JP3819261B2

JP3819261B2 - Electric power steering device

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Publication number: JP3819261B2
Application number: JP2001185930A
Authority: JP
Inventors: 克哉池本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003002222A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機のトルクにより操舵力をアシストするものにおいて、左右のタイヤの空気圧のバランスが崩れた場合においても良好な操舵性が得られ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】
電動パワーステアリング装置は車両の運転者による操舵力と車速とを検出し、操舵力と車速とに応じたアシストトルクを電動機からステアリング機構に与えて操舵性を改善するものである。車両に必要な操舵力は車速の上昇と共に低下するが、車速以外にもタイヤの空気圧によっても変動し、タイヤ空気圧の低下により操舵が重くなると共に、左右のタイヤ空気圧のバランスが崩れた場合には左右の操舵力に差が生じて直進性が損なわれる。このために、タイヤ空気圧が低下したときにおける操舵性の改善に対しては各種の技術が提案されており、例えば、特開平６−２８６６３２号公報に開示された技術もその一つである。
【０００３】
図１３は、この公報に開示された従来技術の構成を示すものである。図において、車両１の左右の前輪２ａおよび２ｂは車両の駆動輪であり、左右の後輪３ａおよび３ｂは従動輪である。車両１の前部にはエンジン４が搭載されており、エンジン４からの駆動トルクは自動変速機５と差動装置６とを経由して左駆動軸７ａと左前輪２ａ、および、右駆動軸７ｂと右前輪２ｂに伝達される。左右の前輪２ａおよび２ｂと左右の後輪３ａおよび３ｂとには各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ９ａ〜９ｄが設けられ、車輪速センサ９ａ〜９ｄの出力は空気圧判定制御装置８に入力される。
【０００４】
空気圧判定制御装置８にはこの他、操舵角センサ１０とブレーキスイッチ１１と走行距離計１２と初期設定スイッチ１３などセンサやスイッチからの信号が供給される。初期設定スイッチ１３はタイヤ空気圧を判定するための初期設定を行うものであり、タイヤ空気圧の低下時には空気圧判定制御装置８がワーニングランプ１４を点灯して警報するように構成される。車輪速センサ９ａ〜９ｄは、例えば、ブレーキデスクに隣接して設けられた図示しない検出用ディスクに形成された検出部を電磁ピックアップなどにより検出するように構成される。空気圧判定制御装置８に設けられたマイクロコンピュータのＲＯＭには、タイヤ空気圧判定制御の制御プログラムやマップが予め格納されており、ＲＡＭには制御に必要なメモリ類が設けられている。なお、パワーステアリング装置の動作はパワーステアリング制御装置１５により制御される。
【０００５】
このように構成された従来の電動パワーステアリング装置においては、四つの車輪速センサ９ａ〜９ｄで検出される車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４に基いてタイヤ空気圧を判定し、操舵のアシストを行うものである。まず、車両の使用開始時や、タイヤを交換したときなどにおいては、初期設定スイッチ１３を操作してタイヤの製造誤差や特性のバラツキを補償するための補償係数の初期設定を行う。運転中においては、空気圧判定制御装置８が各車輪の車輪速を補償係数で修正しながら計測し、車輪速の差からいずれかのタイヤ空気圧に異常（低下）があると判定した場合には、ワーニングランプ１４を介して警報を出力すると共に、パワーステアリング制御装置１５に励磁電流変更指令を出力し、図示しない電動機によるアシストトルクを増大させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術では、タイヤ空気圧の低下時において、警報を出力することと、操舵のアシストトルクを増加させることのみの対策であり、タイヤ空気圧の低下に伴う操舵の重さは軽減されるが、左右のタイヤ空気圧のバランスの崩れに伴う諸問題まで解決するものではなかった。例えば、左前輪２ａのタイヤ空気圧が低下した場合、ハンドルは左側にとられるので直進走行のためには常に右側に操舵トルクを加え続けねばならず、また、ハンドル操作は右旋回時には重く、左旋回時には軽くなってアンバランスを生じ、操舵フィーリングが極めて悪くなる。上記の従来例においては単にアシストトルクを増加させるのみであるから、このようなアンバランス時の操舵フィーリングは改善されず、直進時には常に操舵トルクを加え続けることが必要であり、操舵トルクが左旋回時と右旋回時とで異なったものとなるものであった。
【０００７】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、タイヤ空気圧が低下して左右のバランスが崩れた場合においても直進性が良好であり、右旋回時と左旋回時とにおいて操舵力に差が生ずることがなく、操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動パワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する車速検出手段、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記車両の右側車輪の速度を検出する右車輪速検出手段、前記車両の左側車輪の速度を検出する左車輪速検出手段、前記操舵トルクに対応して電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手段、前記車両が直進走行状態を保つために必要な補正トルクを算出して前記操舵トルクと加算し、前記モータ駆動電流演算手段に与える補正トルク演算手段を備え、前記補正トルク演算手段が、前記車輪速差と、前記車速と、前記操舵角とから、前記車両のタイヤ空気圧が正常な状態で直進走行するときの操舵角に対する補正操舵角を算出し、前記補正操舵角により修正した操舵角が前記ステアリングホイールの中立位置にあると判定されたとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前記操舵トルクの値を補正トルクとするようにしたものである。
【０００９】
また、この発明に係わる電動パワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する車速検出手段、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記車両の右側車輪の速度を検出する右車輪速検出手段、前記車両の左側車輪の速度を検出する左車輪速検出手段、前記操舵トルクに対応して電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手段、前記車両が直進走行状態を保つために必要な補正トルクを算出して前記操舵トルクと加算し、前記モータ駆動電流演算手段に与える補正トルク演算手段を備え、前記補正トルク演算手段が、前記車輪速差と、前記操舵トルクと、前記車速とから、前記ステアリングホイールの中立位置において車両が直進走行するためのトルク値を算出し、算出されたトルク値を補正トルクとするようにしたものである。
【００１０】
さらにまた、この発明に係わる電動パワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する車速検出手段、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記車両の右側車輪の速度を検出する右車輪速検出手段、前記車両の左側車輪の速度を検出する左車輪速検出手段、前記操舵トルクに対応して電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手段、前記車両が直進走行状態を保つために必要な補正トルクを算出して前記操舵トルクと加算し、前記モータ駆動電流演算手段に与える補正トルク演算手段を備え、前記補正トルク演算手段が、前記車輪速差と、前記操舵トルクと、前記車速とから前記ステアリングホイールの操舵角を推定し、この推定した操舵角が前記ステアリングホイールの中立位置近傍にあると判断されたとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前記操舵トルクを補正トルクとするものである。
【００１１】
さらに、この発明に係わる電動パワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する車速検出手段、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、前記車両の右側車輪の速度を検出する右車輪速検出手段、前記車両の左側車輪の速度を検出する左車輪速検出手段、前記操舵トルクに対応して電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手段、前記車両が直進走行状態を保つために必要な補正トルクを算出して前記操舵トルクと加算し、前記モータ駆動電流演算手段に与える補正トルク演算手段を備え、前記補正トルク演算手段が、前記車輪速差と、前記車速と、前記操舵トルクまたは前記操舵角との時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が所定値以下のとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前記操舵トルクの値を補正トルクとするようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図６は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置を説明するためのもので、図１は、電動パワーステアリング装置を制御する制御装置の機能ブロック図、図２は、電動パワーステアリング装置の構成図、図３は、タイヤ空気圧のアンバランス時における操舵性を説明する説明図、図４は、制御テーブルの一例を示すものであり、図５と図６とは、操舵トルク算出時における処理の一例を示すフローチャートである。
【００１３】
まず、図２の構成図にて電動パワーステアリング装置の構成を説明すると、車両のステアリング系は、ステアリングホイール２０と、ステアリング軸２１と、ステアリング軸２１とは自在継ぎ手２２ａおよび２２ｂにより連結され、ピニオン２３とラック２４ａとからなるラック＆ピニオン２５と、ラック２４ａを有してステアリングホイール２０の操作により左右に移動するラック軸２４と、ラック軸２４とは同軸的に設けられた電動機２６と、電動機２６の回転出力を軸方向の力に転換してラック軸２４に加えるボールネジ機構２７と、ラック軸２４の左右の動きを車両の車輪２８に伝達するタイロッド２９と、ステアリング軸２１に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ３０と、操舵速度を検出する操舵速センサ３１と、操舵角を検出する操舵角センサ３２と、操舵トルクや操舵角などを入力してアシストトルクを算出し、電動機２６に出力する制御装置３３とから構成されている。
【００１４】
ステアリングホイール２０が操作されると、この操舵トルクがラック＆ピニオン２５に伝達され、ラック軸２４が左右に移動してタイロッド２９を介して車輪２８の角度を変位させると共に、このときの操舵トルクと操舵角とがトルクセンサ３０と操舵角センサ３２とに検出されて制御装置３３に入力される。制御装置３３はこれらの各センサからの入力によりアシストトルクを演算し、アシストトルクに見合った出力電流を電動機２６に加え、電動機２６の回転はボールネジ機構２７により軸方向の力に転換されてラック軸２４に加えられ、ラック軸２４の左右の移動にアシスト力を働かせることにより運転者によるステアリングホイール２０の操作を軽減する。
【００１５】
この発明の実施の形態１における制御装置３３には図１に示すような機能が付与されている。トルクセンサ３０により検出された操舵トルクは操舵トルク検出手段３４に入力され、操舵角センサ３２により検出された操舵角は操舵角検出手段３５に入力される。また、図２には図示しないが、車両には車速センサと、左右の車輪２８に設けられた車輪速センサ（各車輪に個別に設けられた車速、または、回転速度センサ）を有しており、車速センサからの信号は車速検出手段３６に入力され、右車輪速センサからの信号は右車輪速検出手段３７に、左車輪速センサからの信号は左車輪速検出手段３８に入力される。なお、以降の説明においては、車輪速センサが各車輪の走行速度を検出するものとする。
【００１６】
右車輪速検出手段３７と左車輪速検出手段３８とで検出された左右の車輪速は減算器３９に入力され、減算器３９からは左右の車輪の速度差が車輪速差として出力される。補正トルク演算手段４０は、この車輪速差と操舵角とから補正すべきトルクを算出するもので、減算器３９の出力と操舵角検出手段３５の出力と車速検出手段３６の出力とを入力し、車輪速差と操舵角とから車速に対応した補正トルクを算出する。この補正トルクは、車両の左右の車輪のタイヤ空気圧の差から生ずる操舵力差を補償するものであり、詳細は後述する。
【００１７】
補正トルク演算手段４０の出力する補正トルクと操舵トルク検出手段３４の出力とは加算器４１にて加算され、この加算されたトルク値がモータ電流演算手段４２に入力されて演算結果がモータ駆動手段４３に出力され、電動機２６を駆動する。電動機２６の回転出力は上記したようにボールネジ機構２７により軸方向の力に転換されてラック軸２４に伝達され、操舵トルクをアシストすると共に、左右の車輪のタイヤ空気圧のアンバランスに伴う左右の操舵トルクのアンバランスと直進性とを補正する。
【００１８】
図３と図４とにより、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の動作内容を説明すると、図３の（ａ）はタイヤ空気圧が左右の車輪２８が共に正常であり、直進走行状態における車輪２８とステアリングホイール２０の状態を示すものである。左右の車輪２８のタイヤ空気圧が正常であり、両車輪のバラツキ差が補正してあるものとすれば、減算器３９の出力である車輪速差はゼロｋｍ／ｈであり、ステアリングホイール２０には外的なトルクが加わらず、補正トルク演算手段４０の出力である補正トルクはゼロＮ・ｍである。
【００１９】
図３の（ｂ）に示すように、例えば、左側の車輪のタイヤ空気圧が低下している場合には、車軸の中心から接地面までの距離に差ができるため、ステアリングホイールが中立状態であっても左側の車輪の車速が見かけ上高くなって左右の車輪速には差が生じ、運転者が操舵力を加え続けない限りステアリングホイール２０は図に示すように左に切られたのと同一の状態となって車両は左に旋回する。直進を保つためには運転者はステアリングホイール２０を図とは反対の右側に操舵して操舵トルクを保持し続ける必要があり、また、車両を旋回させる場合においても右側への操舵と左側への操舵とで操舵トルクに差が生じることになる。
【００２０】
補正トルク演算手段４０が演算する補正トルクは、この左右の車輪のタイヤ空気圧に差が生じた場合における直進走行時の操舵力と、旋回時における左右の操舵トルクの差に相当するものであり、補正トルク演算手段４０には図４に示すような制御テーブルが保持されており、この制御テーブルを用いて補正トルクを演算する。図４の制御テーブルは、車輪速差と操舵角とに対応した補正トルクの値Ｃｍｎが書き込まれており、車速に対応して複数の制御テーブルが保持され、車速検出手段３６から入力される車速により制御テーブルが切り替えられるようにされる。車速に対応して複数の制御テーブルが備えられるのは、車輪２８の回転による遠心力で車輪２８の半径が変化するためである。
【００２１】
図４に示すように、補正トルクは定数Ｃｍｎ（ｍ＝０〜１０、ｎ＝０〜１０）で表され、この値は車輪速差と車速と操舵角とにより一義的に決めることができる。また、制御テーブルは車速に対応して多数の制御テーブルを備えることもできるし、車速に対して段階的に制御テーブルを設けて各制御テーブル間の車速に対しては補間演算することもできる。補正トルク演算手段４０は、車輪速差と操舵角と車速とから制御テーブルを参照して補正トルクの値を読み取り、これを出力することにより、直進時における運転者の操舵力をほぼ０にし、旋回時における左右の操舵トルクが均等になるように補正する。
【００２２】
補正トルク演算手段４０には車速が入力されるが、この車速は車速検出手段３６を排除し、左右の車輪速の平均値から得ることもでき、これにより入力回路を簡素化することができる。また、空気圧の低下により操舵力がアンバランスになるのは操舵輪（通常は前輪である）だけでなく、非操舵輪のタイヤ空気圧のアンバランスでも直進性が妨げられるので、車輪速センサは操舵輪に装着するだけでなく、非操舵輪について同様の検出を行い、結果により操舵輪の操作を行うことが有効である。
【００２３】
さらに、後述するように、補正トルク演算手段４０が車速、または、車輪速が所定値以上のときに補正トルクを求めるようにすることにより、車輪速が安定する領域でのみ補正トルクを求めることができ、補正精度をより高めることができる。このように、補正トルクを含むアシストトルクを電動機２６から得ることにより、一方の車輪のタイヤ空気圧が低下している場合でも運転者が操舵トルクを加え続けることなく直進性が保たれ、また、旋回時においても左右の操舵力に差が生ずることがなく、良好な操舵フィーリングが得られることになる。
【００２４】
補正トルク演算手段４０による補正トルクの算出は、図５のフローチャトに示すように処理することにより、不安定条件を排除することができる。すなわち、図５において、まず、ステップ５０１において車速検出手段３６から車速を入力して車速の時間当たりの変化量を検知し、変化量が所定値以下であればステップ５０２に進む。ステップ５０２では操舵角検出手段３５から入力する操舵角の時間当たりの変化量を検知し、操舵角の変化量が所定値以下であればステップ５０３に進む。ステップ５０３では減算器３９から入力する車輪速差の時間当たりの変化量を検知し、変化量が所定値以下であればステップ５０４に進む。ステップ５０４では入力された車速と操舵角と車輪速差とから補正トルクを演算し、加算器４１に出力する。
【００２５】
ステップ５０１ないしステップ５０３において、車速と操舵角と車輪速差とのいずれかの変化量が所定値以上であればステップ５０５に進み、前回算出した補正トルクの値を今回の補正トルクとして使用する。この処置は、加速中であるとか、旋回中であるとか、悪路走行中の場合には補正トルクの算出を禁止し、外乱を排除してより正確な補正トルクを求めるものであり、これにより操舵フィーリングの向上が図れることになる。
【００２６】
また、上記のように、補正トルクを、車速が所定値以下のときには算出せず、前回の値を使用することにより、より安定した補正トルクを得ることができる。図６のフローチャートはこの処理を示すもので、補正トルク演算手段４０が車速検出手段３６から車速を入力し、ステップ６０１にてこの車速が所定値と比較される。車速が所定値以上であればステップ６０２に進み、図４に示したテーブルの使用により補正トルクを算出し、車速が所定値以下であればステップ６０３に進んで前回算出した補正トルクの値を今回の補正トルクとする。このように補正トルクの算出を車速が所定値以上のときのみに限定することにより、車輪速差などの検出精度が高まり、より高精度の補正トルクを得ることができる。なお、以上の説明においてはピニオンアシスト方式の構成に対する適用について説明したが、コラムアシスト方式に対して適用しても同一効果が得られるものである。
【００２７】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に使用する制御装置の機能ブロック図、図８は制御テーブルの一例を示すものである。図７において、補正トルク演算手段４５には、右車輪速検出手段３７と左車輪速検出手段３８との差である車輪速差と、操舵角検出手段３５の出力と、車速検出手段３６の出力と、操舵トルク検出手段３４の出力とが入力される。このように、補正トルク演算手段４５に操舵トルク検出手段３４の出力が入力されること以外は実施の形態１の図１と同様である。
【００２８】
補正トルク演算手段４５には図８に示す制御テーブルが保有されており、この制御テーブルのＣｍｎの値には車輪速差と操舵角とに対応する補正操舵角が書き込まれている。この補正操舵角は、左右のタイヤ空気圧がアンバランス状態で車輪速差がゼロでない状態において車両が直進走行するための操舵角と、左右のタイヤ空気圧がバランス状態で車輪速差がゼロである状態において車両が直進走行するための操舵角との差の値が補正値として使用されるものである。
【００２９】
補正トルク演算手段４５は車輪速差と操舵角とを入力して制御テーブルを参照し、補正操舵角を求める。求めた補正操舵角により修正した操舵角がステアリングホイール２０の中立位置の近傍にあれば、現在、車両は直進状態にあると判断し、操舵トルク検出手段３４から得た操舵トルクは、タイヤ空気圧が正常でなく一方が低下しているときに運転者が直進するために操作する操舵トルクであると判断する。
【００３０】
従って、このときの操舵トルクを補正トルクとして出力することにより、運転者は操舵トルクを加え続ける必要がなくなり、操舵フィーリングを向上させることができる。また、補正トルク演算手段４５は実施の形態１にて示した図５と図６のフローチャートによる処理を行い、補正トルクに代わって補正操舵角を求めることにより、より精度良く補正操舵角を求めることができる。
【００３１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置は、実施の形態２にて使用した図７と同様の制御装置を使用し、制御テーブルを使用することなく補正トルクを得るものである。すなわち、車輪２８のタイヤ空気圧にアンバランスがある場合に、所定の走行条件における直進状態において、操舵トルク検出手段３４から操舵トルクを検出し、このときの操舵トルクを補正トルクとするものである。
【００３２】
補正トルク演算手段４５は、実施の形態１の図５のフローチャートにて説明したように、車輪速差と操舵角と車速とを入力して時間当たりの変化量を検出し、それぞれの変化量が所定値以下であるときに操舵トルク検出手段３４の出力から操舵トルクを検出する。このときの操舵トルクは車両が安定して直進走行している状態での操舵トルクであるから、タイヤ空気圧が正常でなく一方が低下しているときに運転者が直進するために操作する操舵トルクであると判断し、検出された操舵トルクの値を補正トルクの値として加算器４１に出力し、加算結果に基づきモータ駆動電流演算手段４２が電動機２６の駆動電流を算出する。
【００３３】
このように補正トルクを決定することにより、補正トルク演算手段４５に制御テーブルを保有させることなく、車両が加速中や旋回中や悪路走行中などの条件を避けた状態において補正トルクを決定することがでる。また、この補正トルクを加算器４１で加算してアシストトルクとするので、車両の直進性と、左右に旋回するときの操舵力のバランスとを良好なものとすることができる。
【００３４】
実施の形態４．
図９ないし図１１は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置を説明するためのもので、図９は、電動パワーステアリング装置を制御する制御装置の機能ブロック図、図１０は、制御テーブルの一例を示すものであり、図１１は、操舵トルク算出処理の一例を示すフローチャートである。
【００３５】
図９において、操舵トルク検出手段３４にはトルクセンサ３０から操舵トルクが入力され、車速検出手段３６には車速センサの車速が入力される。また、右車輪速検出手段３７には右車輪速センサからの信号が、左車輪速検出手段３８には左車輪速センサからの信号は入力される。右車輪速検出手段３７と左車輪速検出手段３８との出力は減算器３９に加えられ、右側車輪と左側車輪との速度差が車輪速差として出力され、この車輪速差と操舵トルク検出手段３４の出力と車速検出手段３６の出力とが補正トルク演算手段４６に入力される。
【００３６】
補正トルク演算手段４６には図１０に示すような車輪速差と操舵トルクとに対応する補正トルクの制御テーブルが複数保持されており、複数の制御テーブルはそれぞれの車速に対応して設けられる。制御テーブルには車輪速差と操舵トルクとに対応して車両を直進走行させるための補正トルクがＣｍｎとして書き込まれており、補正トルク演算手段４６は車輪速差と操舵トルクと車速とを入力してこの補正トルクを読み出し、加算器４１に出力する。加算器４１はこの補正トルクと操舵トルクとを加算してモータ電流演算手段４２に出力し、モータ電流が演算されてモータ駆動手段４３に出力され、電動機２６が駆動される。
【００３７】
図１１は制御テーブルから補正トルクを読み出すときの処理を示すもので、ステップ１２０１において補正トルク演算手段４６が入力する車輪速差の変化量を検出し、変化量が所定値以下であればステップ１２０２に進む。ステップ１２０２では車速の変化量を検知し、同様に変化量が所定値以下であればステップ１２０３に進む。ステップ１２０３では操舵トルクの変化量を検知し、変化量が所定値以下であればステップ１２０４において補正トルクを制御テーブルから読み出す。少なくとも一つのステップにおいて変化量が所定値以上であればステップ１２０５に進んで前回の補正トルク値を今回の補正トルクとする。
【００３８】
このように処理することにより、ステップ１２０４に進むときは悪路走行中や旋回中ではなく、車両は安定して直進中であると判定され、直進時におけるタイヤ空気圧のアンバランスに伴う必要操舵トルクを補正し、運転者による操舵力を軽減することができる。なお、車速検出手段３６が出力し、制御テーブルを探索するときの車速、および、ステップ１２０２にて変化量を検知する車速は車速センサによらず、右車輪速検出手段３７の出力と左車輪速検出手段３８の出力との平均値とすることもできる。なお、以上の処理を実施の形態１の図６に示したように、車速が所定値以上の状態にて行うことにより高精度に補正トルクを求めることができる。
【００３９】
実施の形態５．
図１２は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置の制御内容を示すフローチャート、図１３は制御テーブルの一例であり、図１３の制御テーブルには車輪速差と操舵トルクに対応した直進走行のための操舵角がＣｍｎとして書き込まれている。また、この実施の形態における制御装置は実施の形態４にて示した図９と同様である。補正トルク演算手段４６は、まず、ステップ１３０１において車輪速差の変化量と車速の変化量とを検知し、それぞれが所定値より小さいと判定されるとステップ１３０２に進み、車輪速差と操舵トルクと車速とから図１３のテーブルにより操舵角を読み出す。続いてステップ１３０３に進み、読み出した操舵角がステアリングホイール２０の中立位置近傍にあるかどうかを判断し、中立位置近傍にあると判定されればステップ１３０４に進み、そのときの操舵トルクの値を補正トルクとして補正トルク演算手段４６から加算器４１に出力する。
【００４０】
ステップ１３０１にてそれぞれの変化量が所定値以上であると判断された場合と、ステップ１３０３にて操舵角が中立位置近傍にないと判定されたときにはステップ１３０５に進み、前回得た操舵トルクの値を今回の補正トルクとする。このように制御することにより、車両が安定して直進状態にある場合のみ補正トルクを得ることになり、補正トルクの精度を高めることができることになる。この処理を車速が所定値以上の状態にて行うことにより、より高精度に補正トルクを求めることができるのは実施の形態４と同様である。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車輪速差と、車速と、操舵角とから車両が正常な状態で直進走行するときの操舵角に対する補正操舵角を算出し、補正操舵角により修正した操舵角がステアリングホイールの中立位置にあると判定したとき、検出された操舵トルクの値を補正トルクとするようにしたので、車両が直進走行していると推定されるときの操舵トルクの値を補正トルクしてアシストすることができ、操舵フィーリングを向上させることができるものである。
【００４２】
さらに、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車輪速差と、操舵トルクと、車速とから、ステアリングホイールの中立位置において車両が直進走行するためのトルク値を算出し、算出されたトルク値を補正トルクとするようにしたので、運転者が操舵トルクを加え続けなくても直進性が保たれ、旋回時においても左右の操舵力に差が生ずることがなく、良好な操舵フィーリングが得られるものである。
【００４３】
また、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車輪速差と、操舵トルクと、車速とからステアリングホイールの操舵角を推定し、この推定した操舵角がステアリングホイールの中立位置近傍にあると判断されたとき、検出された操舵トルクを補正トルクとするようにしたので、車両が直進走行していると推定されるときの操舵トルク値を補正トルクしてアシストすることができ、操舵フィーリングを向上させることができるものである。
【００４４】
さらに、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車速と、車輪速差と、操舵トルクまたは操舵角との時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が所定値以下のとき、補正トルクを算出するようにしたので、走行条件による外乱を排除して正確な補正トルクを求めることができるものである。
【００４５】
さらにまた、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、車速を、右車輪速検出手段と左車輪速検出手段とが検出する左右の車輪速の平均値から得るようにしたので、制御装置に車速センサからの信号入力を必要とせず、入力処理回路を簡素化することができるものである。
【００４６】
また、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車輪速差と、車速と、操舵トルクとの時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が所定値以下のとき、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルクを補正トルクとするようにしたので、容易に補正トルクを求めることができ、また、求めた補正トルクは外乱を排除した正確なものとすることができるものである。
【００４７】
さらに、この発明の電動パワーステアリング装置によれば、補正トルク演算手段が、車速、または、左右の車輪速が所定値以上のとき、補正トルクを算出するようにしたので、車輪速が安定する領域でのみ補正トルクを求めることができ、精度をより高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の操舵性を説明する説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものである。
【図５】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものである。
【図９】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものである。
【図１１】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートである。の
【図１３】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものである。
【図１４】従来の電動パワーステアリング装置の構成図である。
【符号の説明】
２０ステアリングホイール、２１ステアリング軸、
２２ａ、２２ｂ自在継ぎ手、２３ピニオン、２４ラック軸、
２４ａラック、２５ラック＆ピニオン、２６電動機、
２７ボールネジ機構、２８車輪、２９タイロッド、
３０トルクセンサ、３１操舵速センサ、３２操舵角センサ、
３３制御装置、３４操舵トルク検出手段、３５操舵角検出手段、
３６車速検出手段、３７右車輪速検出手段、３８左車輪速検出手段、
３９減算器、４０、４５、４６補正トルク演算手段、４１加算器、
４２モータ駆動電流演算手段、４３モータ駆動手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention assists the steering force by the torque of the electric motor, and even when the balance between the air pressures of the left and right tires is lost, good steering performance can be obtained.Electric power steering deviceIt is about.
[0002]
[Prior art]
  The electric power steering device detects a steering force and a vehicle speed by a driver of the vehicle, and applies an assist torque according to the steering force and the vehicle speed from the electric motor to the steering mechanism to improve the steering performance. The steering force required for the vehicle decreases as the vehicle speed increases, but it also varies depending on the tire pressure as well as the vehicle speed. When the tire pressure increases and the steering becomes heavy and the balance between the left and right tire pressures is lost, There is a difference between the left and right steering forces, which impairs straightness. For this reason, various techniques have been proposed for improving the steering performance when the tire air pressure decreases, for example, the technique disclosed in JP-A-6-286632.
[0003]
  FIG. 13 shows the configuration of the prior art disclosed in this publication. In the figure, left and right front wheels 2a and 2b of the vehicle 1 are drive wheels of the vehicle, and left and right rear wheels 3a and 3b are driven wheels. An engine 4 is mounted on the front portion of the vehicle 1, and driving torque from the engine 4 passes through the automatic transmission 5 and the differential 6 and the left drive shaft 7 a, the left front wheel 2 a, and the right drive shaft. 7b and the right front wheel 2b. The left and right front wheels 2a and 2b and the left and right rear wheels 3a and 3b are provided with wheel speed sensors 9a to 9d for detecting the rotational speed of each wheel, and the output of the wheel speed sensors 9a to 9d is sent to the air pressure determination control device 8. Entered.
[0004]
  In addition, the air pressure determination control device 8 is supplied with signals from sensors and switches such as a steering angle sensor 10, a brake switch 11, an odometer 12, and an initial setting switch 13. The initial setting switch 13 performs initial setting for determining the tire air pressure, and is configured such that when the tire air pressure decreases, the air pressure determination control device 8 turns on the warning lamp 14 to give an alarm. The wheel speed sensors 9a to 9d are configured to detect, for example, a detection unit formed on a detection disk (not shown) adjacent to the brake desk with an electromagnetic pickup or the like. The ROM of the microcomputer provided in the air pressure determination control device 8 stores a control program and a map for tire air pressure determination control in advance, and the RAM includes memories necessary for control. The operation of the power steering device is controlled by the power steering control device 15.
[0005]
  In the conventional electric power steering apparatus configured as described above, the tire pressure is determined based on the wheel speeds Vw1 to Vw4 detected by the four wheel speed sensors 9a to 9d, and steering assist is performed. First, at the start of use of the vehicle or when the tire is replaced, the initial setting switch 13 is operated to perform initial setting of a compensation coefficient for compensating for a manufacturing error and characteristic variation of the tire. During operation, when the air pressure determination control device 8 measures while correcting the wheel speed of each wheel with the compensation coefficient, and determines that there is an abnormality (decrease) in any tire air pressure from the difference in wheel speed, An alarm is output via the warning lamp 14 and an excitation current change command is output to the power steering control device 15 to increase assist torque by an electric motor (not shown).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, according to the conventional technique, when the tire pressure is reduced, only the warning is output and the steering assist torque is increased. The steering weight associated with the decrease in the tire pressure is reduced. However, it did not solve the problems associated with the balance of the left and right tire pressures. For example, when the tire air pressure of the left front wheel 2a is reduced, the steering wheel is taken to the left side, so the steering torque must always be applied to the right side for straight running, and the steering operation is heavy when turning right, When turning, it becomes light and unbalanced, and the steering feeling becomes extremely poor. In the conventional example described above, the assist torque is merely increased. Therefore, the steering feeling during such unbalance is not improved, and it is necessary to continuously apply the steering torque when going straight ahead. It was different between turning and turning right.
[0007]
  The present invention has been made to solve such a problem, and even when the tire air pressure is lowered and the balance between the left and right is lost, the straight traveling performance is good, and the steering is performed when turning right and turning left. An object of the present invention is to obtain an electric power steering apparatus having no steering force and good steering feeling.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The electric power steering apparatus according to the present invention includes vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed of a vehicle, steering angle detecting means for detecting a steering angle of a steering wheel, steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering wheel, and the vehicle Right wheel speed detection means for detecting the speed of the right wheel of the vehicle, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, motor drive current calculation means for calculating the drive current of the electric motor corresponding to the steering torque, The vehicle includes a correction torque calculation unit that calculates a correction torque necessary for maintaining the vehicle in a straight traveling state, adds the correction torque to the steering torque, and applies the correction torque to the motor drive current calculation unit, and the correction torque calculation unit includes the wheel speed. From the difference, the vehicle speed, and the steering angle, the steering angle when the vehicle is running straight with the tire pressure of the vehicle normal is determined. A positive steering angle is calculated, and when it is determined that the steering angle corrected by the corrected steering angle is in the neutral position of the steering wheel, the value of the steering torque detected by the steering torque detection means is used as the correction torque. It is a thing.
[0009]
  The electric power steering apparatus according to the present invention includes vehicle speed detection means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel, steering torque detection means for detecting the steering torque of the steering wheel, Right wheel speed detection means for detecting the speed of the right wheel of the vehicle, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, and motor drive current calculation for calculating the drive current of the electric motor corresponding to the steering torque Means for calculating a correction torque necessary for the vehicle to maintain a straight traveling state, adding the calculated torque to the steering torque, and applying the correction torque to the motor drive current calculation means, and the correction torque calculation means includes the correction torque calculation means, From the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed, the vehicle travels straight at a neutral position of the steering wheel. Calculating a torque value for is the calculated torque values that set as the correction torque.
[0010]
  Furthermore, the electric power steering apparatus according to the present invention includes vehicle speed detection means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel, and steering torque detection means for detecting the steering torque of the steering wheel. A right wheel speed detecting means for detecting the speed of the right wheel of the vehicle, a left wheel speed detecting means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, and a motor driving current for calculating a driving current of the electric motor corresponding to the steering torque. Computation means, comprising: correction torque calculation means for calculating a correction torque necessary for maintaining the vehicle in a straight traveling state, adding it to the steering torque, and applying the correction torque to the motor drive current calculation means, the correction torque calculation means comprising: The steering angle of the steering wheel is estimated from the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed. When the steering angle is determined to be in the vicinity neutral position of the steering wheel, the steering torque detecting means is intended to be corrected torque the steering torque to be detected.
[0011]
  Furthermore, the electric power steering apparatus according to the present invention includes a vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle, a steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel, a steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, Right wheel speed detection means for detecting the speed of the right wheel of the vehicle, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, and motor drive current calculation for calculating the drive current of the electric motor corresponding to the steering torque Means for calculating a correction torque necessary for the vehicle to maintain a straight traveling state, adding the calculated torque to the steering torque, and applying the correction torque to the motor drive current calculation means, and the correction torque calculation means includes the correction torque calculation means, Detecting the amount of change per hour between the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering torque or the steering angle, the respective amount of change When more than a predetermined value, in which the value of the steering torque which the steering torque detection means detects the set as the correction torque.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
  1 to 6 are diagrams for explaining an electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a functional block diagram of a control device for controlling the electric power steering device, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the steering performance when the tire pressure is unbalanced, FIG. 4 shows an example of a control table, and FIGS. 5 and 6 show the steering torque. It is a flowchart which shows an example of the process at the time of calculation.
[0013]
  First, the configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 2. In the vehicle steering system, the steering wheel 20, the steering shaft 21, and the steering shaft 21 are connected to each other by universal joints 22a and 22b. 23 and a rack and pinion 25 comprising a rack 24a, a rack shaft 24 having the rack 24a and moving left and right by the operation of the steering wheel 20, a motor 26 provided coaxially with the rack shaft 24, and a motor The ball screw mechanism 27 that converts the rotational output of the shaft 26 into axial force and applies it to the rack shaft 24, the tie rod 29 that transmits the left and right movements of the rack shaft 24 to the vehicle wheels 28, and the steering torque applied to the steering shaft 21 A torque sensor 30 for detecting steering, a steering speed sensor 31 for detecting steering speed, and steering A steering angle sensor 32 for detecting a calculates the assist torque by inputting a steering torque and a steering angle, and a control unit 33 for outputting the electric motor 26.
[0014]
  When the steering wheel 20 is operated, this steering torque is transmitted to the rack and pinion 25, and the rack shaft 24 moves to the left and right to displace the angle of the wheel 28 via the tie rod 29. The steering angle is detected by the torque sensor 30 and the steering angle sensor 32 and input to the control device 33. The control device 33 calculates an assist torque based on the input from each of these sensors, applies an output current corresponding to the assist torque to the electric motor 26, and the rotation of the electric motor 26 is converted into an axial force by the ball screw mechanism 27 so that the rack shaft 24, the assisting force is applied to the left / right movement of the rack shaft 24 to reduce the operation of the steering wheel 20 by the driver.
[0015]
  The control device 33 according to the first embodiment of the present invention is provided with functions as shown in FIG. The steering torque detected by the torque sensor 30 is input to the steering torque detection means 34, and the steering angle detected by the steering angle sensor 32 is input to the steering angle detection means 35. Although not shown in FIG. 2, the vehicle has a vehicle speed sensor and wheel speed sensors provided on the left and right wheels 28 (vehicle speed or rotational speed sensor provided individually on each wheel). The signal from the vehicle speed sensor is input to the vehicle speed detection means 36, the signal from the right wheel speed sensor is input to the right wheel speed detection means 37, and the signal from the left wheel speed sensor is input to the left wheel speed detection means 38. In the following description, it is assumed that the wheel speed sensor detects the traveling speed of each wheel.
[0016]
  The left and right wheel speeds detected by the right wheel speed detecting means 37 and the left wheel speed detecting means 38 are input to the subtractor 39, and the subtractor 39 outputs the speed difference between the left and right wheels as a wheel speed difference. The correction torque calculation means 40 calculates the torque to be corrected from the wheel speed difference and the steering angle, and inputs the output of the subtractor 39, the output of the steering angle detection means 35, and the output of the vehicle speed detection means 36. The correction torque corresponding to the vehicle speed is calculated from the wheel speed difference and the steering angle. This correction torque compensates for the steering force difference caused by the difference in tire air pressure between the left and right wheels of the vehicle, and will be described in detail later.
[0017]
  The correction torque output from the correction torque calculation means 40 and the output from the steering torque detection means 34 are added by an adder 41. The added torque value is input to the motor current calculation means 42, and the calculation result is the motor drive means. 43 to drive the electric motor 26. As described above, the rotational output of the electric motor 26 is converted into an axial force by the ball screw mechanism 27 and transmitted to the rack shaft 24 to assist the steering torque, and to the left and right steering accompanying the unbalanced tire air pressure of the left and right wheels. Corrects torque imbalance and straightness.
[0018]
  The operation content of the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 (a) shows that the tire pressure is normal for both the left and right wheels 28, and the vehicle is running straight. The state of the wheel 28 and the steering wheel 20 is shown. Assuming that the tire air pressures of the left and right wheels 28 are normal and the difference between the two wheels is corrected, the wheel speed difference that is the output of the subtractor 39 is zero km / h. The correction torque which is the output of the correction torque calculation means 40 is zero N · m without external torque being applied.
[0019]
  As shown in FIG. 3B, for example, when the tire air pressure of the left wheel is reduced, the distance from the center of the axle to the ground plane can be different, so the steering wheel is in a neutral state. However, the vehicle speed of the left wheel is apparently high, and there is a difference between the left and right wheel speeds. Unless the driver continues to apply steering force, the steering wheel 20 is the same as if it was turned to the left as shown in the figure. The vehicle turns to the left. In order to keep going straight, the driver must keep the steering torque by steering the steering wheel 20 to the right side, which is opposite to the figure, and also when turning the vehicle, steering to the right side and to the left side. There is a difference in steering torque between steering.
[0020]
  The correction torque calculated by the correction torque calculation means 40 corresponds to the difference between the steering force during straight traveling when the tire pressures of the left and right wheels differ and the left and right steering torque during turning. A control table as shown in FIG. 4 is held in the correction torque calculation means 40, and the correction torque is calculated using this control table. In the control table of FIG. 4, a correction torque value Cmn corresponding to the wheel speed difference and the steering angle is written, a plurality of control tables are held corresponding to the vehicle speed, and the vehicle speed input from the vehicle speed detecting means 36 is stored. Thus, the control table is switched. The reason why the plurality of control tables are provided corresponding to the vehicle speed is that the radius of the wheel 28 changes due to the centrifugal force generated by the rotation of the wheel 28.
[0021]
  As shown in FIG. 4, the correction torque is represented by a constant Cmn (m = 0 to 10, n = 0 to 10), and this value can be uniquely determined by the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering angle. In addition, the control table can include a large number of control tables corresponding to the vehicle speed, or a control table can be provided in stages with respect to the vehicle speed, and an interpolation calculation can be performed for the vehicle speed between the control tables. The correction torque calculation means 40 reads the value of the correction torque with reference to the control table from the wheel speed difference, the steering angle, and the vehicle speed, and outputs this value, thereby making the steering force of the driver at the time of straight travel almost zero, Corrections are made so that the left and right steering torques are equal when turning.
[0022]
  Although the vehicle speed is input to the correction torque calculation means 40, the vehicle speed can be obtained from the average value of the left and right wheel speeds by eliminating the vehicle speed detection means 36, thereby simplifying the input circuit. In addition, it is not only the steered wheels (usually the front wheels) that cause the steering force to become unbalanced due to the decrease in air pressure. It is effective not only to attach to the wheel but also to detect the non-steered wheel in the same manner and operate the steered wheel according to the result.
[0023]
  Further, as will be described later, the correction torque calculation means 40 calculates the correction torque when the vehicle speed or the wheel speed is equal to or higher than a predetermined value, whereby the correction torque can be calculated only in a region where the wheel speed is stable. The correction accuracy can be further increased. In this way, by obtaining the assist torque including the correction torque from the electric motor 26, even if the tire air pressure of one of the wheels is reduced, the driver can keep straight running without continuously applying the steering torque, and can turn. Even in this case, there is no difference between the left and right steering forces, and a good steering feeling can be obtained.
[0024]
  The calculation of the correction torque by the correction torque calculation means 40 can be processed as shown in the flowchart of FIG. 5 to eliminate the unstable condition. That is, in FIG. 5, first, in step 501, the vehicle speed is input from the vehicle speed detection means 36 to detect the amount of change in vehicle speed per time. If the amount of change is equal to or less than a predetermined value, the process proceeds to step 502. In step 502, the amount of change of the steering angle input from the steering angle detecting means 35 per time is detected. If the amount of change of the steering angle is not more than a predetermined value, the process proceeds to step 503. In step 503, the change amount per time of the wheel speed difference input from the subtractor 39 is detected. If the change amount is equal to or less than a predetermined value, the process proceeds to step 504. In step 504, a correction torque is calculated from the input vehicle speed, steering angle, and wheel speed difference, and is output to the adder 41.
[0025]
  In steps 501 to 503, if any change amount of the vehicle speed, the steering angle, and the wheel speed difference is equal to or greater than a predetermined value, the process proceeds to step 505, and the previously calculated correction torque value is used as the current correction torque. This measure prohibits calculation of correction torque when accelerating, turning, or traveling on rough roads, and eliminates disturbance to obtain more accurate correction torque. The steering feeling can be improved.
[0026]
  Further, as described above, the correction torque is not calculated when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, and a more stable correction torque can be obtained by using the previous value. The flowchart of FIG. 6 shows this processing. The correction torque calculation means 40 inputs the vehicle speed from the vehicle speed detection means 36, and in step 601, the vehicle speed is compared with a predetermined value. If the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value, the process proceeds to step 602, and the correction torque is calculated by using the table shown in FIG. 4, and if the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined value, the process proceeds to step 603 and the previously calculated correction torque value is calculated. The correction torque is As described above, by limiting the calculation of the correction torque only when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value, the detection accuracy of the wheel speed difference or the like is increased, and a more accurate correction torque can be obtained. In the above description, the application to the configuration of the pinion assist method has been described. However, the same effect can be obtained even when applied to the column assist method.
[0027]
Embodiment 2. FIG.
  FIG. 7 is a functional block diagram of a control device used in the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 8 shows an example of a control table. In FIG. 7, the correction torque calculation means 45 includes a wheel speed difference that is a difference between the right wheel speed detection means 37 and the left wheel speed detection means 38, an output of the steering angle detection means 35, and an output of the vehicle speed detection means 36. And the output of the steering torque detecting means 34 are input. As described above, the operation is the same as that in FIG. 1 of the first embodiment except that the output of the steering torque detection means 34 is input to the correction torque calculation means 45.
[0028]
  A control table shown in FIG. 8 is held in the correction torque calculation means 45, and a correction steering angle corresponding to the wheel speed difference and the steering angle is written in the value of Cmn of this control table. This corrected steering angle is a state in which the left and right tire pressures are in an unbalanced state and the wheel speed difference is not zero, and the vehicle is traveling straight ahead, and the left and right tire air pressures are in a balanced state and the wheel speed difference is zero. The difference value from the steering angle for the vehicle to travel straight ahead is used as the correction value.
[0029]
  The correction torque calculation means 45 inputs the wheel speed difference and the steering angle, refers to the control table, and obtains the correction steering angle. If the steering angle corrected by the calculated corrected steering angle is in the vicinity of the neutral position of the steering wheel 20, it is determined that the vehicle is currently traveling straight, and the steering torque obtained from the steering torque detecting means 34 is determined by the tire air pressure. It is determined that the steering torque is operated so that the driver goes straight when one of them is not normal and is decreasing.
[0030]
  Therefore, by outputting the steering torque at this time as the correction torque, the driver does not need to continuously apply the steering torque, and the steering feeling can be improved. Further, the correction torque calculation means 45 performs the processing according to the flowcharts of FIGS. 5 and 6 shown in the first embodiment, and obtains the correction steering angle in place of the correction torque, thereby obtaining the correction steering angle with higher accuracy. Can do.
[0031]
Embodiment 3 FIG.
  The electric power steering device according to the third embodiment of the present invention uses the same control device as in FIG. 7 used in the second embodiment, and obtains a correction torque without using a control table. That is, when there is an imbalance in the tire air pressure of the wheels 28, the steering torque is detected from the steering torque detecting means 34 in a straight traveling state under a predetermined traveling condition, and the steering torque at this time is used as a correction torque.
[0032]
  As described in the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment, the correction torque calculation means 45 inputs the wheel speed difference, the steering angle, and the vehicle speed, detects the change amount per time, and each change amount is When it is below the predetermined value, the steering torque is detected from the output of the steering torque detector 34. Since the steering torque at this time is a steering torque in a state where the vehicle is running straight ahead stably, the steering torque that the driver operates to go straight when the tire pressure is not normal and one of them is decreasing And the detected steering torque value is output to the adder 41 as a correction torque value, and the motor drive current calculation means 42 calculates the drive current of the electric motor 26 based on the addition result.
[0033]
  By determining the correction torque in this way, the correction torque is determined in a state where the vehicle avoids conditions such as acceleration, turning, and traveling on a rough road without causing the correction torque calculation means 45 to have a control table. It comes out. In addition, since the correction torque is added by the adder 41 to obtain the assist torque, the straightness of the vehicle and the balance of the steering force when turning left and right can be improved.
[0034]
Embodiment 4 FIG.
  FIGS. 9 to 11 are for explaining an electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 9 is a functional block diagram of a control apparatus for controlling the electric power steering apparatus, and FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the steering torque calculation process.
[0035]
  In FIG. 9, the steering torque is input from the torque sensor 30 to the steering torque detector 34, and the vehicle speed of the vehicle speed sensor is input to the vehicle speed detector 36. A signal from the right wheel speed sensor is input to the right wheel speed detection means 37, and a signal from the left wheel speed sensor is input to the left wheel speed detection means 38. Outputs of the right wheel speed detection means 37 and the left wheel speed detection means 38 are applied to a subtractor 39, and a speed difference between the right wheel and the left wheel is output as a wheel speed difference. This wheel speed difference and steering torque detection means. 34 and the output of the vehicle speed detection means 36 are input to the correction torque calculation means 46.
[0036]
  The correction torque calculation means 46 holds a plurality of correction torque control tables corresponding to the wheel speed difference and the steering torque as shown in FIG. 10, and the plurality of control tables are provided corresponding to the respective vehicle speeds. In the control table, a correction torque for causing the vehicle to travel straight in correspondence with the wheel speed difference and the steering torque is written as Cmn, and the correction torque calculating means 46 inputs the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed. The correction torque is read out and output to the adder 41. The adder 41 adds the correction torque and the steering torque and outputs the sum to the motor current calculating means 42. The motor current is calculated and output to the motor driving means 43, and the electric motor 26 is driven.
[0037]
  FIG. 11 shows the processing when reading the correction torque from the control table. In step 1201, the change amount of the wheel speed difference input by the correction torque calculating means 46 is detected. If the change amount is equal to or less than the predetermined value, step 1202 is performed. Proceed to In step 1202, the change amount of the vehicle speed is detected. Similarly, if the change amount is equal to or less than a predetermined value, the process proceeds to step 1203. In step 1203, the amount of change in steering torque is detected. If the amount of change is less than or equal to a predetermined value, the correction torque is read from the control table in step 1204. If the amount of change is greater than or equal to a predetermined value in at least one step, the process proceeds to step 1205 and the previous correction torque value is set as the current correction torque.
[0038]
  By processing in this way, when proceeding to step 1204, it is determined that the vehicle is not traveling on a rough road or turning, but the vehicle is stably traveling straight ahead, and the necessary steering torque accompanying the tire pressure unbalance during straight traveling The steering force by the driver can be reduced. Note that the vehicle speed output by the vehicle speed detection means 36 and the vehicle speed at which the control table is searched and the vehicle speed at which the change amount is detected in step 1202 are not related to the vehicle speed sensor, and the output of the right wheel speed detection means 37 and the left wheel speed. An average value with the output of the detection means 38 can also be used. As shown in FIG. 6 of the first embodiment, the correction torque can be obtained with high accuracy by performing the above processing in a state where the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value.
[0039]
Embodiment 5. FIG.
  FIG. 12 is a flowchart showing the control contents of the electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 13 is an example of the control table. The control table of FIG. 13 includes a straight line corresponding to the wheel speed difference and the steering torque. The steering angle for traveling is written as Cmn. The control device in this embodiment is the same as that shown in FIG. 9 shown in the fourth embodiment. The correction torque calculating means 46 first detects the change amount of the wheel speed difference and the change amount of the vehicle speed in step 1301. If it is determined that each is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step 1302, where the wheel speed difference and the steering torque are detected. The steering angle is read from the vehicle speed and the table in FIG. Subsequently, the routine proceeds to step 1303, where it is determined whether or not the read steering angle is near the neutral position of the steering wheel 20. If it is determined that the steering angle is near the neutral position, the routine proceeds to step 1304, where the value of the steering torque at that time is determined. The correction torque is output from the correction torque calculation means 46 to the adder 41 as the correction torque.
[0040]
  If it is determined in step 1301 that the amount of change is equal to or greater than a predetermined value, or if it is determined in step 1303 that the steering angle is not near the neutral position, the process proceeds to step 1305 and the value of the steering torque obtained last time is determined. Is the current correction torque. By controlling in this way, the correction torque is obtained only when the vehicle is stably in the straight traveling state, and the accuracy of the correction torque can be increased. Similar to the fourth embodiment, the correction torque can be obtained with higher accuracy by performing this process in a state where the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value.
[0041]
【The invention's effect】
  As described above, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the correction torque calculation means is adapted to the steering angle when the vehicle travels straight in a normal state from the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering angle. When the corrected steering angle is calculated and it is determined that the steering angle corrected by the corrected steering angle is at the neutral position of the steering wheel, the detected steering torque value is used as the corrected torque, so the vehicle travels straight ahead. The steering torque value when it is estimated that the vehicle is estimated can be assisted with a correction torque, and the steering feeling can be improved.
[0042]
  Further, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the correction torque calculating means calculates a torque value for the vehicle to travel straight at the neutral position of the steering wheel from the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed. Since the calculated torque value is used as the correction torque, straight driving performance is maintained even if the driver does not continue to apply the steering torque, and there is no difference between the left and right steering forces even when turning. A good steering feeling can be obtained.
[0043]
  Further, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the correction torque calculation means estimates the steering angle of the steering wheel from the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed, and the estimated steering angle is a neutral value of the steering wheel. When it is determined that the vehicle is in the vicinity of the position, the detected steering torque is used as the correction torque. Therefore, the steering torque value when the vehicle is estimated to travel straight ahead can be assisted with correction torque. The steering feeling can be improved.
[0044]
  Furthermore, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the correction torque calculating means detects the amount of change per time of the vehicle speed, the wheel speed difference, and the steering torque or the steering angle, and each amount of change is a predetermined value. Since the correction torque is calculated at the following times, it is possible to obtain an accurate correction torque by eliminating disturbance due to the running condition.
[0045]
  Furthermore, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the vehicle speed is obtained from the average value of the left and right wheel speeds detected by the right wheel speed detecting means and the left wheel speed detecting means. It is possible to simplify the input processing circuit without requiring a signal input from the sensor.
[0046]
  Further, according to the electric power steering apparatus of the present invention, when the correction torque calculating means detects a change amount per hour of the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering torque, and each change amount is equal to or less than a predetermined value. Since the steering torque detected by the steering torque detecting means is used as the correction torque, the correction torque can be easily obtained, and the obtained correction torque can be accurate without disturbance. It is.
[0047]
  Furthermore, according to the electric power steering apparatus of the present invention, the correction torque calculation means calculates the correction torque when the vehicle speed or the left and right wheel speeds are equal to or higher than a predetermined value. The correction torque can be obtained only withIt is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a control device for an electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the steering performance of the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 4 shows an example of a control table of the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing of the electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing of the electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is a functional block diagram of a control device for an electric power steering device according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 8 shows an example of a control table of the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a functional block diagram of a control device for an electric power steering device according to Embodiment 4 of the present invention;
FIG. 10 shows an example of a control table of an electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing of the electric power steering device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing of the electric power steering device according to Embodiment 5 of the present invention. of
FIG. 13 shows an example of a control table of an electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional electric power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
  20 steering wheel, 21 steering shaft,
  22a, 22b universal joint, 23 pinion, 24 rack shaft,
  24a rack, 25 rack and pinion, 26 electric motor,
  27 Ball screw mechanism, 28 wheels, 29 tie rods,
  30 torque sensor, 31 steering speed sensor, 32 steering angle sensor,
  33 control device, 34 steering torque detection means, 35 steering angle detection means,
  36 vehicle speed detection means, 37 right wheel speed detection means, 38 left wheel speed detection means,
  39 subtractor, 40, 45, 46 correction torque calculating means, 41 adder,
  42 motor drive current calculation means, 43 motor drive means.

Claims

Vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel, steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, and right wheel for detecting the speed of the right wheel of the vehicle Speed detection means, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, motor drive current calculation means for calculating a drive current of an electric motor corresponding to the steering torque, and for maintaining the vehicle in a straight traveling state A correction torque calculation unit that calculates a necessary correction torque, adds it to the steering torque, and applies the correction torque to the motor drive current calculation unit is provided. The correction torque calculation unit includes the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering angle. From the above, a correction steering angle with respect to a steering angle when the vehicle travels straight with a normal tire pressure is calculated, and is corrected by the correction steering angle. When the steering angle is determined to be in a neutral position of the steering wheel, the electric power steering apparatus characterized by the value of the steering torque which the steering torque detection means detects the correction torque.

Vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel, steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, and right wheel for detecting the speed of the right wheel of the vehicle Speed detection means, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, motor drive current calculation means for calculating a drive current of an electric motor corresponding to the steering torque, and for maintaining the vehicle in a straight traveling state A correction torque calculation means that calculates a necessary correction torque and adds the calculated correction torque to the motor driving current calculation means is provided, and the correction torque calculation means includes the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed. From the above, a torque value for the vehicle to travel straight at the neutral position of the steering wheel is calculated, and the calculated torque value is corrected. An electric power steering apparatus characterized by a click.

Vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel, steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, and right wheel for detecting the speed of the right wheel of the vehicle Speed detection means, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, motor drive current calculation means for calculating the drive current of the motor corresponding to the steering torque, and for maintaining the vehicle in a straight traveling state A correction torque calculation unit that calculates a necessary correction torque, adds it to the steering torque, and applies the correction torque to the motor drive current calculation unit is provided. The correction torque calculation unit includes the wheel speed difference, the steering torque, and the vehicle speed. From the above, the steering angle of the steering wheel is estimated, and it is determined that the estimated steering angle is near the neutral position of the steering wheel. When electric power steering system, characterized in that the steering torque which the steering torque detection means detects the correction torque.

The correction torque calculating means detects a change amount per time of the wheel speed difference, the vehicle speed, the steering torque or the steering angle, and when each change amount is a predetermined value or less, the correction torque is calculated. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is calculated.

The electric power according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle speed is obtained from an average value of left and right wheel speeds detected by the right wheel speed detection means and the left wheel speed detection means. Steering device.

Vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel, steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, and right wheel for detecting the speed of the right wheel of the vehicle Speed detection means, left wheel speed detection means for detecting the speed of the left wheel of the vehicle, motor drive current calculation means for calculating a drive current of an electric motor corresponding to the steering torque, and for maintaining the vehicle in a straight traveling state A correction torque calculation unit that calculates a necessary correction torque and adds the calculated correction torque to the motor driving current calculation unit is provided. The correction torque calculation unit includes the wheel speed difference, the vehicle speed, and the steering torque. Alternatively, the amount of change per hour with respect to the steering angle is detected, and when the amount of change is equal to or less than a predetermined value, before the steering torque detecting means detects An electric power steering apparatus characterized by the value of the steering torque and the correction torque.

Wherein the correction torque calculation means, the vehicle speed or, when the left and right wheel speed is a predetermined value or more, according to claims 1 to 6 or Re noise and calculates the correction torque Electric power steering device.