JP3803226B2 - Electric power steering control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置のための制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両のステアリング機構に電動モータが発生するトルク(操舵補助力)を伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクおよび車速などに基づいて、電動パワーステアリング装置用の電子制御ユニット(ECU)により制御されるようになっている。具体的には、操舵トルクを検出するトルクセンサから出力されるトルク信号や車速を検出する車速センサから出力される車速信号が電子制御ユニットに入力されるようになっており、電子制御ユニットは、各センサから入力される信号に基づいて電流指令値を演算し、この電流指令値に基づいて電動モータをフィードバック制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、外部からのノイズがトルク信号などに混入して電子制御ユニットに入力されると、このノイズ信号が混入したトルク信号などに基づいて電流指令値が誤って演算され、これにより、ステアリングホイールの微振動が生じ、操舵フィーリングが悪化する場合があった。このステアリングホイールの微振動は、とくにステアリングホイールを保舵しているときに顕著に現れる。
【0004】
そこで、保舵状態におけるステアリングホイールの微振動を防止するために、ステアリングホイールが保舵状態であるか操舵状態であるかを判別し、保舵状態である場合には、操舵状態時と比べて電流指令値を低く設定することが考えられる。ステアリングホイールが保舵状態であるか操舵状態であるかは、電動モータの回転速度を検出することにより判別できる。すなわち、電動モータの回転速度が予め定める速度以下であれば保舵状態であると判別でき、予め定める速度よりも大きければ操舵状態であると判別できる。
【0005】
しかし、電動モータの回転速度のみに基づいて、保舵状態か操舵状態かの判別を行っていたのでは、ステアリングホイールを中立位置(車両直進状態におけるステアリングホイールの位置)で保舵している状態から一方側に切り込んだ場合などに、電動モータの回転速度の立ち上がりが遅いため、保舵状態から操舵状態に切り替わったことの検出に遅れが生じ、これにより、操舵補助に遅れが生じるおそれがある。
【0006】
この発明は、上述のような背景の下になされたものであり、その目的は、ステアリングホイールのような操舵手段が保舵されている状態における操舵フィーリングを向上でき、かつ、操舵開始時における操舵補助の応答性を向上できる電動パワーステアリング制御装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、車両のステアリング機構(3)に操舵補助力を与える電動モータ(M)を、操舵手段(1)の操舵に基づいて制御する電動パワーステアリング制御装置であって、前記電動モータの回転速度(R)の時間変化量であるモータ回転加速度を検出するモータ回転加速度検出手段(8,66,E2,Q1)と、このモータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度(dR/ds)に基づいて、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別する状態判別手段(66,E2,Q1)と、この状態判別手段の判別結果に基づいて、前記電動モータの制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段(67,68)とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【0009】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じである。
この発明によれば、操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかが判別され、その判別結果に基づいて制御ゲインが設定される。
たとえば、請求項4に記載したように、前記制御ゲイン設定手段が、前記状態判別手段によって前記操舵手段が保舵状態であると判別された場合には、前記電動モータの制御ゲインを第1の一定値(Kph,Kih)まで漸減するように設定し、前記操舵手段が操舵状態であると判別された場合には、前記電動モータの制御ゲインを第1の一定値よりも大きい第2の一定値(Kps,Kis)まで漸増するように設定するものであれば、保舵状態で電動モータに流れる電流量を抑えることができるので、ノイズなどに起因する不所望な振動を防ぐことができる。ゆえに、保舵状態における操舵フィーリングを向上することができる。
【0010】
さらに、請求項4の構成が採用された場合、制御ゲインは漸減または漸増するように設定されるから、操舵手段を保舵または操舵開始したときに、操舵補助力が急に減少または増大することを防止でき、操舵手段から運転者が受けるフィーリングをさらに向上することができる。
【0011】
また、請求項1の構成によれば、保舵状態か操舵状態かの判別はモータ回転加速度に基づいて行われる。電動モータの回転の立ち上がり時において、モータ回転速度の微分値であるモータ回転加速度はモータ回転速度よりも変化が早いから、モータ回転加速度に基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行うことにより、保舵状態から操舵状態への切り替わりを速やかに検出することができる。したがって、操舵開始時における操舵補助の応答性を向上することができる。
【0012】
また、請求項2記載の発明は、前記操舵手段に加えられる操舵トルクの時間変化量であるトルク微分値を検出するトルク微分値検出手段(5,66,S1,E1)をさらに含み、前記状態判別手段は、前記トルク微分値検出手段によって検出されるトルク微分値およびモータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度に基づいて、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別することを特徴とする請求項 1 記載の電動パワーステアリング制御装置である。
この発明によれば、保舵状態から操舵状態への切り替わりをより速やかに検出することができ、操舵開始時における操舵補助の応答性を一層向上することができる。
また、前記電動パワーステアリング制御装置は、前記電動モータを比例積分制御するものである場合には、前記制御ゲイン設定手段は、前記状態判別手段の判別結果に基づいて、前記電動モータの比例制御ゲインおよび積分制御ゲインを設定するものであってもよい。
【0013】
請求項3記載の発明は、前記電動パワーステアリング制御装置は、前記電動モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出手段(8,66,S2,Q2)をさらに含み、前記状態判別手段は、前記モータ回転速度検出手段によって検出されるモータ回転速度をさらに参照して、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別するものであることを特徴とする請求項1または2記載の電動パワーステアリング制御装置である。
【0014】
この発明によれば、モータ回転加速度またはこれに加えてトルク微分値やモータ回転速度が参照されて保舵状態か操舵状態かの判別が行われるので、保舵状態から操舵状態への切り替わりをより速やかに検出することができ、操舵開始時における操舵補助の応答性を向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。ステアリングホイール1に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト2を介してステアリング機構3に機械的に伝達され、このとき、ステアリング機構3に電動モータMからトルク(操舵補助力)が与えられることによって操舵補助が達成されるようになっている。
【0016】
ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1側に結合された入力軸2Aと、ステアリング機構3側に結合された出力軸2Bとに分割されていて、これらの入力軸2Aおよび出力軸2Bは、トーションバー4によって互いに連結されている。トーションバー4は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ5によって検出されるようになっている。
【0017】
トルクセンサ5は、たとえば、入力軸2Aと出力軸2Bとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ5が出力するトルク信号Tは、コントローラ6(ECU)に入力されている。このコントローラ6には、さらに、車速センサ7が検出する車速Vと、モータ回転速度センサ8が検出する電動モータMの回転速度Rとが入力されるようになっている。
【0018】
コントローラ6は、トルク信号Tおよび車速Vに基づいて電動モータMに流すべき電流値である電流指令値を設定する電流指令値設定部61と、電流指令値設定部61によって設定された電流指令値と電流検出回路62によって検出されるモータ電流(電動モータMに実際に流れている電流)との偏差を求める減算部63と、この減算部63が出力する偏差に基づいてPI(Proportional-Integral:比例積分)制御により電動モータMの制御値を演算するPI制御部64と、PI制御部64が出力する制御値に基づいて電動モータMを駆動するモータ駆動回路65とを備えている。
【0019】
コントローラ6は、さらに、ステアリングホイール1が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別するステアリング状態判別部66と、PI制御部64で行われる比例制御のゲインであるPゲインKpを設定するPゲイン設定部67と、PI制御部64で行われる積分制御のゲインであるIゲインKiを設定するIゲイン設定部68とを備えている。
ステアリング状態判別部66には、トルクセンサ5が出力するトルク信号Tおよびモータ回転速度センサ8が検出するモータ回転速度Rが入力されるようになっている。ステアリング状態判別部66は、トルク信号Tおよびモータ回転速度Rに基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別し、その判別結果をPゲイン設定部67およびIゲイン設定部68に入力する。Pゲイン設定部67およびIゲイン設定部68は、ステアリング状態判別部66から入力される判別結果に基づいて、それぞれPゲインKpおよびIゲインKiを設定する。この設定されたPゲインKpおよびIゲインKiは、PI制御部64に入力されており、PI制御部64は、PゲインKpおよびIゲインKiを用いて電動モータMの制御値を演算する。
【0020】
電流指令値設定部61、減算部63、PI制御部64、ステアリング状態判別部66、Pゲイン設定部67およびIゲイン設定部68は、たとえば、コントローラ6に内蔵されたマイクロコンピュータが所定のプログラム処理を実行することにより、各機能がソフトウエア的に実現されるようになっていてもよい。
図2は、ステアリング状態判別部66による処理を説明するためのフローチャートである。この図2に示す処理は、車両のイグニッションスイッチがオンにされたことに応答して開始され、その後、イグニッションスイッチがオフにされるまで何度も繰り返して行われる。
【0021】
ステアリング状態判別部66は、まず、トルクセンサ5から入力されているトルク信号Tの時間変化を求めることによりトルク微分値dT/dsを演算する。そして、そのトルク微分値dT/dsが一定値A(たとえば、1(Nm/sec))以下であるか否かを判断する(ステップS1)。運転者によってステアリングホイール1が保舵されている状態では、ステアリングホイール1に与えられる力がほとんど変動しないから、トルク微分値dT/dsは一定値A以下となる。
【0022】
トルク微分値dT/dsが一定値A以下であれば、ステアリング状態判別部66は、次に、モータ回転速度センサ8で検出されるモータ回転速度Rを参照する。そして、モータ回転速度Rが一定値B(たとえば、1(rad/sec))以下であるか否かを判断する(ステップS2)。たとえば、ステアリングホイール1が中立位置(車両直進状態におけるステアリングホイール1の位置)付近で保舵されている状態では、電動モータMは停止またはごく低速度で回転しているから、モータ回転速度Rが一定値B以下であるか否かの判断は肯定される。
【0023】
したがって、ステアリング状態判別部66は、トルク微分値dT/dsが一定値A以下であり、かつ、モータ回転速度Rが一定値B以下である場合には、ステアリングホイール1が保舵状態にあると判断する(ステップS3)。一方、トルク微分値dT/dsが一定値Aよりも大きいか、または、モータ回転速度Rが一定値Bよりも大きい場合には、ステアリングホイール1は操舵状態にあると判断する(ステップS4)。このステアリング状態判別部66の判別結果は、Pゲイン設定部67およびIゲイン設定部68に与えられる。
【0024】
Pゲイン設定部67およびIゲイン設定部68は、ステアリング状態判別部66の判別結果に基づいて、それぞれ図3に示す特性線α,βに従ってPゲインKpおよびIゲインKiを設定する。
すなわち、ステアリングホイール1が操舵状態であると判別された場合には、PゲインKpおよびIゲインKiは、それぞれ、電動モータMから操舵トルクおよび車速に応じた十分な操舵補助力が発生されるように適切に定められた操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisに設定される。一方、ステアリングホイール1が保舵状態であると判別された場合には、PゲインKpおよびIゲインKiは、それぞれ、予め定められた保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihに設定される。この保舵時PゲインKphよび保舵時IゲインKihは、それぞれ操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisよりも小さい値に定められている。
【0025】
これにより、ステアリングホイール1が保舵状態であるときには、保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihを用いて演算される電動モータMの制御値が比較的小さな値となり、電動モータMに流れる電流量が抑えられるから、ステアリングホイール1が微振動することを防止できる。ゆえに、保舵状態における操舵フィーリングを向上することができる。
また、この実施形態では、ステアリングホイール1が操舵状態から保舵状態になった場合に、PゲインKpおよびIゲインKiが、それぞれ操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisから保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihに瞬時に変更されるのではなく、それぞれ操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisから保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihまで一定時間Δtをかけて線形的に減少するように設定される。さらに、ステアリングホイール1が保舵状態から操舵状態になった場合には、PゲインKpおよびIゲインKiが、それぞれ保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihから操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisに瞬時に変更されるのではなく、それぞれ保舵時PゲインKphおよび保舵時IゲインKihから操舵時PゲインKpsおよび操舵時IゲインKisまで一定時間Δtをかけて線形的に増加するように設定される。
【0026】
これにより、ステアリングホイール1を保舵または操舵開始したときに、ステアリングホイール1が急に重くなったり軽くなったりすることを防止でき、ステアリングホイール1から運転者が受けるフィーリングを向上することができる。以上のようにこの実施形態によれば、ステアリングホイール1が保舵状態であるか操舵状態であるかが判別され、その判別結果に基づいて、PゲインKpおよびIゲインKiがそれぞれ適切に定められることにより、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【0027】
また、この実施形態では、トルク微分値dT/dsおよびモータ回転速度Rの両方に基づいて保舵状態か操舵状態かの判別が行われるから、モータ回転速度Rのみに基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行う構成と比較して、とくにステアリングホイール1が中立位置付近で保舵されている状態から操舵開始された場合におけるステアリングホイール1の状態判別の応答性が改善され、操舵補助に遅れが生じるおそれをなくすことができる。
【0028】
図4は、この発明の第2の実施形態について説明するためのフローチャートである。上述の第1の実施形態では、トルク微分値dT/dsおよびモータ回転速度Rに基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態か操舵状態かの判別が行われるとしたが、この実施形態では、トルク微分値dT/dsおよびモータ回転速度Rの時間変化量であるモータ回転加速度dR/dsに基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態か操舵状態かの判別が行われる。
【0029】
すなわち、トルク微分値dT/dsが一定値A以下であるか否かが判断される(ステップE1)。そして、トルク微分値dT/dsが一定値A以下であれば、次に、モータ回転速度センサ8で検出されるモータ回転速度Rの微分を求めることによりモータ回転加速度dR/dsが演算される。そして、そのモータ回転加速度dR/dsが一定値C(たとえば、20(rad/sec2))以下であるか否かが判断される(ステップE2)。ステアリングホイール1が保舵されている状態では、電動モータMはほぼ停止しており、モータ回転加速度dR/dsが一定値C以下であるか否かの判断は肯定される。そして、この保舵されている状態からステアリングホイール1が操舵されると、その操舵が開始された瞬間に、モータ回転加速度dR/dsの値が大きくなって一定値Cより大きくなる。
【0030】
したがって、トルク微分値dT/dsが一定値A以下であり、かつ、モータ回転加速度dR/dsが一定値C以下である場合には、ステアリングホイール1は保舵状態にあると判断される(ステップE3)。一方、トルク微分値dT/dsが一定値Aよりも大きい、または、モータ回転加速度dR/dsが一定値Cよりも大きい場合には、ステアリングホイール1は操舵状態にあると判断される(ステップE4)。
【0031】
この第2の実施形態に係る判断手法であっても、第1の実施形態の場合と同様に、モータ回転速度Rのみに基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行う構成と比較して、とくにステアリングホイール1が中立位置付近で保舵されている状態から操舵開始された場合におけるステアリングホイール1の状態判別の応答性が改善され、操舵補助に遅れが生じるおそれをなくすことができる。
図5は、この発明の第3の実施形態について説明するためのフローチャートである。この第3の実施形態では、モータ回転加速度dR/dsおよびモータ回転速度Rに基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態か操舵状態かの判別が行われる。
【0032】
すなわち、モータ回転加速度dR/dsが一定値C以下(ステップQ1でYES)であり、かつ、モータ回転速度Rが一定値B以下(ステップQ2でYES)である場合には、ステアリングホイール1は保舵状態にあると判断される(ステップQ3)。一方、モータ回転加速度dR/dsが一定値Cよりも大きい、または、モータ回転速度Rが一定値Bよりも大きい場合には、ステアリングホイール1は操舵状態にあると判断される(ステップQ4)。
【0033】
この第3の実施形態に係る判断手法であっても、第1および第2の実施形態の場合と同様に、モータ回転速度Rのみに基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行う構成と比較して、とくにステアリングホイール1が中立位置付近で保舵されている状態から操舵開始された場合におけるステアリングホイール1の状態判別の応答性が改善され、操舵補助に遅れが生じるおそれをなくすことができる。
以上、この発明のいくつかの実施形態を説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、トルク微分値dT/ds、モータ回転加速度dR/dsおよびモータ回転速度Rに基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態か操舵状態かの判別が行われてもよい。
【0034】
また、トルク微分値dT/dsまたはモータ回転加速度dR/dsのどちらか一方に基づいて、ステアリングホイール1が保舵状態か操舵状態かの判別が行われてもよい。トルク微分値dT/dsは電動モータMの回転状態と無関係な値であるから、ステアリングホイール1を中立位置で保舵している状態から一方側に切り込んだ場合であっても、保舵状態から操舵状態への切り替わりを瞬時に検出することができる。また、電動モータの回転の立ち上がり時において、モータ回転速度Rの微分値であるモータ回転加速度dR/dsはモータ回転速度Rよりも変化が早いから、モータ回転加速度dR/dsに基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行うことによっても、保舵状態から操舵状態への切り替わりを速やかに検出することができる。したがって、トルク微分値dT/dsまたはモータ回転加速度dR/dsの一方に基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行った場合、モータ回転速度Rのみに基づいて保舵状態か操舵状態かの判別を行う場合と比べて、ステアリングホイール1の状態判別の応答性が改善され、操舵開始時における操舵補助の応答性を向上することができる。
【0035】
さらに、ステアリングホイール1が操舵状態から保舵状態になった場合、または保舵状態から操舵状態になった場合に、図3に示す特性線α,βの線形部分に従ってPゲインKpおよびIゲインKiが漸減または漸増されるとしたが、たとえば、図3に二点鎖線で示すような非線形な特性線α’,β’に従って、それぞれPゲインKpおよびIゲインKiが漸減または漸増されてもよい。
また、上述の実施形態では、PゲインKpおよびIゲインKiがそれぞれ一定時間Δtをかけて線形的に減少または増大するように設定されるとしたが、特性線α,βで、操舵フィーリングを損なうおそれがない範囲で一定時間Δtの長さを異ならせてもよい。
【0036】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】ステアリング状態判別処理を説明するためのフローチャートである。
【図3】PゲインおよびIゲインの設定例について説明するための図である。
【図4】この発明の第2の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図5】この発明の第3の実施形態について説明するための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(操舵手段)
3 ステアリング機構
5 トルクセンサ
6 コントローラ
61 電流指令値設定部
62 電流検出回路
63 減算部
64 PI制御部
65 モータ駆動回路
66 ステアリング状態判別部(トルク微分値検出手段、モータ回転加速度検出手段、モータ回転速度検出手段、状態判別手段)
67 Pゲイン設定部(制御ゲイン設定手段)
68 Iゲイン設定部(制御ゲイン設定手段)
8 モータ回転速度センサ(モータ回転速度検出手段)
M 電動モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus using an electric motor as a drive source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric power steering device that assists steering by transmitting torque (steering assisting force) generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle has been used. The electric motor is controlled by an electronic control unit (ECU) for the electric power steering device based on the steering torque applied to the steering wheel, the vehicle speed, and the like. Specifically, the torque signal output from the torque sensor that detects the steering torque and the vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor that detects the vehicle speed are input to the electronic control unit. A current command value is calculated based on a signal input from each sensor, and the electric motor is feedback-controlled based on the current command value.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when external noise is mixed into the torque signal and the like and is input to the electronic control unit, the current command value is erroneously calculated based on the torque signal mixed with the noise signal. There was a case where slight vibration occurred and the steering feeling deteriorated. This slight vibration of the steering wheel is particularly noticeable when the steering wheel is being held.
[0004]
Therefore, in order to prevent a slight vibration of the steering wheel in the steered state, it is determined whether the steering wheel is in the steered state or the steered state. It is conceivable to set the current command value low. Whether the steering wheel is in the steering-holding state or the steering state can be determined by detecting the rotational speed of the electric motor. That is, if the rotation speed of the electric motor is equal to or lower than a predetermined speed, it can be determined that the steering state is maintained, and if it is higher than the predetermined speed, it can be determined that the steering state is established.
[0005]
However, if the steering state is determined based on only the rotation speed of the electric motor, the steering wheel is maintained in the neutral position (the position of the steering wheel when the vehicle is traveling straight). When the motor is cut from one side to the other, the rise of the rotational speed of the electric motor is slow, so that there is a delay in detecting that the steering state has been switched to the steering state, which may cause a delay in the steering assist. .
[0006]
The present invention has been made under the background as described above, and an object of the present invention is to improve the steering feeling in a state in which a steering means such as a steering wheel is held, and at the start of steering. It is an object of the present invention to provide an electric power steering control device that can improve the response of steering assistance.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an electric power for controlling an electric motor (M) that applies a steering assist force to a steering mechanism (3) of a vehicle based on steering of a steering means (1). A steering control device, motor rotational acceleration detecting means (8, 66, E2, Q1) for detecting a motor rotational acceleration which is a time change amount of the rotational speed (R) of the electric motor, and the motor rotational acceleration detecting means State discriminating means (66, E2, Q1) for discriminating whether the steering means is in the steering holding state or the steering state based on the motor rotational acceleration (dR / ds) detected by the motor, and this state discriminating means An electric power steering control device including control gain setting means (67, 68) for setting a control gain of the electric motor based on the determination result of
[0009]
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. Hereinafter, this is the same in this section.
According to the present invention, it is determined whether the steering means is in the steering holding state or the steering state, and the control gain is set based on the determination result.
For example, as described in
[0010]
Further, when the configuration of
[0011]
Further , according to the configuration of the first aspect, the determination as to whether the steering is maintained or the steering is performed based on the motor rotational acceleration. Since the motor rotation acceleration, which is a differential value of the motor rotation speed, changes faster than the motor rotation speed at the start of the rotation of the electric motor, it is determined whether the steering is maintained or the steering state based on the motor rotation acceleration. The switching from the steered state to the steered state can be quickly detected. Therefore, it is possible to improve the responsiveness of the steering assist at steering rudder start.
[0012]
The invention according to
According to the present invention, it is possible to more quickly detect a change from the steered state to the steering state, and it is possible to further improve the steering assist response at the start of steering.
Further, when the electric power steering control device performs proportional-integral control of the electric motor, the control gain setting means is configured to determine the proportional control gain of the electric motor based on the determination result of the state determination means. Alternatively, an integral control gain may be set.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the electric power steering control device further includes motor rotation speed detection means (8, 66, S2, Q2) for detecting a rotation speed of the electric motor, and the state determination means includes: 3. The system according to claim 1, further comprising referring to a motor rotation speed detected by the motor rotation speed detection means to determine whether the steering means is in a steering holding state or a steering state. This is an electric power steering control device.
[0014]
According to the present invention, since the motor rotational acceleration or the torque differential value and the motor rotational speed in addition to this are referred to determine whether the steering state is the steering holding state or the steering state, the switching from the steering holding state to the steering state is further performed. can be detected quickly, Ru can improve the responsiveness of the steering assist at the steering start.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The steering torque applied to the steering wheel 1 is mechanically transmitted to the
[0016]
The steering
[0017]
For example, the torque sensor 5 is configured by a magnetic sensor that detects a magnetic resistance that changes in accordance with a change in the positional relationship between the
[0018]
The controller 6 includes a current command
[0019]
The controller 6 further sets a steering
A torque signal T output from the torque sensor 5 and a motor rotation speed R detected by the motor
[0020]
The current command
FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing by the steering
[0021]
The steering
[0022]
If the torque differential value dT / ds is equal to or less than the constant value A, the steering
[0023]
Therefore, when the torque differential value dT / ds is equal to or less than the constant value A and the motor rotation speed R is equal to or less than the constant value B, the steering
[0024]
The P
That is, when it is determined that the steering wheel 1 is in the steering state, the P gain Kp and the I gain Ki are generated from the electric motor M with sufficient steering assisting force according to the steering torque and the vehicle speed, respectively. Are set to the steering-time P gain Kps and the steering-time I gain Kis that are appropriately determined as follows. On the other hand, when it is determined that the steering wheel 1 is in the holding state, the P gain Kp and the I gain Ki are respectively set to the holding time P gain Kph and the holding time I gain Kih. The The steering holding P gain Kph and the steering holding I gain Kih are set to values smaller than the steering P gain Kps and the steering I gain Kis, respectively.
[0025]
Thereby, when the steering wheel 1 is in the holding state, the control value of the electric motor M calculated using the holding P gain Kph and the holding I gain Kih becomes a relatively small value. Since the amount of flowing current is suppressed, the steering wheel 1 can be prevented from being vibrated slightly. Therefore, the steering feeling in the steered state can be improved.
In this embodiment, when the steering wheel 1 is changed from the steering state to the steered state, the P gain Kp and the I gain Ki are changed from the steered P gain Kps and the steered I gain Kis, respectively. Instead of instantaneously changing to Kph and holding I gain Kih, a certain time Δt is applied from the steering P gain Kps and steering I gain Kis to the holding P gain Kph and holding I gain Kih. Is set to decrease linearly. Further, when the steering wheel 1 is changed from the holding state to the steering state, the P gain Kp and the I gain Ki are respectively changed from the holding P gain Kph and the holding I gain Kih to the steering P gain Kps and the steering. It is not changed instantaneously to the hour I gain Kis, but linearly taking a certain time Δt from the steering holding P gain Kph and the steering holding I gain Kih to the steering P gain Kps and steering I gain Kis. Set to increase.
[0026]
As a result, when the steering wheel 1 is held or started to be steered, the steering wheel 1 can be prevented from suddenly becoming heavy or light, and the feeling received by the driver from the steering wheel 1 can be improved. . As described above, according to this embodiment, it is determined whether the steering wheel 1 is in the steering holding state or the steering state, and the P gain Kp and the I gain Ki are appropriately determined based on the determination result. Thus, a good steering feeling can be realized.
[0027]
In this embodiment, since it is determined whether the steering state is the steering state or the steering state based on both the torque differential value dT / ds and the motor rotational speed R, the steering state is determined based on only the motor rotational speed R. Compared with the configuration for determining whether or not the steering wheel 1 is in a state, the steering wheel 1 is more responsive in determining the state of the steering wheel 1 when steering is started from a state where the steering wheel 1 is held near the neutral position. The possibility of delays can be eliminated.
[0028]
FIG. 4 is a flowchart for explaining a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, based on the torque differential value dT / ds and the motor rotation speed R, it is determined whether or not the steering wheel 1 is in the steered state or the steered state. Based on the differential value dT / ds and the motor rotation acceleration dR / ds, which is the amount of time change of the motor rotation speed R, it is determined whether the steering wheel 1 is in the steering holding state or the steering state.
[0029]
That is, it is determined whether or not the torque differential value dT / ds is equal to or less than a certain value A (step E1). If the torque differential value dT / ds is equal to or less than a certain value A, then the motor rotational acceleration dR / ds is calculated by obtaining the derivative of the motor rotational speed R detected by the motor
[0030]
Accordingly, when the torque differential value dT / ds is equal to or less than the constant value A and the motor rotational acceleration dR / ds is equal to or less than the constant value C, it is determined that the steering wheel 1 is in the steering holding state (step E3). On the other hand, if the torque differential value dT / ds is greater than the constant value A or the motor rotational acceleration dR / ds is greater than the constant value C, it is determined that the steering wheel 1 is in the steering state (step E4). ).
[0031]
Even in the determination method according to the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the determination method is determined based on only the motor rotation speed R to determine whether the steering is held or the steering state. Particularly, when the steering is started from the state where the steering wheel 1 is held near the neutral position, the responsiveness of the state determination of the steering wheel 1 is improved, and it is possible to eliminate the possibility of delay in steering assistance.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, based on the motor rotation acceleration dR / ds and the motor rotation speed R, it is determined whether the steering wheel 1 is in the steering holding state or the steering state.
[0032]
That is, when the motor rotational acceleration dR / ds is equal to or less than a certain value C (YES in step Q1) and the motor rotation speed R is equal to or less than a certain value B (YES in step Q2), the steering wheel 1 is maintained. It is determined that the vehicle is in the rudder state (step Q3). On the other hand, when the motor rotational acceleration dR / ds is larger than the constant value C or the motor rotational speed R is larger than the constant value B, it is determined that the steering wheel 1 is in the steering state (step Q4).
[0033]
Even in the determination method according to the third embodiment, as in the case of the first and second embodiments, a determination is made as to whether the steering is maintained or the steering state based only on the motor rotational speed R. In comparison, in particular, when the steering is started from a state where the steering wheel 1 is held near the neutral position, the responsiveness of the state determination of the steering wheel 1 is improved, and there is no possibility of delay in steering assistance. it can.
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can also be implemented with another form. For example, based on the torque differential value dT / ds, the motor rotation acceleration dR / ds, and the motor rotation speed R, it may be determined whether the steering wheel 1 is in the steered state or the steering state.
[0034]
Further, based on either the torque differential value dT / ds or the motor rotational acceleration dR / ds, it may be determined whether the steering wheel 1 is in the steered state or the steered state. Since the torque differential value dT / ds is a value unrelated to the rotation state of the electric motor M, even if the steering wheel 1 is turned to one side from the state where the steering wheel 1 is held at the neutral position, Switching to the steering state can be detected instantaneously. Further, since the motor rotational acceleration dR / ds, which is a differential value of the motor rotational speed R, changes faster than the motor rotational speed R at the start of the rotation of the electric motor, the steering state is maintained based on the motor rotational acceleration dR / ds. Also, by determining whether the vehicle is in the steering state, it is possible to quickly detect the change from the steered state to the steering state. Accordingly, when it is determined whether the steering state is the steering state or the steering state based on one of the torque differential value dT / ds or the motor rotational acceleration dR / ds, whether the steering state is the steering state or the steering state based only on the motor rotational speed R. Compared with the case of performing the determination, the response of the state determination of the steering wheel 1 is improved, and the response of the steering assist at the start of steering can be improved.
[0035]
Further, when the steering wheel 1 is changed from the steering state to the steered state or from the steered state to the steered state, the P gain Kp and the I gain Ki according to the linear portions of the characteristic lines α and β shown in FIG. However, the P gain Kp and the I gain Ki may be gradually decreased or gradually increased, for example, according to nonlinear characteristic lines α ′ and β ′ as indicated by two-dot chain lines in FIG.
In the above-described embodiment, the P gain Kp and the I gain Ki are set so as to linearly decrease or increase over a certain time Δt. The length of the fixed time Δt may be varied within a range where there is no risk of damage.
[0036]
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining steering state determination processing;
FIG. 3 is a diagram for explaining a setting example of P gain and I gain;
FIG. 4 is a flowchart for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a third embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel (steering means)
3 Steering mechanism 5 Torque sensor 6
67 P gain setting section (control gain setting means)
68 I gain setting section (control gain setting means)
8 Motor rotation speed sensor (Motor rotation speed detection means)
M Electric motor
Claims (4)
前記電動モータの回転速度の時間変化量であるモータ回転加速度を検出するモータ回転加速度検出手段と、
このモータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度に基づいて、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別する状態判別手段と、
この状態判別手段の判別結果に基づいて、前記電動モータの制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段と
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。An electric power steering control device for controlling an electric motor that gives a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle based on steering of a steering means,
Motor rotation acceleration detecting means for detecting motor rotation acceleration which is a time change amount of the rotation speed of the electric motor;
Based on the motor rotational acceleration detected by the motor rotational acceleration detecting means, state discriminating means for discriminating whether the steering means is in a steering holding state or a steering state;
An electric power steering control device comprising: control gain setting means for setting a control gain of the electric motor based on a determination result of the state determination means.
前記状態判別手段は、前記トルク微分値検出手段によって検出されるトルク微分値およびモータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度に基づいて、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別することを特徴とする請求項 The state determination means is based on the torque differential value detected by the torque differential value detection means and the motor rotational acceleration detected by the motor rotational acceleration detection means, or the steering means is in a steering holding state or in a steering state. And determining whether or not 11 記載の電動パワーステアリング制御装置。The electric power steering control device described.
前記状態判別手段は、前記モータ回転速度検出手段によって検出されるモータ回転速度をさらに参照して、前記操舵手段が保舵状態であるか操舵状態であるかを判別するものであることを特徴とする請求項1または2記載の電動パワーステアリング制御装置。The electric power steering control device further includes motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor,
The state determining means further refers to the motor rotation speed detected by the motor rotation speed detection means, and determines whether the steering means is in a steered state or a steering state. The electric power steering control device according to claim 1 or 2.
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