JP2013244798A - Electric power steering device - Google Patents

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豪朗 米谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of inhibiting generation of vibration and noise.SOLUTION: A control gain setting section 58 variably sets a gain (proportional gain) Kof a proportional element 55a and a gain (integral gain) Kof an integral element 55b in a PI control section 55 on the basis of steering torque Th, a mechanical angle θand a q-axis detection current Ito thereby vary control responsiveness. Specifically, the control gain setting section 58 determines whether or not in a transmission error occurring region and, when determining to be in the transmission error occurring region, deteriorates control responsiveness of an electric motor 19. With this, generation of vibration and noise in the transmission error occurring region is inhibited.

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

電動パワーステアリング装置(EPS)として、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置(DP−EPS)がある。デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール等の操舵部材と、操舵部材の回転に連動して転舵輪を転舵する転舵機構と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構とを備えている。
転舵機構は、操舵部材の回転に応じて回転する第1のピニオン軸と、自動車の左右方向に沿って延びたラック軸とを含む。ラック軸の各端部には、タイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪が連結されている。第1のピニオン軸の先端には、第1のピニオンが連結されている。ラック軸には、第1のピニオンに噛み合う第1のラックが形成されている。第1のピニオンおよび第1のラックからなる第1のラック&ピニオン機構によって、ピニオン軸の回転がラック軸の軸方向移動に変換される。ラック軸が軸方向に移動することによって、転舵輪が転舵される。
As an electric power steering device (EPS), there is a dual pinion type electric power steering device (DP-EPS). The dual pinion type electric power steering apparatus includes a steering member such as a steering wheel, a steering mechanism that steers the steered wheels in conjunction with rotation of the steering member, and a steering assist mechanism that assists the driver's steering. It has.
The steered mechanism includes a first pinion shaft that rotates according to the rotation of the steering member, and a rack shaft that extends along the left-right direction of the automobile. A steered wheel is connected to each end of the rack shaft via a tie rod and a knuckle arm. A first pinion is connected to the tip of the first pinion shaft. A first rack that meshes with the first pinion is formed on the rack shaft. The rotation of the pinion shaft is converted into the axial movement of the rack shaft by the first rack and pinion mechanism including the first pinion and the first rack. The steered wheels are steered by moving the rack shaft in the axial direction.

操舵補助機構は、操舵補助用の電動モータと、電動モータのトルクがカップリング(軸継手)および減速機構を介して伝達される第2のピニオン軸と、第2のピニオン軸の先端に連結された第2のピニオンと、ラック軸に設けられ、第2のピニオンに噛み合う第2のラックとを備えている。カップリングは、電動モータの駆動軸と減速機構の入力軸とを連結するためのものである。電動モータによって第2のピニオンが回転されると、第2のピニオンおよび第2のラックからなる第2のラック&ピニオン機構によって、ピニオン軸の回転がラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。   The steering assist mechanism is coupled to a steering assist electric motor, a second pinion shaft to which torque of the electric motor is transmitted via a coupling (shaft coupling) and a speed reduction mechanism, and a tip of the second pinion shaft. A second pinion and a second rack provided on the rack shaft and meshing with the second pinion. The coupling is for connecting the drive shaft of the electric motor and the input shaft of the speed reduction mechanism. When the second pinion is rotated by the electric motor, the rotation of the pinion shaft is converted into the axial movement of the rack shaft by the second rack and pinion mechanism including the second pinion and the second rack. Thereby, a steered wheel is steered.

特開平08−91236号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-91236

前述したような従来のデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置においては、電動モータとラック軸との間に、カップリング、減速機構および第2のラック&ピニオン機構といった動力伝達装置が介在している。これらの各動力伝達装置は、遊び(ガタ)を有している。このため、ステアリングホイール等の操舵部材が操作されていない状態から電動モータの回転を開始させたときには、回転開始直後において、モータトルクがラック軸に正確に伝達されない回転角領域が生じる。この回転角領域においては、振動や異音が発生しやすくなる。特に、電動パワーステアリング装置の性能を向上させるために、電動モータの制御応答性を高くすると、センサノイズ等が増幅されやすくなるため、前記回転角領域において振動や異音が発生しやすくなる。   In the conventional dual pinion type electric power steering device as described above, a power transmission device such as a coupling, a speed reduction mechanism, and a second rack and pinion mechanism is interposed between the electric motor and the rack shaft. Each of these power transmission devices has play (backlash). For this reason, when the rotation of the electric motor is started from a state where the steering member such as the steering wheel is not operated, a rotation angle region in which the motor torque is not accurately transmitted to the rack shaft occurs immediately after the rotation is started. In this rotation angle region, vibration and abnormal noise are likely to occur. In particular, if the control responsiveness of the electric motor is increased in order to improve the performance of the electric power steering device, sensor noise and the like are easily amplified, and thus vibration and abnormal noise are likely to occur in the rotation angle region.

この発明の目的は、振動および異音の発生を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of suppressing the occurrence of vibration and abnormal noise.

上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、遊びを有する少なくとも1つの動力伝達装置(20;21;23,24)を介して、電動モータ(19)から転舵軸(15)に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置(1)であって、前記電動モータの電流指令値を設定するための電流指令値設定手段(51)と、前記電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段(33,53)と、前記電流検出手段によって検出される検出電流値が、前記電流指令値設定手段によって設定される電流指令値に近づくように、前記電動モータをフィードバック制御するフィードバック制御手段(54,55)と、操舵部材(2)が操作されていない直近の非操舵状態からの前記電動モータの回転角変化量を演算する回転角変化量演算手段(52,58)と、前記回転角変化量演算手段によって演算される回転角変化量の絶対値が、予め設定された所定回転量(α)以下であるときに、前記フィードバック制御手段の制御応答性を低下させる応答性低下手段(55,58;59,60)とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the turning shaft (15) is driven from the electric motor (19) via at least one power transmission device (20; 21; 23, 24) having play. An electric power steering device (1) for applying a steering assist force to the electric motor, a current command value setting means (51) for setting a current command value of the electric motor, and a current for detecting a motor current flowing in the electric motor Detection means (33, 53) and feedback control means for feedback-controlling the electric motor so that the detected current value detected by the current detection means approaches the current command value set by the current command value setting means (54, 55) and a rotation angle change amount calculation for calculating a rotation angle change amount of the electric motor from the most recent non-steering state in which the steering member (2) is not operated. When the absolute value of the rotation angle change amount calculated by the stage (52, 58) and the rotation angle change amount calculation means is equal to or less than a predetermined rotation amount (α) set in advance, the control of the feedback control means An electric power steering apparatus including responsiveness reducing means (55, 58; 59, 60) for reducing responsiveness. In addition, although the alphanumeric character in parentheses represents a corresponding component in an embodiment described later, of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiment. The same applies hereinafter.

遊びを有する少なくとも1つの動力伝達装置を介して、電動モータから転舵軸に操舵補助力が与えられるので、操舵部材が操作されていない状態から電動モータの回転を開始させたときには、回転開始直後において、モータトルクが操舵軸に正確に伝達されない回転角領域(伝達誤差発生領域)が生じる。この発明では、操舵部材が操作されていない直近の非操舵状態からの電動モータの回転角変化量が予め設定された所定回転量以下であるときに、フィードバック制御手段の制御応答性を低下させることができる。これにより、前記伝達誤差発生領域において、電動モータの制御応答性を低下させることが可能となるから、振動および異音の発生を抑制することができる。   Since the steering assist force is applied from the electric motor to the steered shaft via at least one power transmission device having play, when the rotation of the electric motor is started from the state where the steering member is not operated, immediately after the rotation starts In this case, a rotation angle region (transmission error generation region) is generated in which the motor torque is not accurately transmitted to the steering shaft. In the present invention, when the amount of change in the rotation angle of the electric motor from the most recent non-steering state where the steering member is not operated is equal to or less than a predetermined rotation amount set in advance, the control responsiveness of the feedback control means is reduced. Can do. Thereby, since it becomes possible to reduce the control responsiveness of the electric motor in the transmission error occurrence region, it is possible to suppress the occurrence of vibration and noise.

請求項2記載の発明は、前記所定回転量が、前記電動モータと前記転舵軸との間に存在する前記動力伝達装置の遊びの総和量に対応する前記電動モータの回転量である、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置である。この構成によれば、前記伝達誤差発生領域において、電動モータの制御応答性を低下させることができるから、振動および異音の発生を抑制することができる。   According to a second aspect of the present invention, the predetermined rotation amount is a rotation amount of the electric motor corresponding to a total amount of play of the power transmission device existing between the electric motor and the steered shaft. The electric power steering apparatus according to Item 1. According to this configuration, since the control response of the electric motor can be lowered in the transmission error occurrence region, it is possible to suppress the occurrence of vibration and abnormal noise.

請求項3記載の発明は、前記応答性低下手段は、前記フィードバック制御手段の制御ゲイン(K,K)を変更させることにより、前記フィードバック制御手段の応答性を低下させるように構成されている、請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置である。
請求項4記載の発明は、前記応答性低下手段は、前記回転角変化量演算手段によって演算される回転角変化量の絶対値が、予め設定された所定回転量(α)以下で、かつ前記電動モータのモータトルクが所定トルク(β)以下であるときに、前記フィードバック制御手段の応答性を低下させるように構成されている、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置である。
According to a third aspect of the present invention, the responsiveness reducing means is configured to reduce the responsiveness of the feedback control means by changing a control gain (K P , K I ) of the feedback control means. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2.
According to a fourth aspect of the present invention, the responsiveness reducing means has an absolute value of the rotation angle change amount calculated by the rotation angle change amount calculation means being equal to or less than a predetermined rotation amount (α) set in advance. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is configured to reduce responsiveness of the feedback control unit when a motor torque of the electric motor is equal to or less than a predetermined torque (β).

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric power steering device concerning one embodiment of the present invention. 図2は、モータ制御装置としてのECUの電気的構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the ECU as the motor control device. 図3は、電動モータの構成を説明するための図解図である。FIG. 3 is an illustrative view for explaining the configuration of the electric motor. 図4は、検出操舵トルクに対するq軸電流指令値の設定例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a setting example of the q-axis current command value with respect to the detected steering torque. 図5は、実験により求められたハンドル回転角に対するハンドルトルクの変化の一例を模式的に表したグラフである。FIG. 5 is a graph schematically showing an example of a change in the handle torque with respect to the handle rotation angle obtained by the experiment. 図6は、制御ゲイン設定部の動作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control gain setting unit.

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
The electric power steering apparatus 1 includes a steering wheel 2 as a steering member, a steering mechanism 4 that steers the steered wheels 3 in conjunction with the rotation of the steering wheel 2, and steering assistance for assisting the driver's steering. And a mechanism 5. The steering wheel 2 and the steering mechanism 4 are mechanically coupled via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

転舵機構4は、第1のピニオン軸14と、転舵軸としてのラック軸15とを含む。ラック軸15の各端部には、タイロッド16およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。第1のピニオン軸14は、中間軸7に連結された入力軸8と、入力軸8にトーションバー10を介して連結された出力軸9とを含む。出力軸9の先端(図1では下端)には、第1のピニオン17が連結されている。ステアリングホイール2が回転されると、入力軸8および出力軸9は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。   The steered mechanism 4 includes a first pinion shaft 14 and a rack shaft 15 as a steered shaft. The steered wheel 3 is connected to each end of the rack shaft 15 via a tie rod 16 and a knuckle arm (not shown). The first pinion shaft 14 includes an input shaft 8 connected to the intermediate shaft 7 and an output shaft 9 connected to the input shaft 8 via a torsion bar 10. A first pinion 17 is connected to the tip of the output shaft 9 (the lower end in FIG. 1). When the steering wheel 2 is rotated, the input shaft 8 and the output shaft 9 rotate in the same direction while rotating relative to each other.

第1のピニオン軸14の周囲には、トルクセンサ11が配置されている。トルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクを検出する。トルクセンサ11によって検出される操舵トルクは、ECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)13に入力される。
ラック軸15は、自動車の左右方向(直進方向に直交する方向)に沿って直線状に延びている。ラック軸15の軸方向の第1端部側には、第1のピニオン17に噛み合う第1のラック18が形成されている。この第1のピニオン17および第1のラック18によって、第1のラック&ピニオン機構17,18が構成されている。第1のラック&ピニオン機構17,18によって、第1のピニオン軸14の回転がラック軸15の軸方向移動に変換される。ラック軸15を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。
A torque sensor 11 is disposed around the first pinion shaft 14. The torque sensor 11 detects the steering torque applied to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amount of the input shaft 8 and the output shaft 9. The steering torque detected by the torque sensor 11 is input to an ECU (Electronic Control Unit) 13.
The rack shaft 15 extends linearly along the left-right direction of the automobile (direction orthogonal to the straight-ahead direction). A first rack 18 that meshes with the first pinion 17 is formed on the first end side in the axial direction of the rack shaft 15. The first pinion 17 and the first rack 18 constitute first rack and pinion mechanisms 17 and 18. The first rack and pinion mechanisms 17 and 18 convert the rotation of the first pinion shaft 14 into the axial movement of the rack shaft 15. The steered wheels 3 can be steered by moving the rack shaft 15 in the axial direction.

ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、第1のピニオン軸14に伝達される。そして、第1のピニオン軸14の回転は、第1のラック&ピニオン機構17,18によって、ラック軸15の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ19と、カップリング(軸継手)20と、減速機構21と、第2ピニオン軸22と、第2のピニオン23と、第2のラック24とを含む。カップリング20は、電動モータ19の駆動軸と減速機構21の入力軸(ウォーム軸)とを連結する。減速機構21は、カップリング20によって電動モータ19の駆動軸に連結されたウォーム軸と、第2ピニオン軸22と同方向に回転可能に連結され、ウォーム軸と噛み合うウォームホイールとからなる。第2のピニオン23は、第2のピニオン軸22の先端(図1では下端)に連結されている。第2のラック24は、ラック軸15の軸方向の第2端部側に設けられており、第2のピニオン23に噛み合っている。第2のピニオン23および第2のラック24によって、第2のラック&ピニオン機構23,24が構成されている。電動モータ19は、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。
When the steering wheel 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the first pinion shaft 14 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. The rotation of the first pinion shaft 14 is converted into axial movement of the rack shaft 15 by the first rack and pinion mechanisms 17 and 18. Thereby, the steered wheel 3 is steered.
The steering assist mechanism 5 includes a steering assist electric motor 19, a coupling (shaft coupling) 20, a speed reduction mechanism 21, a second pinion shaft 22, a second pinion 23, and a second rack 24. Including. The coupling 20 connects the drive shaft of the electric motor 19 and the input shaft (worm shaft) of the speed reduction mechanism 21. The speed reduction mechanism 21 includes a worm shaft connected to the drive shaft of the electric motor 19 by the coupling 20 and a worm wheel that is rotatably connected to the second pinion shaft 22 and meshes with the worm shaft. The second pinion 23 is connected to the tip (the lower end in FIG. 1) of the second pinion shaft 22. The second rack 24 is provided on the second end side in the axial direction of the rack shaft 15 and meshes with the second pinion 23. Second rack and pinion mechanisms 23 and 24 are configured by the second pinion 23 and the second rack 24. In this embodiment, the electric motor 19 is a three-phase brushless motor.

電動モータ19が回転駆動されると、電動モータ19の回転がカップリング20および減速機構21を介して第2のピニオン軸22に伝達される。第2のピニオン軸22の回転は、第2のラック&ピニオン機構23,24によって、ラック軸15の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ19によって第2のピニオン軸22を回転駆動することによって、転舵輪3が転舵されるようになっている。   When the electric motor 19 is driven to rotate, the rotation of the electric motor 19 is transmitted to the second pinion shaft 22 via the coupling 20 and the speed reduction mechanism 21. The rotation of the second pinion shaft 22 is converted into the axial movement of the rack shaft 15 by the second rack and pinion mechanisms 23 and 24. Thereby, the steered wheel 3 is steered. In other words, the steered wheels 3 are steered by rotating the second pinion shaft 22 by the electric motor 19.

電動モータ19のロータの回転角は、レゾルバ等の回転角センサ25によって検出される。回転角センサ25の出力信号は、ECU13に入力される。
電動モータ19は、モータ制御装置としてのECU13によって制御される。ECU13は、回転角センサ25の出力信号およびトルクセンサ11によって検出される操舵トルクに基づいて、電動モータ19を制御する。
The rotation angle of the rotor of the electric motor 19 is detected by a rotation angle sensor 25 such as a resolver. An output signal of the rotation angle sensor 25 is input to the ECU 13.
The electric motor 19 is controlled by the ECU 13 as a motor control device. The ECU 13 controls the electric motor 19 based on the output signal of the rotation angle sensor 25 and the steering torque detected by the torque sensor 11.

図2は、モータ制御装置としてのECU13の電気的構成を示す概略図である。
ECU13は、回転角センサ25の出力信号およびトルクセンサ11によって検出される操舵トルクThに応じて電動モータ19を駆動することによって、操舵状況に応じた適切な操舵補助を実現する。
ECU13は、マイクロコンピュータ31と、このマイクロコンピュータ31によって制御され、電動モータ19に電力を供給する駆動回路(三相インバータ回路)32と、電動モータ19の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部33とを備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the ECU 13 as a motor control device.
The ECU 13 drives the electric motor 19 according to the output signal of the rotation angle sensor 25 and the steering torque Th detected by the torque sensor 11, thereby realizing appropriate steering assistance according to the steering situation.
The ECU 13 detects a current flowing in the microcomputer 31, a drive circuit (three-phase inverter circuit) 32 that is controlled by the microcomputer 31 and supplies electric power to the electric motor 19, and a stator winding of each phase of the electric motor 19. Current detecting section 33 for performing the above operation.

電動モータ19は、図3に図解的に示すように、界磁としてのロータ41と、U相、V相およびW相の界磁巻線19U,19V,19Wを含むステータ42とを備えている。各相の界磁巻線19U,19V,19Wの方向にU軸、V軸およびW軸をとった三相固定座標(UVW座標系)が定義される。また、ロータ41の磁極方向にd軸(磁極軸)をとり、ロータ41の回転平面内においてd軸と直角な方向にq軸(トルク軸)をとった二相回転座標系(dq座標系。実回転座標系)が定義される。dq座標系は、ロータ41とともに回転する回転座標系である。dq座標系では、q軸電流のみがロータ41のトルク発生に寄与するので、d軸電流を零とし、q軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ41の回転角(ロータ角(電気角))θは、U軸に対するd軸の回転角である。dq座標系は、ロータ角θに従う実回転座標系である。このロータ角θを用いることによって、UVW座標系とdq座標系との間での座標変換を行うことができる。 As schematically shown in FIG. 3, the electric motor 19 includes a rotor 41 as a magnetic field and a stator 42 including U-phase, V-phase, and W-phase field windings 19U, 19V, and 19W. . Three-phase fixed coordinates (UVW coordinate system) are defined with the U, V, and W axes in the direction of the field windings 19U, 19V, and 19W of each phase. Also, a two-phase rotational coordinate system (dq coordinate system) in which the d axis (magnetic pole axis) is taken in the magnetic pole direction of the rotor 41 and the q axis (torque axis) is taken in the direction perpendicular to the d axis in the rotation plane of the rotor 41. The actual rotating coordinate system) is defined. The dq coordinate system is a rotating coordinate system that rotates with the rotor 41. In the dq coordinate system, since only the q-axis current contributes to the torque generation of the rotor 41, the d-axis current may be set to zero and the q-axis current may be controlled according to the desired torque. A rotation angle (rotor angle (electrical angle)) θ E of the rotor 41 is a rotation angle of the d axis with respect to the U axis. The dq coordinate system is an actual rotating coordinate system according to the rotor angle θ. With the use of the rotor angle theta E, coordinate conversion may be made between the UVW coordinate system and the dq coordinate system.

駆動回路32は、複数のスイッチング素子を含む三相インバータ回路から構成されている。電流検出部33は、電動モータ19のU相電流I、V相電流IおよびW相電流I(以下、これらを総称するときは、「三相検出電流IUVW」という。)を検出する。
マイクロコンピュータ31は、CPUおよびメモリ(ROM,RAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部51と、回転角演算部52と、UVW/dq変換部53と、電流偏差演算部54と、PI(比例積分)制御部55と、dq/UVW変換部56と、PWM制御部57と、制御ゲイン設定部58とが含まれている。
The drive circuit 32 is composed of a three-phase inverter circuit including a plurality of switching elements. The current detection unit 33 detects the U-phase current I U , the V-phase current I V, and the W-phase current I W (hereinafter collectively referred to as “three-phase detection current I UVW ”) of the electric motor 19. To do.
The microcomputer 31 includes a CPU and a memory (ROM, RAM, etc.), and functions as a plurality of function processing units by executing a predetermined program. The plurality of function processing units include a current command value setting unit 51, a rotation angle calculation unit 52, a UVW / dq conversion unit 53, a current deviation calculation unit 54, a PI (proportional integration) control unit 55, and a dq. A / UVW conversion unit 56, a PWM control unit 57, and a control gain setting unit 58 are included.

電流指令値生成部51は、トルクセンサ11によって検出される検出操舵トルクThに基づいて、電動モータ19に流すべき電流の指令値である電流指令値を設定する。具体的には、電流指令値設定部51は、d軸電流指令値I およびq軸電流指令値I (以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Idq 」という。)を生成する。さらに具体的には、電流指令値生成部51は、q軸電流指令値I を有意値とする一方で、d軸電流指令値I を零とする。 Based on the detected steering torque Th detected by the torque sensor 11, the current command value generation unit 51 sets a current command value that is a command value of a current that should flow through the electric motor 19. Specifically, the current command value setting unit 51 refers to a d-axis current command value I d * and a q-axis current command value I q * (hereinafter referred to as “two-phase current command value I dq * ”). ) Is generated. More specifically, the current command value generation unit 51 sets the q-axis current command value I q * to a significant value and sets the d-axis current command value I d * to zero.

より具体的には、電流指令値設定部51は、検出操舵トルクとq軸電流指令値I との関係を記憶したマップに基づいて、q軸電流指令値I を設定する。図4は、検出操舵トルクに対するq軸電流指令値I の設定例を示すグラフである。
検出操舵トルクThは、例えば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、q軸電流指令値I は、電動モータ19によって左方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには正の値とされ、電動モータ19によって右方向操舵のためのアシストトルクを発生させるときには負の値とされる。
More specifically, the current command value setting unit 51 based on the map storing the relationship between the detected steering torque and q-axis current command value I q *, setting a q-axis current command value I q *. FIG. 4 is a graph showing a setting example of the q-axis current command value I q * with respect to the detected steering torque.
For the detected steering torque Th, for example, the torque for steering in the left direction is a positive value, and the torque for steering in the right direction is a negative value. The q-axis current command value I q * is a positive value when assist torque for leftward steering is generated by the electric motor 19, and when assist torque for rightward steering is generated by the electric motor 19. Negative value.

q軸電流指令値I は、検出操舵トルクThの正の値に対しては正の値をとり、検出操舵トルクThの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクThが−Th1〜Th1の範囲の微小な値のときには、q軸電流指令値I は零とされる。そして、検出操舵トルクTが−Th1〜Th1の範囲以外の領域においては、q軸電流指令値I は、検出操舵トルクTの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定されている。電流指令値設定部51によって設定された二相電流指令値Idq は、電流偏差演算部54に与えられる。 The q-axis current command value I q * takes a positive value for a positive value of the detected steering torque Th and takes a negative value for a negative value of the detected steering torque Th. When the detected steering torque Th is a minute value in the range of -Th1 to Th1, the q-axis current command value Iq * is set to zero. In a region where the detected steering torque T is outside the range of -Th1 to Th1, the q-axis current command value I q * is set such that the absolute value thereof increases as the absolute value of the detected steering torque T increases. ing. The two-phase current command value I dq * set by the current command value setting unit 51 is given to the current deviation calculation unit 54.

回転角演算部52は、回転角センサ25の出力信号に基づいて、電動モータ19のロータの回転角(電気角θ-Eおよび中立位置を基準とした機械角θ)を演算する。
UVW/dq変換部53は、電流検出部33によって検出されるUVW座標系の三相検出電流IUVW(U相電流I、V相電流IおよびW相電流I)を、dq座標系の二相検出電流IおよびI(以下総称するときには「二相検出電流Idq」という。)に変換する。これらが電流偏差演算部54に与えられるようになっている。UVW/dq変換部53における座標変換には、回転角演算部52によって演算された電気角θが用いられる。
The rotation angle calculation unit 52 calculates the rotation angle of the rotor of the electric motor 19 (the electrical angle θ -E and the mechanical angle θ M based on the neutral position) based on the output signal of the rotation angle sensor 25.
The UVW / dq converter 53 converts the three-phase detection current I UVW (U-phase current I U , V-phase current I V and W-phase current I W ) in the UVW coordinate system detected by the current detection unit 33 into the dq coordinate system. Are converted into two-phase detection currents I d and I q (hereinafter collectively referred to as “two-phase detection current I dq ”). These are supplied to the current deviation calculation unit 54. The coordinate transformation in UVW / dq converter 53, computed by the rotation angle calculation unit 52 an electrical angle theta E is used.

電流偏差演算部54は、電流指令値設定部51によって設定される二相電流指令値Idq と、UVW/dq変換部53から与えられる二相検出電流Idqとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部54は、d軸電流指令値I に対するd軸検出電流Iの偏差およびq軸電流指令値I に対するq軸検出電流Iの偏差を演算する。これらの偏差は、PI制御部55に与えられる。 The current deviation calculation unit 54 calculates a deviation between the two-phase current command value I dq * set by the current command value setting unit 51 and the two-phase detection current I dq given from the UVW / dq conversion unit 53. More specifically, the current deviation calculation unit 54 calculates the deviation of the d-axis detection current I d with respect to the d-axis current command value I d * and the deviation of the q-axis detection current I q with respect to the q-axis current command value I q * . To do. These deviations are given to the PI control unit 55.

PI制御部55は、電流偏差演算部54によって演算された各電流偏差に対するPI演算を行なうことにより、電動モータ19に印加すべき二相電圧指令値Vdq (d軸電圧指令値V およびq軸電圧指令値V )を生成する。この二相電圧指令値Vdq は、dq/UVW変換部56に与えられる。
より具体的には、PI制御部55は、比例要素55aと、積分要素55bと、加算器55cとを備えている。ただし、Kは比例ゲイン、Kは積分ゲイン、1/sは積分演算子である。比例要素55aおよび積分要素55bの演算結果が加算器55cで加算されることによって、二相電圧指令値Vdq が求められる。
The PI control unit 55 performs a PI calculation for each current deviation calculated by the current deviation calculation unit 54, thereby performing a two-phase voltage command value V dq * (d-axis voltage command value V d *) to be applied to the electric motor 19 . And q-axis voltage command value V q * ). The two-phase voltage command value V dq * is given to the dq / UVW conversion unit 56.
More specifically, the PI control unit 55 includes a proportional element 55a, an integral element 55b, and an adder 55c. However, K P is a proportional gain, K I is an integral gain, 1 / s is an integration operator. The calculation results of the proportional element 55a and the integral element 55b are added by the adder 55c, whereby the two-phase voltage command value V dq * is obtained.

dq/UVW変換部56は、二相電圧指令値Vdq を三相電圧指令値VUVW に変換する。この座標変換には、回転角演算部52によって演算された電気角θが用いられる。三相電圧指令値VUVW は、U相電圧指令値V 、V相電圧指令値V およびW相電圧指令値V からなる。この三相電圧指令値VUVW は、PWM制御部57に与えられる。 The dq / UVW conversion unit 56 converts the two-phase voltage command value V dq * into a three-phase voltage command value V UVW * . The coordinate transformation, computed by the rotation angle calculation unit 52 an electrical angle theta E is used. The three-phase voltage command value V UVW * includes a U-phase voltage command value V U * , a V-phase voltage command value V V *, and a W-phase voltage command value V W * . This three-phase voltage command value V UVW * is given to the PWM control unit 57.

PWM制御部57は、U相電圧指令値V 、V相電圧指令値V およびW相電圧指令値V にそれぞれ対応するデューティのU相PWM(Pulse Width Modulation)制御信号、V相PWM制御信号およびW相PWM制御信号を生成する。また、PWM制御部57は、これらのPWM制御信号に基づいて、駆動回路32内の各スイッチング素子をオンオフ制御する。これにより、三相電圧指令値VUVW に相当する電圧が電動モータ19の各相の界磁巻線19U,19V、19Wに印加されることになる。 The PWM controller 57 is a U-phase PWM (Pulse Width Modulation) control signal having a duty corresponding to the U-phase voltage command value V U * , the V-phase voltage command value V V *, and the W-phase voltage command value V W * , V A phase PWM control signal and a W phase PWM control signal are generated. Further, the PWM control unit 57 performs on / off control of each switching element in the drive circuit 32 based on these PWM control signals. As a result, a voltage corresponding to the three-phase voltage command value V UVW * is applied to the field windings 19U, 19V, 19W of each phase of the electric motor 19.

電流偏差演算部54およびPI制御部55は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ19に流れる電流が、電流指令値設定部51によって設定される二相電流指令値Idq に近づくように制御される。
制御ゲイン設定部58には、トルクセンサ11によって検出される操舵トルクTh、回転角演算部52によって演算される機械角θおよびUVW/dq変換部53によって得られるq軸検出電流Iが入力する。機械角θは、中立位置を基準としたロータの正逆両方向の回転量(回転角)であり、中立位置から左操舵方向への回転量が正の値にとられ、中立位置から右操舵方向への回転量が負の値にとられている。制御ゲイン設定部58は、操舵トルクTh、機械角θおよびq軸検出電流Iに基づいて、PI制御部55内の比例要素55aのゲイン(比例ゲイン)Kと積分要素55bのゲイン(積分ゲイン)Kを可変設定し、これにより制御応答性を変更する。
The current deviation calculation unit 54 and the PI control unit 55 constitute a current feedback control unit. By the action of the current feedback control means, the current flowing through the electric motor 19 is controlled so as to approach the two-phase current command value I dq * set by the current command value setting unit 51.
The control gain setting unit 58 receives the steering torque Th detected by the torque sensor 11, the mechanical angle θ M calculated by the rotation angle calculation unit 52, and the q-axis detection current I q obtained by the UVW / dq conversion unit 53. To do. The mechanical angle θ M is the rotation amount (rotation angle) of the rotor in both forward and reverse directions with respect to the neutral position. The rotation amount from the neutral position to the left steering direction is a positive value, and the right steering is performed from the neutral position. The amount of rotation in the direction is a negative value. Control gain setting unit 58, the steering torque Th, based on the mechanical angle theta M and q-axis detected current I q, the gain of the proportional element 55a in the PI control unit 55 (proportional gain) K P and integral element 55b of the gain ( the integral gain) K I variably set, thereby changing the control response.

制御ゲイン設定部58によるゲイン制御の考え方について説明する。図1に示すように、電動モータ19とラック軸15との間には、カップリング20、減速機構21および第2のラック&ピニオン機構23,24といった動力伝達装置が介在している。これらの動力伝達装置は、遊び(ガタ)を有している。このため、ステアリングホイール2が操作されていない状態(以下、「非操舵状態」という)から電動モータ19の回転を開始させたときには、回転開始直後において、モータトルクがラック軸15に正確に伝達されない回転角領域(以下、「伝達誤差発生領域」という)が生じる。この伝達誤差発生領域は、電動モータ19とラック軸15との間に介在する動力伝達装置の遊びの総和量に対応する電動モータ19の回転量に相当する。   The concept of gain control by the control gain setting unit 58 will be described. As shown in FIG. 1, a power transmission device such as a coupling 20, a speed reduction mechanism 21, and second rack and pinion mechanisms 23 and 24 are interposed between the electric motor 19 and the rack shaft 15. These power transmission devices have play (backlash). For this reason, when the rotation of the electric motor 19 is started from a state where the steering wheel 2 is not operated (hereinafter referred to as “non-steering state”), the motor torque is not accurately transmitted to the rack shaft 15 immediately after the rotation is started. A rotation angle region (hereinafter referred to as “transmission error generation region”) occurs. This transmission error generation region corresponds to the amount of rotation of the electric motor 19 corresponding to the total amount of play of the power transmission device interposed between the electric motor 19 and the rack shaft 15.

伝達誤差発生領域においては、振動や騒音が発生しやすくなる。特に、電動パワーステアリング装置の性能を向上させるために、電動モータの制御応答性を高くすると、センサノイズ等が増幅されやすくなるため、伝達誤差発生領域において振動や異音が発生しやすくなる。そこで、制御ゲイン設定部58は、伝達誤差発生領域であるか否かを判別し、伝達誤差発生領域であると判別しているときには、電動モータ19の制御応答性を低下させる。これにより、伝達誤差発生領域での振動および異音の発生を抑制する。   In the transmission error occurrence region, vibration and noise are likely to occur. In particular, if the control responsiveness of the electric motor is increased in order to improve the performance of the electric power steering apparatus, sensor noise and the like are easily amplified, so that vibration and abnormal noise are likely to occur in the transmission error occurrence region. Therefore, the control gain setting unit 58 determines whether or not it is a transmission error generation region, and when it is determined that it is a transmission error generation region, the control responsiveness of the electric motor 19 is reduced. This suppresses the occurrence of vibration and abnormal noise in the transmission error occurrence region.

伝達誤差発生領域であるか否かを判別するために、伝達誤差発生領域に対応するロータの回転量(回転角)(以下、「第1閾値α」という)と、この伝達誤差発生領域を乗り越えるのに最低限必要なモータトルクの大きさ(以下、「第2閾値β」という)とが、例えば実験により予め求められて、制御ゲイン設定部58に設定されている。この実験は、例えば次のようにして行われる。   In order to determine whether or not it is a transmission error generation region, the rotation amount (rotation angle) of the rotor corresponding to the transmission error generation region (hereinafter referred to as “first threshold value α”) and the transmission error generation region are overcome. The minimum required motor torque (hereinafter referred to as “second threshold value β”) is obtained in advance through experiments, for example, and set in the control gain setting unit 58. This experiment is performed as follows, for example.

電動パワーステアリング装置1から電動モータ19を取り外す。そして、減速機構21のウォーム軸を回転させるための道具として、電動モータ19の駆動軸に取り付けられていたカップリング20の一方の部材と同じ種類の部材を有するハンドルを用意する。ラック軸15を軸方向に移動できないように固定した状態で、前記ハンドルを用いて減速機構21のウォーム軸を例えば左操舵方向に回転させていく。この際に、ハンドルの回転角とハンドルの回転トルク(以下、「ハンドルトルク」という)とを計測する。ハンドルを回転できなくなるまで、測定を続ける。ハンドルを右操舵方向に回転させる場合についても、同様な実験を行なう。   The electric motor 19 is removed from the electric power steering device 1. As a tool for rotating the worm shaft of the speed reduction mechanism 21, a handle having the same type of member as one member of the coupling 20 attached to the drive shaft of the electric motor 19 is prepared. With the rack shaft 15 fixed so as not to move in the axial direction, the worm shaft of the speed reduction mechanism 21 is rotated, for example, in the left steering direction using the handle. At this time, the rotation angle of the handle and the rotation torque of the handle (hereinafter referred to as “handle torque”) are measured. Continue measuring until you can no longer rotate the handle. A similar experiment is performed when the steering wheel is rotated in the right steering direction.

図5は、実験により求められたハンドル回転角に対するハンドルトルクの変化の一例を模式的に表したグラフである。実験開始時のハンドルの回転角位置を基準位置Psとすると、図5において、横軸は、基準位置Psからのハンドルの回転量(ハンドル回転角)[deg]を示し、縦軸はハンドルトルクを表している。図5の折れ線Lは、基準位置Psからハンドルを左操舵方向に回転させたときのハンドル回転角に対するハンドルトルクの変化を表し、図5の折れ線Rは、基準位置Psからハンドルを右操舵方向に回転させたときのハンドル回転角に対するハンドルトルクの変化を表している。   FIG. 5 is a graph schematically showing an example of a change in the handle torque with respect to the handle rotation angle obtained by the experiment. Assuming that the rotation angle position of the handle at the start of the experiment is the reference position Ps, in FIG. 5, the horizontal axis indicates the rotation amount (handle rotation angle) [deg] of the handle from the reference position Ps, and the vertical axis indicates the handle torque. Represents. A broken line L in FIG. 5 represents a change in the handle torque with respect to the steering wheel rotation angle when the handle is rotated in the left steering direction from the reference position Ps. A broken line R in FIG. 5 represents the handle in the right steering direction from the reference position Ps. A change in handle torque with respect to the handle rotation angle when the handle is rotated is shown.

基準位置Psからハンドルを左操舵方向に回転させていくと、まず、カップリング20の遊びの影響によりハンドルの回転角の増加に対してハンドルトルクが増加しない領域が現われる。その次に、減速機構21の遊びの影響によりハンドルの回転角の増加に対してハンドルトルクが増加しない領域が現われる。その次に、第2のラック&ピニオン機構23,24の影響によりハンドルの回転角の増加に対してハンドルトルクが増加しない領域が現われる。その次に、ハンドルの回転角の増加に対してハンドルトルクがリニアに増加する領域が現われた後、ハンドルが回転しなくなる。   When the handle is rotated in the left steering direction from the reference position Ps, first, an area where the handle torque does not increase with respect to an increase in the rotation angle of the handle appears due to the play of the coupling 20. Next, an area where the handle torque does not increase with respect to the increase in the rotation angle of the handle appears due to the play of the speed reduction mechanism 21. Next, an area where the handle torque does not increase with respect to an increase in the rotation angle of the handle appears due to the influence of the second rack and pinion mechanisms 23 and 24. Next, after a region where the handle torque increases linearly with respect to the increase in the rotation angle of the handle appears, the handle stops rotating.

ハンドルの回転角の増加に対してハンドルトルクがリニアに増加する領域が開始する時点のハンドルの回転角(基準位置Psからのハンドルの回転量)の値を第1閾値αとして設定し、その時点でのハンドルトルクの値を第2閾値βとして設定する。
基準位置Psからハンドルを右操舵方向に回転させていったときのハンドル回転角に対するハンドルトルクの変化も、基準位置Psからハンドルを右操舵方向に回転させていったと同様であるのでその説明を省略する。
The value of the rotation angle of the steering wheel (the amount of rotation of the steering wheel from the reference position Ps) at the time when the region where the steering torque increases linearly with respect to the increase in the rotation angle of the steering wheel is set as the first threshold value α. Is set as the second threshold value β.
The change in the handle torque relative to the handle rotation angle when the handle is rotated in the right steering direction from the reference position Ps is the same as that in the case where the handle is rotated in the right steering direction from the reference position Ps. To do.

図6は、制御ゲイン設定部の動作を示すフローチャートである。図6の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
制御ゲイン設定部58は、トルクセンサ11によって検出された操舵トルクTh、回転角演算部52によって演算された機械角θおよびUVW/dq変換部53によって得られたq軸検出電流Iを取得する(ステップS1)。以下、今回取得された機械角θをθMnで表し、前回取得された機械角θをθM(n−1)で表すことにする。また、直近の非操舵状態での電動モータ19の回転角(機械角)を基準回転角といい、変数θで表すことにする。θの初期値は、例えば零に設定される。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control gain setting unit. The process of FIG. 6 is repeatedly executed at every predetermined calculation cycle.
The control gain setting unit 58 acquires the steering torque Th detected by the torque sensor 11, the mechanical angle θ M calculated by the rotation angle calculation unit 52, and the q-axis detection current I q obtained by the UVW / dq conversion unit 53. (Step S1). Hereinafter, it represents the currently acquired mechanical angle theta M in theta Mn, the mechanical angle theta M obtained in the previous time to be represented by θ M (n-1). The rotation angle of the electric motor 19 in most recent non-steering state (mechanical angle) is called a reference rotation angle, to be represented by the variable theta S. The initial value of theta S is set to, for example, zero.

次に、制御ゲイン設定部58は、非操舵状態であるか否かを判別するために、次式(1)で示す第1の条件を満たしているか否かを判別する(ステップS2)。
|θ−θM(n−1)|≦AでかつTh≦B …(1)
前記式(1)において|θ−θM(n−1)|は、電動モータ19のロータ角速度(絶対値)である。A(A>0)は、予め設定された所定値であり、たとえば1.0[deg/sec]に対応する値に設定される。B(B>0)は、予め設定された所定値であり、たとえば0.25[Nm]に設定される。
Next, in order to determine whether or not the control gain setting unit 58 is in the non-steering state, the control gain setting unit 58 determines whether or not the first condition represented by the following equation (1) is satisfied (step S2).
| Θ M −θ M (n−1) | ≦ A and Th ≦ B (1)
In the equation (1), | θ M −θ M (n−1) | is the rotor angular velocity (absolute value) of the electric motor 19. A (A> 0) is a predetermined value set in advance, and is set to a value corresponding to, for example, 1.0 [deg / sec]. B (B> 0) is a predetermined value set in advance, and is set to 0.25 [Nm], for example.

第1の条件を満たしている場合には(ステップS2:YES)、制御ゲイン設定部58は、非操舵状態であると判別し、今回取得した機械角θMnを基準回転角θとして設定する(ステップS3)。つまり、基準回転角θを更新する。また、制御ゲイン設定部58は、PI制御部54内の比例ゲインKを比較的小さな第1の比例ゲインK1に設定するとともに、積分ゲインKを比較的小さな第1の積分ゲインK1に設定する(ステップS6)。そして、制御ゲイン設定部58は、今回の演算周期での処理を終了する。 If the first condition is satisfied (step S2: YES), the control gain setting unit 58 determines that the vehicle is in the non-steering state, and sets the mechanical angle θ Mn acquired this time as the reference rotation angle θ S. (Step S3). That is, the reference rotation angle θ S is updated. Further, the control gain setting unit 58 sets the proportional gain K P in the PI control unit 54 to a relatively small first proportional gain K P 1 and the integral gain K I to a relatively small first integral gain K. I is set to 1 (step S6). Then, the control gain setting unit 58 ends the process in the current calculation cycle.

前記ステップS2において、第1の条件を満たしていないと判別された場合には(ステップS2:NO)、制御ゲイン設定部58は、ステアリングホイール2が操作されている状態であると判別し、モータトルクTmを次式(2)に基づいて演算する(ステップS4)。
Tm=I・K …(2)
前記式(2)において、Iは今回取得したq軸検出電流であり、Kは電動モータ19のトルク定数である。
If it is determined in step S2 that the first condition is not satisfied (step S2: NO), the control gain setting unit 58 determines that the steering wheel 2 is being operated, and the motor Torque Tm is calculated based on the following equation (2) (step S4).
Tm = I q · K T (2)
In Equation (2), I q is the q-axis detection current acquired this time, and KT is the torque constant of the electric motor 19.

次に、制御ゲイン設定部58は、伝達誤差発生領域であるか否かを判別するために、次式(3)で示す第2の条件を満たしているか否かを判別する(ステップS5)。
|θMn−θ|≦αでかつ|Tm|≦β …(3)
前記式(3)において、|θMn−θ|は、直近の無操舵状態からのロータの回転量(絶対値)を表している。|Tm|は、前記ステップS4で演算されたモータトルクTmの絶対値である。αは前述した第1閾値であり、βは前述した第2閾値である。
Next, the control gain setting unit 58 determines whether or not the second condition represented by the following equation (3) is satisfied in order to determine whether or not the transmission error generation region is satisfied (step S5).
| Θ Mn −θ S | ≦ α and | Tm | ≦ β (3)
In the formula (3), | θ Mn −θ S | represents the rotation amount (absolute value) of the rotor from the most recent non-steering state. | Tm | is the absolute value of the motor torque Tm calculated in step S4. α is the aforementioned first threshold value, and β is the aforementioned second threshold value.

第2の条件を満たしているときには(ステップS5:YES)、制御ゲイン設定部58は、直近の無操舵状態からのロータの回転量が伝達誤差発生領域内にあると判別し、PI制御部54内の比例ゲインKを比較的小さな第1の比例ゲインK1に設定するとともに、積分ゲインKを比較的小さな第1の積分ゲインK1に設定する(ステップS6)。これにより、振動および異音が発生しやすい伝達誤差発生領域において、電動モータ19の制御応答性を低下させることができるため、振動および異音の発生を抑制することができる。そして、制御ゲイン設定部58は、今回の演算周期での処理を終了する。 When the second condition is satisfied (step S5: YES), the control gain setting unit 58 determines that the rotation amount of the rotor from the latest non-steering state is within the transmission error occurrence region, and the PI control unit 54 and it sets the proportional gain K P to relatively small first proportional gain K P 1 of the inner sets the integral gain K I relatively small first integral gain K I 1 (step S6). Thereby, since the control responsiveness of the electric motor 19 can be reduced in a transmission error occurrence region where vibration and noise are likely to occur, the occurrence of vibration and noise can be suppressed. Then, the control gain setting unit 58 ends the process in the current calculation cycle.

前記ステップS5において、第2の条件を満たしていないと判別されたときには(ステップS5:NO)、直近の無操舵状態からのロータの回転量が伝達誤差発生領域を超えたと判別し、PI制御部54内の比例ゲインKを比較的大きな第2の比例ゲインK2に設定するとともに、積分ゲインKを比較的大きな第2の積分ゲインK2に設定する(ステップS7)。これにより、伝達誤差発生領域以外の領域において、電動モータ19の制御応答性を高めることができるため、電動パワーステアリング装置1の性能を向上させることができる。そして、制御ゲイン設定部58は、今回の演算周期での処理を終了する。 When it is determined in step S5 that the second condition is not satisfied (step S5: NO), it is determined that the rotation amount of the rotor from the most recent non-steering state has exceeded the transmission error occurrence region, and the PI control unit proportional with gain K set P of relatively large second proportional gain K P 2 in 54, integral gain K I to be set to a relatively large second integral gain K I 2 (step S7). Thereby, since the control responsiveness of the electric motor 19 can be improved in areas other than the transmission error generation area, the performance of the electric power steering apparatus 1 can be improved. Then, the control gain setting unit 58 ends the process in the current calculation cycle.

前記実施形態によれば、振動および異音が発生しやすい伝達誤差発生領域において、電動モータ19の制御応答性を低下させることができるため、振動および異音の発生を抑制することができる。一方、伝達誤差発生領域以外の領域においては、電動モータ19の制御応答性を高めることができるため、電動パワーステアリング装置1の性能を向上させることができる。   According to the embodiment, since the control responsiveness of the electric motor 19 can be reduced in a transmission error occurrence region where vibration and noise are likely to occur, the occurrence of vibration and noise can be suppressed. On the other hand, in a region other than the transmission error generation region, the control responsiveness of the electric motor 19 can be improved, so that the performance of the electric power steering device 1 can be improved.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、伝達誤差発生領域であるか否かを判別するための条件は、|θMn−θ|≦αでかつ|Tm|≦βであるが、|θMn−θ|が第1閾値α以下であること(|θMn−θ|≦α)のみを条件としてもよい。
また、図1に破線で示すように、制御ゲイン設定部58に加えてまたは代えて、トルクセンサ11と電流指令値設定部との間に、トルクセンサ11の出力信号に対して位相補償処理を施す位相補償処理部59を設けるとともに、位相補償処理部59の位相補償特性(伝達関数)を変更設定する位相補償特性設定部60とを設けるようにしてもよい。位相補償特性設定部60は、制御ゲイン設定部58と同様な方法で伝達誤差発生領域であるか否かを判別し、伝達誤差発生領域である場合に制御応答が低下するように、位相補償処理部59の位相補償特性を変更するようにしてもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the condition for determining whether or not it is a transmission error occurrence region is | θ Mn −θ S | ≦ α and | Tm | ≦ β, but | θ Mn −θ The condition may be that only S | is equal to or less than the first threshold value α (| θ Mn −θ S | ≦ α).
Further, as indicated by a broken line in FIG. 1, in addition to or instead of the control gain setting unit 58, a phase compensation process is performed on the output signal of the torque sensor 11 between the torque sensor 11 and the current command value setting unit. In addition to providing the phase compensation processing unit 59 to be applied, a phase compensation characteristic setting unit 60 for changing and setting the phase compensation characteristic (transfer function) of the phase compensation processing unit 59 may be provided. The phase compensation characteristic setting unit 60 determines whether or not it is a transmission error occurrence region by a method similar to that of the control gain setting unit 58. The phase compensation characteristic of the unit 59 may be changed.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、5…操舵補助機構、11…トルクセンサ、13…ECU、15…ラック軸、19…電動モータ、20…カップリング、21…減速機構、23…第2のピニオン、24…第2のラック、25…回転角センサ、31…マイクロコンピュータ、33…電流検出部、51…電流指令値設定部、52…回転角演算部、54…電流偏差演算部、55…PI制御部、58…制御ゲイン設定部、59…位相補償処理部、90…位相補償特性設定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering wheel, 5 ... Steering assist mechanism, 11 ... Torque sensor, 13 ... ECU, 15 ... Rack shaft, 19 ... Electric motor, 20 ... Coupling, 21 ... Deceleration mechanism, 23 ... First 2 pinions, 24 ... second rack, 25 ... rotation angle sensor, 31 ... microcomputer, 33 ... current detection unit, 51 ... current command value setting unit, 52 ... rotation angle calculation unit, 54 ... current deviation calculation unit, 55 ... PI control unit, 58 ... control gain setting unit, 59 ... phase compensation processing unit, 90 ... phase compensation characteristic setting unit

Claims (4)

遊びを有する少なくとも1つの動力伝達装置を介して、電動モータから転舵軸に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータの電流指令値を設定するための電流指令値設定手段と、
前記電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出される検出電流値が、前記電流指令値設定手段によって設定される電流指令値に近づくように、前記電動モータをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
操舵部材が操作されていない直近の非操舵状態からの前記電動モータの回転角変化量を演算する回転角変化量演算手段と、
前記回転角変化量演算手段によって演算される回転角変化量の絶対値が、予め設定された所定回転量以下であるときに、前記フィードバック制御手段の制御応答性を低下させる応答性低下手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device that applies a steering assist force from an electric motor to a steered shaft via at least one power transmission device having play,
Current command value setting means for setting a current command value of the electric motor;
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the electric motor;
Feedback control means for feedback-controlling the electric motor so that the detected current value detected by the current detection means approaches the current command value set by the current command value setting means;
A rotation angle change amount calculating means for calculating a rotation angle change amount of the electric motor from the most recent non-steering state in which the steering member is not operated;
Responsiveness reducing means for reducing the control responsiveness of the feedback control means when the absolute value of the rotational angle change amount calculated by the rotational angle change amount calculating means is equal to or less than a predetermined rotation amount set in advance. Including an electric power steering apparatus.
前記所定回転量が、前記電動モータと前記転舵軸との間に存在する前記動力伝達装置の遊びの総和量に対応する前記電動モータの回転量である、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering according to claim 1, wherein the predetermined rotation amount is a rotation amount of the electric motor corresponding to a total amount of play of the power transmission device existing between the electric motor and the steered shaft. apparatus. 前記応答性低下手段は、前記フィードバック制御手段の制御ゲインを変更させることにより、前記フィードバック制御手段の応答性を低下させるように構成されている、請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the responsiveness reducing means is configured to reduce the responsiveness of the feedback control means by changing a control gain of the feedback control means. 前記応答性低下手段は、前記回転角変化量演算手段によって演算される回転角変化量の絶対値が、予め設定された所定回転量以下で、かつ前記電動モータのモータトルクが所定トルク以下であるときに、前記フィードバック制御手段の応答性を低下させるように構成されている、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The responsiveness lowering means has an absolute value of the rotation angle change amount calculated by the rotation angle change amount calculation means being equal to or less than a predetermined rotation amount set in advance and a motor torque of the electric motor being equal to or less than a predetermined torque. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is configured to reduce responsiveness of the feedback control means.
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