JP3080045B2 - Steering device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリング装置
に関し、特に、ステアリングホイールの回転により発生
する操舵トルクに応じて操舵補助力を発生させるステア
リング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering device, and more particularly, to a steering device that generates a steering assist force in accordance with a steering torque generated by rotation of a steering wheel.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電動式パワーステアリング装置
は、ステアリングホイールの回転により発生する操舵ト
ルクを検出するトルクセンサと、操舵トルクに応じて電
動モータに対する指令電流を生成する制御部と、指令電
流に応じて回転する電動モータとを有している。電動モ
ータの回転により操舵補助力が発生する。2. Description of the Related Art A conventional electric power steering apparatus includes a torque sensor for detecting a steering torque generated by rotation of a steering wheel, a control unit for generating a command current for an electric motor in accordance with the steering torque, And an electric motor that rotates accordingly. The steering assist force is generated by the rotation of the electric motor.
【0003】また、操舵トルクの微分値を用いてトルク
センサの出力値を補正する慣性補償機能を有する電動式
パワーステアリング装置が知られている。そのような電
動式パワーステアリング装置は、例えば、特開昭61−
98672号公報に開示されている。There is also known an electric power steering apparatus having an inertia compensation function for correcting an output value of a torque sensor using a differential value of a steering torque. Such an electric power steering device is disclosed in, for example,
98672.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した慣性補償機能
を有する電動式パワーステアリング装置では、ステアリ
ングホイールの切り込み時に操舵トルクの変化に応答し
て速やかにアシストトルクが立ち上がるため、電動モー
タの起動および停止が速やかに行われる。これにより、
ステアリングホイールの切り込み時に電動モータの摩擦
や慣性による応答遅れを低減することができる。In the electric power steering apparatus having the inertia compensation function described above, the assist torque rises quickly in response to a change in the steering torque when the steering wheel is turned, so that the electric motor is started and stopped. Is performed promptly. This allows
It is possible to reduce a response delay due to friction and inertia of the electric motor when the steering wheel is turned.
【0005】しかし、ステアリングホイールの切り込み
時に慣性補償効果を十分に得るためにトルクセンサの微
分値のゲインを高くすると、ステアリングホイールの切
り増し時には、その慣性補償効果によってアシストトル
クが過剰に発生し、運転者が期待するよりもステアリン
グホイールが軽く周りすぎる(すなわち、ステアリング
ホイールの切り増し時に反力感が失われる)という課題
があった。However, when the gain of the differential value of the torque sensor is increased in order to obtain a sufficient inertia compensation effect when turning the steering wheel, when the steering wheel is further turned, excessive assist torque is generated due to the inertia compensation effect. There has been a problem that the steering wheel is turned too lightly than expected by the driver (that is, the reaction force is lost when the steering wheel is turned further).
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、ステアリングホイールの切り込み時には電動モ
ータの摩擦や慣性による応答遅れを低減することがで
き、かつ、ステアリングホイールの切り増し時には反力
感が失われることを防止することができるステアリング
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can reduce a response delay due to friction or inertia of an electric motor when turning a steering wheel, and a reaction force when turning the steering wheel more. It is an object of the present invention to provide a steering device capable of preventing loss of the steering wheel.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のステアリング装
置は、ステアリングホイールの回転により発生する操舵
トルクを検出する手段と、該操舵トルクに応じて操舵補
助力を発生させる手段と、該操舵トルクの微分値から低
周波成分を除去する手段と、該低周波成分が除去された
該操舵トルクの微分値に応じて操舵補助力を補正する手
段とを備えており、これにより、上記目的が達成され
る。SUMMARY OF THE INVENTION A steering apparatus according to the present invention comprises: means for detecting a steering torque generated by rotation of a steering wheel; means for generating a steering assist force in accordance with the steering torque; Means for removing a low-frequency component from the differential value, and means for correcting the steering assist force according to the differential value of the steering torque from which the low-frequency component has been removed, thereby achieving the object described above. You.
【0008】本発明の他のステアリング装置は、ステア
リングホイールの回転により発生する操舵トルクを検出
する手段と、該操舵トルクに応じて操舵補助力を発生さ
せる手段と、ステアリング操舵加速度を検出する手段
と、該ステアリング操舵加速度の微分値から低周波成分
を除去する手段と、該低周波成分が除去された該ステア
リング操舵加速度の微分値に応じて操舵補助力を補正す
る手段とを備えており、これにより、上記目的が達成さ
れる。According to another steering apparatus of the present invention, there are provided means for detecting a steering torque generated by rotation of a steering wheel, means for generating a steering assist force according to the steering torque, and means for detecting a steering acceleration. Means for removing a low-frequency component from the differential value of the steering acceleration, and means for correcting the steering assist force according to the differential value of the steering acceleration from which the low-frequency component has been removed. Thereby, the above object is achieved.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1は、本発明の実施の形態のステアリン
グ装置1の構成を示す。FIG. 1 shows a configuration of a steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
【0011】ステアリング装置1は、ステアリングホイ
ール11を支持するステアリング軸10を有している。
ステアリング軸10は、ステアリングホイール11側に
連結される入力軸10aと、操舵輪(図示せず)側に連
結される出力軸10bとを含んでいる。入力軸10aと
出力軸10bとは、トーションバー(図示せず)によっ
て所定の角度範囲内で相対的に回動変位可能なように連
結されている。The steering device 1 has a steering shaft 10 for supporting a steering wheel 11.
The steering shaft 10 includes an input shaft 10a connected to the steering wheel 11 and an output shaft 10b connected to a steered wheel (not shown). The input shaft 10a and the output shaft 10b are connected by a torsion bar (not shown) so as to be relatively rotatable within a predetermined angle range.
【0012】トルクセンサ12は、ステアリングホイー
ル11の回転により発生する操舵トルクT〜を検出す
る。操舵トルクT〜は、例えば、入力軸10aと出力軸
10bの相対的な回動変位を検出することによって検出
することが可能である。トルクセンサ12の出力は、電
子制御装置(以下、ECUという)13に供給される。[0012] The torque sensor 12 detects the steering torque T ~ generated by the rotation of the steering wheel 11. Steering torque T ~ is, for example, can be detected by detecting the relative rotational displacement of the input shaft 10a and output shaft 10b. The output of the torque sensor 12 is supplied to an electronic control unit (hereinafter, referred to as ECU) 13.
【0013】ECU13は、トルクセンサ12によって
検出された操舵トルクT〜に応じて、モータ14に電流
Iを供給する。モータ14は、電流Iに応じて駆動さ
れ、ピニオンギヤ16とリングギヤ17とを介して出力
軸10bにアシストトルクを与える。ピニオンギヤ16
は、モータ14の回転軸に装着されている。リングギヤ
17は、出力軸10bに装着されている。ピニオンギヤ
16とリングギヤ17とは、互いに噛み合っている。[0013] ECU13 in accordance with the steering torque T ~ detected by the torque sensor 12, supplies current I to the motor 14. The motor 14 is driven according to the current I, and applies an assist torque to the output shaft 10b via the pinion gear 16 and the ring gear 17. Pinion gear 16
Are mounted on the rotating shaft of the motor 14. The ring gear 17 is mounted on the output shaft 10b. The pinion gear 16 and the ring gear 17 mesh with each other.
【0014】このように、モータ14は、操舵トルクT
〜に応じて操舵補助力を発生するように回転される。ま
た、モータ14は、モータ回転角θmを検出し、ECU
13に出力する。As described above, the motor 14 generates the steering torque T
Is rotated so as to generate a steering assist force according to ~. Further, the motor 14 detects a motor rotation angle theta m, ECU
13 is output.
【0015】入力角センサ18は、入力軸10aの回転
に応じた入力角(ステアリング操舵角)θhを検出す
る。入力角センサ18の出力は、ECU13に供給され
る。The input angle sensor 18, the input angle (steering angle) in response to rotation of the input shaft 10a to detect the theta h. The output of the input angle sensor 18 is supplied to the ECU 13.
【0016】出力角センサ19は、出力軸10bの回転
に応じた出力角(ピニオン軸角)θpを検出する。出力
角センサ19の出力は、ECU13に供給される。The output angle sensor 19 detects an output angle (pinion axis angle) θ p according to the rotation of the output shaft 10b. The output of the output angle sensor 19 is supplied to the ECU 13.
【0017】操舵輪転舵機構20は、出力軸10bの回
転を操舵輪(図示せず)が接続された軸方向の運動に変
換する。出力軸10bの回転に従って、操舵輪転舵機構
20の変位部材が左右にシフトすることにより、操舵輪
が転舵される。The steered wheel turning mechanism 20 converts the rotation of the output shaft 10b into an axial movement to which steered wheels (not shown) are connected. As the output shaft 10b rotates, the displacement member of the steering wheel steering mechanism 20 shifts left and right, so that the steered wheels are steered.
【0018】図2は、ECU13の構成を示す。ECU
13は、位相補償器110と、基本アシストゲイン部1
20と、慣性補償制御部130と、戻し制御部140
と、収れん制御部150と、電流制御駆動回路160
と、ステアリング操舵角速度検出部170とを含んでい
る。FIG. 2 shows the configuration of the ECU 13. ECU
13 is a phase compensator 110 and the basic assist gain unit 1
20, an inertia compensation control unit 130, and a return control unit 140
Convergence control unit 150 and current control drive circuit 160
And a steering angular velocity detector 170.
【0019】以下、上述した構成を有するECU13の
動作を説明する。本明細書では、「X・」という表記は
「X」の上に・を付した表記と同義であり、Xの微分を
表すと定義する。ここで、Xは任意の記号である。ま
た、「XABC」という表記は「X」の上にA、B、Cを
この順番でXに近い方から付した表記と同義であると定
義する。ここで、X、A、B、Cはいずれも任意の記号
であり、BおよびCは省略可能である。Hereinafter, the operation of the ECU 13 having the above configuration will be described. In the present specification, the notation “X · ” is synonymous with the notation in which “」 ”is added above“ X ”, and is defined as representing the derivative of X. Here, X is an arbitrary symbol. Further, the notation “X ABC ” is defined to be synonymous with the notation in which A, B, and C are added above “X” in this order from the one closest to X. Here, X, A, B, and C are all arbitrary symbols, and B and C can be omitted.
【0020】位相補償器110は、トルクセンサ12か
ら出力される操舵トルクT〜に対して位相補償処理を行
うことにより、操舵トルクT〜の位相を進める。位相補
償器110の出力は、位相補償後の操舵トルクT〜〜と
して基本アシストゲイン部120と慣性補償制御部13
0とに供給される。The phase compensator 110, by performing the phase compensation processing on the steering torque T ~ output from the torque sensor 12, and advances the steering torque T ~ phase. The output of the phase compensator 110, the basic assist gain portion 120 as the steering torque T ~~ after the phase compensation and inertia compensation control unit 13
0.
【0021】基本アシストゲイン部120は、操舵トル
クT〜〜に基本アシストゲインKBを乗算し、その結果
KB・T〜〜を出力する。基本アシストゲインKBは、操
舵トルクT〜〜と車速センサ21から出力される車速V
とに応じて決定される。The basic assist gain portion 120 multiplies the basic assist gain K B on the steering torque T ~~, and outputs the result K B · T ~~. Basic assist gain K B is the vehicle speed V which is output from the steering torque T ~~ and the vehicle speed sensor 21
Is determined according to
【0022】慣性補償制御部130は、操舵トルクの微
分値T〜〜・から低周波成分を除去することによって、
慣性補償制御電流目標値Ii 〜を生成する。すなわち、
Ii 〜は、(数1)によって表される。The inertia compensation control unit 130, by removing low-frequency components from the differential value T ~~ · steering torque,
Inertia compensation control current target value I i produces a ~. That is,
I i 〜 is represented by (Equation 1).
【0023】[0023]
【数1】Ii 〜=Kd1・T〜〜・− Kd2・T〜〜・ L=
(Kd1−Kd2L(s))T〜〜・ ここで、Kd1およびKd2は微分ゲインを示し、L(s)
はローパスフィルタ133のラプラス変換表現を示し、
T〜〜・ Lは操舵トルクの微分値T〜〜・をローパスフィ
ルタ133によって処理した結果を示す。[Number 1] I i ~ = K d1 · T ~~ · - K d2 · T ~~ · L =
(K d1 −K d2 L (s)) T 〜 where K d1 and K d2 indicate differential gains, and L (s)
Indicates a Laplace transform expression of the low-pass filter 133,
T ~~ · L shows the results of processing the differential value T ~~ · the steering torque by the low-pass filter 133.
【0024】慣性補償制御部130は、図2に示される
ように、微分器131と、微分ゲイン部132と、ロー
パスフィルタ133と、微分ゲイン部134とを含んで
いる。微分器131は、操舵トルクの微分値T〜〜・を
出力する。微分ゲイン部132は、操舵トルクの微分値
T〜〜・に微分ゲインKd1を乗算し、その結果Kd1・T
〜〜・を出力する。ローパスフィルタ133は、操舵ト
ルクの微分値T〜〜・に対してローパスフィルタ処理を
施し、その結果T〜〜・ L(=L(s)T〜〜・)を出力
する。微分ゲイン部134は、ローパスフィルタ133
の出力T〜〜・ Lに微分ゲインKd2を乗算し、その結果K
d2・T〜〜・ L(=Kd2L(s)T〜〜・)を出力する。The inertia compensation controller 130 includes a differentiator 131, a differential gain unit 132, a low-pass filter 133, and a differential gain unit 134, as shown in FIG. The differentiator 131 outputs a differential value T 1 to ... Of the steering torque. The differential gain unit 132 multiplies the differential value T 1 to ... Of the steering torque by the differential gain K d1, and as a result, K d1 · T
Output ~~ . Low pass filter 133 performs low-pass filtering process on the differentiated value T ~~ · steering torque, and outputs the result T ~~ · L a (= L (s) T ~~ ·). The differential gain unit 134 includes a low-pass filter 133
Output T ~~ multiplied by a differential gain K d2 in · L, the result K of
d2 · T 〜 ·· L (= K d2 L (s) T 〜 ·· ) is output.
【0025】さらに、微分ゲイン部132の出力から微
分ゲイン部134の出力が減算される。このようにし
て、(数1)に示される慣性補償制御電流目標値Ii 〜
が慣性補償制御部130から出力される。Further, the output of the differential gain section 134 is subtracted from the output of the differential gain section 132. In this way, the inertia compensation control current target values I i to
Is output from the inertial compensation control unit 130.
【0026】基本アシストゲイン部120の出力と慣性
補償制御部130の出力とを加算することにより、基本
アシスト電流目標値IB 〜が得られる。すなわち、IB 〜
は、(数2)によって表現される。[0026] By adding the output of the basic assist gain portion 120 outputs the inertia compensation control unit 130, the basic assist current target value I B ~ is obtained. In other words, I B ~
Is represented by (Equation 2).
【0027】[0027]
【数2】IB 〜=KB・T〜〜+Ii 〜 戻し制御部140は、入力角センサ18から出力される
ステアリング操舵角θhと車速センサ21から出力され
る車速Vとに応じて、戻し制御電流目標値IR 〜を生成
する。[Number 2] I B ~ = K B · T ~~ + I i ~ return control unit 140, depending on the vehicle speed V outputted from the steering angle theta h and the vehicle speed sensor 21 which is output from the input angle sensor 18 generates a ~ return control current target value I R.
【0028】収れん制御部150は、ステアリング操舵
角速度検出部170から出力されるステアリング操舵角
速度θh ・と車速センサ21から出力される車速Vとに応
じて、収れん制御電流目標値ID 〜を生成する。ステア
リング操舵角速度θh ・は、例えば、入力角センサ18の
出力を微分器によって一階微分することによって得られ
る。The convergence control unit 150, depending on the vehicle speed V which is output from the steering angular velocity theta h · a vehicle speed sensor 21 which is output from the steering angular velocity detection unit 170, generates ~ a convergence control current target value I D I do. The steering angular velocity θ h · is obtained, for example, by first-order differentiation of the output of the input angle sensor 18 by a differentiator.
【0029】基本アシスト電流目標値IB 〜と戻し制御
電流目標値IR 〜と収れん制御電流目標値ID 〜とを加算
することにより、電流目標値I〜が得られる。すなわ
ち、I〜は、(数3)によって表現される。[0029] By adding the basic assist current target value I B ~ a return control current target value I R ~ and convergence control current target value I D ~ and target current value I ~ is obtained. That, I ~ is represented by equation (3).
【0030】[0030]
【数3】I〜=IB 〜+IR 〜+ID 〜 電流制御駆動回路160は、モータ14に流れる電流I
が電流目標値I〜に近づくようにモータ14を駆動す
る。Equation 3] I ~ = I B ~ + I R ~ + I D ~ current control driver circuit 160, the current flowing through the motor 14 I
There drives the motor 14 so as to approach the target current value I ~.
【0031】図3は、ステアリングホイール11の切り
込み時とステアリングホイール11の切り増し時におけ
る慣性補償制御電流目標値Ii 〜の変化を示す。本明細
書では、「ステアリングホイールの切り込み時」とはス
テアリングホイールを切り始めた場合における最初の所
定の時間をいい、「ステアリングホイールの切り増し
時」とはステアリングホイールの切り込み時に続く所定
の時間をいうと定義する。[0031] Figure 3 shows the change in inertia compensation control current target value I i ~ at the time of the turning-increasing of the steering wheel 11 cuts the steering wheel 11. In the present specification, "when the steering wheel is turned" refers to a first predetermined time when the steering wheel is started to be turned, and "when the steering wheel is turned further" refers to a predetermined time that continues when the steering wheel is turned. It is defined.
【0032】また、本明細書では、すべての値はステア
リングホイール11を右に切る場合を正とする。説明も
ステアリングホイール11を右に切る場合を前提として
いる。ステアリングホイール11を左に切る場合には、
符号を反転させればよい。In this specification, all values are positive when the steering wheel 11 is turned right. The description also assumes that the steering wheel 11 is turned to the right. When turning the steering wheel 11 to the left,
What is necessary is just to reverse a sign.
【0033】図3に示されるように、ステアリングホイ
ール11の切り増し時には、慣性補償制御電流目標値I
i 〜は、微分ゲイン部132の出力Kd1・T〜〜・より小
さくなっている。従って、微分ゲイン部132の出力K
d1・T〜〜・を慣性補償制御電流目標値Ii 〜として出力
する場合に比べて、操舵補助力が抑制される。これによ
り、ステアリングホイール11の切り増し時に反力感が
失われることを防止することができる。一方、ステアリ
ングホイール11の切り込み時には、慣性補償制御電流
目標値Ii 〜の立ち上がりは、微分ゲイン部132の出
力Kd1・T〜〜・の立ち上がりにほぼ等しい。これによ
り、ステアリングホイール11の切り込み時にモータ1
4の摩擦や慣性による応答遅れを低減することができ
る。As shown in FIG. 3, when the steering wheel 11 is turned further, the inertia compensation control current target value I
i ~ is smaller than the output K d1 · T ~~ · of differential gain section 132. Therefore, the output K of the differential gain unit 132
The d1 · T ~~ · compared with the case of outputting the inertia compensation control current target value I i ~, steering assist force is suppressed. Thus, it is possible to prevent the feeling of reaction force from being lost when the steering wheel 11 is turned further. On the other hand, during the cut of the steering wheel 11, the inertia compensation control current target value I i rise of ~ is substantially equal to the rise of the output K d1 · T ~~ · differential gain portion 132. Thus, when the steering wheel 11 is turned, the motor 1
4 can reduce a response delay due to friction or inertia.
【0034】図3に示される慣性補償制御電流目標値I
i 〜の変化を実現するためには、ローパスフィルタ13
3の特性を適切に決定する必要がある。以下、図4
(a)〜(c)を参照して、ローパスフィルタ133の
特性について説明する。The inertia compensation control current target value I shown in FIG.
To realize i change of ~ low-pass filter 13
It is necessary to appropriately determine the characteristics of the third. Hereinafter, FIG.
The characteristics of the low-pass filter 133 will be described with reference to (a) to (c).
【0035】ステアリングホイール11を一定の速度で
回転すると仮定する。すなわち、ステアリング操舵角速
度θh ・が一定であると仮定する。Assume that the steering wheel 11 rotates at a constant speed. That is, it is assumed that the steering angular velocity θ h · is constant.
【0036】図4(a)は、ステアリング操舵角θhと
モータ回転角θmの変化を示す。図4(a)に示される
ように、モータ14等の摩擦や慣性によってモータ回転
角θmはステアリング操舵角θhより若干遅れて立ち上が
る。その後、時刻Sでモータ14の追従遅れはほぼ解消
され、ステアリング操舵角θhの傾きとモータ回転角θm
の傾きとがほぼ等しくなる。FIG. 4 (a) shows a change in the steering angle theta h and the motor rotation angle theta m. As shown in FIG. 4 (a), the motor rotation angle theta m by friction and inertia such as a motor 14 rises slightly later than the steering angle theta h. Thereafter, at time S, the following delay of the motor 14 is almost eliminated, and the inclination of the steering angle θ h and the motor rotation angle θ m
Is almost equal to
【0037】図4(b)は、操舵トルクの微分値T
〜〜・と操舵トルクの微分値T〜〜・に対してローパスフ
ィルタ処理を施した結果T〜〜・ Lの変化を示す。ローパ
スフィルタ133の特性は、T〜〜・ Lの変化のピークが
時刻Sまたは時刻S以降の時刻(例えば、時刻E)とな
るように決定される。これにより、図3に示される慣性
補償制御電流目標値Ii 〜の変化を実現することができ
る。なお、ローパスフィルタ133は、ノイズ除去を目
的としたkHzオーダのローパスフィルタとは異なり、
数10Hz以下の非常に低い周波数を通過させる特性を
有していれば十分である。FIG. 4B shows the differential value T of the steering torque.
Differential value T ~~ - the ~~ - a steering torque indicating a change in the result T ~ ~ - L which has been subjected to the low-pass filter processing on. Characteristics of the low-pass filter 133, the peak of the variation of T ~~ · L is time S or time S after the time (e.g., time E) is determined to be. Thus, it is possible to realize the inertia compensation control current target value I i changes in ~ shown in Figure 3. Note that the low-pass filter 133 is different from a low-pass filter on the order of kHz for noise removal.
It is sufficient to have a characteristic of passing a very low frequency of several tens Hz or less.
【0038】図4(c)は、ステアリング操舵角速度θ
h ・とモータ回転角速度θm ・の変化を示す。ステアリング
操舵角速度θh ・とモータ回転角速度θm ・とが等しくなる
時刻を時刻Sとすることによって、より正確に時刻Sを
検出することができる。FIG. 4C shows the steering angular velocity θ.
h · and changes in the motor rotational angular velocity θ m · are shown. By the steering angular velocity theta h · the motor rotation angular speed theta m · and equals time and time S, it is possible to detect more accurately the time S.
【0039】なお、モータ回転角θmの代わりにピニオ
ン軸角θpを用いてローパスフィルタ133の特性を決
定してもよい。[0039] It is also possible to determine the characteristics of the low-pass filter 133 with a pinion shaft angle theta p instead of the motor rotational angle theta m.
【0040】また、時刻Sの特定の際は、通常考えうる
ステアリング操舵角速度を考慮して行えばよく、最大を
考える際は、車両の操舵輪を浮かせた状態でステアリン
グホイール11を定速で回転させる(あるいは、ステア
リング装置1単体の場合、無負荷でステアリングホイー
ル11を定速で回転させる)ことにより、ステアリング
操舵角速度を測定すればよい。When the time S is specified, it is sufficient to take into consideration the normally conceivable steering angular velocity. When the maximum is considered, the steering wheel 11 is rotated at a constant speed with the steering wheel of the vehicle floated. (Or in the case of the steering device 1 alone, the steering wheel 11 is rotated at a constant speed with no load) to measure the steering angular velocity.
【0041】図5は、慣性補償制御部130の他の構成
を示す。慣性補償制御部130は、操舵トルクの微分値
T〜〜・から低周波成分を除去することによって、慣性
補償制御電流目標値Ii 〜を生成する。すなわち、Ii 〜
は、(数4)によって表される。FIG. 5 shows another configuration of the inertial compensation controller 130. Inertia compensation control unit 130, by removing low-frequency components from the differential value T ~~ · steering torque, to produce a ~ inertia compensation control current target value I i. That is, I i ~
Is represented by (Equation 4).
【0042】[0042]
【数4】 Ii 〜=Kd1・T〜〜・ H=Kd1・H(s)T〜〜・ ここで、Kd1は微分ゲインを示し、H(s)はハイパス
フィルタ232のラプラス変換表現を示し、T〜〜・ Hは
操舵トルクの微分値T〜〜・をハイパスフィルタ232
によって処理した結果を示す。Equation 4] I i ~ = K d1 · T ~~ · H = K d1 · H (s) T ~~ · Here, K d1 represents a derivative gain, H (s) is the Laplace transform of the high-pass filter 232 shows a representation, T ~~ · H is a high-pass filter 232 a differential value T ~~ · steering torque
Shows the result of the processing.
【0043】慣性補償制御部130は、図5に示される
ように、微分器231と、ハイパスフィルタ232と、
微分ゲイン部233とを含んでいる。微分器231は、
操舵トルクの微分値T〜〜・を出力する。ハイパスフィ
ルタ232は、操舵トルクの微分値T〜〜・に対してハ
イパスフィルタ処理を施し、その結果T〜〜・ H(=H
(s)T〜〜・)を出力する。微分ゲイン部233は、
ハイパスフィルタ232の出力T〜〜・ Hに微分ゲインK
d1を乗算し、その結果Kd1・T〜〜・ H(=Kd1・H
(s)T〜〜・)を出力する。As shown in FIG. 5, the inertia compensation controller 130 includes a differentiator 231, a high-pass filter 232,
And a differential gain unit 233. The differentiator 231 is
And outputs the differential value T ~~ · of steering torque. High-pass filter 232 performs a high pass filtering process on the differentiated value T ~~ · the steering torque, so that T ~~ · H (= H
(S) Output T ~ ~ ). The differential gain unit 233 is
Differential gain K to the output T ~~ · H of the high-pass filter 232
multiplied by d1, the result K d1 · T ~~ · H ( = K d1 · H
(S) Output T ~ ~ ).
【0044】このようにして、(数4)に示される慣性
補償制御電流目標値Ii 〜が慣性補償制御部130から
出力される。[0044] Thus, the output from the inertia compensation control current target value I i ~ the inertia compensation control unit 130 shown in equation (4).
【0045】ステアリングホイール11の切り込み時に
は操舵トルクT〜〜の立ち上がりが大きいため操舵トル
クの微分値T〜〜・の絶対値が大きい。このことは、操
舵トルクの微分値T〜〜・の高周波成分が大きいことを
意味する。一方、ステアリングホイール11の切り増し
時には操舵トルクT〜〜の変化が小さいため操舵トルク
の微分値T〜〜・の絶対値が小さい。このことは、操舵
トルクの微分値T〜〜・の低周波成分が大きいことを意
味する。従って、操舵トルクの微分値T〜〜・の低周波
成分を除去することにより、ステアリングホイール11
の切り込み時のみ電流目標値Ii 〜を増加することがで
きる。The absolute value of the differential value T ~~ · of steering torque due to the large rise of the steering torque T ~~ at the time of the cut of the steering wheel 11 is greater. This means that the high-frequency components of the differential values T 1 to ... Of the steering torque are large. On the other hand, at the time of turning-increasing of the steering wheel 11 is small absolute value of the differential value T ~~ · of steering torque for change in the steering torque T ~~ is small. This means that the low frequency components of the differential values T 1 to ... Of the steering torque are large. Therefore, by removing the low frequency components of the differential value T ~~ · the steering torque, the steering wheel 11
It is possible to increase the current target value I i ~ only during incisions.
【0046】図6は、慣性補償制御部130aの構成を
示す。慣性補償制御部130aは、図1に示される慣性
補償制御部130と同一の機能を果たし得る。従って、
慣性補償制御部130aによっても慣性補償制御部13
0と同一の効果が得られる。FIG. 6 shows the configuration of the inertial compensation control unit 130a. Inertial compensation controller 130a can perform the same function as inertial compensation controller 130 shown in FIG. Therefore,
The inertia compensation controller 13a also controls the inertia compensation controller 13a.
The same effect as 0 can be obtained.
【0047】慣性補償制御部130aは、操舵トルクの
微分値T〜〜・から低周波成分を除去する代わりに、ス
テアリング操舵角加速度θh ・・から低周波成分を除去す
ることによって、慣性補償制御電流目標値Ii 〜を生成
する。すなわち、Ii 〜は、(数5)によって表され
る。The inertia compensation control unit 130a, instead of removing the low frequency components from the differential value T ~~ · steering torque, by removing the low frequency components from the steering angular acceleration theta h · ·, inertia compensation control current target value I i produces a ~. That is, I i 〜 is represented by (Equation 5).
【0048】[0048]
【数5】Ii 〜=Kθ1・θh ・・− Kθ2・θh ・・ L=(K
θ1−Kθ2L(s))θh ・・ ここで、Kθ1およびKθ2はゲインを示し、L(s)は
ローパスフィルタ333のラプラス変換表現を示し、θ
h ・・ Lはステアリング操舵角加速度θh ・・をローパスフィ
ルタ333によって処理した結果を示す。[Number 5] I i ~ = K θ1 · θ h ·· - K θ2 · θ h ·· L = (K
Here θ1 -K θ2 L (s)) θ h ··, K θ1 and K .theta.2 represents a gain, L (s) represents the Laplace transform representation of the low-pass filter 333, theta
h ·· L indicates the result of processing the steering angular acceleration θ h ·· by the low-pass filter 333.
【0049】慣性補償制御部130aの構成は、ステア
リング操舵角加速度検出部331を除いて、慣性補償制
御部130の構成と同様である。The configuration of the inertia compensation control unit 130a is the same as the configuration of the inertia compensation control unit 130 except for the steering angular acceleration detection unit 331.
【0050】ステアリング操舵角加速度検出部331
は、ステアリング操舵角加速度θh ・・を出力する。ステ
アリング操舵角加速度θh ・・は、例えば、入力角センサ
18の出力を微分器によって二階微分することによって
得られる。あるいは、タコジェネレータによって検出さ
れたステアリング操舵角速度θh ・を微分器によって一階
微分することにより、ステアリング操舵角加速度θh ・・
を得ることにしてもよい。The steering angular acceleration detector 331
Outputs the steering angle acceleration θ h ··. Steering angular acceleration theta h · ·, for example, obtained by differentiating the second order by the differentiator output of the input angle sensor 18. Alternatively, by differentiating first order by the differentiator the steering angular velocity theta h · detected by a tachogenerator, steering angle acceleration theta h · ·
May be obtained.
【0051】なお、ステアリング操舵角加速度θh ・・の
代わりにモータ回転角加速度θm ・・を用いてもよく、ピ
ニオン角加速度θp ・・を用いてもよい。[0051] It should be noted, may be using the motor rotation angular acceleration θ m ·· instead of the steering angle acceleration θ h ··, may be used as the pinion angle acceleration θ p ··.
【0052】図7は、慣性補償制御部130aの他の構
成を示す。慣性補償制御部130aは、ステアリング操
舵角加速度θh ・・から低周波成分を除去することによっ
て、慣性補償制御電流目標値Ii 〜を生成する。すなわ
ち、Ii 〜は、(数6)によって表される。FIG. 7 shows another configuration of the inertia compensation controller 130a. Inertia compensation control unit 130a, by removing the low frequency components from the steering angular acceleration theta h · ·, to generate the ~ inertia compensation control current target value I i. That, I i ~ is represented by equation (6).
【0053】[0053]
【数6】 Ii 〜=Kθ1・θh ・・ H=Kθ1・H(s)θh ・・ ここで、Kθ1はゲインを示し、H(s)はハイパスフ
ィルタ432のラプラス変換表現を示し、θh ・・ Hはステ
アリング操舵角加速度θh ・・をハイパスフィルタ432
によって処理した結果を示す。[6] I i ~ = K θ1 · θ h ·· H = K θ1 · H (s) θ h ·· where, K .theta.1 represents a gain, H (s) is the Laplace transform representation of the high-pass filter 432 the shows, θ h ·· H is a high-pass filter 432 a steering angle acceleration θ h ··
Shows the result of the processing.
【0054】慣性補償制御部130aの構成は、ステア
リング操舵角加速度検出部431を除いて、慣性補償制
御部130の構成と同様である。ステアリング操舵角加
速度検出部431は、ステアリング操舵角加速度θh ・・
を出力する。The configuration of the inertia compensation control unit 130a is the same as the configuration of the inertia compensation control unit 130 except for the steering angular acceleration detection unit 431. Steering angle acceleration detection unit 431, steering angle acceleration θ h ··
Is output.
【0055】なお、ステアリング操舵角加速度θh ・・の
代わりにモータ回転角加速度θm ・・を用いてもよく、ピ
ニオン角加速度θp ・・を用いてもよい。[0055] It should be noted, may be using the motor rotation angular acceleration θ m ·· instead of the steering angle acceleration θ h ··, may be used as the pinion angle acceleration θ p ··.
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明のステアリング装置によれば、低
周波成分が除去された操舵トルクの微分値に応じて操舵
補助力が補正される。これにより、ステアリングホイー
ルの切り込み時に応答遅れなく操舵補助力を発生させる
とともに、ステアリングホイールの切り増し時に操舵補
助力が過大に発生することを防止することができる。そ
の結果、ステアリングホイールの切り込み時には電動モ
ータの摩擦や慣性による応答遅れを低減することがで
き、かつ、ステアリングホイールの切り増し時には反力
感が失われることを防止することができる。According to the steering apparatus of the present invention, the steering assist force is corrected according to the differential value of the steering torque from which the low frequency component has been removed. As a result, it is possible to generate a steering assist force without a response delay when the steering wheel is turned, and to prevent the steering assist force from being excessively generated when the steering wheel is turned further. As a result, it is possible to reduce a response delay due to friction and inertia of the electric motor when the steering wheel is turned, and to prevent a loss of reaction force when the steering wheel is turned further.
【0057】本発明の他のステアリング装置によれば、
低周波成分が除去されたステアリング操舵加速度の微分
値に応じて操舵補助力が補正される。このような構成に
よっても上述した効果と同様の効果が得られる。According to another steering device of the present invention,
The steering assist force is corrected according to the differential value of the steering acceleration from which the low-frequency component has been removed. With such a configuration, the same effect as the above-described effect can be obtained.
【図1】本発明の実施の形態のステアリング装置1の構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a steering device 1 according to an embodiment of the present invention.
【図2】ECU13の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an ECU 13.
【図3】ステアリングホイール11の切り込み時とステ
アリングホイール11の切り増し時における慣性補償制
御電流目標値Ii 〜の変化を示す図である。3 is a diagram showing a change of the inertia compensation control current target value I i ~ at the time of the turning-increasing of the steering wheel 11 cuts the steering wheel 11.
【図4】(a)はステアリング操舵角θhとモータ回転
角θmの変化を示す図、(b)は操舵トルクの微分値T
〜〜・と操舵トルクの微分値T〜〜・に対してローパスフ
ィルタ処理を施した結果T〜〜・ Lの変化を示す図、
(c)はステアリング操舵角速度θh ・とモータ回転角速
度θm ・の変化を示す図である。4A is a diagram showing changes in a steering angle θ h and a motor rotation angle θ m , and FIG. 4B is a diagram showing a differential value T of a steering torque.
Graph showing changes in results were subjected to low-pass filtering process on the differentiated value T ~, T ~ & L of ~ - the steering torque,
(C) is a graph showing changes in steering angular speed theta h · the motor rotation angular speed theta m ·.
【図5】慣性補償制御部130の他の構成を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing another configuration of the inertial compensation control unit 130.
【図6】慣性補償制御部130aの構成を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an inertial compensation control unit 130a.
【図7】慣性補償制御部130aの他の構成を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of the inertial compensation control unit 130a.
1 ステアリング装置 10 ステアリング軸 10a 入力軸 10b 出力軸 11 ステアリングホイール 12 トルクセンサ 13 ECU 14 モータ 16 ピニオンギヤ 17 リングギヤ 18 入力角センサ 19 出力角センサ 20 操舵輪転舵機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering device 10 Steering shaft 10a Input shaft 10b Output shaft 11 Steering wheel 12 Torque sensor 13 ECU 14 Motor 16 Pinion gear 17 Ring gear 18 Input angle sensor 19 Output angle sensor 20 Steering wheel steering mechanism
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−257405(JP,A) 特開 平3−182873(JP,A) 特開 平8−310417(JP,A) 特開 平2−306877(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 B62D 5/04 Continuation of front page (56) References JP-A-7-257405 (JP, A) JP-A-3-182873 (JP, A) JP-A-8-310417 (JP, A) JP-A-2-306877 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B62D 6/00 B62D 5/04
Claims (2)
する操舵トルクを検出する手段と、 該操舵トルクに応じて操舵補助力を発生させる手段と、 該操舵トルクの微分値から低周波成分を除去する手段
と、 該低周波成分が除去された該操舵トルクの微分値に応じ
て操舵補助力を補正する手段とを備えたステアリング装
置。A means for detecting a steering torque generated by rotation of a steering wheel; a means for generating a steering assist force according to the steering torque; and a means for removing a low frequency component from a differential value of the steering torque. Means for correcting a steering assist force according to a differential value of the steering torque from which the low-frequency component has been removed.
する操舵トルクを検出する手段と、 該操舵トルクに応じて操舵補助力を発生させる手段と、 ステアリング操舵加速度を検出する手段と、 該ステアリング操舵加速度の微分値から低周波成分を除
去する手段と、 該低周波成分が除去された該ステアリング操舵加速度の
微分値に応じて操舵補助力を補正する手段とを備えたス
テアリング装置。2. A means for detecting a steering torque generated by rotation of a steering wheel; a means for generating a steering assist force according to the steering torque; a means for detecting a steering steering acceleration; and a differential of the steering steering acceleration. A steering device comprising: means for removing a low frequency component from a value; and means for correcting a steering assist force according to a differential value of the steering acceleration from which the low frequency component has been removed.
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