JP2015189415A - Electric power steering device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus and a program.
近年、電動パワーステアリング装置において、路面の変化に対する車両の走行安定性を向上する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、以下のように構成されている。すなわち、操向車輪に舵角を与える操舵系に動力を付加するモータと、操舵系に作用する手動操舵力を検出する操舵力検出手段と、少なくとも操舵力検出手段の出力に基づいて操舵補助力と操舵抵抗力とをモータに発生させるための制御手段とを有し、ラック／ピニオン式操舵装置に用いられる電動パワーステアリング装置であって、操舵角と車速とから操向車輪の基準ラック軸負荷を求める手段と、操向車輪の実際のラック軸負荷を検出する手段とを有し、制御手段が、基準ラック軸負荷と実際のラック軸負荷との偏差に応じて操舵抵抗力を設定する。
In recent years, a technique for improving the running stability of a vehicle with respect to a change in road surface in an electric power steering apparatus has been proposed.
For example, the electric power steering device described in Patent Document 1 is configured as follows. That is, a motor that adds power to a steering system that gives a steering angle to a steered wheel, a steering force detection means that detects a manual steering force acting on the steering system, and at least a steering assist force based on the output of the steering force detection means And an electric power steering device used in a rack / pinion type steering device, wherein a reference rack shaft load of a steered wheel is determined from a steering angle and a vehicle speed. And means for detecting the actual rack shaft load of the steered wheel, and the control means sets the steering resistance force according to the deviation between the reference rack shaft load and the actual rack shaft load.
規範となるラック軸負荷（ラック軸力）と実際のラック軸負荷との偏差に基づいて電動モータのアシスト力を設定して路面の変化による外乱入力を低減することに加えて、操舵フィーリングの向上を付加できることが望ましい。
本発明は、外乱入力を低減することができると共に操舵フィーリングの向上を図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を目的とする。
In addition to setting the assist force of the electric motor based on the deviation between the standard rack shaft load (rack shaft force) and the actual rack shaft load to reduce disturbance input due to changes in the road surface, It would be desirable to be able to add improvements.
It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can reduce disturbance input and improve steering feeling.
かかる目的のもと、本発明は、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力を加える電動モータと、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記ステアリングホイールの回転角度である舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵角検出手段が検出した前記舵角と前記車両の移動速度である車速とに基づいて、転動輪を転動させるラック軸に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力を算出する規範ラック軸力算出手段と、前記ラック軸に生じる実際の軸力である実ラック軸力を算出する実ラック軸力算出手段と、前記規範ラック軸力算出手段にて算出された前記規範ラック軸力と前記実ラック軸力算出手段にて算出された前記実ラック軸力との偏差に基づいてラック軸力偏差電流を設定するラック軸力偏差電流設定手段と、前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定手段と、前記基本目標電流設定手段が設定した前記基本目標電流と前記ラック軸力偏差電流設定手段が設定した前記ラック軸力偏差電流とに基づいて前記目標電流を決定する目標電流決定手段と、を備え、前記規範ラック軸力算出手段は、前記ステアリングホイールの操舵状況に応じて前記規範ラック軸力を変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。 For this purpose, the present invention provides an electric motor for applying an assisting force for steering a steering wheel of a vehicle, torque detecting means for detecting a steering torque of the steering wheel, and a steering angle which is a rotation angle of the steering wheel. A norm that serves as a norm of axial force generated on the rack shaft that rolls the rolling wheels based on the rudder angle detecting means to be detected and the rudder angle detected by the rudder angle detecting means and the vehicle speed that is the moving speed of the vehicle. Calculated by the reference rack axial force calculation means for calculating the rack axial force, the actual rack axial force calculation means for calculating the actual rack axial force that is the actual axial force generated on the rack shaft, and the reference rack axial force calculation means A rack axial force deviation current that sets a rack axial force deviation current based on a deviation between the reference rack axial force thus generated and the actual rack axial force calculated by the actual rack axial force calculating means. Setting means, basic target current setting means for setting a basic target current as a basis of a target current supplied to the electric motor based on the steering torque detected by the torque detection means, and the basic target current setting means Target current determining means for determining the target current based on the basic target current and the rack axial force deviation current set by the rack axial force deviation current setting means, and the reference rack axial force calculating means The electric power steering apparatus is characterized in that the reference rack axial force is changed according to a steering state of the steering wheel.
ここで、前記規範ラック軸力算出手段は、前記ステアリングホイールを切込んでいるのか切戻しているのかに応じて前記規範ラック軸力を変更してもよい。
また、前記規範ラック軸力算出手段は、前記舵角が小さい場合には、前記ステアリングホイールの一方の回転方向における前記規範ラック軸力と他方の回転方向における当該規範ラック軸力との差が小さく、当該舵角が大きい場合には、当該一方の回転方向における当該規範ラック軸力と当該他方の回転方向における当該規範ラック軸力との差が大きくなるように変更してもよい。
Here, the reference rack axial force calculation means may change the reference rack axial force depending on whether the steering wheel is cut or turned back.
In addition, the reference rack axial force calculation means has a small difference between the reference rack axial force in one rotation direction of the steering wheel and the reference rack axial force in the other rotation direction when the steering angle is small. When the rudder angle is large, the difference between the reference rack axial force in the one rotation direction and the reference rack axial force in the other rotation direction may be changed.
他の観点から捉えると、本発明は、コンピュータに、車両のステアリングホイールの回転角度である舵角と当該車両の移動速度である車速とに基づいて、転動輪を転動させるラック軸に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力を算出する規範ラック軸力算出機能と、前記ラック軸に生じる実際の軸力である実ラック軸力を算出する実ラック軸力算出機能と、前記規範ラック軸力算出機能にて算出された前記規範ラック軸力と前記実ラック軸力算出機能にて算出された前記実ラック軸力との偏差に基づいてラック軸力偏差電流を設定するラック軸力偏差電流設定機能と、前記ステアリングホイールの操舵トルクに基づいて電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定機能と、前記基本目標電流設定機能が設定した前記基本目標電流と前記ラック軸力偏差電流設定機能が設定した前記ラック軸力偏差電流とに基づいて前記目標電流を決定する目標電流決定機能と、を備え、前記規範ラック軸力算出機能は、前記ステアリングホイールの操舵状況に応じて前記規範ラック軸力を変更することを実現させるプログラムである。 From another point of view, the present invention relates to an axis generated on a rack shaft that rolls rolling wheels based on a rudder angle that is a rotation angle of a steering wheel of a vehicle and a vehicle speed that is a moving speed of the vehicle. A reference rack axial force calculation function for calculating a reference rack axial force that is a reference for force, an actual rack axial force calculation function for calculating an actual rack axial force that is an actual axial force generated on the rack shaft, and the reference rack axis A rack axial force deviation current that sets a rack axial force deviation current based on a deviation between the reference rack axial force calculated by the force calculating function and the actual rack axial force calculated by the actual rack axial force calculating function. A setting function, a basic target current setting function for setting a basic target current as a basis of a target current supplied to the electric motor based on a steering torque of the steering wheel, and the basic target current setting function A target current determination function for determining the target current based on the set basic target current and the rack axial force deviation current set by the rack axial force deviation current setting function, and the reference rack axial force calculation function Is a program that realizes changing the reference rack axial force according to the steering state of the steering wheel.
本発明によれば、外乱入力を低減することができると共に操舵フィーリングの向上を図ることができる。 According to the present invention, disturbance input can be reduced and the steering feeling can be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車に適用した構成を例示している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric
Electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as “
ステアリング装置１００は、自動車の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
The
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を前輪１５０の転動力として伝達する伝達機構として機能する。ピニオンシャフト１０６は、前輪１５０を転動させるラック軸１０５に対して、回転することにより前輪１５０を転動させる駆動力（ラック軸力）を加える。
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルク検出手段の一例としてのトルクセンサ１０９が設けられている。
The
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。電動モータ１１０は、ピニオンシャフト１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に前輪１５０を転動させる駆動力（ラック軸力）を加える。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θに連動した回転角度信号θｓを出力するレゾルバ１２０を有する３相ブラシレスモータである。
Further, the
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０などからの出力信号が入力される。
In addition, the
以上のように構成されたステアリング装置１００は、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。
The
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄ、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖ、レゾルバ１２０からの回転角度信号θｓなどが入力される。
Next, the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The
The
そして、制御装置１０は、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを算出（設定）する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０のモータ回転角度θを算出するモータ回転角度算出部７１と、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θに基づいて、モータ回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部７２と、ステアリングホイール１０１の回転角度である舵角Ｒａを算出する舵角検出手段の一例としての舵角算出部７３と、を備えている。
Then, the
Further, the
目標電流算出部２０は、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔの基本となる基本目標電流Ｉｔｆを算出（設定）する基本目標電流設定手段の一例としての基本目標電流算出部２７を備えている。また、目標電流算出部２０は、ラック軸１０５に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力Ｆｒｍとラック軸１０５に生じる実際の軸力である実ラック軸力Ｆｒａとの偏差に応じた電流であるラック軸力偏差電流Ｉｒを算出（設定）するラック軸力偏差電流算出部２８と、基本目標電流Ｉｔｆとラック軸力偏差電流Ｉｒとに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する目標電流決定手段の一例としての目標電流決定部２９と、を備えている。
基本目標電流算出部２７、ラック軸力偏差電流算出部２８および目標電流決定部２９については後で詳述する。
The target
The basic target
図３は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、図３に示すように、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部３３とを有している。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 3, the
The motor
フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。
The
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流Ｉｔと実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力する。
The feedback (F /
The PWM
モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。
The
The motor
モータ回転角度算出部７１（図２参照）は、レゾルバ１２０からの回転角度信号θｓに基づいてモータ回転角度θを算出する。
モータ回転速度算出部７２（図２参照）は、モータ回転角度算出部７１が算出したモータ回転角度θに基づいて電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍを算出する。
The motor rotation angle calculation unit 71 (see FIG. 2) calculates the motor rotation angle θ based on the rotation angle signal θs from the
The motor rotation speed calculation unit 72 (see FIG. 2) calculates the motor rotation speed Nm of the
舵角算出部７３（図２参照）は、ステアリングホイール１０１、減速機構１１１などが機械的に連結されているためにステアリングホイール１０１の回転角度（舵角Ｒａ）と電動モータ１１０のモータ回転角度θとの間に相関関係があることに鑑み、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θに基づいて舵角Ｒａを算出する。舵角算出部７３は、例えば、モータ回転角度算出部７１にて定期的（例えば１ミリ秒毎）に算出されたモータ回転角度θの前回値と今回値との差分の積算値に基づいて舵角Ｒａを算出する。
The steering angle calculation unit 73 (see FIG. 2) is configured such that the
次に、目標電流算出部２０の基本目標電流算出部２７について詳述する。
図４は、基本目標電流算出部２７の概略構成図である。
基本目標電流算出部２７は、基本目標電流Ｉｔｆを設定する上でベースとなるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、基本目標電流算出部２７は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて基本目標電流Ｉｔｆを決定する基本目標電流決定部２５を備えている。また、基本目標電流算出部２７は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴの位相を補償する位相補償部２６を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖなどが入力される。
Next, the basic target
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the basic target
The basic target
The target
図５は、操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す図５に例示した制御マップに、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
FIG. 5 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering torque T, the vehicle speed Vc, and the base current Ib.
The base
イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴおよび車速Ｖｃを代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。
The inertia compensation
ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃと、電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍに応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃおよびモータ回転速度Ｎｍと、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃおよびモータ回転速度Ｎｍを代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
The damper compensation
基本目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて基本目標電流Ｉｔｆを決定する。基本目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を基本目標電流Ｉｔｆとして決定する。
The basic target
ここで、トーションバー１１２の捩れ量が零の状態を中立状態（中立位置）とし、中立状態（中立位置）からのステアリングホイール１０１の右回転時におけるステアリングホイール１０１（下部連結シャフト１０８）とピニオンシャフト１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をプラス（操舵トルクＴがプラス）とする。他方、中立状態からのステアリングホイール１０１の左回転時におけるステアリングホイール１０１（下部連結シャフト１０８）とピニオンシャフト１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をマイナスとする（操舵トルクＴがマイナス）。かかる場合、ステアリングホイール１０１とピニオンシャフト１０６との相対回転角度が中立状態より右回転方向に捩れている（トーションバーが右回転方向に捩れている）ときに、電動モータ１１０を一方の回転方向に回転させるようにベース電流算出部２１にてベース電流Ｉｂが算出され、そのベース電流Ｉｂが流れる方向をプラスとする。つまり、図５に示すように、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴがプラスのときにベース電流算出部２１はプラスのベース電流Ｉｂを算出し、電動モータ１１０を一方の回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。他方、ステアリングホイール１０１とピニオンシャフト１０６との相対回転角度が中立状態より左回転方向に捩れている（トーションバーが左回転方向に捩れている）ときに、ベース電流算出部２１はマイナスのベース電流Ｉｂを算出し、電動モータ１１０を他方の回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。
Here, a state in which the
また、ステアリングホイール１０１の回転角度（舵角Ｒａ）が零度の状態から右回転されたときの舵角Ｒａの符号をプラス、零度の状態から左回転されたときの舵角Ｒａの符号をマイナスとする。また、ステアリングホイール１０１と機械的に連結されている電動モータ１１０の回転方向の符号を、ステアリングホイール１０１が右回転されたときの電動モータ１１０の回転方向（上述した一方の回転方向）をプラス、ステアリングホイール１０１が左回転されたときの電動モータ１１０の回転方向（上述した他方の回転方向）をマイナスとする。
Further, the sign of the steering angle Ra when the rotation angle (steering angle Ra) of the
次に、ラック軸力偏差電流算出部２８について詳述する。
図６は、ラック軸力偏差電流算出部２８の概略構成図である。
ラック軸力偏差電流算出部２８は、ラック軸１０５に生じる規範となる軸力である規範ラック軸力Ｆｒｍを算出する規範ラック軸力算出手段の一例としての規範ラック軸力算出部２８０と、ラック軸１０５に生じる実際の軸力である実ラック軸力Ｆｒａを算出する実ラック軸力算出手段の一例としての実ラック軸力算出部２８７と、を備えている。また、ラック軸力偏差電流算出部２８は、規範ラック軸力算出部２８０にて算出された規範ラック軸力Ｆｒｍと実ラック軸力算出部２８７にて算出された実ラック軸力Ｆｒａとに基づいてラック軸力偏差電流Ｉｒを決定するラック軸力偏差電流設定手段の一例としてのラック軸力偏差電流決定部２８８を備えている。
Next, the rack axial force deviation
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the rack axial force deviation
The rack axial force deviation
規範ラック軸力算出部２８０については後で詳述する。
The reference rack axial
実ラック軸力算出部２８７は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴと、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θと、モータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとに基づいて実ラック軸力Ｆｒａを算出する。
ここで、実ラック軸力Ｆｒａは、本実施の形態に係るステアリング装置１００がピニオン型の装置であることから、ピニオンシャフト１０６から与えられる軸力に等しいとして、ピニオンシャフト１０６に加えられたピニオントルクＴｐに基づいて算出する。実ラック軸力Ｆｒａは、ピニオントルクＴｐをピニオン１０６ａのピッチ円半径ｒｐで除算した値である（Ｆｒａ＝Ｔｐ／ｒｐ）。
The actual rack axial
Here, since the
ピニオントルクＴｐは、ステアリングホイール１０１を介して運転者から加えられる操舵トルクＴと電動モータ１１０の出力軸トルクＴｏから加えられるモータトルクＴｍとを加算したトルクと推定することができる（Ｔｐ＝Ｔ＋Ｔｍ）。
The pinion torque Tp can be estimated as a torque obtained by adding the steering torque T applied from the driver via the
操舵トルクＴは、トルクセンサ１０９からのトルク信号Ｔｄに基づいて把握することができる。
モータトルクＴｍは、出力軸トルクＴｏに減速機構１１１の減速比（ギア比）Ｎを乗算した値である（Ｔｍ＝Ｔｏ×Ｎ）。
出力軸トルクＴｏは、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θおよびモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍを、予めＲＯＭに記憶しておいた算出式に代入することにより算出することができる。なお、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θを用いる代わりに、モータ逆起電力から所定の式により算出したモータ回転角度θを用いてもよい。
The steering torque T can be grasped based on the torque signal Td from the
The motor torque Tm is a value obtained by multiplying the output shaft torque To by the reduction ratio (gear ratio) N of the reduction mechanism 111 (Tm = To × N).
For the output shaft torque To, the motor rotation angle θ calculated by the motor rotation
ラック軸力偏差電流決定部２８８は、実ラック軸力算出部２８７にて算出された実ラック軸力Ｆｒａから規範ラック軸力算出部２８０にて算出された規範ラック軸力Ｆｒｍを減算することによりラック軸力偏差ΔＦ（＝Ｆｒａ−Ｆｒｍ）を算出すると共に、算出したラック軸力偏差ΔＦに基づいてラック軸力偏差電流Ｉｒを算出する。
The rack axial force deviation
図７は、ラック軸力偏差電流Ｉｒとラック軸力偏差ΔＦとの対応を示す制御マップの概略図である。
ラック軸力偏差電流決定部２８８は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、ラック軸力偏差電流Ｉｒとラック軸力偏差ΔＦとの対応を示す図７に例示した制御マップに、ラック軸力偏差ΔＦを代入することによりラック軸力偏差電流Ｉｒを算出する。図７に例示した制御マップにおいては、ラック軸力偏差ΔＦがプラス方向に大きくなるに従ってラック軸力偏差電流Ｉｒによるアシスト力が大きくなり、ラック軸力偏差ΔＦがマイナス方向に大きくなるに従ってラック軸力偏差電流Ｉｒによるアシスト力が小さくなるように設定されている。つまり、実ラック軸力Ｆｒａが規範ラック軸力Ｆｒｍよりも大きいほど、言い換えれば路面から受ける反力が大きいほど、ラック軸力偏差電流Ｉｒが大きくなり、他方、実ラック軸力Ｆｒａが規範ラック軸力Ｆｒｍよりも小さいほど、言い換えれば路面から受ける反力が小さいほど、ラック軸力偏差電流Ｉｒが小さくなるように設定されている。
FIG. 7 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the rack axial force deviation current Ir and the rack axial force deviation ΔF.
The rack axial force deviation
ラック軸力偏差電流決定部２８８は、上述した手法にて算出したラック軸力偏差電流ＩｒをＲＡＭなどの記憶領域に記憶する。
そして、目標電流決定部２９は、ＲＡＭなどの記憶領域に記憶された、基本目標電流Ｉｔｆとラック軸力偏差電流Ｉｒとを加算した値を目標電流Ｉｔとして決定する。
The rack axial force deviation
Then, the target current determining
次に、規範ラック軸力算出部２８０について詳述する。
規範ラック軸力算出部２８０は、図６に示すように、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａと車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃとに基づいて規範ラック軸力Ｆｒｍのベースとなるベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂを算出するベース規範ラック軸力算出部２８１を備えている。また、規範ラック軸力算出部２８０は、規範ラック軸力Ｆｒｍを補正するために加算する補正加算値Ｐｆを設定する補正加算値設定部２８２と、ベース規範ラック軸力算出部２８１が算出したベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂと補正加算値設定部２８２が設定した補正加算値Ｐｆとを加算することにより加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）を得る加算部２８３と、を備えている。また、規範ラック軸力算出部２８０は、車速Ｖｃに基づいて規範ラック軸力Ｆｒｍを補正するため第１車速補正係数Ｋｖ１を設定する第１車速補正係数設定部２８４と、第１車速補正係数設定部２８４が設定した第１車速補正係数Ｋｖ１と加算部２８３にて算出された加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）とに基づいて規範ラック軸力Ｆｒｍを決定する規範ラック軸力決定部２８５と、を備えている。
Next, the reference rack axial
As shown in FIG. 6, the reference rack axial
［ベース規範ラック軸力算出部２８１］
ベース規範ラック軸力算出部２８１は、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａと車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃとをパラメータとして、予め定められた規範伝達関数を用いてベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂを算出する。規範伝達関数は、入力である舵角Ｒａおよび車速Ｖｃを、出力であるベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂに応答性を持たせて変換する周知の関数である。
[Base Reference Rack Axial Force Calculation Unit 281]
The base reference rack axial
図８は、舵角Ｒａに対するベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂの値を示す図である。
本実施の形態に係るベース規範ラック軸力算出部２８１にて用いられる規範伝達関数は、舵角Ｒａが同じであっても、ステアリングホイール１０１が切込まれているときのベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂと、切戻されているときのベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂとの間に図８に示すようなヒステリシスが生じるように定められている。また、規範伝達関数は、図８に示すように、ステアリングホイール１０１の右回転方向におけるベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂと左回転方向におけるベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂとの間にヒステリシスを生じさせるように定められている。
FIG. 8 is a diagram illustrating the value of the base reference rack axial force Frmb with respect to the steering angle Ra.
The reference transfer function used in the base reference rack axial
［補正加算値設定部２８２］
補正加算値設定部２８２は、モータ回転速度算出部７２にて算出されたモータ回転速度Ｎｍ、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａおよび車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに基づいて補正加算値Ｐｆを設定する。
図９は、補正加算値設定部２８２の概略構成図である。
補正加算値設定部２８２は、切込み側加算値Ｐｔのベースとなるベース切込み側加算値Ｐｔｂを算出するベース切込み側加算値算出部２８２ａと、切戻し側加算値Ｐｒのベースとなるベース切戻し側加算値Ｐｒｂを算出するベース切戻し側加算値算出部２８２ｂと、を備えている。また、補正加算値設定部２８２は、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａの符号を抽出する符号抽出部２８２ｃと、モータ回転速度Ｎｍに基づいて切込み側加算値Ｐｔおよび切戻し側加算値Ｐｒを補正するための回転速度補正係数Ｋｍを設定する回転速度補正係数設定部２８２ｄと、を備えている。また、補正加算値設定部２８２は、符号抽出部２８２ｃが抽出した符号、回転速度補正係数設定部２８２ｄが設定した回転速度補正係数Ｋｍおよびベース切込み側加算値算出部２８２ａが算出したベース切込み側加算値Ｐｔｂに基づいて切込み側加算値Ｐｔを算出する切込み側加算値算出部２８２ｅと、符号抽出部２８２ｃが抽出した符号、回転速度補正係数Ｋｍおよびベース切戻し側加算値算出部２８２ｂが算出したベース切戻し側加算値Ｐｒｂとに基づいて切戻し側加算値Ｐｒを算出する切戻し側加算値算出部２８２ｆと、を備えている。
[Correction addition value setting unit 282]
The correction addition
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the correction addition
The correction addition
また、補正加算値設定部２８２は、ステアリングホイール１０１の操舵状況を判定する操舵状況判定部２８２ｇと、車速Ｖｃに基づいて補正加算値Ｐｆを補正するため第２車速補正係数Ｋｖ２を設定する第２車速補正係数設定部２８２ｈと、を備えている。また、補正加算値設定部２８２は、切込み側加算値算出部２８２ｅが算出した切込み側加算値Ｐｔと、切戻し側加算値算出部２８２ｆが算出した切戻し側加算値Ｐｒと、操舵状況判定部２８２ｇが判定した操舵状況と、第２車速補正係数設定部２８２ｈが設定した第２車速補正係数Ｋｖ２とに基づいて補正加算値Ｐｆを決定する補正加算値決定部２８２ｉを備えている。
Further, the correction addition
図１０は、舵角Ｒａの絶対値とベース切込み側加算値Ｐｔｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース切込み側加算値算出部２８２ａは、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａに基づいてベース切込み側加算値Ｐｔｂを決定する。ベース切込み側加算値算出部２８２ａは、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、舵角Ｒａの絶対値とベース切込み側加算値Ｐｔｂとの対応を示す図１０に例示した制御マップに、舵角Ｒａの絶対値を代入することによりベース切込み側加算値Ｐｔｂを算出する。図１０に例示した制御マップにおいては、ベース切込み側加算値Ｐｔｂは正（プラス）の値であり、舵角Ｒａの絶対値が小さい場合にはベース切込み側加算値Ｐｔｂは小さめの値となり、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０付近でベース切込み側加算値Ｐｔｂが急激に大きくなるように設定されている。また、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０よりも大きい範囲では、舵角Ｒａの絶対値が大きくなるに従ってベース切込み側加算値Ｐｔｂが徐々に小さくなるように設定されている。なお、所定舵角Ｒａ０は、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０未満である場合に、運転者に対してステアリングホイール１０１のセンター感を感じさせる角度であることを例示することができる。
FIG. 10 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the absolute value of the steering angle Ra and the base cut side addition value Ptb.
The base cutting side addition
図１１は、舵角Ｒａの絶対値とベース切戻し側加算値Ｐｒｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース切戻し側加算値算出部２８２ｂは、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａに基づいてベース切戻し側加算値Ｐｒｂを決定する。ベース切戻し側加算値算出部２８２ｂは、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、舵角Ｒａの絶対値とベース切戻し側加算値Ｐｒｂとの対応を示す図１１に例示した制御マップに、舵角Ｒａの絶対値を代入することによりベース切戻し側加算値Ｐｒｂを算出する。図１１に例示した制御マップにおいては、ベース切戻し側加算値Ｐｒｂは負（マイナス）の値であり、舵角Ｒａの絶対値が大きくなるに従ってベース切戻し側加算値Ｐｒｂが徐々に小さくなる（マイナス方向に大きくなる）ように設定されている。
FIG. 11 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the absolute value of the steering angle Ra and the base return side addition value Prb.
The base return side addition
符号抽出部２８２ｃは、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａの符号がプラスである場合にはプラスを抽出し、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａの符号がマイナスである場合にはマイナスを抽出する。
The
図１２は、回転速度補正係数Ｋｍとモータ回転速度Ｎｍの絶対値との対応を示す制御マップの概略図である。
回転速度補正係数設定部２８２ｄは、モータ回転速度算出部７２にて算出されたモータ回転速度Ｎｍの絶対値に基づいて回転速度補正係数Ｋｍを設定する。回転速度補正係数設定部２８２ｄは、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、回転速度補正係数Ｋｍとモータ回転速度Ｎｍの絶対値との対応を示す図１２に例示した制御マップに、モータ回転速度Ｎｍの絶対値を代入することにより回転速度補正係数Ｋｍを算出する。
FIG. 12 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the rotational speed correction coefficient Km and the absolute value of the motor rotational speed Nm.
The rotation speed correction
切込み側加算値算出部２８２ｅは、符号抽出部２８２ｃが抽出した抽出符号、回転速度補正係数設定部２８２ｄが設定した回転速度補正係数Ｋｍおよびベース切込み側加算値算出部２８２ａが算出したベース切込み側加算値Ｐｔｂを乗算することにより切込み側加算値Ｐｔを算出する（Ｐｔ＝抽出符号×Ｐｔｂ×Ｋｍ）。ベース切込み側加算値Ｐｔｂは正の値であり、符号抽出部２８２ｃが抽出した抽出符号は、舵角Ｒａの符号がプラスである場合にはプラスで、舵角Ｒａの符号がマイナスである場合にはマイナスであることから、舵角Ｒａの符号がプラスである場合には切込み側加算値Ｐｔは正の値となり、舵角Ｒａの符号がマイナスである場合には切込み側加算値Ｐｔは負の値となる。
The cut side addition
切戻し側加算値算出部２８２ｆは、符号抽出部２８２ｃが抽出した抽出符号、回転速度補正係数設定部２８２ｄが設定した回転速度補正係数Ｋｍとベース切戻し側加算値算出部２８２ｂが算出したベース切戻し側加算値Ｐｒｂとを乗算することにより切戻し側加算値Ｐｒを算出する（Ｐｒ＝抽出符号×Ｐｒｂ×Ｋｍ）。ベース切戻し側加算値Ｐｒｂは負の値であり、符号抽出部２８２ｃが抽出した抽出符号は、舵角Ｒａの符号がプラスである場合にはプラスで、舵角Ｒａの符号がマイナスである場合にはマイナスであることから、舵角Ｒａの符号がプラスである場合には切戻し側加算値Ｐｒは負の値となり、舵角Ｒａの符号がマイナスである場合には切戻し側加算値Ｐｒは正の値となる。
The switchback side addition
操舵状況判定部２８２ｇは、舵角算出部７３にて算出された舵角Ｒａとモータ回転速度算出部７２にて算出されたモータ回転速度Ｎｍとに基づいてステアリングホイール１０１の操舵状況を判定する。例えば、操舵状況判定部２８２ｇは、舵角Ｒａとモータ回転速度Ｎｍとを乗算することにより得た乗算値（＝Ｒａ×Ｎｍ）の符号がプラスである場合にはステアリングホイール１０１が切込まれていると判定し、乗算値の符号がマイナスである場合にはステアリングホイール１０１が切戻されていると判定する。
The steering
図１３は、第２車速補正係数Ｋｖ２と車速Ｖｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
第２車速補正係数設定部２８２ｈは、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに基づいて第２車速補正係数Ｋｖ２を設定する。第２車速補正係数設定部２８２ｈは、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、第２車速補正係数Ｋｖ２と車速Ｖｃとの対応を示す図１３に例示した制御マップに、車速Ｖｃを代入することにより第２車速補正係数Ｋｖ２を算出する。
FIG. 13 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the second vehicle speed correction coefficient Kv2 and the vehicle speed Vc.
The second vehicle speed correction
補正加算値決定部２８２ｉは、操舵状況判定部２８２ｇが、ステアリングホイール１０１が切込まれていると判定した場合には、切込み側加算値算出部２８２ｅが算出した切込み側加算値Ｐｔと第２車速補正係数設定部２８２ｈが設定した第２車速補正係数Ｋｖ２とを乗算して得た値を補正加算値Ｐｆとして決定する（Ｐｆ＝Ｐｔ×Ｋｖ２）。他方、補正加算値決定部２８２ｉは、操舵状況判定部２８２ｇが、ステアリングホイール１０１が切戻されていると判定した場合には、切戻し側加算値算出部２８２ｆが算出した切戻し側加算値Ｐｒと第２車速補正係数設定部２８２ｈが設定した第２車速補正係数Ｋｖ２とを乗算して得た値を補正加算値Ｐｆとして決定する（Ｐｆ＝Ｐｒ×Ｋｖ２）。
When the steering
［加算部２８３］
加算部２８３は、ベース規範ラック軸力算出部２８１が算出したベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂと補正加算値設定部２８２が設定した補正加算値Ｐｆとを加算することにより加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）を算出する。
[Adding unit 283]
The adding unit 283 calculates an added value (Frmb + Pf) by adding the base normative rack axial force Frmb calculated by the base normative rack axial
［第１車速補正係数設定部２８４］
図１４は、第１車速補正係数Ｋｖ１と車速Ｖｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
第１車速補正係数設定部２８４は、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに基づいて第１車速補正係数Ｋｖ１を設定する。第１車速補正係数設定部２８４は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、第１車速補正係数Ｋｖ１と車速Ｖｃとの対応を示す図１４に例示した制御マップに、車速Ｖｃを代入することにより第１車速補正係数Ｋｖ１を算出する。
[First vehicle speed correction coefficient setting unit 284]
FIG. 14 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the first vehicle speed correction coefficient Kv1 and the vehicle speed Vc.
The first vehicle speed correction
［規範ラック軸力決定部２８５］
規範ラック軸力決定部２８５は、加算部２８３にて算出された加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）と第１車速補正係数設定部２８４が設定した第１車速補正係数Ｋｖ１とを乗算することにより得た値を規範ラック軸力Ｆｒｍとして決定する（Ｆｒｍ＝Ｋｖ１×（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ））。
[Standard rack axial force determination unit 285]
The reference rack axial
図１５は、舵角Ｒａに対する加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）の値を示す図である。
上述した事項により、本実施の形態に係る補正加算値Ｐｆは、ステアリングホイール１０１が右方向に切込まれている場合には正の値である切込み側加算値Ｐｔが補正加算値Ｐｆとして決定され、左方向に切込まれている場合には負の値である切込み側加算値Ｐｔが補正加算値Ｐｆとして決定される。他方、ステアリングホイール１０１が左方向に切戻されている場合には負の値である切戻し側加算値Ｐｒが補正加算値Ｐｆとして決定され、右方向に切戻されている場合には正の値である切戻し側加算値Ｐｒが補正加算値Ｐｆとして決定される。
FIG. 15 is a diagram illustrating a value of an addition value (Frmb + Pf) with respect to the steering angle Ra.
As described above, the correction addition value Pf according to the present embodiment is determined as the correction addition value Pf, which is a positive value when the
そして、切込み側加算値Ｐｔおよび切戻し側加算値Ｐｒは、それぞれベース切込み側加算値Ｐｔｂ、ベース切戻し側加算値Ｐｒｂに基づいた値となる。第１車速補正係数Ｋｖ１は、正の値である。それゆえ、ステアリングホイール１０１の右回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍと左回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍとの間のヒステリシスは、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０未満の中立状態付近では小さく、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０よりも大きい場合には大きくなる。
Then, the cut-side addition value Pt and the cut-back addition value Pr are values based on the base cut-side addition value Ptb and the base cut-back addition value Prb, respectively. The first vehicle speed correction coefficient Kv1 is a positive value. Therefore, the hysteresis between the reference rack axial force Frm in the clockwise rotation direction of the
上述したように、本実施の形態に係る規範ラック軸力算出部２８０においては、ステアリングホイール１０１の操舵状況に応じて規範ラック軸力Ｆｒｍを変更する。例えば、規範ラック軸力算出部２８０は、ステアリングホイール１０１を切込んでいるのか切戻しているのかに応じて規範ラック軸力Ｆｒｍを変更する。そして、規範ラック軸力算出部２８０は、舵角Ｒａが小さい場合には、ステアリングホイール１０１の一方の回転方向（例えば右回転方向）における規範ラック軸力Ｆｒｍと他方の回転方向（例えば左回転方向）における規範ラック軸力Ｆｒｍとの差が小さく、舵角Ｒａが大きい場合には、一方の回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍと他方の回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍとの差が大きくなるように変更する。
As described above, in the reference rack axial
以上のように構成された本実施の形態に係る目標電流算出部２０においては、ラック軸力偏差電流決定部２８８は、実ラック軸力算出部２８７にて算出された実ラック軸力Ｆｒａから規範ラック軸力算出部２８０にて算出された規範ラック軸力Ｆｒｍを減算することにより得たラック軸力偏差ΔＦ（＝Ｆｒａ−Ｆｒｍ）に基づいてラック軸力偏差電流Ｉｒを算出し、算出したラック軸力偏差電流ＩｒをＲＡＭなどの記憶領域に記憶する。そして、目標電流決定部２９は、ＲＡＭなどの記憶領域に記憶された、基本目標電流Ｉｔｆとラック軸力偏差電流Ｉｒとを加算した値を目標電流Ｉｔとして決定する。
In the target
そして、本実施の形態に係る目標電流算出部２０においては、ラック軸１０５に生じる実ラック軸力Ｆｒａが規範ラック軸力Ｆｒｍよりも大きくなるほど、ラック軸力偏差電流Ｉｒが大きくなり、目標電流Ｉｔが増大する。他方、ラック軸１０５に生じる実ラック軸力Ｆｒａが規範ラック軸力Ｆｒｍよりも小さい場合は、ラック軸力偏差電流Ｉｒが小さくなり、目標電流Ｉｔが減少する。これにより、路面の変化などによる外乱入力が電動モータ１１０のアシスト力で低減されることとなる。
In the target
また、本実施の形態に係る目標電流算出部２０においては、目標電流Ｉｔは、基本目標電流算出部２７が設定した基本目標電流Ｉｔｆに、ラック軸力偏差電流算出部２８が設定したラック軸力偏差電流Ｉｒが加算されることで補正される。そして、ラック軸力偏差電流Ｉｒは、規範ラック軸力算出部２８０が算出した規範ラック軸力Ｆｒｍに対する実ラック軸力Ｆｒａの値に基づいて定まり、規範ラック軸力Ｆｒｍと実ラック軸力Ｆｒａとの差がなければラック軸力偏差電流Ｉｒは零であり、規範ラック軸力Ｆｒｍと実ラック軸力Ｆｒａとの偏差が大きいほどラック軸力偏差電流Ｉｒの絶対値が大きくなる。このことは、路面の変化などによる外乱入力に起因する実ラック軸力Ｆｒａと規範となる規範ラック軸力Ｆｒｍとの差を小さくするようなラック軸力偏差電流Ｉｒが設定されることであり、ラック軸１０５に生じる軸力が規範ラック軸力Ｆｒｍとなるような目標電流Ｉｔが設定されることを意味する。
Further, in the target
そして、規範ラック軸力Ｆｒｍは、ベース規範ラック軸力Ｆｒｍｂに補正加算値Ｐｆが加算された加算値（Ｆｒｍｂ＋Ｐｆ）や第１車速補正係数Ｋｖ１に基づいて定まる。また、補正加算値Ｐｆは、ステアリングホイール１０１の操舵状況、回転速度補正係数Ｋｍおよび第２車速補正係数Ｋｖ２に基づいて定まる。そして、第１車速補正係数Ｋｖ１、切込み側加算値Ｐｔ、切戻し側加算値Ｐｒ、回転速度補正係数Ｋｍおよび第２車速補正係数Ｋｖ２は任意に設定可能であるため、ステアリングホイール１０１の操舵に対する規範ラック軸力Ｆｒｍの発生を任意に設定可能である。それゆえ、車種や仕様に応じてこれらを任意に設定することで操舵フィーリングの向上を付加することができる。
The reference rack axial force Frm is determined based on an addition value (Frmb + Pf) obtained by adding the correction addition value Pf to the base reference rack axial force Frmb and the first vehicle speed correction coefficient Kv1. The correction addition value Pf is determined based on the steering state of the
例えば、本実施の形態に係る規範ラック軸力算出部２８０においては、図１５に示すように、ステアリングホイール１０１の右回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍと左回転方向における規範ラック軸力Ｆｒｍとの間のヒステリシスが、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０未満の中立状態付近では小さく、舵角Ｒａの絶対値が所定舵角Ｒａ０よりも大きい場合には大きくなるように規範ラック軸力Ｆｒｍを算出する。この本実施の形態に係る規範ラック軸力算出部２８０によれば、ステアリングホイール１０１のセンター感をはっきりすることができると共に舵角Ｒａの絶対値が大きい保舵時においても保舵し易くすることができる。
For example, in the reference rack axial
以上説明したように、本実施の形態に係るステアリング装置１００によれば、外乱入力を低減することができると共に操舵フィーリングの向上を図ることができる。
As described above, according to the
＜プログラムの説明＞
また以上説明した制御装置１０が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現することができる。この場合、制御装置１０に設けられた制御用コンピュータ内部のＣＰＵが、制御装置１０の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
<Description of the program>
Further, the processing performed by the
よって制御装置１０が行なう処理は、コンピュータに、車両のステアリングホイール１０１の回転角度である舵角Ｒａと車両の移動速度である車速Ｖｃとに基づいて、転動輪を転動させるラック軸１０５に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力Ｆｒｍを算出する規範ラック軸力算出機能と、ラック軸１０５に生じる実際の軸力である実ラック軸力Ｆｒａを算出する実ラック軸力算出機能と、規範ラック軸力算出機能にて算出された規範ラック軸力Ｆｒｍと実ラック軸力算出機能にて算出された実ラック軸力Ｆｒａとの偏差に基づいてラック軸力偏差電流Ｉｒを設定するラック軸力偏差電流設定機能と、ステアリングホイール１０１の操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔの基本となる基本目標電流Ｉｔｆを設定する基本目標電流設定機能と、基本目標電流設定機能が設定した基本目標電流Ｉｔｆとラック軸力偏差電流設定機能が設定したラック軸力偏差電流Ｉｒとに基づいて目標電流Ｉｔを決定する目標電流決定機能と、を備え、規範ラック軸力算出機能は、ステアリングホイール１０１の操舵状況に応じて規範ラック軸力Ｆｒｍを変更することを実現させるプログラムとして捉えることもできる。
Therefore, the processing performed by the
なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。 The program for realizing the present embodiment can be provided not only by communication means but also by storing it in a recording medium such as a CD-ROM.
１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２７…基本目標電流算出部、２８…ラック軸力偏差電流算出部、２９…目標電流決定部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１１０…電動モータ、２８０…規範ラック軸力算出部、２８１…ベース規範ラック軸力算出部、２８２…補正加算値設定部、２８３…加算部、２８５…規範ラック軸力決定部、２８７…実ラック軸力算出部、２８８…ラック軸力偏差電流決定部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転角度である舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角検出手段が検出した前記舵角と前記車両の移動速度である車速とに基づいて、転動輪を転動させるラック軸に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力を算出する規範ラック軸力算出手段と、
前記ラック軸に生じる実際の軸力である実ラック軸力を算出する実ラック軸力算出手段と、
前記規範ラック軸力算出手段にて算出された前記規範ラック軸力と前記実ラック軸力算出手段にて算出された前記実ラック軸力との偏差に基づいてラック軸力偏差電流を設定するラック軸力偏差電流設定手段と、
前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定手段と、
前記基本目標電流設定手段が設定した前記基本目標電流と前記ラック軸力偏差電流設定手段が設定した前記ラック軸力偏差電流とに基づいて前記目標電流を決定する目標電流決定手段と、
を備え、
前記規範ラック軸力算出手段は、前記ステアリングホイールの操舵状況に応じて前記規範ラック軸力を変更する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor for applying an assisting force to the steering wheel of the vehicle;
Torque detecting means for detecting a steering torque of the steering wheel;
Rudder angle detection means for detecting a rudder angle which is a rotation angle of the steering wheel;
Based on the rudder angle detected by the rudder angle detection means and the vehicle speed that is the moving speed of the vehicle, a reference rack that calculates a reference rack axial force that serves as a reference for the axial force generated on the rack shaft that rolls the rolling wheels. An axial force calculating means;
An actual rack axial force calculating means for calculating an actual rack axial force which is an actual axial force generated on the rack shaft;
A rack that sets a rack axial force deviation current based on a deviation between the reference rack axial force calculated by the reference rack axial force calculating unit and the actual rack axial force calculated by the actual rack axial force calculating unit. Axial force deviation current setting means;
Basic target current setting means for setting a basic target current that is the basis of the target current supplied to the electric motor based on the steering torque detected by the torque detection means;
Target current determining means for determining the target current based on the basic target current set by the basic target current setting means and the rack axial force deviation current set by the rack axial force deviation current setting means;
With
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the reference rack axial force calculating means changes the reference rack axial force according to a steering state of the steering wheel.
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the reference rack axial force calculation unit changes the reference rack axial force depending on whether the steering wheel is cut or turned back.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。 When the rudder angle is small, the reference rack axial force calculation means has a small difference between the reference rack axial force in one rotation direction of the steering wheel and the reference rack axial force in the other rotation direction, When the rudder angle is large, a change is made so that a difference between the reference rack axial force in the one rotation direction and the reference rack axial force in the other rotation direction becomes large. 2. The electric power steering apparatus according to 2.
車両のステアリングホイールの回転角度である舵角と当該車両の移動速度である車速とに基づいて、転動輪を転動させるラック軸に生じる軸力の規範となる規範ラック軸力を算出する規範ラック軸力算出機能と、
前記ラック軸に生じる実際の軸力である実ラック軸力を算出する実ラック軸力算出機能と、
前記規範ラック軸力算出機能にて算出された前記規範ラック軸力と前記実ラック軸力算出機能にて算出された前記実ラック軸力との偏差に基づいてラック軸力偏差電流を設定するラック軸力偏差電流設定機能と、
前記ステアリングホイールの操舵トルクに基づいて電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定機能と、
前記基本目標電流設定機能が設定した前記基本目標電流と前記ラック軸力偏差電流設定機能が設定した前記ラック軸力偏差電流とに基づいて前記目標電流を決定する目標電流決定機能と、
を備え、
前記規範ラック軸力算出機能は、前記ステアリングホイールの操舵状況に応じて前記規範ラック軸力を変更する
ことを実現させるプログラム。 On the computer,
A reference rack that calculates a reference rack axial force that serves as a reference for the axial force generated in the rack shaft that rolls the rolling wheels based on the steering angle that is the rotation angle of the steering wheel of the vehicle and the vehicle speed that is the moving speed of the vehicle. Axial force calculation function,
An actual rack axial force calculation function for calculating an actual rack axial force that is an actual axial force generated on the rack shaft;
A rack that sets a rack axial force deviation current based on a deviation between the reference rack axial force calculated by the reference rack axial force calculating function and the actual rack axial force calculated by the actual rack axial force calculating function. Axial force deviation current setting function,
A basic target current setting function for setting a basic target current that is the basis of a target current supplied to the electric motor based on the steering torque of the steering wheel;
A target current determining function for determining the target current based on the basic target current set by the basic target current setting function and the rack axial force deviation current set by the rack axial force deviation current setting function;
With
The reference rack axial force calculation function is a program that realizes changing the reference rack axial force according to a steering state of the steering wheel.
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