JP2014000943A - Electric power steering device - Google Patents

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勲 並河
Hirozumi Eki
啓純 益
Harutaka Tamaizumi
晴天 玉泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device which improves steering feeling of a driver.SOLUTION: An electric power steering device has a controller for controlling drive of a motor which provides an assist torque to a steering mechanism based on an assist command value Ta*. The controller calculates a first assist component Ta1 based on a steering torque Th and a vehicle velocity V, and in addition, calculates a steering angle command value θp* based on the steering torque Th and the first assist component Ta1, and calculates a second assist component Ta2 by executing feedback control for matching a steering angle θp to the steering angle command value θp*. Then, the controller adds the second assist component Ta2 to the first assist component Ta1, and calculates the assist command value Ta*. Herein, an axial force sensor for detecting an axial force F which applies to a rack shaft of a vehicle is provided. Based on the detected axial force F of the axial force sensor, a road surface state torque component Tar is calculated, and based on the road surface state torque component Tar, the assist command value Ta* is changed.

Description

本発明は、運転者のステアリング操作を補助する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 device that assists a driver's steering operation.

車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。従来、この種の電動パワーステアリング装置としては特許文献1に記載の装置がある。   2. Description of the Related Art There is known an electric power steering device that assists a driver's steering operation by applying power of a motor to a steering mechanism of a vehicle. Conventionally, as this type of electric power steering apparatus, there is an apparatus described in Patent Document 1.

特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置は、操舵角に基づき目標操舵トルクを定める第1の規範モデル、及び操舵トルクに基づき操舵系の目標舵角(目標転舵角)を定める第2の規範モデルを備えている。これら両規範モデル(理想モデル)に基づいてモータの駆動が制御される。すなわち、目標操舵トルクに実操舵トルクを追従させるべくトルクフィードバック制御を実行して得られる第1アシスト成分によって、操舵トルクを常に最適な値にすることができる。また目標転舵角に実転舵角を追従させる転舵角フィードバック制御を実行して得られる第2アシスト成分によって、転舵輪からの逆入力振動を打ち消すこともできる。   The electric power steering apparatus described in Patent Document 1 includes a first reference model that determines a target steering torque based on a steering angle, and a second reference that determines a target steering angle (target turning angle) of a steering system based on the steering torque. Has a model. The drive of the motor is controlled based on both of these reference models (ideal models). That is, the steering torque can always be set to an optimum value by the first assist component obtained by executing the torque feedback control so that the actual steering torque follows the target steering torque. Further, the reverse input vibration from the steered wheels can be canceled by the second assist component obtained by executing the steered angle feedback control for causing the actual steered angle to follow the target steered angle.

特許第4453012号公報Japanese Patent No. 4453012

ところで車両の走行の際、転舵輪には路面状態に応じた振動が生じ、この振動が車両の操舵機構を介してステアリングホイールに伝達される。よって運転者はステアリングホイールを把持している手に伝わる振動により路面状態(ロードインフォメーション)を把握することができる。しかしながら特許文献1に記載のパワーステアリング装置では、路面状態に応じて操舵機構に発生する振動も転舵角フィードバック制御により抑制されてしまうため、運転者は路面状態に対応する操舵感(手応え感)を得ることができない。このことが操舵感の悪化を招く一つの要因となっている。   By the way, when the vehicle travels, vibration according to the road surface condition is generated in the steered wheels, and this vibration is transmitted to the steering wheel via the steering mechanism of the vehicle. Therefore, the driver can grasp the road surface condition (road information) by the vibration transmitted to the hand holding the steering wheel. However, in the power steering device described in Patent Document 1, vibration generated in the steering mechanism according to the road surface state is also suppressed by the turning angle feedback control, so that the driver feels steering feeling (responsiveness) corresponding to the road surface state. Can't get. This is one factor that causes a deterioration in steering feeling.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の操舵感が向上す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 in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that improves a driver's steering feeling.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータのアシストトルクを車両の操舵機構に付与するアシスト機構と、前記モータの駆動をアシスト指令値に基づき制御する制御部と、を備え、前記制御部は、転舵輪の転舵角の目標値となる転舵角指令値を演算する転舵角指令値演算部と、前記転舵輪の転舵角を前記転舵角指令値に一致させる転舵角フィードバック制御の実行によりアシスト成分を演算する転舵角フィードバック制御部と、前記アシスト成分を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、路面状態に起因して前記転舵輪に作用する反力に応じた路面状態トルク成分を演算する路面状態補償部と、を有し、前記路面状態トルク成分に基づいて前記アシスト指令値を変化させることを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 includes an assist mechanism that applies an assist torque of a motor to a steering mechanism of a vehicle, and a control unit that controls driving of the motor based on an assist command value. The control unit includes a turning angle command value calculation unit that calculates a turning angle command value that is a target value of the turning angle of the turning wheel, and the turning angle of the turning wheel is set to the turning angle command value. A steering angle feedback control unit that calculates an assist component by executing a matching steering angle feedback control, an assist command value calculation unit that calculates the assist command value based on the assist component, and the road surface state And a road surface state compensation unit that calculates a road surface state torque component according to a reaction force acting on the steered wheels, and changing the assist command value based on the road surface state torque component.

同構成によれば、アシスト指令値に基づくアシストトルクが操舵機構に付与されることにより転舵輪の転舵角が転舵角指令値に一致するように制御されるため、外乱に起因する操舵機構の振動を的確に抑制することができる。しかも、路面状態に応じた反力が転舵輪に作用すると、この反力に基づき設定される路面状態トルク成分によりアシスト指令値が変化する。これにより操舵機構に付与されるアシストトルクが路面状態に応じて変化するため、運転者の操舵感がその都度の路面状態に応じて変化する。よって運転者は操舵感の変化により路面状態を把握することができるため、運転者の操舵感が向上する。   According to this configuration, since the steering angle of the steered wheels is controlled so as to coincide with the steering angle command value by applying the assist torque based on the assist command value to the steering mechanism, the steering mechanism caused by disturbance Can be accurately suppressed. In addition, when a reaction force according to the road surface condition acts on the steered wheels, the assist command value is changed by a road surface state torque component set based on the reaction force. As a result, the assist torque applied to the steering mechanism changes in accordance with the road surface state, so that the driver's steering feeling changes in accordance with the road surface state each time. Therefore, the driver can grasp the road surface condition from the change in the steering feeling, so that the driver's steering feeling is improved.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御部は、前記操舵機構に付与される操舵トルクに基づいて基本アシスト成分を演算する基本アシスト成分演算部を更に有し、前記アシスト指令値演算部は、前記基本アシスト成分と前記アシスト成分とを加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect, the control unit includes a basic assist component calculating unit that calculates a basic assist component based on a steering torque applied to the steering mechanism. Further, the assist command value calculation unit calculates the assist command value based on a value obtained by adding the basic assist component and the assist component.

同構成によれば、転舵角フィードバック制御部により演算されるアシスト成分に基づくアシストトルクが操舵機構に付与されることにより、操舵機構の振動を的確に抑制することができる。また基本アシスト成分演算部により演算されるアシスト成分に基づくアシストトルクが操舵機構に付与されることにより、運転者のステアリング操作を的確に補助することができる。   According to this configuration, the assist torque based on the assist component calculated by the turning angle feedback control unit is applied to the steering mechanism, so that the vibration of the steering mechanism can be accurately suppressed. Further, the assist torque based on the assist component calculated by the basic assist component calculation unit is applied to the steering mechanism, so that the driver's steering operation can be accurately assisted.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置において、路面から前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出部を更に備え、前記路面状態補償部は、前記路面反力検出部の検出路面反力から所定周波数帯域に属する反力を抽出することにより前記路面状態トルク成分を演算することを要旨とする。   The invention according to claim 3 is the electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a road surface reaction force detection unit that detects a road surface reaction force acting on the steered wheels from the road surface, and the road surface condition compensation The gist is to calculate the road surface state torque component by extracting a reaction force belonging to a predetermined frequency band from the detected road surface reaction force of the road surface reaction force detection unit.

路面反力検出部の検出路面反力には、路面状態に起因して転舵輪に作用する反力以外の様々な外乱が含まれているが、外乱の種類は概ね周波数で判別することができる。よって上記構成によれば、路面状態をより適切に反映したトルク成分を演算することができる。   The detected road surface reaction force of the road surface reaction force detection unit includes various disturbances other than the reaction force that acts on the steered wheels due to the road surface condition, but the type of disturbance can be roughly determined by frequency. . Therefore, according to the said structure, the torque component which reflected the road surface state more appropriately can be calculated.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、前記所定周波数帯域は、車体の固有振動の周波数を除く周波数帯域に設定されることを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the third aspect, the predetermined frequency band is set to a frequency band excluding the frequency of the natural vibration of the vehicle body.

路面反力検出部の検出路面反力に含まれる最も大きい外乱は車体の固有振動であるが、その周波数は予め実験などにより容易に測定することができる。よって上記構成のように、所定周波数帯域を車体の固有振動の周波数を除く周波数帯域に設定すれば、検出路面反力から車体の固有振動に起因する外乱を除去することができる。これにより路面状態トルク成分を容易に演算することができる。   The largest disturbance included in the road surface reaction force detected by the road surface reaction force detection unit is the natural vibration of the vehicle body, but the frequency can be easily measured in advance through experiments or the like. Therefore, if the predetermined frequency band is set to a frequency band excluding the frequency of the natural vibration of the vehicle body as in the above configuration, disturbance caused by the natural vibration of the vehicle body can be removed from the detected road surface reaction force. Thereby, the road surface state torque component can be easily calculated.

請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の電動パワーステアリング装置において、前記路面状態補償部は、前記転舵輪が転舵する際に同転舵輪に作用する反力を操舵反力とするとき、前記検出路面反力から前記操舵反力を除去する処理を行い、同処理後の検出路面反力に基づいて前記路面状態トルク成分を演算することを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the third or fourth aspect of the invention, the road surface state compensation unit steers a reaction force acting on the steered wheel when the steered wheel steers. The gist of the present invention is to perform a process of removing the steering reaction force from the detected road surface reaction force, and calculate the road surface state torque component based on the detected road surface reaction force after the process.

路面反力検出部の検出路面反力には操舵反力も含まれている。よって上記構成のように、検出路面反力から操舵反力を除去する処理を行い、処理後の検出路面反力に基づいて路面状態トルク成分を演算すれば、路面状態をより適切に反映したトルク成分を演算することができる。   The detected road surface reaction force of the road surface reaction force detector includes a steering reaction force. Therefore, if the processing for removing the steering reaction force from the detected road surface reaction force is performed as in the above configuration, and the road surface state torque component is calculated based on the detected road surface reaction force after the processing, torque that more appropriately reflects the road surface state The component can be calculated.

そして、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置では、請求項6に記載の発明のように、前記転舵角指令値演算部は、前記操舵機構に付与される操舵トルクを含む入力情報に応じた理想的な転舵輪の転舵角をモデル化した理想モデルに基づき前記転舵角指令値を演算し、前記制御部は、前記路面状態トルク成分に基づいて前記アシスト指令値を変化させるべく、前記理想モデルへの入力情報を前記路面状態トルク成分に基づいて変化させる、といった構成を採用することが有効である。これにより路面状態に応じてアシスト指令値を容易に変化させることができる。   In the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, as in the invention according to claim 6, the turning angle command value calculation unit is a steering provided to the steering mechanism. The turning angle command value is calculated based on an ideal model obtained by modeling ideal turning angles of steered wheels according to input information including torque, and the control unit performs the assist based on the road surface state torque component. It is effective to adopt a configuration in which input information to the ideal model is changed based on the road surface state torque component in order to change the command value. Thus, the assist command value can be easily changed according to the road surface condition.

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、運転者の操舵感が向上する。   According to the electric power steering apparatus of the present invention, the driver's steering feeling is improved.

本発明の電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure about one Embodiment of the electric power steering apparatus of this invention. 実施形態の電動パワーステアリング装置についてその制御装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control apparatus about the electric power steering apparatus of embodiment. 実施形態の電動パワーステアリング装置についてその制御装置の構成を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the structure of the control apparatus about the electric power steering apparatus of embodiment. 操舵トルク、車速、及び第1アシスト成分の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between steering torque, vehicle speed, and a 1st assist component. 実施形態の電動パワーステアリング装置について路面状態補償部の構成を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the structure of a road surface state compensation part about the electric power steering apparatus of embodiment. (a)は、軸力センサの検出軸力の推移例を示すグラフ。(b)は、ローパスフィルタの出力例を示すグラフ。(c)は、軸力センサの検出軸力とローパスフィルタの出力との差分値の推移例を示すグラフ。(A) is a graph which shows the example of transition of the detected axial force of an axial force sensor. (B) is a graph showing an output example of a low-pass filter. (C) is a graph which shows the example of transition of the difference value of the detection axial force of an axial force sensor, and the output of a low-pass filter. 実施形態の電動パワーステアリング装置についてバンドパスフィルタの通過周波数帯域の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the pass frequency band of a band pass filter about the electric power steering device of an embodiment.

以下、本発明の電動パワーステアリング装置を具体化した一実施形態について図1〜図7を参照して説明する。
図1に示すように、この電動パワーステアリング装置は、運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構1、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構2を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus includes a steering mechanism 1 for turning the steered wheels 15 based on an operation of the driver's steering wheel 10 and an assist mechanism 2 for assisting the driver's steering operation. ing.

操舵機構1は、運転者により操作されるステアリングホイール10、及びステアリングホイール10の回転軸となるステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10の中心に連結されたコラムシャフト11a、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11b、及びインターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cからなる。ピニオンシャフト11cの下端部にはラックアンドピニオン機構12を介してラックシャフト13が連結されている。これにより、運転者のステアリングホイール10の操作に伴いステアリングシャフト11が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構12を介してラックシャフト13の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト13の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド14を介して転舵輪15に伝達されることにより転舵輪15の転舵角θpが変化し、車両の進行方向が変更される。   The steering mechanism 1 includes a steering wheel 10 that is operated by a driver, and a steering shaft 11 that serves as a rotating shaft of the steering wheel 10. The steering shaft 11 includes a column shaft 11a connected to the center of the steering wheel 10, an intermediate shaft 11b connected to the lower end portion of the column shaft 11a, and a pinion shaft 11c connected to the lower end portion of the intermediate shaft 11b. . A rack shaft 13 is connected to a lower end portion of the pinion shaft 11c via a rack and pinion mechanism 12. As a result, when the steering shaft 11 rotates as the driver operates the steering wheel 10, the rotational motion is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction of the rack shaft 13 via the rack and pinion mechanism 12. The reciprocating linear motion of the rack shaft 13 is transmitted to the steered wheels 15 via tie rods 14 connected to both ends thereof, whereby the steered angle θp of the steered wheels 15 is changed, and the traveling direction of the vehicle is changed.

アシスト機構2は、コラムシャフト11aにアシストトルクを付与するモータ20を備えている。モータ20は三相交流モータからなる。このモータ20の回転がギア機構21を介してコラムシャフト11aに伝達されることでステアリングシャフト11にモータトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。   The assist mechanism 2 includes a motor 20 that applies assist torque to the column shaft 11a. The motor 20 is a three-phase AC motor. The rotation of the motor 20 is transmitted to the column shaft 11a via the gear mechanism 21, whereby a motor torque is applied to the steering shaft 11 and the steering operation is assisted.

また、このパワーステアリング装置は、ステアリングホイール10の操作量や車両の状態量を検出する各種センサを備えている。例えばコラムシャフト11aには、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト11に付与されるトルク(操舵トルク)Thを検出するトルクセンサ(トルク検出部)4が設けられている。ラックシャフト13には、その軸方向に作用する力(軸力)Fを検出する軸力センサ5が設けられている。ラックシャフト13の軸力Fと転舵輪15に作用する路面反力との間には相関関係があるため、本実施形態では軸力センサ5が路面反力検出部として用いられている。車両には、その走行速度Vを検出する車速センサ6が設けられている。モータ20には、その回転角θmを検出する回転角センサ7が設けられている。これらのセンサの出力は制御装置(制御部)3に取り込まれている。制御装置3は、各センサの出力に基づいてモータ20の駆動を制御する。   In addition, the power steering device includes various sensors that detect the operation amount of the steering wheel 10 and the state amount of the vehicle. For example, the column shaft 11a is provided with a torque sensor (torque detector) 4 that detects torque (steering torque) Th applied to the steering shaft 11 when the driver performs a steering operation. The rack shaft 13 is provided with an axial force sensor 5 that detects a force (axial force) F acting in the axial direction. Since there is a correlation between the axial force F of the rack shaft 13 and the road surface reaction force acting on the steered wheel 15, the axial force sensor 5 is used as a road surface reaction force detection unit in this embodiment. The vehicle is provided with a vehicle speed sensor 6 for detecting the traveling speed V thereof. The motor 20 is provided with a rotation angle sensor 7 for detecting the rotation angle θm. Outputs of these sensors are taken into a control device (control unit) 3. The control device 3 controls the drive of the motor 20 based on the output of each sensor.

図2に示すように、制御装置3は、車載バッテリなどの電源(電源電圧「+Vcc」)から供給される直流電圧を三相(U相、V相、W相)の交流電圧に変換するインバータ回路30、及びインバータ回路30をPWM(パルス幅変調)駆動するマイコン31を備えている。   As shown in FIG. 2, the control device 3 is an inverter that converts a DC voltage supplied from a power source (power supply voltage “+ Vcc”) such as an in-vehicle battery into an AC voltage of three phases (U phase, V phase, W phase). The microcomputer 30 which drives the circuit 30 and the inverter circuit 30 by PWM (pulse width modulation) is provided.

インバータ回路30は、マイコン31から出力されるPWM駆動信号に基づいて電源からの直流電圧を三相交流電圧に変換する。変換された三相交流電圧は、UL線、VL線、及びWL線を介してモータ20に供給される。   The inverter circuit 30 converts the DC voltage from the power source into a three-phase AC voltage based on the PWM drive signal output from the microcomputer 31. The converted three-phase AC voltage is supplied to the motor 20 via the UL line, the VL line, and the WL line.

UL線、VL線、及びWL線には、それらを流れる各相電流値Iu,Iv,Iwを検出する電流センサ21u,21v,21wがそれぞれ設けられている。電流センサ21u,21v,21wの出力はマイコン31に取り込まれている。   The UL line, the VL line, and the WL line are respectively provided with current sensors 21u, 21v, and 21w that detect the phase current values Iu, Iv, and Iw flowing through them. The outputs of the current sensors 21u, 21v, 21w are taken into the microcomputer 31.

マイコン31には、トルクセンサ4、軸力センサ5、車速センサ6、及び回転角センサ7のそれぞれの出力も取り込まれている。マイコン31は、各センサにより検出される操舵トルクTh、ラックシャフト13の軸力F、車速V、モータ回転角θm、及び各相電流値Iu,Iv,Iwに基づいてPWM駆動信号を生成する。そして、マイコン31は、このPWM駆動信号をインバータ回路30に出力することでインバータ回路30をPWM駆動し、モータ20の駆動を制御する。   The microcomputer 31 also captures outputs of the torque sensor 4, the axial force sensor 5, the vehicle speed sensor 6, and the rotation angle sensor 7. The microcomputer 31 generates a PWM drive signal based on the steering torque Th detected by each sensor, the axial force F of the rack shaft 13, the vehicle speed V, the motor rotation angle θm, and the phase current values Iu, Iv, and Iw. Then, the microcomputer 31 outputs this PWM drive signal to the inverter circuit 30 to drive the inverter circuit 30 by PWM and control the drive of the motor 20.

次に図3の制御ブロックを参照してマイコン31によるモータ20の駆動制御について詳述する。
図3に示すように、マイコン31は、車速V、操舵トルクTh、軸力F、及びモータ回転角θmに基づいてアシスト指令値Ta*を演算するアシスト指令値演算部40を備えている。
Next, drive control of the motor 20 by the microcomputer 31 will be described in detail with reference to the control block of FIG.
As shown in FIG. 3, the microcomputer 31 includes an assist command value calculation unit 40 that calculates an assist command value Ta * based on the vehicle speed V, the steering torque Th, the axial force F, and the motor rotation angle θm.

アシスト指令値演算部40は、車速V及び操舵トルクThに基づいてアシスト指令値Ta*の基礎成分である第1アシスト成分Ta1を演算する基本アシスト成分演算部41を備えている。基本アシスト成分演算部41は、例えば図4に示すように操舵トルクThの絶対値が大きくなるほど、また車速Vが遅くなるほど第1アシスト成分Ta1の絶対値をより大きい値に設定する。基本アシスト成分演算部41は、図4に示すようなマップを用いて車速V及び操舵トルクThから第1アシスト成分Ta1を演算し、演算した第1アシスト成分Ta1を図3に示すように転舵角指令値演算部44に出力する。   The assist command value calculation unit 40 includes a basic assist component calculation unit 41 that calculates a first assist component Ta1 that is a basic component of the assist command value Ta * based on the vehicle speed V and the steering torque Th. For example, as shown in FIG. 4, the basic assist component calculation unit 41 sets the absolute value of the first assist component Ta <b> 1 to a larger value as the absolute value of the steering torque Th increases and as the vehicle speed V decreases. The basic assist component calculation unit 41 calculates a first assist component Ta1 from the vehicle speed V and the steering torque Th using a map as shown in FIG. 4, and turns the calculated first assist component Ta1 as shown in FIG. It outputs to the angle command value calculation unit 44.

転舵角指令値演算部44には、基本アシスト成分演算部41からの第1アシスト成分Ta1の他、操舵トルクThが入力される。転舵角指令値演算部44は、第1アシスト成分Ta1と操舵トルクThとを加算して基本駆動トルクを求め、求めた基本駆動トルクから理想モデルに基づいて転舵輪15の転舵角θpの目標値となる転舵角指令値θp*を演算する。理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角を予め実験などによりモデル化したものである。転舵角指令値演算部44は、演算した転舵角指令値θp*を転舵角フィードバック制御部45に出力する。   In addition to the first assist component Ta1 from the basic assist component calculation unit 41, the steering torque Th is input to the turning angle command value calculation unit 44. The turning angle command value calculation unit 44 calculates the basic driving torque by adding the first assist component Ta1 and the steering torque Th, and determines the turning angle θp of the turning wheel 15 based on the ideal model from the obtained basic driving torque. A turning angle command value θp * that is a target value is calculated. The ideal model is obtained by modeling an ideal turning angle according to the basic driving torque in advance through experiments or the like. The turning angle command value calculation unit 44 outputs the calculated turning angle command value θp * to the turning angle feedback control unit 45.

一方、図1に示すように、モータ20はギア機構21を介してコラムシャフト11aに連結されているため、モータ回転角θmとステアリングシャフト11の回転角との間には相関関係がある。そのためモータ回転角θmと転舵輪15の転舵角θpとの間にも相関関係がある。図3に示すように、アシスト指令値演算部40は、こうした相関関係を利用してモータ回転角θmから転舵輪15の実際の転舵角(実転舵角)θpを演算する転舵角演算部43を備えている。転舵角演算部43は、演算した実転舵角θpを転舵角フィードバック制御部45に出力する。   On the other hand, as shown in FIG. 1, since the motor 20 is connected to the column shaft 11 a via the gear mechanism 21, there is a correlation between the motor rotation angle θm and the rotation angle of the steering shaft 11. Therefore, there is also a correlation between the motor rotation angle θm and the turning angle θp of the steered wheels 15. As shown in FIG. 3, the assist command value calculation unit 40 uses this correlation to calculate the actual turning angle (actual turning angle) θp of the steered wheels 15 from the motor rotation angle θm. A portion 43 is provided. The turning angle calculation unit 43 outputs the calculated actual turning angle θp to the turning angle feedback control unit 45.

転舵角フィードバック制御部45は、実転舵角θpを転舵角指令値θp*に一致させるべく、それらの偏差に基づくフィードバック制御を行い、第2アシスト成分Ta2を生成する。   The turning angle feedback control unit 45 performs feedback control based on the deviation so as to make the actual turning angle θp coincide with the turning angle command value θp *, and generates the second assist component Ta2.

そしてアシスト指令値演算部40は、第1アシスト成分Ta1に第2アシスト成分Ta2を加算することによりアシスト指令値Ta*を演算し、このアシスト指令値Ta*を電流指令値演算部50に出力する。   The assist command value calculation unit 40 calculates the assist command value Ta * by adding the second assist component Ta2 to the first assist component Ta1, and outputs the assist command value Ta * to the current command value calculation unit 50. .

電流指令値演算部50は、アシスト指令値Ta*に基づいてd/q座標系におけるq軸上の電流指令値Iq*を演算し、この電流指令値Iq*をPWM駆動信号生成部60に出力する。なお、本実施形態においてd軸上の電流指令値Id*は「0」とされており、電流指令値演算部50は、この電流指令値Id*もPWM駆動信号生成部60に出力する。   Current command value calculation unit 50 calculates current command value Iq * on the q axis in the d / q coordinate system based on assist command value Ta *, and outputs this current command value Iq * to PWM drive signal generation unit 60. To do. In the present embodiment, the current command value Id * on the d-axis is “0”, and the current command value calculation unit 50 also outputs this current command value Id * to the PWM drive signal generation unit 60.

PWM駆動信号生成部60には、電流指令値演算部50からの電流指令値Iq*,Id*の他、各相電流値Iu,Iv,Iw及びモータ回転角θmの情報が入力される。PWM駆動信号生成部60は、モータ回転角θmを用いて各相電流値Iu,Iv,Iwをd/q座標系のd軸電流値Id及びq軸電流値Iqに変換する。そしてPWM駆動信号生成部60は、q軸電流値Iqが電流指令値Iq*となり、d軸電流値Idが電流指令値Id*となるようにそれらの偏差に基づくフィードバック制御を行い、PWM駆動信号を生成する。これにより、インバータ回路30がPWM駆動し、アシスト指令値Ta*に応じたアシストトルクがモータ20からステアリングシャフト11に付与され、ステアリング操作を補助するアシスト制御が実行される。   In addition to the current command values Iq * and Id * from the current command value calculation unit 50, the PWM drive signal generation unit 60 receives information on each phase current value Iu, Iv, Iw and the motor rotation angle θm. The PWM drive signal generation unit 60 converts each phase current value Iu, Iv, Iw into a d-axis current value Id and a q-axis current value Iq in the d / q coordinate system using the motor rotation angle θm. The PWM drive signal generation unit 60 performs feedback control based on the deviation so that the q-axis current value Iq becomes the current command value Iq * and the d-axis current value Id becomes the current command value Id *. Is generated. As a result, the inverter circuit 30 is PWM-driven, assist torque corresponding to the assist command value Ta * is applied from the motor 20 to the steering shaft 11, and assist control for assisting steering operation is executed.

このような構成によれば、転舵角フィードバック制御により生成される第2アシスト成分Ta2がアシスト指令値Ta*に含まれるため、このアシスト指令値Ta*に基づくアシストトルクがステアリングシャフト11に付与されることにより、転舵輪15の実転舵角θpが転舵角指令値θp*に一致するように制御される。この転舵角フィードバック制御により転舵輪15からの逆入力を効果的に打ち消すことができるため、外乱に起因する操舵機構1の振動を的確に抑制することができる。また転舵角指令値演算部44の理想モデルを適宜調整することにより、搭載車両の実際の特性によらず、任意の特性を制御により形成することができる。すなわち所望の操舵感を実現することができる。   According to such a configuration, since the second assist component Ta2 generated by the turning angle feedback control is included in the assist command value Ta *, an assist torque based on the assist command value Ta * is applied to the steering shaft 11. Thus, the actual turning angle θp of the steered wheels 15 is controlled to coincide with the turning angle command value θp *. Since the reverse input from the steered wheels 15 can be effectively canceled by this steered angle feedback control, the vibration of the steering mechanism 1 due to disturbance can be suppressed accurately. In addition, by appropriately adjusting the ideal model of the turning angle command value calculation unit 44, an arbitrary characteristic can be formed by the control regardless of the actual characteristic of the mounted vehicle. That is, a desired steering feeling can be realized.

ところで運転者は、転舵輪15から操舵機構1を介してステアリングホイール10に伝達される逆入力から路面状態や転舵輪15のグリップ力等、走行中の車両に関する多くのロードインフォメーションを取得する。このため転舵角フィードバック制御により転舵輪15からの逆入力を全て打ち消してしまうと、運転者はロードインフォメーションをステアリングホイール10から得ることができず、操舵感の悪化を招くおそれがある。   By the way, the driver obtains a lot of road information related to the traveling vehicle such as the road surface condition and the grip force of the steered wheels 15 from the reverse input transmitted from the steered wheels 15 to the steering wheel 10 via the steering mechanism 1. For this reason, if all the reverse inputs from the steered wheels 15 are canceled by the steered angle feedback control, the driver cannot obtain the road information from the steering wheel 10, and the steering feeling may be deteriorated.

ここで図1に示す軸力センサ5により検出されるラックシャフト13の軸力Fには、路面状態に応じて転舵輪15に作用する軸力の情報が含まれている。そこで本実施形態では、軸力センサ5の検出軸力Fから路面状態に起因する軸力を抽出する。そして、この路面状態に起因する軸力に基づいてアシスト指令値Ta*を変化させることにより運転者の操舵感をその都度の路面状態に応じて変化させる。以下、その詳細を説明する。   Here, the axial force F of the rack shaft 13 detected by the axial force sensor 5 shown in FIG. 1 includes information on the axial force acting on the steered wheels 15 in accordance with the road surface condition. Therefore, in this embodiment, the axial force resulting from the road surface state is extracted from the detected axial force F of the axial force sensor 5. Then, by changing the assist command value Ta * based on the axial force resulting from the road surface state, the driver's steering feeling is changed according to the road surface state each time. Details will be described below.

図3に示すように、アシスト指令値演算部40は、軸力センサ5の検出軸力Fから路面状態トルク成分Tarを演算する路面状態補償部42を備えている。図5の制御ブロックに示すように、路面状態補償部42は、検出軸力Fにフィルタリング処理を施すローパスフィルタ42aを備えている。   As shown in FIG. 3, the assist command value calculation unit 40 includes a road surface state compensation unit 42 that calculates a road surface state torque component Tar from the detected axial force F of the axial force sensor 5. As shown in the control block of FIG. 5, the road surface compensation unit 42 includes a low-pass filter 42 a that performs a filtering process on the detected axial force F.

ここで軸力センサ5の検出軸力Fには、路面状態に応じて転舵輪15に作用する反力の他、例えばステアリング操作に応じて転舵輪15が転舵する際に転舵輪15に作用する反力(操舵反力)も含まれている。これらのうち、前者の反力の時間的な波形は後者の反力の時間的な波形よりも周波数が高い。このため検出軸力Fは、周波数の高い波形と周波数の低い波形とが合成された例えば図6(a)に示すような波形で変化する。この検出軸力Fの波形にローパスフィルタ42aを通じてフィルタリング処理を施すと、ローパスフィルタ42aの出力として図6(b)に示すような操舵反力の波形が抽出される。したがって、検出軸力Fからローパスフィルタ42aの出力を除去すれば、図6(c)に示すように検出軸力Fから操舵反力を除去することができる。そして図5に示すように、操舵反力の除去された補正後の検出軸力F’はバンドパスフィルタ42bに入力される。   Here, the detected axial force F of the axial force sensor 5 acts on the steered wheel 15 when the steered wheel 15 steers, for example, in response to a steering operation, in addition to the reaction force acting on the steered wheel 15 according to the road surface condition. Reaction force (steering reaction force) is also included. Of these, the temporal waveform of the former reaction force has a higher frequency than the temporal waveform of the latter reaction force. For this reason, the detection axial force F changes in a waveform as shown in FIG. 6A, for example, in which a waveform having a high frequency and a waveform having a low frequency are synthesized. When a filtering process is performed on the waveform of the detected axial force F through the low-pass filter 42a, a waveform of the steering reaction force as shown in FIG. 6B is extracted as an output of the low-pass filter 42a. Therefore, if the output of the low-pass filter 42a is removed from the detected axial force F, the steering reaction force can be removed from the detected axial force F as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the corrected detected axial force F 'from which the steering reaction force has been removed is input to the bandpass filter 42b.

一方、軸力センサ5の検出軸力Fには、路面状態に起因してラックシャフト13に作用する軸力以外の様々な外乱が含まれているが、外乱の種類は概ね周波数で判別可能である。こうした外乱のうち、最も影響が大きいのは、例えばサスペンションの振動や、シミー現象及びフラッタ現象に起因する振動などの車体の固有振動である。本実施形態では、車体の各種固有振動の周波数が実験などにより予め測定されている。そして図7に示すように、バンドパスフィルタ42bの通過周波数帯域が車体の固有振動の周波数を除くようにして所定の周波数faを中心とする周波数帯域に設定されている。これにより図5に示すように、補正後の検出軸力F’をバンドパスフィルタ42bを通すことで、検出軸力F’から車両の固有振動に起因する外乱が除去され、路面状態に起因してラックシャフト13に作用する軸力Frが抽出される。このバンドパスフィルタ42bの出力は軸力/トルク変換部42cに入力される。   On the other hand, the detected axial force F of the axial force sensor 5 includes various disturbances other than the axial force acting on the rack shaft 13 due to the road surface state. is there. Of these disturbances, the largest influence is the natural vibration of the vehicle body such as the vibration of the suspension and the vibration caused by the shimmy phenomenon and the flutter phenomenon. In the present embodiment, the frequencies of various natural vibrations of the vehicle body are measured in advance by experiments or the like. As shown in FIG. 7, the pass frequency band of the bandpass filter 42b is set to a frequency band centered on a predetermined frequency fa so as to exclude the frequency of the natural vibration of the vehicle body. As a result, as shown in FIG. 5, by passing the corrected detected axial force F ′ through the bandpass filter 42b, the disturbance caused by the natural vibration of the vehicle is removed from the detected axial force F ′, resulting in the road surface condition. Thus, the axial force Fr acting on the rack shaft 13 is extracted. The output of the band pass filter 42b is input to the axial force / torque converter 42c.

軸力/トルク変換部42cは、路面状態に起因する軸力Frに基づいて路面状態トルク成分Tarを演算する。なお、路面状態トルク成分Tarは、路面状態に起因する軸力Frにピニオンシャフト11cの半径を掛ける等、周知の方法により演算することができる。この演算された路面状態トルク成分Tarが路面状態補償部42の出力となる。   The axial force / torque converter 42c calculates the road surface state torque component Tar based on the axial force Fr resulting from the road surface state. The road surface state torque component Tar can be calculated by a known method such as multiplying the axial force Fr caused by the road surface state by the radius of the pinion shaft 11c. The calculated road surface state torque component Tar becomes the output of the road surface state compensation unit 42.

そして図3に示すように、路面状態補償部42から出力される路面状態トルク成分Tarと第1アシスト成分Ta1とが加算されて転舵角指令値演算部44に入力される。よって転舵角指令値演算部44は、第1アシスト成分Ta1及び路面状態トルク成分Tarの加算値と操舵トルクThとの総和から理想モデルに基づいて転舵角指令値θp*を演算する。   As shown in FIG. 3, the road surface state torque component Tar and the first assist component Ta <b> 1 output from the road surface state compensation unit 42 are added and input to the turning angle command value calculation unit 44. Therefore, the turning angle command value calculation unit 44 calculates the turning angle command value θp * based on the ideal model from the sum of the added value of the first assist component Ta1 and the road surface state torque component Tar and the steering torque Th.

次に、本実施形態のパワーステアリング装置の動作例(作用)について図1及び図3を参照して説明する。
図1に示すパワーステアリング装置において、例えば路面状態の変化により転舵輪15に振動が生じると、この振動に応じた軸力がラックシャフト13に作用し、軸力センサ5の検出軸力Fが変化する。このとき、図3に示すように、アシスト指令値演算部40では、軸力センサ5の検出軸力Fが変化すると、路面状態トルク成分Tarが変化する。したがって、転舵角指令値演算部44の入力情報である第1アシスト成分Ta1の値が変化するため、転舵角指令値演算部44により演算される転舵角指令値θp*が変化する。よって、転舵角フィードバック制御部45により演算される第2アシスト成分Ta2が変化し、アシスト指令値Ta*の大きさが変化する。これにより、ステアリングシャフト11に付与されるアシストトルクが路面状態に応じて変化するため、運転者の操舵感も路面状態に応じて変化する。このため運転者は操舵感の変化によりロードインフォメーションを感じることができるため、操舵感が向上する。
Next, an operation example (action) of the power steering apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
In the power steering apparatus shown in FIG. 1, for example, when vibration occurs in the steered wheels 15 due to a change in road surface condition, an axial force corresponding to the vibration acts on the rack shaft 13, and a detected axial force F of the axial force sensor 5 changes. To do. At this time, as shown in FIG. 3, in the assist command value calculation unit 40, when the detected axial force F of the axial force sensor 5 changes, the road surface state torque component Tar changes. Therefore, since the value of the first assist component Ta1 that is input information of the turning angle command value calculation unit 44 changes, the turning angle command value θp * calculated by the turning angle command value calculation unit 44 changes. Therefore, the second assist component Ta2 calculated by the turning angle feedback control unit 45 changes, and the magnitude of the assist command value Ta * changes. As a result, the assist torque applied to the steering shaft 11 changes according to the road surface state, so that the driver's steering feeling also changes according to the road surface state. For this reason, the driver can feel the road information due to the change in the steering feeling, which improves the steering feeling.

以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、以下のような効果が得られる。
(1)制御装置3には、操舵トルクTh及び車速Vに基づいて第1アシスト成分Ta1を演算する基本アシスト成分演算部41を設けた。また操舵トルクTh及び第1アシスト成分Ta1から理想モデルに基づいて転舵角指令値θp*を演算する転舵角指令値演算部44と、実転舵角θpを転舵角指令値θp*に一致させる転舵角フィードバック制御の実行により第2アシスト成分Ta2を演算する転舵角フィードバック制御部45とを設けた。そしてアシスト指令値演算部40では、第1アシスト成分Ta1と第2アシスト成分Ta2とを加算した値を基礎としてアシスト指令値Ta*を演算することとした。これにより運転者のステアリング操作を的確に補助しつつ、転舵角フィードバック制御を通じて操舵機構1の振動を的確に抑制することができる。
As described above, according to the electric power steering apparatus of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The control device 3 is provided with a basic assist component calculation unit 41 that calculates the first assist component Ta1 based on the steering torque Th and the vehicle speed V. Further, a turning angle command value calculation unit 44 for calculating a turning angle command value θp * based on an ideal model from the steering torque Th and the first assist component Ta1, and an actual turning angle θp as a turning angle command value θp *. A turning angle feedback control unit 45 that calculates the second assist component Ta2 by executing the turning angle feedback control to be matched is provided. Then, the assist command value calculation unit 40 calculates the assist command value Ta * based on a value obtained by adding the first assist component Ta1 and the second assist component Ta2. Thus, vibration of the steering mechanism 1 can be accurately suppressed through the turning angle feedback control while accurately assisting the driver's steering operation.

(2)電動パワーステアリング装置には、ラックシャフト13に作用する軸力Fを検出する軸力センサ5を設けた。また制御装置3には、軸力センサ5の検出軸力Fから路面状態に起因してラックシャフト13に作用する軸力Frを演算し、この軸力Frに基づいて路面状態トルク成分Tarを演算する路面状態補償部42を設けた。そしてアシスト指令値演算部40では、路面状態トルク成分Tarに基づいてアシスト指令値Ta*を変化させることとした。これにより、ステアリングシャフト11に付与されるアシストトルクが路面状態に応じて変化するため、運転者の操舵感がその都度の路面状態に応じて変化するようになる。このため、運転者の操舵感が向上する。   (2) The electric power steering apparatus is provided with an axial force sensor 5 that detects an axial force F acting on the rack shaft 13. Further, the control device 3 calculates the axial force Fr acting on the rack shaft 13 due to the road surface state from the detected axial force F of the axial force sensor 5, and calculates the road surface state torque component Tar based on this axial force Fr. A road surface condition compensation unit 42 is provided. The assist command value calculation unit 40 changes the assist command value Ta * based on the road surface state torque component Tar. As a result, the assist torque applied to the steering shaft 11 changes according to the road surface condition, so that the driver's steering feeling changes according to the road surface condition each time. For this reason, a driver | operator's steering feeling improves.

(3)路面状態補償部42では、軸力センサ5の検出軸力Fから周波数faを中心とする周波数帯域に属する軸力を抽出することにより路面状態トルク成分Tarを演算することとした。これにより、路面状態をより適切に反映したトルク成分Tarを演算することができる。   (3) The road surface state compensation unit 42 calculates the road surface state torque component Tar by extracting the axial force belonging to the frequency band centered on the frequency fa from the detected axial force F of the axial force sensor 5. Thereby, the torque component Tar more appropriately reflecting the road surface condition can be calculated.

(4)路面状態補償部42では、軸力センサ5の検出軸力Fから操舵反力を除去する処理を行い、処理後の検出軸力Fに基づいて路面状態トルク成分Tarを演算することとした。これにより、路面状態をより適切に反映したトルク成分Tarを演算することができる。   (4) The road surface state compensation unit 42 performs a process of removing the steering reaction force from the detected axial force F of the axial force sensor 5 and calculates a road surface state torque component Tar based on the detected axial force F after the processing. did. Thereby, the torque component Tar more appropriately reflecting the road surface condition can be calculated.

(5)制御装置3では、転舵角指令値演算部44の入力情報である第1アシスト成分Ta1の値を路面状態トルク成分Tarに基づいて変化させることとした。これにより路面状態に応じてアシスト指令値Ta*を容易に変化させることができる。   (5) In the control device 3, the value of the first assist component Ta1, which is input information of the turning angle command value calculation unit 44, is changed based on the road surface state torque component Tar. Thereby, the assist command value Ta * can be easily changed according to the road surface condition.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・転舵角指令値演算部44の理想モデルは、第1アシスト成分Ta1及び操舵トルクThの総和に基づいて転舵角指令値θp*を設定するものに限らない。例えば操舵トルクThのみに基づいて転舵角指令値θp*を設定するものであってもよい。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
The ideal model of the turning angle command value calculation unit 44 is not limited to the one that sets the turning angle command value θp * based on the sum of the first assist component Ta1 and the steering torque Th. For example, the turning angle command value θp * may be set based only on the steering torque Th.

・上記実施形態では、路面状態トルク成分Tarと第1アシスト成分Ta1とを加算して転舵角指令値演算部44に入力した。これに代えて、路面状態トルク成分Tarと第1アシスト成分Ta1とを転舵角指令値演算部44に別々に入力する。そして転舵角指令値演算部44が操舵トルクTh、第1アシスト成分Ta1、及び路面状態トルク成分Tarの総和を演算し、その演算結果に基づいて転舵角指令値θp*を演算してもよい。また路面状態トルク成分Tarを転舵角指令値演算部44に入力する方法に代えて、例えば転舵角フィードバック制御部45から出力される第2アシスト成分Ta2を路面状態トルク成分Tarに基づいて変化させてもよい。要は、路面状態トルク成分Tarに基づいてアシスト指令値Ta*を変化させるものであればよい。いずれの構成でも路面状態に応じてアシスト指令値Ta*が変化するため、運転者は操舵感の変化に基づいてロードインフォメーションを感じることができる。   In the above embodiment, the road surface state torque component Tar and the first assist component Ta1 are added and input to the turning angle command value calculation unit 44. Instead, the road surface state torque component Tar and the first assist component Ta1 are separately input to the turning angle command value calculation unit 44. The turning angle command value calculation unit 44 calculates the sum of the steering torque Th, the first assist component Ta1, and the road surface state torque component Tar, and calculates the turning angle command value θp * based on the calculation result. Good. Instead of inputting the road surface state torque component Tar to the turning angle command value calculation unit 44, for example, the second assist component Ta2 output from the turning angle feedback control unit 45 is changed based on the road surface state torque component Tar. You may let them. The point is that the assist command value Ta * may be changed based on the road surface state torque component Tar. In any configuration, since the assist command value Ta * changes according to the road surface condition, the driver can feel road information based on the change in steering feeling.

・転舵角指令値演算部44は、理想モデルを用いて転舵角指令値θp*を演算するものに限らない。例えば基本アシスト成分演算部41のように、マップ演算により転舵角指令値θp*を演算するものであってもよい。   -The turning angle command value calculating part 44 is not restricted to calculating the turning angle command value (theta) p * using an ideal model. For example, like the basic assist component calculation unit 41, the turning angle command value θp * may be calculated by map calculation.

・上記実施形態では、軸力センサ5の検出軸力Fから車体の固有振動に起因する外乱を除去することができるようにバンドパスフィルタ42bの通過周波数帯域を設定した。しかしながら、検出軸力Fから車体の固有振動に起因する外乱以外の外乱も除去したい場合には、バンドパスフィルタ42bの通過周波数帯域を適宜調整してもよい。また、車体の固有振動の影響が小さい場合には、バンドパスフィルタ42bの周波数帯域を車体の固有振動の周波数を含む帯域に設定してもよい。   In the above embodiment, the pass frequency band of the bandpass filter 42b is set so that the disturbance caused by the natural vibration of the vehicle body can be removed from the detected axial force F of the axial force sensor 5. However, when it is desired to remove a disturbance other than the disturbance caused by the natural vibration of the vehicle body from the detected axial force F, the pass frequency band of the bandpass filter 42b may be adjusted as appropriate. Further, when the influence of the natural vibration of the vehicle body is small, the frequency band of the bandpass filter 42b may be set to a band including the frequency of the natural vibration of the vehicle body.

・検出軸力Fから除去したい外乱の種類によっては、路面状態補償部42に、ローパスフィルタ42aやバンドパスフィルタ42b以外の適宜のフィルタ回路を設けてもよい。
・上記実施形態では、転舵輪15の路面反力を検出する路面反力検出部として軸力センサ5を用いたが、路面反力を直接検出することのできるセンサを用いてもよい。この種のセンサとしては、例えばタイヤハブに設けられるタイヤ荷重センサなどがある。
Depending on the type of disturbance to be removed from the detected axial force F, the road surface state compensation unit 42 may be provided with an appropriate filter circuit other than the low-pass filter 42a and the band-pass filter 42b.
In the above embodiment, the axial force sensor 5 is used as the road surface reaction force detection unit that detects the road surface reaction force of the steered wheels 15, but a sensor that can directly detect the road surface reaction force may be used. Examples of this type of sensor include a tire load sensor provided on a tire hub.

・トルクセンサ4は、操舵トルクThを検出可能であれば、例えばインターミディエイトシャフト11bやピニオンシャフト11cなどの操舵機構1の適宜の場所に設けてもよい。   The torque sensor 4 may be provided at an appropriate place of the steering mechanism 1 such as the intermediate shaft 11b and the pinion shaft 11c as long as the steering torque Th can be detected.

・上記実施形態では、転舵輪15の実転舵角を検出するセンサとして回転角センサ7及び転舵角演算部43を用いたが、本発明はこのような構成に限定されない。例えばステアリングシャフト11の回転角を検出するセンサや、転舵輪15の転舵角を直接検出するセンサなどを用いてもよい。   In the above embodiment, the rotation angle sensor 7 and the turning angle calculation unit 43 are used as sensors for detecting the actual turning angle of the steered wheels 15, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, a sensor that detects the rotation angle of the steering shaft 11 or a sensor that directly detects the turning angle of the steered wheels 15 may be used.

・基本アシスト成分演算部41では、操舵トルクTh及び車速Vに基づいて第1アシスト成分Ta1を設定したが、例えば操舵トルクThのみに基づいて第1アシスト成分Ta1を設定してもよい。またアシスト勾配に基づいてトルクセンサ4の検出操舵トルクThの位相を変化させる、いわゆる位相補償制御を実行してもよい。さらに第1アシスト成分Ta1の微分値が大きいほど第1アシスト成分Ta1を大きくする、いわゆるトルク微分制御を実行してもよい。   In the basic assist component calculation unit 41, the first assist component Ta1 is set based on the steering torque Th and the vehicle speed V. However, for example, the first assist component Ta1 may be set based only on the steering torque Th. Further, so-called phase compensation control for changing the phase of the detected steering torque Th of the torque sensor 4 based on the assist gradient may be executed. Furthermore, so-called torque differential control may be executed in which the first assist component Ta1 is increased as the differential value of the first assist component Ta1 is increased.

・基本アシスト成分演算部41を省略し、転舵角フィードバック制御部45により演算される第2アシスト成分Ta2のみに基づいてアシスト指令値Ta*を設定してもよい。この場合、例えば転舵角指令値演算部44に入力される操舵トルクThを路面状態トルク成分Tarに基づいて変化させれば、ステアリングシャフト11に付与されるアシストトルクが路面状態に応じて変化するため、運転者の操舵感が路面状態に応じて変化するようになる。   The basic assist component calculation unit 41 may be omitted, and the assist command value Ta * may be set based only on the second assist component Ta2 calculated by the turning angle feedback control unit 45. In this case, for example, if the steering torque Th input to the turning angle command value calculation unit 44 is changed based on the road surface state torque component Tar, the assist torque applied to the steering shaft 11 changes according to the road surface state. Thus, the driver's steering feeling changes according to the road surface condition.

・転舵角フィードバック制御は、例えばインターミディエイトシャフト11bの回転角やピニオンシャフト11cの回転角など、転舵角θpに換算可能な適宜の回転軸の回転角を利用して行ってもよい。具体的には、転舵角指令値演算部44では第1アシスト成分Ta1及び操舵トルクThに基づいてピニオンシャフト11cの回転角指令値を演算する。また転舵角フィードバック制御部45では、ピニオンシャフト11cの実回転角が回転角指令値となるように、それらの偏差に基づくフィードバック制御を行い、第2アシスト成分Ta2を生成する。このような構成であっても、上記実施形態による効果と同等の効果を得ることができる。   The turning angle feedback control may be performed using a rotation angle of an appropriate rotation shaft that can be converted into the turning angle θp, such as the rotation angle of the intermediate shaft 11b and the rotation angle of the pinion shaft 11c. Specifically, the turning angle command value calculation unit 44 calculates the rotation angle command value of the pinion shaft 11c based on the first assist component Ta1 and the steering torque Th. Further, the turning angle feedback control unit 45 performs feedback control based on the deviation so that the actual rotation angle of the pinion shaft 11c becomes the rotation angle command value, and generates the second assist component Ta2. Even with such a configuration, it is possible to obtain an effect equivalent to the effect of the above embodiment.

・上記実施形態では、本発明を、コラムシャフト11aにアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に適用した。これに変えて、例えばピニオンシャフト11cにアシストトルクを付与したり、ラックシャフト13にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied to an electric power steering device that applies assist torque to the column shaft 11a. Instead of this, for example, the present invention may be applied to an electric power steering apparatus that applies assist torque to the pinion shaft 11 c or applies assist torque to the rack shaft 13.

1…操舵機構、2…アシスト機構、3…制御装置(制御部)、5…軸力センサ(路面反力検出部)、15…転舵輪、20…モータ、40…アシスト指令値演算部、41…基本アシスト成分演算部、42…路面状態補償部、44…転舵角指令値演算部、45…転舵角フィードバック制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering mechanism, 2 ... Assist mechanism, 3 ... Control apparatus (control part), 5 ... Axial force sensor (road surface reaction force detection part), 15 ... Steered wheel, 20 ... Motor, 40 ... Assist command value calculating part, 41 ... basic assist component calculation unit, 42 ... road surface condition compensation unit, 44 ... turning angle command value calculation unit, 45 ... turning angle feedback control unit.

Claims (6)

モータのアシストトルクを車両の操舵機構に付与するアシスト機構と、
前記モータの駆動をアシスト指令値に基づき制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
転舵輪の転舵角の目標値となる転舵角指令値を演算する転舵角指令値演算部と、
前記転舵輪の転舵角を前記転舵角指令値に一致させる転舵角フィードバック制御の実行によりアシスト成分を演算する転舵角フィードバック制御部と、
前記アシスト成分を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、
路面状態に起因して前記転舵輪に作用する反力に応じた路面状態トルク成分を演算する路面状態補償部と、を有し、
前記路面状態トルク成分に基づいて前記アシスト指令値を変化させる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An assist mechanism for applying a motor assist torque to a vehicle steering mechanism;
A control unit for controlling the driving of the motor based on an assist command value,
The controller is
A turning angle command value calculation unit for calculating a turning angle command value that is a target value of the turning angle of the turning wheel;
A turning angle feedback control unit for calculating an assist component by executing turning angle feedback control for matching the turning angle of the steered wheels with the turning angle command value;
An assist command value calculation unit for calculating the assist command value based on the assist component;
A road surface state compensation unit that calculates a road surface state torque component according to a reaction force acting on the steered wheels due to a road surface state,
The electric power steering device, wherein the assist command value is changed based on the road surface state torque component.
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御部は、
前記操舵機構に付与される操舵トルクに基づいて基本アシスト成分を演算する基本アシスト成分演算部を更に有し、
前記アシスト指令値演算部は、
前記基本アシスト成分と前記アシスト成分とを加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The controller is
A basic assist component calculation unit for calculating a basic assist component based on a steering torque applied to the steering mechanism;
The assist command value calculator is
The electric power steering apparatus, wherein the assist command value is calculated based on a value obtained by adding the basic assist component and the assist component.
請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置において、
路面から前記転舵輪に作用する路面反力を検出する路面反力検出部を更に備え、
前記路面状態補償部は、
前記路面反力検出部の検出路面反力から所定周波数帯域に属する反力を抽出することにより前記路面状態トルク成分を演算する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering apparatus according to claim 1 or 2,
A road surface reaction force detection unit for detecting a road surface reaction force acting on the steered wheels from the road surface;
The road surface compensation unit is
The electric power steering apparatus, wherein the road surface state torque component is calculated by extracting a reaction force belonging to a predetermined frequency band from a detected road surface reaction force of the road surface reaction force detection unit.
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記所定周波数帯域は、車体の固有振動の周波数を除く周波数帯域に設定される
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering device according to claim 3,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the predetermined frequency band is set to a frequency band excluding a natural vibration frequency of a vehicle body.
請求項3又は4に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記路面状態補償部は、
前記転舵輪が転舵する際に同転舵輪に作用する反力を操舵反力とするとき、前記検出路面反力から前記操舵反力を除去する処理を行い、同処理後の検出路面反力に基づいて前記路面状態トルク成分を演算する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering apparatus according to claim 3 or 4,
The road surface compensation unit is
When a reaction force acting on the steered wheel when the steered wheel is steered is a steering reaction force, a process of removing the steering reaction force from the detected road surface reaction force is performed, and a detected road surface reaction force after the process is performed. The electric power steering apparatus characterized by calculating the road surface state torque component based on
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記転舵角指令値演算部は、
前記操舵機構に付与される操舵トルクを含む入力情報に応じた理想的な転舵輪の転舵角をモデル化した理想モデルに基づき前記転舵角指令値を演算し、
前記制御部は、
前記路面状態トルク成分に基づいて前記アシスト指令値を変化させるべく、前記理想モデルへの入力情報を前記路面状態トルク成分に基づいて変化させる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 5,
The turning angle command value calculation unit is
The steering angle command value is calculated based on an ideal model that models an ideal turning angle of a steered wheel according to input information including steering torque applied to the steering mechanism,
The controller is
An electric power steering device, wherein input information to the ideal model is changed based on the road surface state torque component in order to change the assist command value based on the road surface state torque component.
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