JP2598269B2 - Motor control device for electric power steering device - Google Patents

Motor control device for electric power steering device

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JP2598269B2
JP2598269B2 JP15911887A JP15911887A JP2598269B2 JP 2598269 B2 JP2598269 B2 JP 2598269B2 JP 15911887 A JP15911887 A JP 15911887A JP 15911887 A JP15911887 A JP 15911887A JP 2598269 B2 JP2598269 B2 JP 2598269B2
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torque
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努 高橋
進二 伊藤
宰一郎 大下
豊彦 毛利
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、車両の操舵系にモータ駆動による補助操舵
力(パワーアシスト)を与える電動式パワーステアリン
グ装置のモータ制御装置に関するものである。
The present invention relates to a motor control device of an electric power steering device that applies an auxiliary steering force (power assist) by driving a motor to a steering system of a vehicle.

【従来の技術】[Prior art]

上述のような電動式パワーステアリング装置のモータ
制御装置としては、操舵系の捩りトルクを検出する捩り
トルクセンサの他に車速を検出する車速センサと舵角を
検出する舵角センサとを設け、捩りトルクセンサの出力
に基づく指令信号を、上記車速センサの出力に基づき車
速の増大に伴って減少するよう補正すると共に、上記舵
角センサの出力から舵角の増大に伴って増大する戻し信
号を加算して、電動モータの回転方向,回転トルクを制
御するようにしたものが本件出願人により既に提案され
ている(特開昭61−98675号公報参照)。
As a motor control device of the electric power steering device as described above, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed and a steering angle sensor for detecting a steering angle are provided in addition to a torsion torque sensor for detecting a torsional torque of a steering system. A command signal based on the output of the torque sensor is corrected so as to decrease as the vehicle speed increases based on the output of the vehicle speed sensor, and a return signal that increases from the output of the steering angle sensor as the steering angle increases increases. An apparatus for controlling the rotation direction and rotation torque of an electric motor has already been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-98675).

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

ところで上述のような従来の電動式パワーステアリン
グ装置のモータ制御装置では、直進走行時にパワーアシ
ストは不要であるとの認識から、舵角または捩りトルク
の小さい範囲をパワーアシストの不感帯としている。こ
のため、きわめて緩いカーブを走行する場合のように微
小舵角で保舵する時にはパワーアシストが全く得られ
ず、パワーアシストの機能を充分に発揮できないという
問題があった。 本発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、微小舵角の保舵の際にも適切なパワーアシ
ストが得られるようにした電動式パワーステアリング装
置のモータ制御装置を提供することを目的とする。
By the way, in the motor control device of the conventional electric power steering device as described above, the range where the steering angle or the torsional torque is small is set as the dead zone of the power assist, since it is recognized that the power assist is unnecessary when the vehicle is traveling straight. For this reason, there is a problem that no power assist can be obtained when the steering is maintained at a small steering angle, such as when traveling on an extremely gentle curve, and the function of the power assist cannot be sufficiently exhibited. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a motor control device for an electric power steering device that can obtain appropriate power assist even when steering at a small steering angle. The purpose is to provide.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving the problems]

この目的のため、本発明は、操舵系の捩りトルクを検
出する捩りトルクセンサの出力信号に基づくアシスト信
号に応じて駆動制御部により電動モータの回転方向,回
転トルクを制御する電動式パワーステアリング装置にお
いて、 上記捩りトルクセンサの出力に基づき所定の微小捩り
トルク内では出力せず、所定値を越えると絶対値が増大
し一定値となる捩りトルク対応アシスト付加信号を出力
する捩りトルク対応付加トルク値指示部と、 舵角を検出する舵角センサの出力に基づき微小舵角内
では所定の一定値を保ち、この微小舵角を越えると漸減
する舵角対応アシスト付加信号を出力する舵角対応付加
トルク値指示部と、 上記捩りトルク対応アシスト付加信号と上記舵角対応
アシスト付加信号とを比較し、絶対値の小さい方の信号
をアシスト付加信号として出力する比較部とからなる保
舵指令部と、 上記アシスト信号と上記アシスト付加信号を加算して
上記電動モータの指令信号を求める加算部とを設けたこ
とを特徴とする。
For this purpose, the present invention relates to an electric power steering device in which the drive control unit controls the rotation direction and the rotation torque of the electric motor in accordance with an assist signal based on an output signal of a torsional torque sensor for detecting a torsional torque of a steering system. The torsional torque corresponding additional torque value which does not output within a predetermined small torsional torque based on the output of the torsional torque sensor, but outputs a torsional torque corresponding assist additional signal which becomes a constant value when the value exceeds a predetermined value. An instructing unit, based on the output of a steering angle sensor that detects the steering angle, maintains a predetermined constant value within a small steering angle, and outputs a steering angle corresponding assistance addition signal that gradually decreases when exceeding the small steering angle. The torque value indicating unit compares the torsional torque assist assist signal with the steering angle assist assist signal, and outputs the smaller absolute value of the assist signal. A steering holding command unit comprising a comparing unit for outputting as an additional signal, by adding the assist signal and the assist additional signal, characterized by comprising an addition unit for obtaining an instruction signal of the electric motor.

【作用】[Action]

このような手段では、微小舵角の保舵走行により保舵
指令部からは、捩りトルクに応じて絶対値が所定値まで
漸増する特性のアシスト付加信号が出力し、このアシス
ト付加信号により保舵操作力のアシストが連続的になめ
からに行われる。 舵角が上記微小舵角を越えるとアシスト付加信号の絶
対値は漸減するので、ハンドルの軽すぎはなく、転舵の
際に適度な手応えが得られる。
In such a means, an assist addition signal having a characteristic in which the absolute value gradually increases to a predetermined value in accordance with the torsional torque is output from the steering holding command unit by the steering operation with a small steering angle, and the steering is maintained by the assist addition signal. The assist of the operating force is continuously performed from the lick. When the steering angle exceeds the small steering angle, the absolute value of the assist addition signal gradually decreases, so that the steering wheel is not too light, and an appropriate response can be obtained during steering.

【実 施 例】【Example】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説
明する。 第1図において符号1はパワーアシスト用の電動モー
タであり、図示省略した操舵系のラック・ピニオン機構
のピニオン軸に減速機,ジョイントなどを介して連結さ
れ、上記操舵系にアシスト力を付与できるようになって
いる。このような電動モータ1は、正負判別部21,絶対
値変換部22,デューティ制御部23,電機子電流検出部24,
電動モータ駆動部25などを備える駆動制御部2により、
後述の指令信号に基づいて回転方向,回転トルクが制御
される。すなわち、指令信号は正負判別部21と絶対値変
換部22とに入力され、正負判別部21の判別信号が電動モ
ータ駆動部25に入力されることでモータ電流の方向が指
令信号に応じて切換え制御されると共に、絶対値変換部
22の出力信号がデューティ制御部23に入力してデューテ
ィ比が定められ、これが電動モータ駆動部25に入力する
ことで指令信号の大きさに応じた回転トルクが設定され
るようになっている。なお、上記電動モータ1の回転ト
ルクは、電機子電流検出部24が電動モータ1の電機子電
流を検出し、その検出値をデューティ制御部23にフィー
ドバックすることで一定の指示値に収束するように制御
される。 ここで、前記駆動部制御2へ指令信号を出力するもの
として、本実施例では、アシスト指令部3,戻し指令部4,
位相補償指令部5,舵角位相補償指令部6,保舵指令部7が
設けられている。 アシスト指令部3は、基本的には操舵系の捩りトルク
の大きさおよび方向に応じたアシスト信号を発生するも
ので、ステアリング系(操舵系)のピニオンに設置され
てその捩りトルクの方向および大きさを検出する捩りト
ルクセンサ31と、この捩りトルクセンサ31の出力電圧信
号(第2図参照)に基づいて、基本的には第3図のグラ
フの実線で示すような特性のアシスト信号、すなわち、
捩りトルクの大きさが所定値以下では出力せず、所定値
を越えると捩りトルクの方向に応じた極性で捩りトルク
の値に応じて増減するアシスト信号を出力するアシスト
トルク値指令関数部32とを備える。 また、アシスト指令部3には、車両の速度を検出する
車速センサ33が設けられると共に、この車速センサ33の
出力電圧信号に基いて、第4図のグラフに示すように車
速の増大に伴い減少する特性の加算定数信号Svを発生す
る加算定数関数部34、およびこの加算定数信号Svと前記
捩りトルクセンサ31の出力信号とを入力してアシストト
ルク値指示関数部32へ出力する加算演算部35が設けられ
る。そして、この加算演算部35が捩りトルクセンサ31の
出力信号の極性に合わせてこれに加算定数信号Svを加減
算処理することで、第3図のグラフに示す特性は車速を
パラメータとしてX軸方向に平行移動されるようになっ
ている。すなわち右切りの場合の特性を例示すれば、第
5図に示すようにアシストトルク値指示関数部32の出力
は、同一捩りトルクにおいて車速の増大に伴い絶対値が
減少し、同一車速では捩りトルクの絶対値の増加に伴い
出力の絶対値が増大する。そしてこのような出力特性
を、車速に応じて第5図の破線に示すように補正すべ
く、乗算定数関数部36,乗算演算部37が設けられてい
る。この乗算定数関数36は、車速センサ33の出力電圧信
号に基いて第6図に示す特性の乗算定数信号、すなわ
ち、車速が0では乗算定数が1であり、車速の増大に伴
って次第に定数が0に近づいて減少する特性の乗算定数
信号を発生するものである。また、乗算演算部37は、前
記アシストトルク値指示関数部32の出力に上記乗算定数
を乗算処理するものであり、この乗算演算部37からのア
シスト信号itは、車速に応じて、第5図の破線に示すよ
うになる。 次に、戻し指令部4は、操舵系の転舵角に応じて舵角
を中立(直進)位置に戻す方向の戻し信号を発生するも
のであり、操舵系のたとえば、ラック・ピニオン機構に
おけるラックの移動量に基いて転舵角を検出する舵角セ
ンサ41,およびこの舵角センサ41の出力電圧信号に基い
て第7図のグラフに示す特性の戻し信号iθを出力する
戻しトルク値指示関数部42を備えている。 位相補償指令部5は、前記捩りトルクセンサ31の出力
信号を入力し、その微分値に比例する信号を発する位相
補償部51,およびこの位相補償部51の出力信号に基いて
例えば第8図のグラフに示すような特性のアシスト補助
信号iaを出力する位相補償指示関数部52を備え、本実施
例では位相補償部51の出力信号が、さらに捩りトルクセ
ンサ31の出力信号に加えられて加算演算部35に入力さ
れ、アシストトルク値指示関数部32への入力信号に影響
を与える。 さらに舵角位相補償指令部6は、転舵操作の速度に応
じて舵の進む方向と逆方向の減衰信号を発生するもので
あり、前記舵角センサ41の出力信号を入力し、その微分
値に比例する信号を発する舵角位相補償部61と、この舵
角位相補償部61の出力信号に基いて、例えば第9図のグ
ラフに示す特性の減衰信号iを出力する舵角位相補償
指示関数部62とを備えてなる。 ここで保舵指令部7は、直進走行付近の微小転舵角で
の保舵状態でこれをアシストするためのアシスト付加信
号を発生するものであり、前記舵角センサ41の出力電圧
信号が入力される舵角対応付加トルク値指示部71と、前
記捩りトルクセンサ31の出力電圧信号が入力される捩り
トルク対応付加トルク値指示部72と、これらの指示部7
1,72から信号入力する比較部73とを備えると共に、前記
車速センサ33の出力電圧信号が入力される車速補正係数
指示部74と、この車速補正係数指示部74および上記比較
部73から信号入力する車速補正演算部75とを備えてな
る。 舵角対応付加トルク指示部71は、絶対値が第10図
(a)のグラフに示すように舵角が10度程度までの微小
舵角内では所定の一定値を保ち、この微小舵角を越える
と漸減して舵角が60度程度で出力ゼロとなる特性の舵角
に対応したアシスト付加信号を出力する。また捩りトル
ク対応付加トルク値指示部72は、第10図(b)に示すよ
うな特性,すなわち捩りトルクが微小転舵角での保舵状
態に対応するような所定値に至るまでは出力せず、所定
値を越えると絶対値が比較的急激に漸増して一定値とな
る特性の捩りトルクに対応したアシスト付加信号を出力
する。そして比較部73では、これらの舵角に対応したア
シスト付加信号と捩りトルクに対応したアシスト付加信
号とを比較して、そのうちの絶対値が小さい方の信号を
アシスト付加信号ihとして出力するようになっている。 一方、車速補正係数指示部74は、第11図に示すように
車速がゼロから60km/h程度までは1,それ以上車速が増加
すると漸減して0に近づく特性の車速補正係数を出力す
るものである。また車速補正演算部75は、前記比較部73
の出力に上記車速補正係数を乗算処理するものであり、
この車速補正演算部75からのアシスト付加信号ihは、高
速時に車速の増大に応じて出力を減少する。 また本実施例においては、前記戻し指令部4からの戻
し信号iθおよび舵角位相補償指令部6からの減衰信号
iの出力を規制する車速判別部8が設けられる。この
車速判別部8は、上記戻し信号iθと減衰信号iとの
加算信号を入力し、前記車速センサ33の出力信号に基づ
いて車速が例えば5km/h以上では上記加算信号をそのま
ま出力するが、車速が5km/h以下では加算信号の出力を
規制するようになっている。 そして、上記車速判別部8の規制をうけた状態で、ア
シスト指令部3からのアシスト信号itと、戻し指令部4
からの戻し信号iθと、位相補償指令部5からのアシス
ト補助信号iaと、舵角位相補償指令部6からの減衰信号
iと、保舵指令部7からのアシスト付加信号ihとの加
算信号が指令信号として駆動制御部2へ出力されるよう
構成してある。なおアシスト信号itとアシスト付加信号
ihとの加算信号it′は、アシスト信号itと同じ符号(正
負)で大きさは|it|+ihとする。 以上のような構成では、転舵操作に伴い操舵系に捩り
トルクが発生すると、捩りトルクセンサ31がこれを検出
して出力信号を発生するが、この時、車速センサ33およ
び舵角センサ41からの各情報によって、上記出力信号に
基づくアシスト信号itに補正を加える。そしてこのアシ
スト信号itの正負判別および絶対値に応じたデューティ
比制御を通じて、電動モータ1の回転方向,回転トルク
が制御される。ここで捩りトルクとアシスト信号itとの
関係をみると、基本的には、第3図のグラフに示すとお
りである。例えば右切りの際の捩りトルクに対しては正
のアシスト信号が捩りトルクの増加に伴い増大するよう
に出力する。従って、電動モータ1は、右切りを補助す
る回転方向に捩りトルクの大きさに応じた出力トルクで
回転駆動され、右切りの際の操舵力が軽減される。な
お、左切りの際には負のアシスト信号に基いて電動モー
タ1が左切りを補助する回転方向に制御されることで、
右切りの場合と同様に作用する。 ここで捩りトルクとアシスト信号との関数特性は、本
実施例では車速センサ33の出力信号に基づいて変化す
る。例えば、右切りの捩りトルクに対するアシスト信号
の特性グラフを示す第5図において、車速0の状態をM0
で示すと、車速がV1,V2と増加するにつれ、加算定数関
数部34からの加算定数信号Svの加算処理に基づいて特性
グラフはM1,M2と第5図のX軸方向へ平行移動して変化
する。そして乗算定数信号の乗算処理により特性グラフ
M1はm1に、M2はm2に傾きを小さくするように変化する。
従って、捩りトルクの大きさが同一の場合、アシスト信
号の大きさは車速の増大に伴って減少する。このこと
は、同一捩りトルクに対する電動モータ1の出力トルク
が車速の増加に従って減少することを意味し、車両の低
速走行時には、充分なパワーアシストが得られるもので
ありながら、高速走行時には、操舵力過剰となることが
なく、従って、転舵時にハンドルが軽すぎて不安感を持
つということがなくなる。 一方、転舵操作に伴い、舵角センサ41が転舵角を検出
し、これに基づいて第7図に示す特性、すなわち、舵角
0の中立位置の近傍では出力せず、この範囲を越えて左
右の転舵角±θの範囲では比例的に増大し、±θ
越えると一定値となり、右転舵領域では負の値(左切り
方向)、左転舵領域では正の値(右切り方向)となる戻
し信号iθを出力する。 また、車両が半径の小さなカーブを急ハンドルで走行
するなど、転舵速度が速いとき、転舵角θが急激に変化
することから、そのことが舵角位相補償部61で検出さ
れ、その検出信号に基いて減衰信号iが舵角位相補償
指示関数部62から出力される。これは、第9図に示す特
性となる。 ここで車速5km/h以上では、車速判別部8の作用によ
り上記戻し信号iθ,減衰信号iは、アシスト信号it
を減少するように加えられる。そのため急転舵の際にハ
ンドルが軽すぎて不安感を持つということがなくなる。
また、例えば、右転舵角θで保舵している場合には、
前述した捩りトルクセンサ31の出力信号に基く正のアシ
スト信号itと、舵角センサ41の出力信号に基づく負の戻
し信号iθとの加算信号により電動モータ1の制御が
行なわれる。ここでアシスト信号itのグラフを第3図の
実線で示すとすれば、上記加算信号は破線で示すように
なる。従って、受転舵角θの保舵状態を解除すると、
捩りトルクTが激減することで加算信号は第3図の破線
に沿って直ちに負の値(左切り方向)になる。これによ
り電動モータ1に左切り方向のトルクが発生して減速機
などの摩擦力や、モータの慣性モーメントなどを相殺す
ることになり、このため車両の走行時(5km/h以上)に
はキャスタ効果などにより操舵系は直進状態へスムーズ
に復元し得るなどハンドル戻り動作が良好となる。そし
て、転舵角θの減少に伴い戻し信号iθの大きさは次第
に0に近づくべく減少し、転舵角が中立位置に戻ると、
電動モータのトルクは消失する。 一方、急旋回(高G旋回)からのハンドル戻り時に
は、モータ慣性のためハンドルが中立を越える場合もあ
る。しかし、舵角位相補償指令部6から減衰信号iが
出力すると、この減衰信号はハンドルの回転方向と逆の
出力トルクを指令するためハンドルが戻り過ぎることも
なく、高速走行時などにおけるハンドル手放し状態から
の収束性も向上する。 次に、車両の停止状態などにおける転舵操作、すなわ
ち据切り操舵について説明すると、この場合、接地抵抗
が大きいことから転舵操作に伴い捩りトルクが急増し、
捩りトルクセンサ31の出力電圧もそれに比例して急増す
る。すると、この捩りトルクの急増傾向が位相補償指令
部5の位相補償部51で検出され、捩りトルクの増加度に
応じた出力信号が捩りトルクセンサ31の出力信号に加算
されるようになる。従って、捩りトルクTが小さく、こ
れに伴うアシスト信号itが未だ発生しない段階において
も、捩りトルクの変化度合が大きければアシスト信号it
が直ちに出力されるようになり、据切り操舵に際しては
電動モータ1は応答遅れなく直ちに起動するようにな
り、自励振動の発生が防止される。 そして据切り操舵時には、車速が5km/h以下であっ
て、戻し指令部4の戻し信号iθおよび舵角位相補償指
令部6からの減衰信号iが車速判別部8により規制さ
れることから、エネルギの労費がなく軽快な操舵が実現
される。 また、前記位相補償部51から出力信号が発せられる
と、位相補償指示関数部52からは第8図に示す特性のア
シスト補助信号iaが出力される。すなわち捩りトルクの
変化度合が所定値内では比例的に増減し、所定値を越え
ると一定値となるアシスト補助信号iaが捩りトルクの変
化の方向に応じて直ちに出力されるのである。従って左
右転舵を繰返す場合などにおいては、アシスト補助信号
iaが直ちに出力して電動モータ1の起動,停止時の慣性
力を吸収するようになっている。 さてここで、車両が極めて緩いカーブを連続走行する
ような微小舵角での保舵時について説明する。このとき
舵角センサ41,捩りトルクセンサ31が共に出力している
ことから、舵角対応付加トルク値指示部71および捩りト
ルク対応付加トルク値指示部72は、それぞれアシスト付
加信号を出力しており、それうち絶対値の小さい方の信
号値がアシスト付加信号ihとして比較部73から出力す
る。この場合、車速が例えば60km/h以下であれば、車速
補正係数は1で車速補正演算部75は上記アシスト付加信
号ihをそのまま出力し、これが指令信号となって保舵操
作力のアシストが行われる。また車速が60km/hを越えて
高速となるとそれに応じて車速補正係数が小さくなり、
車速補正演算部75を通過するアシスト付加信号ihは漸減
するから、高速走行時に保舵操作力が過剰とならず、保
舵操作に安定性が得られる。 前述の微小舵角での走行時において、捩りトルクが所
定値以下の場合はアシスト付加信号ihは出力せず、捩り
トルクが所定値を越えるとアシスト付加信号ihは漸次増
大するので、保舵操作力のアシストはショックを伴わず
に滑らかに行われる。 また、微小舵角の保舵状態からさらに転舵して舵角が
大きくなると、アシスト付加信号ihの絶対値は漸減する
ので、ハンドルの軽すぎはなく、転舵の際に適度な手応
えが得られる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electric motor for power assist, which is connected to a pinion shaft of a rack and pinion mechanism of a steering system (not shown) via a reduction gear, a joint, or the like, and can apply an assist force to the steering system. It has become. Such an electric motor 1 includes a positive / negative discriminating unit 21, an absolute value converting unit 22, a duty control unit 23, an armature current detecting unit 24,
By the drive control unit 2 including the electric motor drive unit 25 and the like,
The rotation direction and the rotation torque are controlled based on a command signal described later. That is, the command signal is input to the positive / negative determination unit 21 and the absolute value conversion unit 22, and the determination signal of the positive / negative determination unit 21 is input to the electric motor driving unit 25, whereby the direction of the motor current is switched according to the command signal. Controlled and absolute value converter
The output signal of 22 is input to the duty control unit 23 and the duty ratio is determined. When the duty ratio is input to the electric motor drive unit 25, the rotation torque according to the magnitude of the command signal is set. The rotational torque of the electric motor 1 is converged to a fixed instruction value by the armature current detection unit 24 detecting the armature current of the electric motor 1 and feeding back the detected value to the duty control unit 23. Is controlled. Here, assuming that a command signal is output to the drive unit control 2, in the present embodiment, the assist command unit 3, the return command unit 4,
A phase compensation command section 5, a steering angle phase compensation command section 6, and a steering hold command section 7 are provided. The assist command unit 3 basically generates an assist signal according to the magnitude and direction of the torsional torque of the steering system. The assist command unit 3 is installed on a pinion of the steering system (steering system) to provide the direction and magnitude of the torsional torque. A torsion torque sensor 31 for detecting the force and an output voltage signal (see FIG. 2) of the torsion torque sensor 31, based on which an assist signal having a characteristic shown by a solid line in the graph of FIG. ,
When the magnitude of the torsional torque is less than a predetermined value, it is not output, and when it exceeds the predetermined value, the assist torque value command function unit 32 outputs an assist signal that increases or decreases according to the value of the torsional torque with a polarity corresponding to the direction of the torsional torque. Is provided. The assist command unit 3 is provided with a vehicle speed sensor 33 for detecting the speed of the vehicle, and based on the output voltage signal of the vehicle speed sensor 33, decreases as the vehicle speed increases as shown in the graph of FIG. An addition constant function unit 34 for generating an addition constant signal Sv having a characteristic to be changed, and an addition operation unit 35 for inputting the addition constant signal Sv and the output signal of the torsion torque sensor 31 and outputting the signal to the assist torque value indicating function unit 32. Is provided. The addition operation unit 35 adds and subtracts an addition constant signal Sv to the output signal of the torsion torque sensor 31 in accordance with the polarity of the output signal, whereby the characteristics shown in the graph of FIG. It is designed to be translated. That is, as an example of the characteristic in the case of right turning, as shown in FIG. 5, the output of the assist torque value indicating function unit 32 decreases in absolute value with increasing vehicle speed at the same torsional torque, and at the same vehicle speed, the torsional torque decreases. The absolute value of the output increases with an increase in the absolute value of. A multiplication constant function unit 36 and a multiplication operation unit 37 are provided to correct such output characteristics according to the vehicle speed as shown by the broken line in FIG. The multiplication constant function 36 is a multiplication constant signal having characteristics shown in FIG. 6 based on the output voltage signal of the vehicle speed sensor 33, that is, the multiplication constant is 1 when the vehicle speed is 0, and the constant gradually increases as the vehicle speed increases. This is to generate a multiplication constant signal having a characteristic of decreasing toward zero. The multiplication operation section 37 multiplies the output of the assist torque value indicating function section 32 by the multiplication constant. The assist signal it from the multiplication operation section 37 is provided in accordance with the vehicle speed in FIG. As shown by the broken line. Next, the return command section 4 generates a return signal for returning the steering angle to the neutral (straight) position in accordance with the steering angle of the steering system, and for example, a rack in a rack and pinion mechanism of the steering system. A steering angle sensor 41 for detecting a turning angle based on the amount of movement of the steering wheel, and a return torque value indicating function for outputting a return signal iθ having characteristics shown in the graph of FIG. 7 based on an output voltage signal of the steering angle sensor 41 A part 42 is provided. The phase compensation command section 5 receives the output signal of the torsional torque sensor 31, receives a signal proportional to the differential value of the output signal, and outputs a signal proportional to the differential value. A phase compensation instruction function unit 52 that outputs an assist assist signal ia having characteristics as shown in the graph is provided. In the present embodiment, the output signal of the phase compensation unit 51 is further added to the output signal of the torsional torque sensor 31 to perform an addition operation. It is input to the section 35 and affects the input signal to the assist torque value indicating function section 32. Further, the steering angle phase compensation command section 6 generates an attenuation signal in the direction opposite to the steering direction according to the speed of the steering operation, receives the output signal of the steering angle sensor 41, and obtains a differential value thereof. A steering angle phase compensating unit 61 that generates a signal proportional to the steering angle phase compensating unit 61, and a steering angle phase compensating instruction function that outputs an attenuation signal i having a characteristic shown in a graph of FIG. And a part 62. The steering command unit 7 generates an assist additional signal for assisting the steering in a small steering angle in the vicinity of the straight running in the steering state, and receives the output voltage signal of the steering angle sensor 41 as an input. A torsion-corresponding additional torque value instructing unit 71 to which the output voltage signal of the torsion torque sensor 31 is inputted,
A comparison unit 73 for inputting signals from the first and second 72 and a vehicle speed correction coefficient instruction unit 74 to which the output voltage signal of the vehicle speed sensor 33 is input, and a signal input from the vehicle speed correction coefficient instruction unit 74 and the comparison unit 73 And a vehicle speed correction calculation unit 75 that performs the operation. As shown in the graph of FIG. 10 (a), the steering angle corresponding additional torque instructing unit 71 maintains a predetermined constant value within a small steering angle up to a steering angle of about 10 degrees, and When it exceeds, the assist addition signal corresponding to the steering angle having the characteristic that the output gradually decreases and the output becomes zero when the steering angle is about 60 degrees is output. Further, the torsional torque-corresponding additional torque value indicating section 72 outputs the characteristic as shown in FIG. 10 (b), that is, until the torsional torque reaches a predetermined value corresponding to the steering holding state at a small turning angle. Instead, when the absolute value exceeds a predetermined value, the assist addition signal corresponding to the torsional torque having a characteristic in which the absolute value gradually increases and becomes a constant value is output. Then, the comparing unit 73 compares the assist additional signal corresponding to the steering angle and the assist additional signal corresponding to the torsional torque, and outputs a signal having a smaller absolute value as the assist additional signal ih. Has become. On the other hand, as shown in FIG. 11, the vehicle speed correction coefficient instructing section 74 outputs a vehicle speed correction coefficient having a characteristic that the vehicle speed increases from zero to about 60 km / h, and gradually decreases when the vehicle speed increases more than 0 and approaches zero. It is. Further, the vehicle speed correction calculation unit 75 includes the comparison unit 73
Is multiplied by the vehicle speed correction coefficient.
The output of the assist addition signal ih from the vehicle speed correction calculation unit 75 decreases as the vehicle speed increases at high speed. Further, in this embodiment, a vehicle speed discriminating unit 8 is provided which regulates the output of the return signal iθ from the return command unit 4 and the attenuation signal i from the steering angle phase compensation command unit 6. The vehicle speed discriminating unit 8 inputs an addition signal of the return signal iθ and the attenuation signal i, and outputs the addition signal as it is when the vehicle speed is, for example, 5 km / h or more based on the output signal of the vehicle speed sensor 33, When the vehicle speed is 5km / h or less, the output of the addition signal is regulated. Then, under the control of the vehicle speed discrimination section 8, the assist signal it from the assist command section 3 and the return command section 4
, The assist assist signal ia from the phase compensation command unit 5, the attenuation signal i from the steering angle phase compensation command unit 6, and the assist addition signal ih from the steering command unit 7. It is configured to be output to the drive control unit 2 as a command signal. Note that the assist signal it and the assist additional signal
An addition signal it 'with ih has the same sign (positive or negative) as the assist signal it and has a magnitude of | it | + ih. In the above configuration, when a torsional torque is generated in the steering system in accordance with the turning operation, the torsional torque sensor 31 detects this and generates an output signal. At this time, the vehicle speed sensor 33 and the steering angle sensor 41 output the output signal. Based on the above information, the assist signal it based on the output signal is corrected. Then, the rotation direction and the rotation torque of the electric motor 1 are controlled through the positive / negative determination of the assist signal it and the duty ratio control according to the absolute value. Here, the relationship between the torsional torque and the assist signal it is basically as shown in the graph of FIG. For example, with respect to the torsion torque at the time of turning right, a positive assist signal is output so as to increase as the torsion torque increases. Therefore, the electric motor 1 is rotationally driven in the rotation direction assisting the right turn with the output torque corresponding to the magnitude of the torsional torque, and the steering force at the time of the right turn is reduced. In the case of a left turn, the electric motor 1 is controlled in a rotation direction assisting the left turn based on a negative assist signal,
It works in the same way as right turn. Here, the function characteristic of the torsional torque and the assist signal changes in this embodiment based on the output signal of the vehicle speed sensor 33. For example, in FIG. 5 showing a characteristic graph of an assist signal with respect to a right-turn torsional torque, the state of the vehicle speed 0 is represented by M 0.
As the vehicle speed increases to V 1 and V 2 , the characteristic graph is changed to M 1 and M 2 and the X-axis direction in FIG. 5 based on the addition processing of the addition constant signal Sv from the addition constant function unit 34. Translate and change. The characteristic graph is obtained by multiplying the multiplication constant signal.
M 1 to m 1, M 2 changes so as to reduce the inclination to m 2.
Therefore, when the magnitude of the torsional torque is the same, the magnitude of the assist signal decreases as the vehicle speed increases. This means that the output torque of the electric motor 1 with respect to the same torsional torque decreases as the vehicle speed increases. When the vehicle is running at low speed, sufficient power assist is obtained. There is no excess, and therefore, there is no fear that the steering wheel is too light when turning to feel uneasy. On the other hand, in accordance with the steering operation, the steering angle sensor 41 detects the steering angle, and based on this, the characteristic shown in FIG. 7 is obtained. In the range of right and left steering angles ± θ 0 , the value increases proportionally, and when it exceeds ± θ 0 , the value becomes a constant value. In the right steering region, a negative value (left turning direction), and in the left steering region, a positive value. (Return right direction) is output. Also, when the steering speed is fast, such as when the vehicle is running on a curve with a small radius with a sharp steering wheel, the steering angle θ changes rapidly, and this is detected by the steering angle phase compensator 61. An attenuation signal i is output from the steering angle phase compensation indicating function unit 62 based on the signal. This is the characteristic shown in FIG. Here, when the vehicle speed is 5 km / h or more, the return signal iθ and the attenuation signal i are converted to the assist signal it by the operation of the vehicle speed determination unit 8.
Is added to reduce Therefore, the driver does not feel uneasy because the steering wheel is too light at the time of sudden turning.
Further, for example, if you are holding steering in right steering angle theta 1 is
A positive assist signal it based on the output signal of the twisting torque sensor 31 described above, control of the electric motor 1 is performed by the addition signal of a negative return signal I [theta] 1 based on the output signal of the steering angle sensor 41. Here, if the graph of the assist signal it is shown by a solid line in FIG. 3, the above-mentioned added signal becomes as shown by a broken line. Therefore, when the steered state of the steered angle θ 1 is released,
When the torsional torque T sharply decreases, the addition signal immediately becomes a negative value (leftward turning direction) along the broken line in FIG. As a result, a left-turning torque is generated in the electric motor 1 to offset the frictional force of the speed reducer and the like, and the moment of inertia of the motor, so that when the vehicle is running (5 km / h or more), Due to the effects and the like, the steering system can be smoothly restored to the straight traveling state, and the steering wheel returning operation is improved. Then, as the steering angle θ decreases, the magnitude of the return signal iθ gradually decreases to approach 0, and when the steering angle returns to the neutral position,
The torque of the electric motor disappears. On the other hand, when the steering wheel returns from a sharp turn (high G turn), the handle may exceed neutral due to motor inertia. However, when the damping signal i is output from the steering angle phase compensation command unit 6, the damping signal instructs an output torque opposite to the rotation direction of the steering wheel. The convergence from is also improved. Next, a description will be given of the steering operation in the stopped state of the vehicle, that is, the stationary steering. In this case, since the ground resistance is large, the torsional torque sharply increases with the steering operation,
The output voltage of the torsional torque sensor 31 also increases rapidly in proportion thereto. Then, the sudden increase tendency of the torsional torque is detected by the phase compensating unit 51 of the phase compensation command unit 5, and an output signal corresponding to the degree of increase of the torsional torque is added to the output signal of the torsional torque sensor 31. Therefore, even when the torsional torque T is small and the accompanying assist signal it is not yet generated, if the degree of change in the torsional torque is large, the assist signal it
Is output immediately, and the electric motor 1 is started immediately without delay in response to the steering in a stationary state, thereby preventing the occurrence of self-excited vibration. At the time of stationary steering, the vehicle speed is 5 km / h or less, and the return signal iθ of the return command unit 4 and the attenuation signal i from the steering angle phase compensation command unit 6 are regulated by the vehicle speed determination unit 8, so that the energy Light steering is realized without labor costs. When the phase compensator 51 outputs an output signal, the phase compensation instruction function 52 outputs an assist assist signal ia having the characteristics shown in FIG. That is, when the degree of change in the torsional torque increases or decreases within a predetermined value, and when the degree of the change exceeds the predetermined value, the assist assist signal ia having a constant value is immediately output in accordance with the direction of the change in the torsional torque. Therefore, in the case of repeated left and right steering, the assist assist signal
ia is output immediately to absorb the inertial force when the electric motor 1 starts and stops. Now, a description will be given of a case where the vehicle is maintained at a small steering angle such that the vehicle continuously travels on an extremely gentle curve. At this time, since both the steering angle sensor 41 and the torsion torque sensor 31 output, the steering angle corresponding additional torque value indicating unit 71 and the torsional torque corresponding additional torque value indicating unit 72 each output an assist additional signal. The signal value of the smaller absolute value is output from the comparing unit 73 as the assist additional signal ih. In this case, if the vehicle speed is, for example, 60 km / h or less, the vehicle speed correction coefficient is 1, and the vehicle speed correction calculation unit 75 outputs the assist addition signal ih as it is, and this becomes a command signal to assist the steering operation force. Will be Also, when the vehicle speed exceeds 60 km / h and becomes higher, the vehicle speed correction coefficient decreases accordingly,
Since the assist addition signal ih passing through the vehicle speed correction calculation unit 75 gradually decreases, the steering operation force does not become excessive during high-speed running, and the stability of the steering operation is obtained. At the time of traveling at the small steering angle described above, the assist additional signal ih is not output when the torsional torque is equal to or less than a predetermined value, and the assist additional signal ih gradually increases when the torsional torque exceeds the predetermined value. Power assist is performed smoothly without shock. Also, when the steering angle is increased by turning further from the small steering angle holding state, the absolute value of the assist addition signal ih gradually decreases, so the steering wheel is not too light, and an appropriate response when turning is obtained. Can be

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明したとおり本発明によれば、微小舵角の保舵
走行時には、保舵指令部からアシスト付加信号が出力
し、このアシスト付加信号により保舵操作力のアシスト
が行われるので、きわめて緩いカーブの連続走行の際に
も軽い保舵力で運転ができる。 上記アシスト付加信号は、微小舵角においてはその絶
対値が所定値まで漸増するので、保舵操作力のアシスト
は連続的で滑らかになる。 また、舵角が上記微小舵角を越えると、アシスト付加
信号の絶対値は漸減するので、転舵の際にはハンドルの
軽すぎはなく、適度の手応えが得られる。
As described above, according to the present invention, at the time of steering with a small steering angle, an assist addition signal is output from the steering instruction unit, and the assist operation of the steering operation force is performed by the assist addition signal. It can be driven with a light steering force even during continuous running. Since the absolute value of the assist addition signal gradually increases to a predetermined value at a small steering angle, the assist of the steering operation force is continuous and smooth. When the steering angle exceeds the small steering angle, the absolute value of the assist addition signal gradually decreases. Therefore, when steering, the steering wheel is not too light and an appropriate response can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図は捩りトルクセンサの出力信号の特性グラフ、第3図
はアシスト信号の基本特性グラフ、第4図は加算定数信
号の特性グラフ、第5図はアシスト信号の特性変化を示
すグラフ、第6図は乗算定数信号の特性グラフ、第7図
は戻し信号の特性グラフ、第8図はアシスト補助信号の
特性グラフ、第9図は減衰信号の特性グラフ、第10図
(a)(b)はそれぞれ舵角および捩りトルクに対応し
たアシスト付加信号の特性グラフ、第11図は車速補正係
数の特性グラフである。 1……電動モータ 2……駆動制御部 21……正負判別部、22……絶対値変換部 23……デューティ制御部、24……電機子電流検出部 25……電動モータ駆動部 3……アシスト指令部 31……捩りトルクセンサ、32……アシストトルク値指示
関数部、33……車速センサ、34……加算定数関数部、35
……加算演算部、36……乗算定数関数部、37……乗算演
算部 4……戻し指令部 41……舵角センサ、42……戻しトルク値指示関数部 5……位相補償指令部 51……位相補償部、52……位相補償指示関数部 6……舵角位相補償指令部 61……舵角位相補償部、62……舵角位相補償指示関数部 7……保舵指令部 71……舵角対応付加トルク値指示部、72……捩りトルク
対応付加トルク値指示部、73……比較部、74……車速補
正係数指示部、75……車速補正演算部 8……車速判別部
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
Fig. 3 is a characteristic graph of the output signal of the torsion torque sensor, Fig. 3 is a basic characteristic graph of the assist signal, Fig. 4 is a characteristic graph of the addition constant signal, Fig. 5 is a graph showing a characteristic change of the assist signal, Fig. 6. 7 is a characteristic graph of a multiplication constant signal, FIG. 7 is a characteristic graph of a return signal, FIG. 8 is a characteristic graph of an assist auxiliary signal, FIG. 9 is a characteristic graph of an attenuated signal, and FIGS. FIG. 11 is a characteristic graph of the assist addition signal corresponding to the steering angle and the torsional torque, and FIG. 11 is a characteristic graph of the vehicle speed correction coefficient. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor 2 ... Drive control part 21 ... Positive / negative discriminating part, 22 ... Absolute value conversion part 23 ... Duty control part, 24 ... Armature current detection part 25 ... Electric motor drive part 3 ... Assist command section 31 Torsional torque sensor 32 Assist torque value indicating function section 33 Vehicle speed sensor 34 Addition constant function section 35
... Addition calculation section, 36 Multiplication constant function section, 37 Multiplication calculation section 4 Return command section 41 Steering angle sensor 42 Return torque value indicating function section 5 Phase compensation command section 51 ... Phase compensation section, 52... Phase compensation instruction function section 6... Steering angle phase compensation command section 61... Steering angle phase compensation section 62,... Steering angle phase compensation instruction function section 7. ·········································································································································································································· Department

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】操舵系の捩りトルクを検出する捩りトルク
センサの出力信号に基づくアシスト信号に応じて駆動制
御部により電動モータの回転方向,回転トルクを制御す
る電動式パワーステアリング装置において、 上記捩りトルクセンサの出力に基づき所定の微小捩りト
ルク内では出力せず、所定値を越えると絶対値が増大し
一定値となる捩りトルク対応アシスト付加信号を出力す
る捩りトルク対応付加トルク値指示部と、 舵角を検出する舵角センサの出力に基づき微小舵角内で
は所定の一定値を保ち、この微小舵角を越えると漸減す
る舵角対応アシスト付加信号を出力する舵角対応付加ト
ルク値指示部と、 上記捩りトルク対応アシスト付加信号と上記舵角対応ア
シスト付加信号とを比較し、絶対値の小さい方の信号を
アシスト付加信号として出力する比較部とからなる保舵
指令部と、 上記アシスト信号と上記アシスト付加信号を加算して上
記電動モータの指令信号を求める加算部とを設けたこと
を特徴とする電動式パワーステアリング装置のモータ制
御装置。
1. An electric power steering apparatus in which a drive control unit controls a rotation direction and a rotation torque of an electric motor according to an assist signal based on an output signal of a torsion torque sensor for detecting a torsion torque of a steering system. A torsional torque corresponding additional torque value indicating unit that does not output within a predetermined minute torsional torque based on the output of the torque sensor and outputs a torsional torque corresponding assist additional signal whose absolute value increases and becomes a constant value when exceeding a predetermined value, A steering angle corresponding additional torque value indicating section which outputs a steering angle corresponding assist additional signal which keeps a predetermined constant value within a small steering angle based on an output of a steering angle sensor for detecting a steering angle and gradually decreases when exceeding the small steering angle. And the torsional torque corresponding assist additional signal and the steering angle corresponding assist additional signal are compared, and a signal having a smaller absolute value is determined as an assist additional signal. An electric power steering apparatus, comprising: a steering-holding command section comprising a comparing section for outputting; and an adding section for adding the assist signal and the assist additional signal to obtain a command signal for the electric motor. Motor control device.
【請求項2】保舵指令部は、車速センサの出力信号に基
づき、車速の増大に伴ってアシスト付加信号を減少補正
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電動
式パワーステアリング装置のモータ制御装置。
2. The electric power steering system according to claim 1, wherein the steering maintenance command section corrects the assist additional signal to decrease as the vehicle speed increases, based on the output signal of the vehicle speed sensor. The motor control of the device.
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