JP3840309B2

JP3840309B2 - Electric power steering control device

Info

Publication number: JP3840309B2
Application number: JP14588197A
Authority: JP
Inventors: 久純石川; 好典小木曽
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH10316004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粘性トルクを補償する構成にした電動パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、ステアリングホイールＷに連係する入力軸１の先端に、ピニオン２を設けている。また、両端に車輪３Ｒ、３Ｌが連係するロッド４に、ラック５を形成している。そして、上記入力軸１のピニオン２を、このロッド４のラック５にかみ合せている。
また、電動モータ６を設け、そのモータ出力を、減速機７を介して上記ロッド４に伝達するようにしている。
さらに、入力軸１に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８と、車速を検出する車速センサ９とを設け、コントローラーＣに接続している。
【０００３】
このコントローラーＣは、図６に示すように、基本アシスト指令値決定回路１０とモータ電流制御回路１１とを備えている。
基本アシスト指令値決定回路１０では、操舵トルク及び車速に応じて基本アシスト指令値を決定している。そして、モータ電流制御回路１１は、その基本アシスト指令値に基づいて、電動モータ６にモータ電流を流す。したがって、電動モータ６には、操舵トルク及び車速に応じたアシストトルクが発生し、アシスト力を付与することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電動パワーステアリング制御装置では、電動モータ６内の潤滑油等を原因として、粘性トルクが発生してしまう。この粘性トルクは、詳しくは後述するが、モータ角速度にほぼ比例した大きさで発生し、電動モータ６の回転方向と逆に作用するものである。
そして、この粘性トルクが発生すると、ステアリングホイールＷの切り込み時に、以下のような影響を及ぼすことがある。
【０００５】
例えば、ステアリングホイールＷを急に切ったような場合、電動モータ６に大きなモータ角速度が生じるので、それだけ大きな粘性トルクが発生する。そのため、その粘性トルクをドライバーが粘性感として感じ、ステアリングの軽快感が損なわれてしまうことがある。
また、この粘性トルクは、電動モータ６の回転方向と逆に作用するので、アシストトルクを減ずることになり、アシスト力不足になったり、応答性が悪くなったりすることがある。
【０００６】
一方、ステアリングホイールＷの戻り時には、以下のような影響を及ぼすことがある。
一般的に、転舵状態では、車輪３Ｒ、３Ｌを中立方向に復帰させようとするセルフアライニングトルクが発生する。したがって、転舵後にステアリングホイールから手を放せば、このセルフアライニングトルクによって車輪３Ｒ、３Ｌが中立方向に復帰しようとする。
【０００７】
ところが、車輪３Ｒ、３Ｌが中立方向に復帰しようとするとき、ラック５にかみ合う電動モータ６も、ロッド４の移動方向に回転させられてしまう。そのため、粘性トルクが発生し、それが車輪３Ｒ、３Ｌが中立方向に復帰する方向と逆に作用することになる。
特に、車両の低速走行時には、セルフアライニングトルクが小さく、そのぶん粘性トルクによる影響が大きくなり、ステアリングホイールＷの戻り性が悪くなってしまう。
この発明の目的は、ステアリングホイールの切り込み時・戻り時に、電動モータに粘性補償トルクを発生させて、粘性トルクを打ち消したり、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを発生させたりして、操舵フィーリングを向上させることの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】
この発明は、アシスト力を発生する電動モータと、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、操舵トルク及び車速に応じて基本アシスト指令値を決定する基本アシスト指令値決定手段と、その基本アシスト指令値に基づいて、電動モータにモータ電流を流すモータ電流制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置を前提とする。
そして、第１の発明は、ステアリングホイールの切り込み・戻りを判別する切り込み・戻り判別手段と、電動モータの角速度を検出するモータ角速度検出手段と、ステアリングホイールの切り込み時に、モータ角速度及び車速に応じて粘性補償指令値を決定する切り込み時用の粘性補償指令値決定手段と、ステアリングホイールの戻り時に、モータ角速度及び車速に応じて粘性補償指令値を決定する戻り時用の粘性補償指令値決定手段と、上記切り込み・戻り判別手段が切り込み時と判別したとき、切り込み時用の粘性補償指令値決定手段から出力された粘性補償指令値を基本アシスト指令値に加算するスイッチと、上記切り込み・戻り判別手段が戻り時と判別したとき、戻り時用の粘性補償指令値決定手段から出力された粘性補償指令値を基本アシスト指令値に加算するスイッチとを備え、これら粘性補償指令値に基づいて、電動モータに粘性補償トルクを発生させて、粘性トルクを打ち消したり、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを発生させたりする構成にした点に特徴を有する。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、切り込み・戻り判別手段は、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクの方向と、モータ角速度検出手段で検出したモータ角速度の方向とが同一であれば、切り込み時と判別し、逆であれば、戻り時と判別する構成にした点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、切り込み時用の粘性補償指令値決定手段は、車両の低速走行域で、実際に発生した粘性トルクのほぼすべてを打ち消す粘性補償指令値を出力する構成にした点に特徴を有する。
第４の発明は、第１〜３の発明において、切り込み時用の粘性補償指令値決定手段は、車両の高速走行域で、実際に発生した粘性トルクの一部を打ち消す粘性補償指令値を出力する構成にした点に特徴を有する。
【００１０】
第５の発明は、第１〜４の発明において、戻り時用の粘性補償指令値決定手段は、車両の低速走行域で、実際に発生した粘性トルクのすべてを打ち消すだけでなく、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを、実際に発生した粘性トルクの方向と逆に発生させる粘性補償指令値を出力する構成にした点に特徴を有する。
第６の発明は、第５の発明において、戻り時用の粘性補償指令値決定手段は、モータ角速度がゼロ付近のとき、粘性補償指令値をゼロにして、電動モータに粘性補償トルクを発生させない構成にした点に特徴を有する。
第７の発明は、第１〜６の発明において、戻り時用の粘性補償指令値決定手段は、車両の高速走行域で、実際に発生した粘性トルクを全く打ち消さず、さらには、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを、実際に発生した粘性トルクの方向に発生させる粘性補償指令値を出力する構成にした点に特徴を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜４に、この発明の電動パワーステアリング制御装置の一実施例を示す。ただし、上記従来例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１に示すように、電動モータ６のモータ角速度ωを検出するモータ角速度センサ１２を設け、コントローラーＣに接続している。
コントローラーＣには、切り込み時用の粘性補償指令値決定回路１３を設けている。そして、その粘性補償指令値を、スイッチ１４を介して基本アシスト指令値に加算し、モータ電流制御回路１１に出力するようにしている。
【００１２】
この切り込み時用の粘性補償指令値決定回路１３は、粘性補償値演算部１５と車速テーブル部１６とからなる。
このうち、粘性補償値演算部１５では、次のようにして粘性補償値を演算している。
前述のように、粘性トルクＴ_Dは、モータ角速度ωにほぼ比例した大きさで発生し、次式
Ｔ_D＝Ｄ・ω
ただし、Ｄ：粘性係数
で表すことができる。
この粘性係数Ｄは、予め車両実験により求められるので、それをメモリしておけば、実際に発生している粘性トルクＴ_Dを推定することができる。そして、この演算した粘性トルクＴ_Dをすべて打ち消すだけのモータ出力を電動モータ６に発生させるように、粘性補償値を決めている。
【００１３】
また、車速テーブル部１６には、車速に応じて変化させる粘性補償指令値のゲインをテーブル値としてメモリしている。そして、そのゲインを上記粘性補償値に乗算して、粘性補償指令値を決定するようにしている。
例えば、図２に示すように、低車速域においては、ゲインを１程度とし、上記粘性補償値をそのまま粘性補償指令値として出力するようにしている。したがって、この粘性補償指令値がモータ電流制御回路６に伝えられると、電動モータ６には、粘性トルクＴ_Dをすべて打ち消すだけの粘性補償トルクが発生することになる。
そして、高車速になるにつれて、そのゲインを小さくし、上記粘性補償値よりも小さくした粘性補償指令値を出力するようにしている。したがって、電動モータ６には、粘性トルクＴ_Dの一部だけを打ち消す粘性補償トルクが発生することになる。
【００１４】
また、コントローラーＣには、戻り時用の粘性補償指令値決定回路１７を設けている。そして、その粘性補償指令値を、スイッチ１８を介して基本アシスト指令値に加算し、モータ電流制御回路１１に出力するようにしている。
この戻り時用の粘性補償指令値決定回路１７も、粘性補償値演算部１９と車速テーブル部２０からなる。以下では、上記切り込み時用の粘性補償指令値決定回路１３との相違点のみについて説明する。
粘性補償値演算部１９では、上記と同様に粘性補償値を演算している。
車速テーブル部２０では、図３に示すように、低車速域においてゲインを１よりも大きくし、上記粘性補償値よりも大きくした粘性補償指令値を出力するようにしている。したがって、この粘性補償指令値がモータ電流制御回路１１に伝えられると、電動モータ６に粘性補償トルクが発生し、実際に発生した粘性トルクＴ_Dをすべて打ち消すだけでなく、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを、その粘性トルクＴ_Dの方向と逆に発生させることになる。
【００１５】
そして、高車速になるにつれて、そのゲインを小さくした粘性補償指令値を出力するようにしている。したがって、粘性補償トルクが小さくなり、粘性トルクと同質のトルクが小さくなっていく。そして、ゲインが１よりも小さくなると、そのトルクはなくなり、実際に発生した粘性トルクＴ_Dを打ち消していくことになる。
さらに高車速になると、そのゲインがゼロを超えて、マイナス領域に達する。したがって、電動モータ６には逆方向に粘性補償トルクが発生し、実際に発生した粘性トルクＴ_Dを全く打ち消さず、さらに、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを、その粘性トルクＴ_Dの方向に発生させることになる。
【００１６】
上記スイッチ１４、１８は、ステアリングホイールＷの切り込み・戻りを判別する切り込み・戻り判別回路２１によって制御されている。
この切り込み・戻り判別回路２１には、操舵トルクセンサ８とモータ角速度センサ１２とを接続している。
そして、これらセンサ８、１２で検出した操舵トルクの極性とモータ角速度の極性とが同極性であれば、つまり、その方向が同一であれば、切り込み時であると判別する。このように判別できるのは、ステアリングホイールＷを切り込んだときは、必ず操舵トルクが発生し、電動モータ６にはそれと同極のアシストトルクが発生するからである。
このようにして切り込み時であると判別したときは、スイッチ１４をオンにする。したがって、切り込み時用の粘性補償指令値決定回路１３から出力された粘性補償指令値が、基本アシスト指令値に加算され、モータ電流制御回路１１に伝えられる。
【００１７】
それに対して、操舵トルクの極性とモータ角速度の極性とが異極性であれば、つまり、その方向が逆であれば、戻り時であると判別する。このように判別できるのは、転舵後にステアリングホイールＷから手を放したような場合、セルフアライニングトルクにより電動モータ６も回転させられるが、入力軸１にはステアリングホイールＷ自体の質量により慣性が働き、操舵トルクセンサ８が、その慣性トルクを異極の操舵トルクとして検出するからである。
このようにして戻り時であると判別したときは、スイッチ１８をオンにする。したがって、戻り時用の粘性補償指令値決定回路１７から出力された粘性補償指令値が、基本アシスト指令値に加算され、モータ電流制御回路１１に伝えられる。
【００１８】
次に、この実施例の電動パワーステアリング制御装置の作用を説明する。
ステアリングホイールＷの切り込み時には、基本アシスト指令値決定回路１０から、操舵トルク及び車速に応じた基本アシスト指令値が出力される。
同時に、切り込み・戻り判別回路２１は、ステアリングホイールの切り込み時であると判別し、スイッチ１４をオンにする。したがって、切り込み時用の粘性補償指令値決定回路１３から出力された粘性補償指令値が、基本アシスト指令値に加算されて、モータ電流制御回路１１に伝えられる。
【００１９】
いま、車両が低速走行していれば、前述のようにゲインが１程度であり、電動モータ６には、粘性トルクＴ_Dをすべて打ち消すだけの粘性補償トルクが発生する。したがって、ドライバーが粘性感を感じることがなく、ステアリングの軽快感を確保することができる。しかも、粘性トルクＴ_Dを打ち消せば、電動モータ６には、基本アシスト指令値に基づくアシストトルクがそのまま発生するので、アシスト力不足になったり、応答性が悪くなったりすることがない。
それに対して、車両が高速走行しているときは、そのゲインが小さくなるので、電動モータ６に、粘性トルクＴ_Dの一部だけを打ち消す粘性補償トルクが発生することになる。つまり、粘性トルクＴ_Dの一部は残った状態となり、その粘性トルクが反力として作用するので、ステアリングホイールＷの剛性感を残して、安定した高速走行が可能となる。
【００２０】
一方、ステアリングホイールＷの戻り時には、切り込み・戻り判別回路２１が戻り時であると判別し、スイッチ１８をオンにする。したがって、戻り時用の粘性補償指令値決定回路１７から出力された粘性補償指令値が、基本アシスト指令値に加算されて、モータ電流制御回路１１に伝えられる。
いま、車両が低速走行していれば、前述のようにゲインを１よりも大きくするので、電動モータ６には、実際に発生した粘性トルクＴ_Dをすべて打ち消すとともに、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを、実際に発生した粘性トルクＴ_Dの方向と逆に発生させることになる。つまり、このトルクが、車輪を中立方向に復帰する補助力として作用し、ステアリングホイールＷの戻り性を向上させることができる。
【００２１】
それに対して、車両が高速走行しているときは、そのゲインがゼロを超えて、マイナス領域に達するので、実際に発生した粘性トルクＴ_Dが全く打ち消されず、さらに、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクが、実際に発生した粘性トルクＴ_Dの方向に発生することになる。以下では、高速走行時に、実際に発生した粘性トルクＴ_Dの方向に、積極的にトルクを発生させる理由を説明する。
【００２２】
セルフアライニングトルクは、高車速になるほど大きくなる特性を有するので、高速走行域におけるステアリングホイールＷの戻り時には、低速走行域と異なり、車輪が中立方向に復帰する勢いが強くなる。そのため、中立位置を超えて転舵してしまうこともあり、ステアリングホイールＷの収れん性が悪くなってしまう。
そこで、実際に発生した粘性トルクＴ_Dの方向、つまり、セルフアライニングトルクに抗する方向に、積極的にトルクを発生させるようにしている。こうすれば、実際に発生した粘性トルクＴ_Dに加え、そのトルクがダンパ機能を発揮することになり、ステアリングホイールＷの収れん性を向上させることができる。
【００２３】
なお、図２、３に示す特性はほんの一例にすぎず、車速テーブル部のテーブル値を変更すれば、ステアリングホイールＷの切り込み時・戻り時に、粘性トルクを打ち消したり、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを発生させたりできる。したがって、車種に応じて、あるいは、ユーザーからの要望に応じて、操舵フィーリングをきめこまやかにチューニングすることができる。
また、車速テーブル部１６、２０の他に、モータ角速度テーブル部を設けたりしてもよい。
例えば、図４に示すように、モータ角速度ωのゼロ付近で、粘性補償指令値のゲインをゼロとするようにしておけば、電動モータ６が発振するのを防止することができる。
【００２４】
つまり、停止状態から、電動モータ６が何等かの原因で少しでも動いたような場合、モータ角速度ωが発生するので、モータ角速度センサ１２がそれを検出し、コントローラーＣに伝える。そして、コントローラーＣでは、そのモータ角速度ωに応じて粘性補償トルクを発生させるが、その粘性補償トルクによっても、電動モータ６にはモータ角速度ωが発生してしまう。
このように、ループ系の制御をしている場合、電動モータ６が少しでも動くと、繰り返しモータ角速度ωが発生してしまい、電動モータ６が発振することがあった。そこで、モータ角速度ωのゼロ付近で、粘性補償指令値のゲインをゼロとするようにしておけば、電動モータ６が何等かの原因で少し動いたとしても、それによって粘性補償トルクが発生することがなく、電動モータ６が発振するのを防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ステアリングホイールの切り込み時・戻り時に、電動モータに粘性補償トルクを発生させて、粘性トルクを打ち消したり、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクを発生させたりでき、操舵フィーリングを向上させることができる。しかも、切り込み時用あるいは戻り時用の粘性補償指令値決定手段の特性をそれぞれ変更してやれば、車種に応じて、あるいは、ユーザーからの要望に応じて、操舵フィーリングをきめこまやかにチューニングすることができる。
第２の発明によれば、第１の発明において、なんら新たな要素を付加することなく、切り込み・戻り判別手段を構成することができ、コストダウンが可能となる。
【００２６】
第３の発明によれば、第１、２の発明において、実際に発生した粘性トルクをすべて打ち消すので、ドライバーが粘性感を感じることがなく、ステアリングの軽快感を確保することができる。しかも、電動モータには、基本アシスト指令値に基づくアシストトルクがそのまま発生するので、アシスト力不足になったり、応答性が悪くなったりすることがない。
第４の発明によれば、第１〜３の発明において、実際に発生した粘性トルクの一部は残った状態となり、その粘性トルクが反力として作用するので、ステアリングホイールの剛性感を残して、安定した高速走行が可能となる。
【００２７】
第５の発明によれば、第１〜４の発明において、実際に発生した粘性トルクをすべて打ち消すだけでなく、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクが、実際に発生した粘性トルクの方向と逆に発生する。したがって、その見かけ上は粘性トルクと同質のトルクが車輪を中立方向に復帰する補助力として作用することになり、ステアリングホイールの戻り性を向上させることができる。
第６の発明によれば、第５の発明において、電動モータが発振するのを防止することができる。
第７の発明によれば、第１〜６の発明において、実際に発生した粘性トルクに加え、見かけ上は粘性トルクと同質のトルクが、実際に発生した粘性トルクの方向に発生する。したがって、これらトルクがダンパ機能を発揮することになり、ステアリングホイールの収れん性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の電動パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
【図２】切り込み時における車速とゲインとの関係を示す一例である。
【図３】戻り時における車速とゲインとの関係を示す一例である。
【図４】モータ角速度とゲインとの関係を示す一例である。
【図５】電動パワーステアリング制御装置を示す図である。
【図６】従来例の電動パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
６電動モータ
８操舵トルクセンサ
９車速センサ
１０基本アシスト指令値決定回路
１１モータ電流制御回路
１２モータ角速度センサ
１３切り込み時用の粘性補償指令値決定回路
１７戻り時用の粘性補償指令値決定回路
２１切り込み・戻り判別回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering control device configured to compensate for viscous torque.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, a pinion 2 is provided at the tip of the input shaft 1 linked to the steering wheel W. A rack 5 is formed on the rod 4 with which the wheels 3R and 3L are linked to both ends. The pinion 2 of the input shaft 1 is engaged with the rack 5 of the rod 4.
In addition, an electric motor 6 is provided, and the motor output is transmitted to the rod 4 via the speed reducer 7.
Further, a steering torque sensor 8 for detecting a steering torque acting on the input shaft 1 and a vehicle speed sensor 9 for detecting the vehicle speed are provided and connected to the controller C.
[0003]
The controller C includes a basic assist command value determination circuit 10 and a motor current control circuit 11 as shown in FIG.
The basic assist command value determination circuit 10 determines the basic assist command value according to the steering torque and the vehicle speed. Then, the motor current control circuit 11 causes the motor current to flow through the electric motor 6 based on the basic assist command value. Therefore, an assist torque corresponding to the steering torque and the vehicle speed is generated in the electric motor 6, and assist force is applied.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the electric power steering control apparatus as described above, viscous torque is generated due to the lubricating oil in the electric motor 6 or the like. As will be described in detail later, this viscous torque is generated with a magnitude substantially proportional to the motor angular velocity, and acts in the opposite direction to the rotation direction of the electric motor 6.
And when this viscous torque generate | occur | produces, when the steering wheel W cuts in, it may have the following effects.
[0005]
For example, when the steering wheel W is suddenly turned off, a large motor angular velocity is generated in the electric motor 6, and thus a large viscous torque is generated. Therefore, the driver may feel the viscous torque as a viscous feeling, and the lightness of steering may be impaired.
Moreover, since this viscous torque acts in the direction opposite to the rotation direction of the electric motor 6, the assist torque is reduced, and the assist force may be insufficient or the responsiveness may deteriorate.
[0006]
On the other hand, when the steering wheel W returns, the following effects may occur.
In general, in a steered state, a self-aligning torque that causes the wheels 3R and 3L to return to the neutral direction is generated. Therefore, if the hand is released from the steering wheel after turning, the wheels 3R and 3L attempt to return to the neutral direction by this self-aligning torque.
[0007]
However, when the wheels 3R and 3L are about to return to the neutral direction, the electric motor 6 that engages with the rack 5 is also rotated in the moving direction of the rod 4. Therefore, a viscous torque is generated, which acts in the opposite direction to the direction in which the wheels 3R and 3L return to the neutral direction.
In particular, when the vehicle is traveling at a low speed, the self-aligning torque is small, and the influence of the viscous torque is increased, and the return performance of the steering wheel W is deteriorated.
The object of the present invention is to generate a viscosity compensation torque in the electric motor when the steering wheel is cut or returned, thereby canceling the viscous torque or generating a torque that is apparently the same quality as the viscous torque. An object is to provide an electric power steering control device capable of improving a ring.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an electric motor for generating an assist force, a steering torque detecting means for detecting a steering torque, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a basic assist command for determining a basic assist command value according to the steering torque and the vehicle speed. An electric power steering control device provided with value determining means and motor current control means for supplying a motor current to the electric motor based on the basic assist command value is assumed.
The first invention includes a cutting / return determining means for determining the turning / returning of the steering wheel, a motor angular speed detecting means for detecting the angular speed of the electric motor, and the motor angular speed and the vehicle speed when the steering wheel is cut. Viscosity compensation command value determining means for cutting to determine viscosity compensation command value, and viscosity compensation command value determining means for returning to determine viscosity compensation command value according to motor angular speed and vehicle speed when the steering wheel returns A switch for adding the viscosity compensation command value output from the viscosity compensation command value determining means for cutting to the basic assist command value when the cutting / return determining means is determined to be the cutting time, and the cutting / return determining means Is determined to return, the viscosity compensation command value output from the return viscosity compensation command value determining means is And a switch to be added to the assist command value, based on these viscous compensation command value, to generate the viscosity compensation torque to the electric motor, or cancel the viscous torque, apparently generates a torque of the viscous torque and homogeneous It is characterized in that it is configured to be.
[0009]
In a second aspect based on the first aspect, the cutting / return determining means has the same direction as the steering torque detected by the steering torque detecting means and the direction of the motor angular speed detected by the motor angular speed detecting means. It is characterized in that it is determined that it is a cutting time and if it is reversed, it is determined that it is a returning time.
According to a third invention, in the first and second inventions, the viscosity compensation command value determining means for cutting is a viscosity compensation command value that cancels substantially all of the actually generated viscous torque in the low-speed traveling region of the vehicle. It is characterized in that it is configured as follows.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the cutting viscosity compensation command value determining means outputs a viscosity compensation command value that cancels a part of the actually generated viscous torque in the high-speed traveling region of the vehicle. It is characterized in that it is configured as follows.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the return viscosity compensation command value determining means not only cancels all of the actually generated viscous torque in the low-speed traveling region of the vehicle, but apparently The present invention is characterized in that it is configured to output a viscosity compensation command value for generating a torque of the same quality as the viscous torque in the direction opposite to the direction of the actually generated viscous torque.
In a sixth aspect based on the fifth aspect , the return viscosity compensation command value determining means sets the viscosity compensation command value to zero when the motor angular velocity is near zero, and does not generate a viscosity compensation torque in the electric motor. Characterized by the point of construction.
In a seventh aspect based on the first to sixth aspects, the return-time viscosity compensation command value determining means does not cancel the actually generated viscous torque in the high-speed traveling region of the vehicle. It is characterized in that it is configured to output a viscosity compensation command value for generating a torque of the same quality as the viscous torque in the direction of the actually generated viscous torque .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show an embodiment of the electric power steering control device of the present invention. However, the same components as those in the conventional example are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 1, a motor angular velocity sensor 12 for detecting the motor angular velocity ω of the electric motor 6 is provided and connected to the controller C.
The controller C is provided with a viscosity compensation command value determination circuit 13 for cutting. Then, the viscosity compensation command value is added to the basic assist command value via the switch 14 and is output to the motor current control circuit 11.
[0012]
The notch viscosity compensation command value determination circuit 13 includes a viscosity compensation value calculation unit 15 and a vehicle speed table unit 16.
Among these, the viscosity compensation value calculation unit 15 calculates the viscosity compensation value as follows.
As described above, the viscous torque T _D is generated with a magnitude substantially proportional to the motor angular velocity ω, and the following formula T _D = D · ω
However, D can be expressed by a viscosity coefficient.
The viscosity coefficient D, since it is determined in advance by the vehicle experiments, it if and memory, it is possible to estimate the viscosity torque T _D is actually occurring. The viscosity compensation value is determined so that the electric motor 6 generates a motor output sufficient to cancel all the calculated viscous torques T _D.
[0013]
The vehicle speed table unit 16 stores a viscosity compensation command value gain that changes according to the vehicle speed as a table value. Then, the viscosity compensation command value is determined by multiplying the viscosity compensation value by the gain.
For example, as shown in FIG. 2, in the low vehicle speed range, the gain is set to about 1, and the viscosity compensation value is directly output as the viscosity compensation command value. Therefore, the viscosity compensation command value when transmitted to the motor current control circuit 6, the electric motor 6, so that the viscosity compensation torque only cancel all the viscous torque T _D is generated.
As the vehicle speed increases, the gain is reduced and a viscosity compensation command value that is smaller than the viscosity compensation value is output. Therefore, the electric motor 6, so that the viscosity compensation torque for canceling only part of the viscous torque T _D is generated.
[0014]
Further, the controller C is provided with a viscosity compensation command value determination circuit 17 for returning. Then, the viscosity compensation command value is added to the basic assist command value via the switch 18 and is output to the motor current control circuit 11.
The return viscosity compensation command value determination circuit 17 also includes a viscosity compensation value calculation unit 19 and a vehicle speed table unit 20. In the following, only the difference from the viscosity compensation command value determination circuit 13 for cutting will be described.
The viscosity compensation value calculation unit 19 calculates the viscosity compensation value in the same manner as described above.
As shown in FIG. 3, the vehicle speed table unit 20 outputs a viscosity compensation command value having a gain larger than 1 in the low vehicle speed range and larger than the viscosity compensation value. Therefore, when the viscosity compensation command value is transmitted to the motor current control circuit 11, the electric motor 6 viscosity compensation torque is generated not only actually cancel all the viscous torque T _D generated, apparently the viscosity torque the homogeneous torque will be generated in a direction opposite to the viscous torque T _D.
[0015]
Then, as the vehicle speed increases, a viscosity compensation command value with a reduced gain is output. Accordingly, the viscosity compensation torque is reduced, and the same quality torque as the viscosity torque is reduced. When the gain is less than 1, the torque is no longer would be going cancel the actual viscous torque T _D generated.
When the vehicle speed further increases, the gain exceeds zero and reaches the minus region. Accordingly, a viscosity compensation torque is generated in the reverse direction in the electric motor 6, and the actually generated viscosity torque T _D is not canceled at all. Further, the apparent torque is the same quality as the viscosity torque, and the direction of the viscosity torque T _D is apparent. Will be generated.
[0016]
The switches 14 and 18 are controlled by a cut / return determination circuit 21 that determines whether the steering wheel W is cut or returned.
A steering torque sensor 8 and a motor angular velocity sensor 12 are connected to the cut / return determination circuit 21.
If the steering torque polarity detected by the sensors 8 and 12 and the motor angular velocity polarity are the same, that is, if the directions are the same, it is determined that the cutting is in progress. This is because the steering torque is always generated when the steering wheel W is cut, and the assist torque having the same polarity as that is generated in the electric motor 6.
In this way, when it is determined that it is the time of cutting, the switch 14 is turned on. Accordingly, the viscosity compensation command value output from the cutting viscosity compensation command value determination circuit 13 is added to the basic assist command value and transmitted to the motor current control circuit 11.
[0017]
On the other hand, if the polarity of the steering torque and the polarity of the motor angular velocity are different, that is, if the direction is opposite, it is determined that the vehicle is returning. In this way, when the hand is released from the steering wheel W after turning, the electric motor 6 is also rotated by the self-aligning torque, but the input shaft 1 has inertia due to the mass of the steering wheel W itself. This is because the steering torque sensor 8 detects the inertia torque as a steering torque of a different polarity.
In this way, when it is determined that it is a return time, the switch 18 is turned on. Therefore, the viscosity compensation command value output from the return-time viscosity compensation command value determination circuit 17 is added to the basic assist command value and transmitted to the motor current control circuit 11.
[0018]
Next, the operation of the electric power steering control device of this embodiment will be described.
When the steering wheel W is cut, a basic assist command value corresponding to the steering torque and the vehicle speed is output from the basic assist command value determination circuit 10.
At the same time, the cutting / return determining circuit 21 determines that the steering wheel is being cut and turns on the switch 14. Therefore, the viscosity compensation command value output from the cutting viscosity compensation command value determination circuit 13 is added to the basic assist command value and transmitted to the motor current control circuit 11.
[0019]
Now, if the vehicle is at low speed traveling, a gain of about 1 as described above, the electric motor 6, the viscosity compensation torque only cancel all the viscous torque T _D is generated. Accordingly, the driver does not feel a sense of viscosity, and a light feeling of steering can be ensured. Moreover, if Uchikese viscous torque T _D, the electric motor 6, the assist torque based on the basic assist command value as it occurs, or become assist shortage, never responsiveness may become worse.
In contrast, when the vehicle is traveling at high speed, so that the gain is reduced, the electric motor 6, the viscosity compensation torque for canceling only part of the viscous torque T _D will occur. That is, some of the viscous torque T _D becomes remaining state, since its viscosity torque acts as a reaction force, leaving a solid feel of the steering wheel W, thereby enabling stable high speed running.
[0020]
On the other hand, when the steering wheel W returns, the cut / return determination circuit 21 determines that it is a return time and turns on the switch 18. Therefore, the viscosity compensation command value output from the return viscosity compensation command value determination circuit 17 is added to the basic assist command value and transmitted to the motor current control circuit 11.
Now, if the vehicle is low speed, since the greater than 1 the gain as described above, the electric motor 6, is canceled out all the actual viscous torque T _D generated, apparently viscous torque and homogeneous the torque will be actually generated in the direction opposite to the viscous torque T _D generated. That is, this torque acts as an auxiliary force for returning the wheel in the neutral direction, and the returnability of the steering wheel W can be improved.
[0021]
In contrast, when the vehicle is traveling at high speed, the gain exceeds zero, since reaching the negative region, not actually at all occurred viscous torque T _D canceled further apparent viscous torque and homogeneous torque, will actually occur in the direction of the viscous torque T _D which has occurred. Hereinafter, the time of high speed running, the direction of the actually generated viscous torque T _D, explains why for generating positively torque.
[0022]
Since the self-aligning torque has a characteristic of increasing as the vehicle speed increases, unlike the low-speed traveling region, the momentum of returning the wheels to the neutral direction increases when the steering wheel W returns in the high-speed traveling region. For this reason, the steering wheel may be steered beyond the neutral position, and the convergence of the steering wheel W will deteriorate.
Therefore, actually it occurred direction of the viscous torque T _D, i.e., in a direction against the self-aligning torque, so that to generate positive torque. This arrangement actually added to the viscous torque T _D generated, will be the torque exerts a damper function, it is possible to improve the convergence of the steering wheel W.
[0023]
The characteristics shown in FIGS. 2 and 3 are merely examples. If the table value of the vehicle speed table is changed, the viscous torque can be canceled when the steering wheel W is turned or returned, or it is apparently the same quality as the viscous torque. Torque can be generated. Therefore, the steering feeling can be finely tuned according to the vehicle type or according to the request from the user.
In addition to the vehicle speed table units 16 and 20, a motor angular velocity table unit may be provided.
For example, as shown in FIG. 4, if the gain of the viscosity compensation command value is set to zero near the motor angular velocity ω, oscillation of the electric motor 6 can be prevented.
[0024]
That is, when the electric motor 6 moves even a little from the stop state, the motor angular velocity ω is generated, so the motor angular velocity sensor 12 detects it and transmits it to the controller C. The controller C generates a viscosity compensation torque according to the motor angular velocity ω, but the motor angular velocity ω is also generated in the electric motor 6 by the viscosity compensation torque.
Thus, when controlling the loop system, if the electric motor 6 moves even a little, the motor angular velocity ω is repeatedly generated, and the electric motor 6 may oscillate. Thus, if the gain of the viscosity compensation command value is set to zero near the motor angular velocity ω, even if the electric motor 6 moves a little for some reason, a viscosity compensation torque is generated thereby. Therefore, it is possible to prevent the electric motor 6 from oscillating.
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the steering wheel is cut or returned, the electric motor can generate a viscosity compensation torque to cancel the viscous torque or to generate a torque that is apparently the same quality as the viscous torque. Feeling can be improved. Moreover, if the characteristics of the viscosity compensation command value determining means for cutting or returning are changed, the steering feeling can be finely tuned according to the vehicle type or according to the user's request. it can.
According to the second invention, in the first invention, the cutting / return determining means can be configured without adding any new elements, and the cost can be reduced.
[0026]
According to the third invention, in the first and second inventions, since all the actually generated viscous torque is canceled, the driver does not feel a sense of viscosity, and a light feeling of steering can be ensured. In addition, since the assist torque based on the basic assist command value is generated as it is in the electric motor, the assist force does not become insufficient and the responsiveness does not deteriorate.
According to the fourth invention, in the first to third inventions, a part of the actually generated viscous torque remains, and the viscous torque acts as a reaction force, leaving a sense of rigidity of the steering wheel. , Stable high-speed running is possible.
[0027]
According to the fifth invention, in the first to fourth inventions, not only all of the actually generated viscous torque is canceled, but apparently the same quality torque as the viscous torque is opposite to the direction of the actually generated viscous torque. Occurs. Therefore, apparently, a torque of the same quality as the viscous torque acts as an auxiliary force for returning the wheel to the neutral direction, and the returnability of the steering wheel can be improved.
According to the sixth invention, in the fifth invention, it is possible to prevent the electric motor from oscillating.
According to the seventh aspect, in the first to sixth aspects, in addition to the actually generated viscous torque, apparently the same quality torque as the viscous torque is generated in the direction of the actually generated viscous torque. Therefore, these torques exhibit a damper function, and the convergence of the steering wheel can be improved .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electric power steering control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example showing a relationship between vehicle speed and gain at the time of cutting.
FIG. 3 is an example showing a relationship between a vehicle speed and a gain when returning.
FIG. 4 is an example showing a relationship between a motor angular velocity and a gain.
FIG. 5 is a diagram showing an electric power steering control device.
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional electric power steering control device.
[Explanation of symbols]
6 Electric Motor 8 Steering Torque Sensor 9 Vehicle Speed Sensor 10 Basic Assist Command Value Determination Circuit 11 Motor Current Control Circuit 12 Motor Angular Speed Sensor 13 Viscosity Compensation Command Value Determination Circuit 17 for Cutting Viscosity Compensation Command Value Determination Circuit 21 for Return・ Return determination circuit

Claims

An electric motor for generating an assist force; steering torque detecting means for detecting steering torque; vehicle speed detecting means for detecting vehicle speed; and basic assist command value determining means for determining a basic assist command value in accordance with the steering torque and the vehicle speed. In the electric power steering control device having a motor current control means for supplying a motor current to the electric motor based on the basic assist command value, a cutting / return determining means for determining the turning / returning of the steering wheel, and an electric motor Motor angular speed detecting means for detecting the angular speed of the steering wheel, viscosity compensation command value determining means for cutting to determine the viscosity compensation command value according to the motor angular speed and the vehicle speed when the steering wheel is cut, and the motor when the steering wheel is returned Viscosity compensation command value is determined according to angular speed and vehicle speed. And sex compensation command value determining means, when it is determined that the time cuts the cut-back discrimination means, switches for adding the viscosity compensation command value output from the viscosity compensation command value determining means for when cut to the basic assist command value and And a switch for adding the viscosity compensation command value output from the return viscosity compensation command value determining means to the basic assist command value when the cutting / return determining means determines that the return time is returned. An electric power steering control device characterized in that a viscosity compensation torque is generated in an electric motor based on the value to cancel the viscosity torque or to generate a torque that is apparently the same quality as the viscosity torque.

The cutting / return determining means determines that the cutting is in progress if the direction of the steering torque detected by the steering torque detecting means is the same as the direction of the motor angular speed detected by the motor angular speed detecting means, and if the direction is opposite, The electric power steering control device according to claim 1, wherein the electric power steering control device is configured to discriminate from the time.

The viscosity compensation command value determining means for cutting is configured to output a viscosity compensation command value that cancels substantially all of the actually generated viscous torque in the low-speed traveling region of the vehicle. The electric power steering control device described.

The viscosity compensation command value determining means for cutting is configured to output a viscosity compensation command value that cancels part of the actually generated viscous torque in a high-speed traveling region of the vehicle. The electric power steering control device according to any one of the above.

The return-viscosity compensation command value determining means not only cancels all the actually generated viscous torque in the low-speed running area of the vehicle, but also apparently generates the same torque torque as the actually generated viscous torque. The electric power steering control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a viscosity compensation command value that is generated in the direction opposite to the direction is output.

6. The return viscosity compensation command value determining means is configured such that when the motor angular velocity is near zero, the viscosity compensation command value is set to zero so that the electric motor does not generate viscosity compensation torque. The electric power steering control device described.

The return-viscosity compensation command value determination means does not cancel the actually generated viscous torque at all in the high-speed traveling range of the vehicle, and apparently the same viscosity torque as the viscous torque is actually generated. The electric power steering control device according to any one of claims 1 to 6, wherein a viscosity compensation command value to be generated in the direction is output .