JP3560024B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により車両のステアリング系に補助操舵トルクを付加する電動パワーステアリング装置に関し、詳しくは、ステアリング系の急操舵の場合にも確実なアンローダ制御を可能とする電動パワーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両のステアリング装置として、ステアリングホイールの操作時に電動機による補助操舵トルクをステアリング系に付加して運転者の操舵力を軽減する、いわゆる電動パワーステアリング装置が近年普及しつつある。この電動パワーステアリング装置は、基本的には、ステアリングホイールの操作に伴なうステアリング系の操舵トルクを検出し、その検出トルクの方向および大きさに応じて前記電動機の補助操舵トルクを制御するように構成されている。
【0003】
前記の電動パワーステアリング装置においては、ステアリング系の最大舵角の近傍で大きな補助操舵トルクが電動機により付加されると、ステアリング系が最大舵角に至った時点で大きな衝撃が発生し、まれには電動機を含むステアリング系がロックする虞もある。そこで、この種の電動パワーステアリング装置には、ステアリング系の舵角が最大舵角に近づくと、電動機による補助操舵トルクを低減補正してステアリング系の保護を図る、いわゆるアンローダ制御が採用されている(実開昭60−193868号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電動パワーステアリング装置のアンローダ制御においては、ステアリング系の舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると電動機による補助操舵トルクが低減されてしまい、車両の中高速時において、操舵フィーリングが低下したり、緊急時等における最大舵角までの急操舵が行い難くなる虞がある。
【0005】
そこで、本発明は、車両の中高速時における最大舵角までの急操舵を行いやすくした電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は、車両のステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系の舵角を検出する舵角センサと、前記ステアリング系に補助操舵トルクを付加する電動機と、少なくとも前記操舵トルクセンサの検出信号に基づいて前記電動機の補助操舵トルクを制御する制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記舵角センサの検出信号に基づき、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると前記電動機の補助操舵トルクを低減補正するアンローダ補正部を有し、このアンローダ補正部は、ステアリング系の操舵速度の検出信号に基づき、操舵速度が速いほど前記補助操舵トルクの低減補正量を増大修正するとともに、車両の速度を検出する車速センサの検出信号に基づき、車速が所定車速以上のときには前記補助操舵トルクの低減補正を回避する構成としたことを手段としている。
【0007】
本発明の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイール等の操作に伴ない操舵トルクセンサがステアリング系の操舵トルクを検出し、舵角センサがステアリング系の舵角を検出する。そして、ステアリング系の舵角が所定舵角未満のときは、制御装置がステアリング系の操舵トルクに基づいて電動機の補助操舵トルクを制御する。ここで、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると、制御装置のアンローダ補正部が電動機の補助操舵トルクを低減補正する。その際、アンローダ補正部は、ステアリング系の操舵速度が速いほど電動機の補助操舵トルクの低減補正量を増大修正するのであり、より迅速に電動機の補助操舵トルクを低減する。また、車速センサの検出信号に基づき、アンローダ補正部が車速が所定車速以上のときには電動機の補助操舵トルクの低減補正を回避する。これにより、ステアリング系の舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えても電動機による補助操舵トルクが得られるため、車両の中高速時に違和感のない良好な操舵フィーリングが得られるとともに、緊急時等においては最大舵角まで円滑に急操舵できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図1は一実施形態の電動パワーステアリング装置が適用されたステアリング系の構成図、図2は一実施形態の電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【0010】
一実施形態の電動パワーステアリング装置を説明するに当たり、まず、この電動パワーステアリング装置が適用されたステアリング系の構造を図1により説明する。このステアリング系は、いわゆるラック・ピニオン式のステアリング系であり、ステアリングホイール1に一体に連結されたステアリングシャフト2の下端部は、連結軸3を介して相互に連結された一対のユニバーサルジョイント4,4を介して操舵トルクセンサ5の入力軸5Aに連結されている。そして、この操舵トルクセンサ5の出力軸には、ラック・ピニオン機構6のピニオン6Aが一体に形成されている。
【0011】
前記ラック・ピニオン機構6は、ピニオン6Aに噛み合うラック歯6Bが形成されたラック軸6Cを備え、このラック軸6Cの両端部には、車両の左右の前輪7,7に付設されたナックルアーム(図示省略)がタイロッド8,8を介してそれぞれ連結されている。そして、前記ラック軸6Cには、これと同軸にボールネジ機構9のボールネジ部9Aが形成され、このボールネジ部9Aに噛み合うボールナット9Bは、前記ラック軸6Cが貫通する状態でその周囲に配置された電動機10のロータ10Aに固定されている。
【0012】
ここで、図1および図2に示すように、一実施形態の電動パワーステアリング装置は、図示しない変速機出力軸の回転数を検出する車速センサ11と、少なくともこの車速センサ11および前記操舵トルクセンサ5の検出信号を入力する制御装置12と、この制御装置12の出力信号を入力する電動機駆動回路13と、この電動機駆動回路13から前記電動機10に供給される電流値を検出してその信号を前記制御装置12に出力する電流センサ14と、前記電動機10に印加される電圧値を検出してその信号を前記制御装置12に出力する電圧センサ15と、前記操舵トルクセンサ5に付設された舵角センサ16とを備えている。
【0013】
操舵トルクセンサ5は、入力軸5Aと出力軸であるピニオン6Aとの間の捩れ角に応じた操舵トルクの方向および大きさを検出し、その検出信号である操舵トルク信号TSを制御装置12に出力する。また、前記車速センサ11は、図示しない変速機出力軸の回転数に応じた車速信号VPを制御装置12に出力する。
【0014】
電流センサ14は、直流サーボモータからなる前記電動機10に直列に接続された抵抗またはホール素子を備えており、電動機10に流れる電流の方向および大きさに応じたモータ電流信号IMを制御装置12に出力する。また、前記電圧センサ15は、電動機10に並列に接続されることにより、電動機10に印加される電圧に応じたモータ電圧信号VMを制御装置12に出力する。そして、舵角センサ16は、ステアリングホイール1の転舵角度に応じた舵角信号θSを制御装置12に出力する。
【0015】
制御装置12は、前記操舵トルクセンサ5、車速センサ11、電流センサ14、電圧センサ15、舵角センサ16等との間の入出力インターフェースI/O、および、これらのセンサから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータの他、各種のデータやプログラムを記憶しているROM、各種のデータ等を一時記憶するRAM、各種の演算処理を行うCPU等をハードウェアとして備えている。また、ソフトウェア構成として、図2に示すように、目標電流値設定部12A、アンローダ補正部12B、偏差演算部12C、PID制御部12D、PWM信号生成部12Eおよび電動機回転速度演算部12Fを備えている。一方、前記電動機駆動回路13は、ゲート駆動回路13Aおよびブリッジ回路13Bにより構成されている。
【0016】
前記制御装置12の目標電流値設定部12Aには、前記車速センサ11から出力される車速信号VPが入力されると共に、前記操舵トルクセンサ5から出力される操舵トルク信号TSがデジタル信号に変換されて入力される。この目標電流値設定部12Aは、ステアリング系の操舵トルクの増加に伴ない増大し、かつ、車速の増加に伴ない減少する基本特性の補助操舵トルクを電動機10に発生させるための目標電流値信号ITを、前記操舵トルク信号TSおよび車速信号VPをアドレスとするデータエリアから検索し、検索した目標電流値信号ITをアンローダ補正部12Bに出力する。
【0017】
前記アンローダ補正部12Bには、前記目標電流値信号ITの他に、前記車速センサ11から出力される車速信号VP、前記舵角センサ16から出力される舵角信号θS、前記電動機回転速度演算部12Fから出力される回転角速度信号MVELがそれぞれ入力される。このアンローダ補正部12Bは、後述するように、前記目標電流値信号ITに低減補正を加え、その補正目標電流値信号IT’を偏差演算部12Cに出力する。
【0018】
前記偏差演算部12Cには、前記補正目標電流値信号IT’の他に、前記電流センサ14から出力されるモータ電流信号IMがデジタル信号に変換されて入力される。この偏差演算部12Cは、補正目標電流値信号IT’とモータ電流信号IMとの偏差を演算し、その偏差信号ΔIをPID制御部12Dに出力する。
【0019】
前記PID制御部12Dは、前記偏差信号ΔIに対して比例(P)、積分(I)、微分(D)等の処理を施すことにより、その偏差がゼロに収束するように前記電動機10の駆動を制御するための駆動制御信号SOをPWM信号生成部12Eに出力する。そして、このPWM信号生成部12Eは、前記駆動制御信号SOに基づいて電動機10をPWM(パルス幅変調)運転するためのPWM信号VOを生成し、これを電動機駆動回路13のゲート駆動回路13Aに出力する。
【0020】
前記電動機回転速度演算部12Fには、前記電流センサ14から出力されるモータ電流信号IMおよび前記電圧センサ15から出力されるモータ電圧信号VMがそれぞれデジタル信号に変換されて入力される。この電動機回転速度演算部12Fは、電動機10の電圧をVM、電流をIM、抵抗値をRM、誘起電圧係数をKPとするとき、電動機10の回転角速度MVELを次式(1)により演算し、その回転角速度信号MVELをステアリング系の操舵速度の信号として前記アンローダ補正部12Bに出力する。
MVEL=(VM−IM×RM)/KP………(1)
【0021】
一方、前記電動機駆動回路13のゲート駆動回路13Aは、前記PWM信号VOに基づいてブリッジ回路13Bをスイッチング駆動する。このブリッジ回路13Bは、図3に示すように、直流12Vの電源(車載バッテリ)と電動機10との間にブリッジ回路を構成する4個のパワーFET(電界効果トランジスタ)T1,T2,T3,T4を備えている。そして、前記ゲート駆動回路13Aは、偏差信号ΔIの大きさに応じた駆動信号を偏差信号ΔIの極性に応じてパワーFET(T1,T2)のゲートG1,G2の何れか一方に出力し、他方にはオフ信号を出力する。その際、パワーFET(T3,T4)のゲートG3,G4の何れか一方にオン信号を出力し、他方にオフ信号を出力する。例えば、パワーFET(T1)のゲートG1に駆動信号を出力する場合には、パワーFET(T4)のゲートG4にオン信号を出力し、他のパワーFET(T2,T3)のゲートG2,G3にはオフ信号を出力する。
【0022】
ここで、前記制御装置12のアンローダ補正部12Bは、ステアリング系の舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると、前記電動機10による補助操舵トルクを低減するように、前記目標電流値信号ITに低減補正を加え、その際、ステアリング系の操舵速度が速いほど前記目標電流値信号ITに加える低減補正量を増大修正する機能を有する。このアンローダ補正部12Bは、図4に示すように、オフセット量設定部12B1、制御舵角演算部12B2、アンローダレシオ設定部12B3、アンローダレシオ修正量設定部12B4、アンローダレシオ修正演算部12B5および目標電流値補正部12B6により構成されている。以下、このアンローダ補正部12Bの各部の機能を順次説明する。
【0023】
オフセット量設定部12B1は、車速VPをアドレスとするデータエリアにオフセット量αを格納しており、車速センサ11からの車速信号VPの入力に応じてオフセット量αを瞬時に検索する。このオフセット量αの特性は、例えば図5のグラフに示すように、車速VPが例えば5km/h未満では「0度」であり、10km/h以上では「50度」となるように設定されている。
【0024】
制御舵角演算部12B2は、前記舵角センサ16から出力される舵角信号θSおよび前記オフセット量設定部12B1から出力されるオフセット量αの信号を入力する。そして、舵角θSからオフセット量αを減算処理した値βを制御舵角信号βとしてアンローダレシオ設定部12B3に出力する。
【0025】
アンローダレシオ設定部12B3は、制御舵角βをアドレスとするデータエリアにアンローダレシオRを格納しており、制御舵角演算部12B2からの制御舵角信号βの入力に応じてアンローダレシオRを瞬時に検索する。そして、検索したアンローダレシオRの信号をアンローダレシオ修正演算部12B5に出力する。このアンローダレシオRの特性は、例えば図6のグラフに示すように、制御舵角βが例えば220度未満では「1」であり、220度を超えると一定の逆勾配で漸次減少し、270度で「0」となるように設定されている。なお、本実施形態においては、前記270度が最大舵角であり、220度が所定舵角である。
【0026】
アンローダレシオ修正量設定部12B4は、前記車速センサ11から出力される車速信号VP、前記舵角センサ16から出力される舵角信号θSおよび前記電動機回転速度演算部12Fから出力される回転角速度信号MVELを入力する。このアンローダレシオ修正量設定部12B4は、回転角速度MVELをアドレスとするデータエリアにアンローダレシオ修正量Aを格納している。そして、このアンローダレシオ修正量設定部12B4は、舵角θSが例えば220度より大きく、かつ、車速VPが例えば10km/hより低い条件のもとに、回転角速度信号MVELに応じたアンローダレシオ修正量Aを瞬時に検索する。そして、検索したアンローダレシオ修正量Aの信号をアンローダレシオ修正演算部12B5に出力する。このアンローダレシオ修正量Aの特性は、例えば図7のグラフに示すように、回転角速度MVELが例えば「50度/秒」未満では「0」であり、「50度/秒」を超えると一定の勾配で漸次増大するように設定されている。
【0027】
アンローダレシオ修正演算部12B5は、前記アンローダレシオ設定部12B3から出力されるアンローダレシオRの信号および前記アンローダレシオ修正量設定部12B4から出力されるアンローダレシオ修正量Aの信号を入力する。そして、アンローダレシオRからアンローダレシオ修正量Aを減算処理した値を修正アンローダレシオR’の信号として目標電流値補正部12B6に出力する。
【0028】
目標電流値補正部12B6は、前記目標電流値設定部12Aから出力される目標電流値信号ITおよび前記アンローダレシオ修正演算部12B5から出力される修正アンローダレシオR’の信号を入力する。そして、目標電流値信号ITに修正アンローダレシオR’を乗算処理した値を補正目標電流値信号IT’として前記偏差演算部12Cに出力する。
【0029】
以上のように構成された一実施形態の電動パワーステアリング装置においては、図1に示すステアリングホイール1の操作に伴ない、操舵トルクセンサ5がステアリング系に発生する操舵トルクの方向および大きさを検出し、その検出した操舵トルク信号TSを制御装置12に出力する。また、車速センサ11が車両の速度を検出し、その検出した車速信号VPを制御装置12に出力する。さらに、舵角センサ16がステアリング系の舵角を検出し、その検出した舵角信号θSを制御装置12に出力する。
【0030】
制御装置12では、図2に示す目標電流値設定部12Aが前記操舵トルク信号TSおよび車速信号VPを入力することにより、ステアリング系の操舵トルクの増加に伴ない増大し、かつ、車速の増加に伴ない減少する基本特性の補助操舵トルクを電動機10に発生させるための目標電流値信号ITを瞬時に検索し、その目標電流値信号ITをアンローダ補正部12Bに出力する。
【0031】
アンローダ補正部12Bにおいては、図4に示すように、オフセット量設定部12B1が車速信号VPに基づき、車速VPが5km/h未満では「0度」、10km/h以上では「50度」のオフセット量αの信号を制御舵角演算部12B2に出力する。続いて、制御舵角演算部12B2が舵角信号θSおよびオフセット量αの信号に基づき、舵角θSからオフセット量αを減算処理した値βを制御舵角信号βとしてアンローダレシオ設定部12B3に出力する。そして、アンローダレシオ設定部12B3が制御舵角信号βに応じたアンローダレシオRの信号をアンローダレシオ修正演算部12B5に出力する。
【0032】
一方、車速信号VP、舵角信号θSおよび回転角速度信号MVELを入力する前記アンローダレシオ修正量設定部12B4においては、図8のフローチャートに示すように、舵角θSが220°より大きいか否かが判定され(ステップS1)、続いて車速VPが10km/hより低いか否かが判定される(ステップS2)。そして、舵角θSが220度より大きく、かつ、車速VPが10km/hより低い場合、アンローダレシオ修正量設定部12B4は、回転角速度信号MVELに応じたアンローダレシオ修正量Aを瞬時に検索してその信号をアンローダレシオ修正演算部12B5に出力する(ステップS3)。
【0033】
前記アンローダレシオRの信号およびアンローダレシオ修正量Aの信号を入力するアンローダレシオ修正演算部12B5は、アンローダレシオRからアンローダレシオ修正量Aを減算処理した値を修正アンローダレシオR’の信号として目標電流値補正部12B6に出力する。そして、この目標電流値補正部12B6が前記目標電流値設定部12Aからの目標電流値信号ITおよび前記アンローダレシオ修正演算部12B5からの修正アンローダレシオR’の信号に基づき、目標電流値信号ITに修正アンローダレシオR’を乗算処理した値を補正目標電流値信号IT’として前記偏差演算部12Cに出力する。
【0034】
以後、制御装置12においては、偏差演算部12Cがアンローダ補正部12Bからの補正目標電流値信号IT’と、電流センサ14からのモータ電流信号IMとの偏差信号ΔIをPID制御部12Dに出力し、PID制御部12Dが前記偏差をゼロに収束させるための駆動制御信号SOをPWM信号生成部12Eに出力し、PWM信号生成部12Eが駆動制御信号SOに応じたPWM信号VOを電動機駆動回路13に出力する。そして、電動機駆動回路13が制御装置12からのPWM信号VOに応じて電動機10を回転駆動することにより、図1に示すステアリング系においては、補正目標電流値信号IT’に応じた補助操舵トルクがボールネジ機構9を介してラック軸6Cに付与され、ステアリングホイール1の操舵力が軽減される。
【0035】
ここで、一実施形態の電動パワーステアリング装置においては、車両の発進後、車速が例えば10km/h以上となると、前記アンローダ補正部12Bのオフセット量設定部12B1がオフセット量αとして「50度」の信号を出力する。このため、ステアリング系の舵角θSの最大値を例えば270度とすると、制御舵角演算部12B2は常に220度未満の制御舵角信号βを出力し、アンローダレシオ設定部12B3はアンローダレシオRとして常に「1」の信号を出力する。その際、アンローダレシオ修正量設定部12B4は、車速が10km/hより高いため、アンローダレシオ修正量Aの出力を停止する。換言すれば、アンローダレシオ修正量Aとして「0」の信号を出力する。その結果、アンローダレシオ修正演算部12B5は修正アンローダレシオR’として常に「1」の信号を目標電流値補正部12B6に出力する。
【0036】
従って、目標電流値補正部12B6は、目標電流値信号ITと同じ値を補正目標電流値信号IT’として偏差演算部12Cに出力する。すなわち、車速が例えば10km/hより高い場合には、電動機10の補助操舵トルクを低減補正するアンローダ制御が回避される。
【0037】
一方、車速が例えば5km/hより低い極低速走行時には、オフセット量設定部12B1がオフセット量αとして「0度」の信号を出力するため、制御舵角演算部12B2は舵角θSと一致する制御舵角信号βを出力する。この場合、舵角θSが220度未満であると、それに一致した制御舵角信号βを制御舵角演算部12B2が出力するため、アンローダレシオ設定部12B3はアンローダレシオRとして「1」の信号を出力する。その際、アンローダレシオ修正量設定部12B4は、舵角θSが220度未満であるため、アンローダレシオ修正量Aとして「0」の信号を出力する。従って、この場合も、車速が10km/hより高い場合と同様に、電動機10の補助操舵トルクを低減補正するアンローダ制御が回避される。
【0038】
ここで、車庫入れの際などのように、車速が例えば5km/hより低い極低速走行時に舵角θSが220度を超えると、オフセット量設定部12B1がオフセット量αとして「0度」の信号を出力し、制御舵角演算部12B2が舵角θSと一致した220度を超える制御舵角信号βを出力するため、アンローダレシオ設定部12B3は、制御舵角信号βに応じて「1」から「0」へと漸次減少する特性の信号をアンローダレシオRとして出力する。その際、ステアリング系の操舵速度が低く、それに応じて回転角速度信号MVELが所定値以下であると、アンローダレシオ修正量設定部12B4はアンローダレシオ修正量Aとして「0」の信号を出力する。その結果、アンローダレシオ修正演算部12B5は、制御舵角信号βに応じた「1」と「0」との間の信号を修正アンローダレシオR’として目標電流値補正部12B6に出力する。
【0039】
従って、目標電流値補正部12B6は、目標電流値信号ITより小さい値を補正目標電流値信号IT’として偏差演算部12Cに出力する。すなわち、車速が5km/hより低い極低速走行時に舵角θSが220度を超えると、電動機10の補助操舵トルクを低減補正するアンローダ制御が実行される。
【0040】
一方、車速が5km/hより低い極低速走行時に急操舵によって舵角θSが220度を超える場合、アンローダレシオ設定部12B3は、制御舵角信号βに応じて「1」から「0」へと漸次減少する特性の信号をアンローダレシオRとして出力する。その際、アンローダレシオ修正量設定部12B4は、回転角速度信号MVELが所定値以上となるため、回転角速度信号MVELに応じて「0」から漸次増大する特性の信号をアンローダレシオ修正量Aとして出力する。その結果、アンローダレシオ修正演算部12B5は、制御舵角信号βに応じた「1」と「0」との間のアンローダレシオRから回転角速度信号MVELに応じて「0」から漸次増大するアンローダレシオ修正量Aを減算した値を修正アンローダレシオR’の信号として目標電流値補正部12B6に出力する。この修正アンローダレシオR’の値は、回転角速度信号MVELの上昇に応じて、すなわち、ステアリング系の操舵速度の上昇に応じて小さくなる。
【0041】
従って、目標電流値補正部12B6は、目標電流値信号ITの低減補正量をステアリング系の操舵速度の上昇に応じて増大修正し、一層小さく低減補正した補正目標電流値信号IT’を偏差演算部12Cに出力する。すなわち、車速が5km/hより低い極低速走行時に急操舵によって舵角θSが220度を超える場合、電動機10の補助操舵トルクは、操舵速度が速いほど急激に低減補正されるようになり、急操舵の場合にも、電動機10の補助操舵トルクを迅速に低減することができ、確実なアンローダ制御を行うことができる。
【0042】
なお、本発明の電動パワーステアリング装置において、ステアリング系の操舵速度は、必ずしも電動機10の回転角速度MVELから求める必要はなく、舵角センサ16からの舵角信号θSを時間微分して求めてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール等の操作に伴ない操舵トルクセンサがステアリング系の操舵トルクを検出し、舵角センサがステアリング系の舵角を検出する。そして、ステアリング系の舵角が所定舵角未満のときは、制御装置がステアリング系の操舵トルクに基づいて電動機の補助操舵トルクを制御する。ここで、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると、制御装置のアンローダ補正部が電動機の補助操舵トルクを低減補正する。その際、アンローダ補正部は、ステアリング系の操舵速度が速いほど電動機の補助操舵トルクの低減補正量を増大修正する。
【0044】
従って、本発明の電動パワーステアリング装置によれば、ステアリング系の舵角が最大舵角近傍の所定舵角を速い操舵速度で超える急操舵の場合にも、電動機の補助操舵トルクを迅速に低減することができ、確実なアンローダ制御を行うことができる。
【0045】
そして、本発明の電動パワーステアリング装置においては、車速センサの検出信号に基づき、車速が所定車速以上のときには電動機の補助操舵トルクの低減補正を回避するように前記アンローダ補正部が構成されており、ステアリング系の舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えても電動機による補助操舵トルクが得られるため、車両の中高速走行時に違和感のない良好な操舵フィーリングが得られ、緊急時等においては最大舵角まで円滑に急操舵できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置が適用されたステアリング系の構成図である。
【図2】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【図3】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のブリッジ回路の回路図である。
【図4】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のアンローダ補正部のブロック構成図である。
【図5】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のアンローダ補正部がデータ処理するオフセット量の特性グラフである。
【図6】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のアンローダ補正部がデータ処理するアンローダレシオの特性グラフである。
【図7】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のアンローダ補正部がデータ処理するアンローダレシオ修正量の特性グラフである。
【図8】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置のアンローダ補正部におけるデータ処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 :ステアリングホイール
2 :ステアリングシャフト
5 :操舵トルクセンサ
6 :ラック・ピニオン機構
9 :ボールネジ機構
10 :電動機
11 :車速センサ
12 :制御装置
12A:目標電流値設定部
12B:アンローダ補正部
12C:偏差演算部
12D:PID制御部
12E:PWM信号生成部
12F:電動機回転速度演算部
13 :電動機駆動回路
13A:ゲート駆動回路
13B:ブリッジ回路
14 :電流センサ
15 :電圧センサ
16 :舵角センサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that applies an auxiliary steering torque to a steering system of a vehicle by an electric motor, and more particularly to an electric power steering device that enables reliable unloader control even in the case of sudden steering of the steering system. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a vehicle steering device, a so-called electric power steering device that reduces the steering force of a driver by adding an auxiliary steering torque by an electric motor to a steering system when a steering wheel is operated has recently become widespread. This electric power steering device basically detects a steering torque of a steering system accompanying an operation of a steering wheel, and controls an auxiliary steering torque of the electric motor according to a direction and a magnitude of the detected torque. Is configured.
[0003]
In the above-described electric power steering apparatus, when a large auxiliary steering torque is applied by the electric motor in the vicinity of the maximum steering angle of the steering system, a large impact occurs when the steering system reaches the maximum steering angle, and in rare cases, The steering system including the electric motor may be locked. Therefore, in this type of electric power steering device, when the steering angle of the steering system approaches the maximum steering angle, so-called unloader control is adopted, in which the auxiliary steering torque by the electric motor is reduced and corrected to protect the steering system. (See Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-193868).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional unloader control of the electric power steering device,When the steering angle of the steering system exceeds a predetermined steering angle in the vicinity of the maximum steering angle, the auxiliary steering torque by the electric motor is reduced, and the steering feeling is reduced at medium to high speeds of the vehicle, or the maximum steering angle in an emergency or the like. Difficult to steer untilThere is a fear.
[0005]
Therefore, the present inventionEasy steering up to the maximum steering angle when the vehicle is at medium or high speedIt is an object to provide an electric power steering device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a steering torque sensor for detecting a steering torque of a steering system of a vehicle, a steering angle sensor for detecting a steering angle of the steering system, and an auxiliary steering torque added to the steering system. An electric motor, and a control device that controls an auxiliary steering torque of the electric motor based on at least a detection signal of the steering torque sensor. An unloader correction unit that reduces and corrects the auxiliary steering torque of the electric motor when the steering angle exceeds a predetermined steering angle near the maximum steering angle. The unloader correction unit performs steering based on a detection signal of a steering speed of the steering system. The higher the speed is, the more the correction amount for reducing the auxiliary steering torque is increased and corrected.Also, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, the correction for reducing the auxiliary steering torque is avoided based on a detection signal of a vehicle speed sensor that detects the speed of the vehicle.It is configured as a means.
[0007]
In the electric power steering device according to the present invention, the steering torque sensor detects the steering torque of the steering system accompanying the operation of the steering wheel and the like, and the steering angle sensor detects the steering angle of the steering system. When the steering angle of the steering system is smaller than the predetermined steering angle, the control device controls the auxiliary steering torque of the electric motor based on the steering torque of the steering system. Here, when the steering angle exceeds a predetermined steering angle near the maximum steering angle, the unloader correction unit of the control device corrects and reduces the auxiliary steering torque of the electric motor. At this time, the unloader correction unit increases and corrects the reduction correction amount of the auxiliary steering torque of the electric motor as the steering speed of the steering system increases, and reduces the auxiliary steering torque of the electric motor more quickly.Further, based on the detection signal of the vehicle speed sensor, the unloader correction unit avoids the correction of the reduction of the auxiliary steering torque of the electric motor when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed. As a result, even when the steering angle of the steering system exceeds a predetermined steering angle in the vicinity of the maximum steering angle, the auxiliary steering torque by the electric motor is obtained. At times, the steering can be smoothly and suddenly increased to the maximum steering angle.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electric power steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a configuration diagram of a steering system to which an electric power steering device of one embodiment is applied, and FIG. 2 is a block configuration diagram of the electric power steering device of one embodiment.
[0010]
Before describing the electric power steering device of one embodiment, first, the structure of a steering system to which the electric power steering device is applied will be described with reference to FIG. The steering system is a so-called rack and pinion type steering system. A lower end of a steering shaft 2 integrally connected to a steering wheel 1 is connected to a pair of universal joints 4 connected to each other via a connection shaft 3. 4 is connected to an input shaft 5 </ b> A of the steering torque sensor 5. The pinion 6A of the rack and pinion mechanism 6 is formed integrally with the output shaft of the steering torque sensor 5.
[0011]
The rack and pinion mechanism 6 includes a rack shaft 6C formed with rack teeth 6B that mesh with the pinion 6A, and knuckle arms attached to left and right front wheels 7, 7 of the vehicle at both ends of the rack shaft 6C. (Not shown) are connected via tie rods 8, 8, respectively. A ball screw portion 9A of the ball screw mechanism 9 is formed coaxially with the rack shaft 6C, and a ball nut 9B that meshes with the ball screw portion 9A is disposed around the rack shaft 6C in a state where the rack shaft 6C passes therethrough. The motor 10 is fixed to a rotor 10A.
[0012]
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, an electric power steering apparatus according to one embodiment includes a vehicle speed sensor 11 for detecting a rotation speed of a transmission output shaft (not shown), and at least the vehicle speed sensor 11 and the steering torque sensor. 5, a motor driving circuit 13 for inputting an output signal of the control device 12, a current value supplied from the motor driving circuit 13 to the motor 10, and the signal is detected. A current sensor 14 for outputting to the control device 12, a voltage sensor 15 for detecting a voltage value applied to the electric motor 10 and outputting the signal to the control device 12, and a steering wheel attached to the steering torque sensor 5. And an angle sensor 16.
[0013]
The steering torque sensor 5 detects the direction and magnitude of the steering torque according to the torsion angle between the input shaft 5A and the pinion 6A as the output shaft, and sends a steering torque signal TS as a detection signal to the control device 12. Output. Further, the vehicle speed sensor 11 outputs a vehicle speed signal VP corresponding to the rotation speed of a transmission output shaft (not shown) to the control device 12.
[0014]
The current sensor 14 includes a resistor or a Hall element connected in series to the electric motor 10 composed of a DC servo motor, and sends a motor current signal IM corresponding to the direction and magnitude of the electric current flowing through the electric motor 10 to the control device 12. Output. The voltage sensor 15 outputs a motor voltage signal VM corresponding to the voltage applied to the electric motor 10 to the control device 12 by being connected in parallel to the electric motor 10. Then, the steering angle sensor 16 outputs a steering angle signal θS corresponding to the steering angle of the steering wheel 1 to the control device 12.
[0015]
The control device 12 includes an input / output interface I / O between the steering torque sensor 5, the vehicle speed sensor 11, the current sensor 14, the voltage sensor 15, the steering angle sensor 16, and the like, and an analog signal input from these sensors. A / D converter that converts the data into a digital signal, a ROM that stores various data and programs, a RAM that temporarily stores various data, and a CPU that performs various arithmetic processes are provided as hardware. . As a software configuration, as shown in FIG. 2, a target current value setting unit 12A, an unloader correction unit 12B, a deviation calculation unit 12C, a PID control unit 12D, a PWM signal generation unit 12E, and a motor rotation speed calculation unit 12F are provided. I have. On the other hand, the motor drive circuit 13 includes a gate drive circuit 13A and a bridge circuit 13B.
[0016]
The target current value setting section 12A of the control device 12 receives the vehicle speed signal VP output from the vehicle speed sensor 11 and converts the steering torque signal TS output from the steering torque sensor 5 into a digital signal. Is entered. The target current value setting unit 12A is configured to generate a target current value signal for causing the electric motor 10 to generate an auxiliary steering torque having a basic characteristic that increases as the steering torque of the steering system increases and decreases as the vehicle speed increases. IT is retrieved from a data area having the steering torque signal TS and the vehicle speed signal VP as addresses, and the retrieved target current value signal IT is output to the unloader correction unit 12B.
[0017]
The unloader correction unit 12B includes, in addition to the target current value signal IT, a vehicle speed signal VP output from the vehicle speed sensor 11, a steering angle signal θS output from the steering angle sensor 16, and the motor rotation speed calculation unit. Rotational angular velocity signals MVEL output from 12F are respectively input. As will be described later, the unloader correction unit 12B performs reduction correction on the target current value signal IT and outputs the corrected target current value signal IT 'to the deviation calculation unit 12C.
[0018]
The motor current signal IM output from the current sensor 14 is converted into a digital signal and input to the deviation calculator 12C in addition to the corrected target current value signal IT '. The deviation calculator 12C calculates a deviation between the correction target current value signal IT 'and the motor current signal IM, and outputs the deviation signal? I to the PID controller 12D.
[0019]
The PID control unit 12D drives the electric motor 10 so that the deviation converges to zero by performing processes such as proportional (P), integral (I), and differentiation (D) on the deviation signal ΔI. Is output to the PWM signal generation unit 12E. The PWM signal generation unit 12E generates a PWM signal VO for performing a PWM (pulse width modulation) operation of the electric motor 10 based on the drive control signal SO, and supplies the PWM signal VO to the gate drive circuit 13A of the electric motor drive circuit 13. Output.
[0020]
The motor current signal IM output from the current sensor 14 and the motor voltage signal VM output from the voltage sensor 15 are converted into digital signals and input to the motor rotation speed calculation unit 12F. When the voltage of the motor 10 is VM, the current is IM, the resistance is RM, and the induced voltage coefficient is KP, the motor rotation speed calculation unit 12F calculates the rotation angular speed MVEL of the motor 10 by the following equation (1). The rotation angular velocity signal MVEL is output to the unloader correction unit 12B as a steering speed signal of the steering system.
MVEL = (VM−IM × RM) / KP (1)
[0021]
On the other hand, the gate drive circuit 13A of the motor drive circuit 13 switches the bridge circuit 13B based on the PWM signal VO. As shown in FIG. 3, the bridge circuit 13B includes four power FETs (field effect transistors) T1, T2, T3, and T4 forming a bridge circuit between a DC 12V power supply (vehicle battery) and the motor 10. It has. The gate drive circuit 13A outputs a drive signal corresponding to the magnitude of the deviation signal ΔI to one of the gates G1 and G2 of the power FET (T1, T2) according to the polarity of the deviation signal ΔI, and outputs the other. Outputs an off signal. At this time, an ON signal is output to one of the gates G3, G4 of the power FET (T3, T4), and an OFF signal is output to the other. For example, when a drive signal is output to the gate G1 of the power FET (T1), an ON signal is output to the gate G4 of the power FET (T4), and the gates G2 and G3 of the other power FETs (T2, T3) are output. Outputs an off signal.
[0022]
Here, when the steering angle of the steering system exceeds a predetermined steering angle near the maximum steering angle, the unloader correction unit 12B of the control device 12 reduces the target current value signal so as to reduce the auxiliary steering torque by the electric motor 10. It has a function of adding reduction correction to IT and increasing and correcting the amount of reduction correction applied to the target current value signal IT as the steering speed of the steering system increases. As shown in FIG. 4, the unloader correction unit 12B includes an offset amount setting unit 12B1, a control steering angle calculation unit 12B2, an unloader ratio setting unit 12B3, an unloader ratio correction amount setting unit 12B4, an unloader ratio correction calculation unit 12B5, and a target current. It comprises a value correction unit 12B6. Hereinafter, the function of each unit of the unloader correction unit 12B will be sequentially described.
[0023]
The offset amount setting unit 12B1 stores the offset amount α in a data area having the vehicle speed VP as an address, and instantaneously searches for the offset amount α according to the input of the vehicle speed signal VP from the vehicle speed sensor 11. The characteristic of the offset amount α is set so that, for example, as shown in the graph of FIG. 5, the vehicle speed VP is “0 degree” when the vehicle speed is less than 5 km / h, and is “50 degrees” when the vehicle speed VP is 10 km / h or more. I have.
[0024]
The control steering angle calculation unit 12B2 receives the steering angle signal θS output from the steering angle sensor 16 and the signal of the offset amount α output from the offset amount setting unit 12B1. Then, a value β obtained by subtracting the offset amount α from the steering angle θS is output to the unloader ratio setting unit 12B3 as a control steering angle signal β.
[0025]
The unloader ratio setting unit 12B3 stores the unloader ratio R in a data area having the control steering angle β as an address, and instantaneously sets the unloader ratio R in response to the input of the control steering angle signal β from the control steering angle calculator 12B2. To search. Then, it outputs the signal of the retrieved unloader ratio R to the unloader ratio correction operation unit 12B5. For example, as shown in the graph of FIG. 6, the characteristic of the unloader ratio R is “1” when the control steering angle β is, for example, less than 220 degrees, and gradually decreases at a constant reverse gradient when the control steering angle β exceeds 220 degrees, and becomes 270 degrees. Is set to “0”. In the present embodiment, 270 degrees is the maximum steering angle, and 220 degrees is the predetermined steering angle.
[0026]
The unloader ratio correction amount setting unit 12B4 includes a vehicle speed signal VP output from the vehicle speed sensor 11, a steering angle signal θS output from the steering angle sensor 16, and a rotation angular speed signal MVEL output from the motor rotation speed calculation unit 12F. Enter The unloader ratio correction amount setting unit 12B4 stores the unloader ratio correction amount A in a data area whose address is the rotational angular velocity MVEL. The unloader ratio correction amount setting unit 12B4 calculates the unloader ratio correction amount according to the rotation angular velocity signal MVEL under the condition that the steering angle θS is larger than, for example, 220 degrees and the vehicle speed VP is lower than, for example, 10 km / h. Search for A instantly. Then, a signal of the retrieved unloader ratio correction amount A is output to the unloader ratio correction operation unit 12B5. As shown in the graph of FIG. 7, for example, the characteristic of the unloader ratio correction amount A is “0” when the rotational angular velocity MVEL is less than “50 degrees / second”, and is constant when the rotational angular velocity MVEL exceeds “50 degrees / second”. It is set to increase gradually with a gradient.
[0027]
The unloader ratio correction calculator 12B5 receives the unloader ratio R signal output from the unloader ratio setting unit 12B3 and the unloader ratio correction amount A signal output from the unloader ratio correction amount setting unit 12B4. Then, a value obtained by subtracting the unloader ratio correction amount A from the unloader ratio R is output to the target current value corrector 12B6 as a signal of the corrected unloader ratio R '.
[0028]
The target current value correction unit 12B6 receives the target current value signal IT output from the target current value setting unit 12A and the corrected unloader ratio R 'signal output from the unloader ratio correction calculation unit 12B5. Then, a value obtained by multiplying the target current value signal IT by the modified unloader ratio R 'is output to the deviation calculator 12C as a corrected target current value signal IT'.
[0029]
In the electric power steering apparatus according to the embodiment configured as described above, the steering torque sensor 5 detects the direction and magnitude of the steering torque generated in the steering system in accordance with the operation of the steering wheel 1 shown in FIG. Then, the detected steering torque signal TS is output to the control device 12. The vehicle speed sensor 11 detects the speed of the vehicle, and outputs the detected vehicle speed signal VP to the control device 12. Further, the steering angle sensor 16 detects the steering angle of the steering system, and outputs the detected steering angle signal θS to the control device 12.
[0030]
In the control device 12, when the target current value setting unit 12A shown in FIG. 2 receives the steering torque signal TS and the vehicle speed signal VP, the target current value setting unit 12A increases with an increase in the steering torque of the steering system and increases the vehicle speed. A target current value signal IT for causing the electric motor 10 to generate an auxiliary steering torque having a basic characteristic that decreases with the change is instantaneously searched, and the target current value signal IT is output to the unloader correction unit 12B.
[0031]
In the unloader correction unit 12B, as shown in FIG. 4, the offset amount setting unit 12B1 is based on the vehicle speed signal VP. The signal of the amount α is output to the control steering angle calculation unit 12B2. Subsequently, based on the steering angle signal θS and the signal of the offset amount α, the control steering angle calculation unit 12B2 outputs a value β obtained by subtracting the offset amount α from the steering angle θS to the unloader ratio setting unit 12B3 as the control steering angle signal β. I do. Then, the unloader ratio setting unit 12B3 outputs a signal of the unloader ratio R corresponding to the control steering angle signal β to the unloader ratio correction operation unit 12B5.
[0032]
On the other hand, in the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 that inputs the vehicle speed signal VP, the steering angle signal θS, and the rotation angular speed signal MVEL, as shown in the flowchart of FIG. 8, it is determined whether the steering angle θS is greater than 220 °. It is determined (step S1), and then it is determined whether the vehicle speed VP is lower than 10 km / h (step S2). When the steering angle θS is larger than 220 degrees and the vehicle speed VP is lower than 10 km / h, the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 instantaneously searches for the unloader ratio correction amount A according to the rotation angular speed signal MVEL. The signal is output to the unloader ratio correction calculator 12B5 (step S3).
[0033]
The unloader ratio correction calculator 12B5, which inputs the signal of the unloader ratio R and the signal of the unloader ratio correction amount A, calculates a value obtained by subtracting the unloader ratio correction amount A from the unloader ratio R as a correction unloader ratio R ′ signal. Output to the value correction unit 12B6. The target current value correction unit 12B6 generates a target current value signal IT based on the target current value signal IT from the target current value setting unit 12A and the corrected unloader ratio R ′ from the unloader ratio correction calculation unit 12B5. A value obtained by multiplying the corrected unloader ratio R 'is output to the deviation calculator 12C as a corrected target current value signal IT'.
[0034]
Thereafter, in the control device 12, the deviation calculation unit 12C outputs a deviation signal ΔI between the correction target current value signal IT ′ from the unloader correction unit 12B and the motor current signal IM from the current sensor 14 to the PID control unit 12D. , The PID control unit 12D outputs a drive control signal SO for causing the deviation to converge to zero to the PWM signal generation unit 12E, and the PWM signal generation unit 12E outputs the PWM signal VO corresponding to the drive control signal SO to the electric motor drive circuit 13. Output to The electric motor drive circuit 13 drives the electric motor 10 to rotate in response to the PWM signal VO from the control device 12, so that in the steering system shown in FIG. This is applied to the rack shaft 6C via the ball screw mechanism 9, and the steering force of the steering wheel 1 is reduced.
[0035]
Here, in the electric power steering apparatus according to one embodiment, when the vehicle speed becomes, for example, 10 km / h or more after the start of the vehicle, the offset amount setting unit 12B1 of the unloader correction unit 12B sets the offset amount α to “50 degrees”. Output a signal. Therefore, if the maximum value of the steering angle θS of the steering system is, for example, 270 degrees, the control steering angle calculation unit 12B2 always outputs the control steering angle signal β of less than 220 degrees, and the unloader ratio setting unit 12B3 sets the unloader ratio R as A signal of "1" is always output. At this time, the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 stops outputting the unloader ratio correction amount A because the vehicle speed is higher than 10 km / h. In other words, a signal of “0” is output as the unloader ratio correction amount A. As a result, the unloader ratio correction calculator 12B5 always outputs a signal of "1" to the target current value corrector 12B6 as the corrected unloader ratio R '.
[0036]
Therefore, the target current value corrector 12B6 outputs the same value as the target current value signal IT to the deviation calculator 12C as a corrected target current value signal IT '. That is, when the vehicle speed is higher than, for example, 10 km / h, the unloader control for reducing and correcting the auxiliary steering torque of the electric motor 10 is avoided.
[0037]
On the other hand, when the vehicle travels at an extremely low speed lower than 5 km / h, for example, the offset amount setting unit 12B1 outputs a signal of “0 degrees” as the offset amount α, so that the control steering angle calculation unit 12B2 performs control that matches the steering angle θS. And outputs the steering angle signal β. In this case, if the steering angle θS is less than 220 degrees, the control steering angle calculation unit 12B2 outputs a control steering angle signal β that matches the steering angle θS, so that the unloader ratio setting unit 12B3 outputs a signal of “1” as the unloader ratio R. Output. At this time, the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 outputs a signal of “0” as the unloader ratio correction amount A because the steering angle θS is less than 220 degrees. Therefore, also in this case, as in the case where the vehicle speed is higher than 10 km / h, the unloader control for reducing and correcting the auxiliary steering torque of the electric motor 10 is avoided.
[0038]
Here, when the steering angle θS exceeds 220 degrees when the vehicle speed is lower than 5 km / h, for example, when the vehicle speed is lower than 5 km / h, such as when the vehicle is put in a garage, the offset amount setting unit 12B1 outputs a signal of “0 degrees” as the offset amount α. And the control steering angle calculation unit 12B2 outputs a control steering angle signal β exceeding 220 degrees which coincides with the steering angle θS. Therefore, the unloader ratio setting unit 12B3 outputs the control steering angle signal β from “1” in accordance with the control steering angle signal β. A signal having a characteristic that gradually decreases to “0” is output as an unloader ratio R. At this time, if the steering speed of the steering system is low and the rotation angular velocity signal MVEL is correspondingly equal to or less than a predetermined value, the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 outputs a signal of “0” as the unloader ratio correction amount A. As a result, the unloader ratio correction calculator 12B5 outputs a signal between “1” and “0” corresponding to the control steering angle signal β as the corrected unloader ratio R ′ to the target current value corrector 12B6.
[0039]
Therefore, the target current value correction unit 12B6 outputs a value smaller than the target current value signal IT to the deviation calculation unit 12C as a corrected target current value signal IT '. That is, when the steering angle θS exceeds 220 degrees when traveling at an extremely low speed where the vehicle speed is lower than 5 km / h, unloader control for reducing and correcting the auxiliary steering torque of the electric motor 10 is executed.
[0040]
On the other hand, when the steering angle θS exceeds 220 degrees due to sudden steering during extremely low speed traveling at a vehicle speed lower than 5 km / h, the unloader ratio setting unit 12B3 changes from “1” to “0” according to the control steering angle signal β. A signal having a gradually decreasing characteristic is output as an unload ratio R. At this time, the unloader ratio correction amount setting unit 12B4 outputs, as the unloader ratio correction amount A, a signal having a characteristic that gradually increases from “0” according to the rotation angular speed signal MVEL because the rotation angular speed signal MVEL is equal to or more than a predetermined value. . As a result, the unloader ratio correction calculating unit 12B5 gradually increases the unloader ratio from “0” to “0” according to the rotational angular velocity signal MVEL from the unloader ratio R between “1” and “0” according to the control steering angle signal β. The value obtained by subtracting the correction amount A is output to the target current value correction unit 12B6 as a signal of the correction unloader ratio R '. The value of the modified unloader ratio R 'decreases as the rotational angular velocity signal MVEL increases, that is, as the steering speed of the steering system increases.
[0041]
Therefore, the target current value correction unit 12B6 corrects the reduction correction amount of the target current value signal IT to increase according to the increase of the steering speed of the steering system, and calculates the correction target current value signal IT ′ that has been reduced and corrected to a smaller value by the deviation calculation unit. Output to 12C. That is, when the steering angle θS exceeds 220 degrees due to abrupt steering when the vehicle speed is lower than 5 km / h, the auxiliary steering torque of the electric motor 10 is reduced and corrected more rapidly as the steering speed increases. Also in the case of steering, the auxiliary steering torque of the electric motor 10 can be reduced quickly, and reliable unloader control can be performed.
[0042]
In the electric power steering device of the present invention, the steering speed of the steering system does not necessarily need to be obtained from the rotational angular speed MVEL of the electric motor 10, and may be obtained by differentiating the steering angle signal θS from the steering angle sensor 16 with time. .
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the electric power steering apparatus of the present invention, the steering torque sensor detects the steering torque of the steering system and the steering angle sensor detects the steering angle of the steering system in accordance with the operation of the steering wheel or the like. When the steering angle of the steering system is smaller than the predetermined steering angle, the control device controls the auxiliary steering torque of the electric motor based on the steering torque of the steering system. Here, when the steering angle exceeds a predetermined steering angle near the maximum steering angle, the unloader correction unit of the control device corrects and reduces the auxiliary steering torque of the electric motor. At this time, the unloader correction unit corrects the auxiliary steering torque of the electric motor by increasing the reduction correction amount as the steering speed of the steering system increases.
[0044]
Therefore, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the auxiliary steering torque of the electric motor can be quickly reduced even in the case of a sharp steering operation in which the steering angle of the steering system exceeds the predetermined steering angle near the maximum steering angle at a high steering speed. And reliable unloader control can be performed.
[0045]
AndIn the electric power steering apparatus according to the present invention, the unloader correction unit is configured to avoid the correction correction of the auxiliary steering torque of the electric motor when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, based on the detection signal of the vehicle speed sensor.CageEven when the steering angle of the steering system exceeds a predetermined steering angle in the vicinity of the maximum steering angle, the auxiliary steering torque by the electric motor can be obtained, so that a good steering feeling without a sense of incongruity can be obtained when the vehicle is running at medium to high speeds, such as in emergency. In, steering can be smoothly and suddenly performed up to the maximum steering angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a steering system to which an electric power steering device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block configuration diagram of an electric power steering device according to one embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram of a bridge circuit of the electric power steering device according to one embodiment.
FIG. 4 is a block configuration diagram of an unloader correction unit of the electric power steering device according to the embodiment.
FIG. 5 is a characteristic graph of an offset amount subjected to data processing by an unloader correction unit of the electric power steering device according to the embodiment.
FIG. 6 is a characteristic graph of an unloader ratio for which the unloader correction unit of the electric power steering device according to the embodiment performs data processing.
FIG. 7 is a characteristic graph of an unloader ratio correction amount subjected to data processing by an unloader correction unit of the electric power steering device according to the embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing data processing in an unloader correction unit of the electric power steering device according to one embodiment.
[Explanation of symbols]
1: Steering wheel
2: Steering shaft
5: Steering torque sensor
6: Rack and pinion mechanism
9: Ball screw mechanism
10: Electric motor
11: Vehicle speed sensor
12: Control device
12A: target current value setting unit
12B: Unloader correction unit
12C: deviation calculator
12D: PID control unit
12E: PWM signal generation unit
12F: Motor rotation speed calculation unit
13: Motor drive circuit
13A: Gate drive circuit
13B: Bridge circuit
14: Current sensor
15: Voltage sensor
16: Rudder angle sensor

Claims (1)

車両のステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系の舵角を検出する舵角センサと、前記ステアリング系に補助操舵トルクを付加する電動機と、少なくとも前記操舵トルクセンサの検出信号に基づいて前記電動機の補助操舵トルクを制御する制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記舵角センサの検出信号に基づき、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると前記電動機の補助操舵トルクを低減補正するアンローダ補正部を有し、このアンローダ補正部は、ステアリング系の操舵速度の検出信号に基づき、操舵速度が速いほど前記補助操舵トルクの低減補正量を増大修正するとともに、車両の速度を検出する車速センサの検出信号に基づき、車速が所定車速以上のときには前記補助操舵トルクの低減補正を回避することを特徴とする電動パワーステアリング装置。A steering torque sensor that detects a steering torque of a steering system of a vehicle, a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering system, an electric motor that adds an auxiliary steering torque to the steering system, and a detection signal of at least the steering torque sensor And a control device for controlling an auxiliary steering torque of the electric motor based on the steering angle. The auxiliary steering torque of the electric motor is reduced. When the steering speed is higher, the unloader correction unit is configured to reduce the auxiliary steering torque based on the detection signal of the steering speed of the steering system. with increasing fix the based on the detection signal of the vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle, the vehicle speed is higher than a predetermined vehicle speed An electric power steering apparatus characterized by avoiding the decrease correction of the steering assist torque to come.
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