatus characterized by performing this.
前記出力電圧値の増加に応じて、前記閾値を小さくするステップ
を実行することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。 The electric power steering device is
The method for controlling the electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the step of reducing the threshold value is executed in accordance with an increase in the output voltage value.
前記出力電圧値の増加に応じて、前記フィードバック制御のゲインを小さくするステップ
を実行することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。 The electric power steering device is
The method for controlling the electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a step of reducing a gain of the feedback control is executed in accordance with an increase in the output voltage value.
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