JP3862541B2

JP3862541B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP3862541B2
Application number: JP2001317298A
Authority: JP
Inventors: 敏光榊; 吉隆杉山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-10-15
Also published as: JP2003118609A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、操舵力アシストの応答性向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開昭５７−２０１７６７号公報に記載された電動パワーステアリング装置においては、電動モータで駆動される可逆式ポンプの一対の吐出口に接続された油圧アクチュエータ（油圧パワーシリンダ）が、操舵軸の操舵トルクに応じて操舵力をアシストするようになっている。
【０００３】
また、特開２０００−１４２４３３号公報に記載のパワーステアリング装置にあっては、操舵力センサからの操舵トルク信号に位相進み補償部が設けられている。この位相進み補償部は、操舵トルク信号から操舵系の摩擦等によって生じる制御系伝達特性の遅れを補償するために設けられたものであり、この位相進み補償部には、操舵トルク信号の位相を変化させて、制御系の安定を図ったり、パワーアシスト用電動モータの慣性による遅れを打ち消したりする作用がある。この位相進み補償部は、アナログ回路またはデジタル回路によって構成されており、その周波数応答性特性は、操舵トルク信号の周波数の増加に伴って、なんら位相補償しない場合よりもゲインおよび位相進みが増大する特性を持っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置においては、油路内の油圧が高い場合には操舵力アシストの反応速度が速くなるが、油路内の油圧が低い場合には油圧が高まるまでの時間がかかるため、操舵力アシストの反応速度が遅くなるという特性を有している。従って、油路内の油圧の状態によって反応速度が異なるため、操舵フィーリングを悪化させる虞があるという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、油路内の油圧の変動に基づく操舵力アシストの遅れを適切に補正することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の電動パワーステアリング装置は、操舵機構に連係された操舵軸と、前記操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両各油圧室に対し第１通路および第２通路を介して油圧を供給する一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、該可逆式ポンプを正・逆回転駆動させる電動機と、前記操舵軸の回転方向を検出する操舵方向検出手段と、前記操舵軸に作用する操舵力を検出する操舵力検出手段と、該操舵力検出手段で検出された操舵力信号および前記操舵方向検出手段で検出された操舵軸の回転方向信号に基づき前記電動機に対し駆動信号を出力する電動機制御手段と、前記操舵力検出手段によって検出された操舵力検出信号の位相を所定量だけ進める補償を行う位相補償手段と、備えた電動パワーステアリング装置において、前記電動パワーステアリング装置を構成する油路内の油圧を検出もしくは推定する油圧検出手段と、前記位相補償手段が伝達特性を異にする複数の位相進み補償部で構成され、前記油圧検出手段で検出もしくは推定された油路内の油圧が低いほど位相進み量の大きい伝達特性の位相進み補償部に切り換える位相進み補償部切換判断手段と、を備えている手段とした。
【０００８】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記油圧検出手段が、前記操舵力検出手段で検出された操舵力検出信号から油圧を推定するように構成されている手段とした。
【０００９】
請求項３記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、前記油圧検出手段が、前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電流から油圧を推定するように構成されている手段とした。
【００１０】
請求項４記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記位相進み補償手段が前記車速検出手段で検出された車速が高速になるほど位相進み量の小さい伝達特性の位相進み補償部に切り換えるように構成されている手段とした。
【００１１】
【作用】
この発明請求項１記載の電動パワーステアリング装置では、上述のように、前記位相進み補償手段が、伝達特性を異にする複数の位相進み補償部で構成されていて、位相進み補償部切換判断手段において、油圧検出手段で検出もしくは推定された油路内の油圧に応じた伝達特性の位相進み補償部に切り換えが行われるもので、これにより、油路内の油圧に依存する操舵力アシストの遅れを適切に補正することができるようになる。
【００１２】
具体的には、上述のように、前記位相進み補償部切換判断手段において油路内の油圧が低いほど位相進み量の大きい伝達特性の位相進み補償部に切り換えることにより、油路内の油圧の低下に応じて操舵力アシストの反応速度が低下する現象を、大きな位相進み量によって改善することができると共に、油路内の油圧が十分に高い場合の位相の進み過ぎによる操舵力アシスト時における違和感の発生を防止することができるようになる。
【００１３】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置では、前記油圧検出手段として、別に油圧センサを設けることなしに、前記操舵力検出手段で検出された操舵力検出信号から油圧を推定するようにしたことで、コストアップを大幅に低減できるようになる。
【００１４】
請求項３記載の電動パワーステアリング装置では、前記油圧検出手段として、別に油圧センサを設けることなしに、前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電流から油圧を推定するようにしたことで、コストアップを大幅に低減できるようになる。
【００１５】
請求項４記載の電動パワーステアリング装置では、前記位相進み補償手段において車速検出手段で検出された車速が高速になるほど位相進み量の小さい伝達特性の位相進み補償部に切り換えるようにしたことで、車速に応じた操舵力アシストの反応速度とすることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置の構成を図１の概略構成図に基づいて説明する。
【００１７】
この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置は、図１に示すように、操舵入力手段であるステアリングホイール２０が連結された操舵軸２１と、該操舵軸２１の下端部の出力軸２２に設けられたラック・ピニオン２３、２４と、出力軸２２の下端側に設けられてステアリングホイール２０の操舵トルクを検出する操舵力センサ２６と、前記ラックに連繋された油圧パワーシリンダ２７と、該油圧パワーシリンダ２７に油圧を給排する油圧回路（油路）２８と、を備えている。
【００１８】
前記油圧パワーシリンダ２７は、車体幅方向に延設された筒状シリンダ部２９内を前記ラックに連繋したピストンロッド３０が貫通していると共に、該ピストンロッド３０に筒状シリンダ部２９内を摺動するピストン３１が固定されている。また、筒状シリンダ部２９内にはピストン３１によって左右の第１油圧室３２と第２油圧室３３が隔成されている。なお、２５ａ、２５ｂは、ピストンロッド３０の両端部にリンクを介して連繋された左右前輪である。
【００１９】
前記油圧回路２８は、各一端部が前記各油圧室３２、３３に接続された一対の第１、第２連通路３４、３５と該両連通路３４、３５の他端部に接続されて電動モータ（電動機）３６によって正逆回転可能であり、一対の吐出口３５ａ、３５ｂから選択的に第１、第２油圧室３２、３３への油圧の供給を行う１つの可逆式ポンプ３７と、前記可逆式ポンプ３７に接続されていて、内部に作動油を貯留したリザーバ３９とから構成されている。
【００２０】
前記リザーバ３９は、内部に貯留された作動油を供給路３８を介して前記可逆式ポンプ３７に供給補充するようになっていると共に、該可逆式ポンプ３７の各構成部材からリークした作動油を回収するようになっている。
【００２１】
前記電動モータ３６は、コントロールユニットＥＣＵから出力される制御電流によって正逆回転制御されるようになっており、このコントロールユニットＥＣＵは、前記操舵力センサ２６からの操舵トルク信号等の情報信号に基づいて演算により前記制御電流を出力する。
【００２２】
次に、このコントロールユニット（電動機制御手段）ＥＣＵにおける電動モータ駆動制御の内容を図２の制御ブロック図に基づいて説明する。
まず、第１の位相進み補償部（位相補償手段）Ｅ１-1、および、第２の位相進み補償部（位相補償手段）Ｅ１-2では、操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔの位相を所定量だけ進めた第１の位相進み補償信号Ｔ１-1、および、第２の位相進み補償信号Ｔ１-2を発生させる。なお、前記第１の位相進み補償部Ｅ１-1と、第２の位相進み補償部Ｅ１-2は、そのゲインおよび位相の進み量が互いに異なるようにその伝達特性を異ならせたものとなっている。ちなみに、第１の位相進み補償部Ｅ１-1より第２の位相進み補償部Ｅ１-2の方がゲインおよび位相の進み量が小さくなるようにその伝達特性が設定されている。
【００２３】
そして、位相進み補償切換判断部（位相進み補償切換判断手段）Ｅ２では、前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（ |Ｔ| ≦Ｔｓ）である時は、補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償されたゲインおよび位相進み量の大きい第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、また、ＮＯ（ |Ｔ| ＞Ｔｓ）である時は、第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償されたゲインおよび位相進み量の小さい第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換える。
【００２４】
電流指令演算部Ｅ３では、前記位相進み補償切換判断部Ｅ２で切り換え出力された補正操舵信号Ｔ２（第１の位相進み補償信号Ｔ１-1または第２の位相進み補償信号Ｔ１-2）を基に、電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。この電流指令演算部Ｅ３には、図中にグラフで模式的に示すように、補正操舵信号Ｔ２に対応する電流指令値Ｉを演算するためのメモリとデジタル演算回路とを備えている。
【００２５】
電動モータ駆動部Ｅ４では、前記電流指令演算部Ｅ３で演算された電流指令値Ｉに基づき電動モータ３６の駆動が行われる。この電動モータ駆動部Ｅ４は、パワーＭＯＳ等から構成されていて、前記電流指令演算部Ｅ３の出力である電流指令値Ｉを図示を省略したＤ／Ａ変換器を介して電圧として受け取り、電動モータ３６を駆動制御する。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態１で電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１０１では、操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔを読み込み、ステップＳ１０２では、第１の位相進み補償部Ｅ１-1において、操舵トルク信号Ｔの位相を所定量だけ進めた第１の位相進み補償信号Ｔ１-1を発生させる位相進み補償をし、ステップＳ１０３では、第２の位相進み補償部Ｅ１-2において、操舵トルク信号Ｔの位相を前記第１の位相進み補償信号Ｔ１-1よりは少ない所定量だけ進めた第２の位相進み補償信号Ｔ１-2を発生させる位相進み補償をする。
【００２７】
続くステップＳ１０４では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（ |Ｔ| ≦Ｔｓ）である時は、ステップＳ１０５に進んで補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償された第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第１の位相補正操舵信号Ｔ１-1）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００２８】
即ち、前記操舵トルク信号Ｔは操舵軸２１にかかるトルクを検出しており、この操舵軸２１にかかるトルクは油圧パワーシリンダ２７を軸線方向に移動させる力に相当するため、操舵トルク信号Ｔにより油圧回路２８内の油圧を推定することができる。そして、油圧回路２８内の油圧が低い場合には、油圧回路２８の油圧が高まるまでの時間がかかるため、操舵力アシストの反応速度が遅くなる。そこで、油圧回路２８内の油圧が低い場合（操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓ以下である場合）には、補正操舵信号Ｔ２としてゲインおよび位相進み量の大きい第１の位相補正操舵信号Ｔ１-1を用いることにより、油圧回路２８内の油圧低下時における操舵力アシストの遅れを適切に補正することができるようになる。
【００２９】
また、前記ステップＳ１０４の判定がＮＯ（ |Ｔ| ＞Ｔｓ）である時は、ステップＳ１０６に進んで補正操舵信号Ｔ２を第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償された第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第２の位相補正操舵信号Ｔ１-2）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００３０】
即ち、油圧回路２８内の油圧が高い場合には、（操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓを越えている場合）には、補正操舵信号Ｔ２としてゲインおよび位相進み量の少ない第２の位相補正操舵信号Ｔ１-2を用いることにより、油圧回路２８内の油圧が十分に高い場合の位相の進み過ぎによる操舵力アシスト時における違和感の発生を防止しつつ、制御系伝達特性の遅れを適切に補償することができるようになる。
【００３１】
そして、電流指令演算部Ｅ３では、前記位相進み補償切換判断部Ｅ２で切り換え出力された補正操舵信号Ｔ２（第１の位相進み補償信号Ｔ１-1または第２の位相進み補償信号Ｔ１-2）を基に、電流指令値Ｉを演算する処理が行われると共に、この電流指令値Ｉに基づき、電動モータ駆動部Ｅ４において、電動モータ３６の駆動制御が行われることになる。
【００３２】
以上詳細に説明してきたように、この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置にあっては、油圧回路２８内の油圧が十分に高い場合の位相の進み過ぎによる操舵力アシスト時における違和感の発生を防止しつつ、油圧回路２８内の油圧低下時における操舵力アシストの遅れを適切に補正することができるようになるという効果が得られる。
【００３３】
また、油圧回路２８内の油圧を検出するための手段として、別に油圧センサを設けることなしに、操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔから油圧を推定するようにしたことで、コストアップを大幅に低減できるようになる。
【００３４】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図示および説明を省略し、または同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３５】
（発明の実施の形態２）
この発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置は、図４のブロック図に示すように、油圧検出手段が操舵力センサ２６と、油圧推定部Ｅ５とで構成されている点で前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
従って、図５のフローチャートに示すように、ステップＳ２０４が追加された内容となっている。
【００３６】
即ち、ステップＳ２０４では、油圧推定部Ｅ５において前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔから油圧を推定する処理を行った後、続くステップＳ２０５では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記油圧推定部Ｅ５で推定された油圧信号Ｐが所定の閾値Ｐｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（Ｐ≦Ｐｓ）である時は、ステップＳ２０６に進んで補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償された第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、また、ＮＯ（Ｐ＞Ｐｓ）である時は、ステップＳ２０７に進んで補正操舵信号Ｔ２を第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償された第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換える処理がなされることになる。
従って、この発明の実施の形態２によれば、前記発明の実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３７】
（発明の実施の形態３）
この発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置は、図６のブロック図に示すように、油圧検出手段がモータ電流センサ４０と、油圧推定部Ｅ６とで構成されている点で前記発明の実施の形態１、２とは相違したものである。
従って、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ３０４が追加された内容となっている。
【００３８】
即ち、ステップＳ３０４では、モータ電流センサ４０で検出されたモータ電流信号を読み込み、続くステップＳ３０５では、油圧推定部Ｅ６においてこのモータ電流信号から油圧を推定する処理を行った後、続くステップＳ３０６では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記油圧推定手段Ｅ６で推定された油圧信号Ｐが所定の閾値Ｐｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（Ｐ≦Ｐｓ）である時は、ステップＳ３０７に進んで補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償された第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、また、ＮＯ（Ｐ＞Ｐｓ）である時は、ステップＳ３０８に進んで補正操舵信号Ｔ２を第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償された第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換える処理がなされることになる。
従って、この発明の実施の形態３によれば、前記発明の実施の形態２とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（発明の実施の形態４）
この発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置は、図８のブロック図に示すように、油圧検出手段が操舵力センサ２６に代え、油圧センサ４１で構成されている点で前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
従って、図９のフローチャートに示すように、ステップＳ４０４が追加されると共に、ステップＳ４０５の判定内容が、前記発明の実施の形態１における図３のステップＳ１０４とは相違している点以外は、前記発明の実施の形態１と同様である。
【００４０】
即ち、ステップＳ４０４では、油圧センサ４１で検出された油圧信号Ｐを読み込み、続くステップＳ４０５では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記油圧センサ４１で検出された油圧信号Ｐが所定の閾値Ｐｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（Ｐ≦Ｐｓ）である時は、ステップＳ４０６に進んで補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償された第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、また、ＮＯ（Ｐ＞Ｐｓ）である時は、ステップＳ４０７に進んで補正操舵信号Ｔ２を第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償された第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換える処理がなされることになる。
【００４１】
従って、この発明の実施の形態４によれば、前記発明の実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、この発明の実施の形態４によれば、別途に圧力センサ４１を備える分コストアップとなるが、油圧回路２８の油圧を直接検出できることから、正確な油圧判断による的確な補償が可能となると共に、操舵トルク信号や、モータ電流信号から油圧信号Ｐを推定する計算が不要となる。
【００４２】
（発明の実施の形態５）
この発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置は、図１０のブロック図に示すように、車速センサ（車速検出手段）４２を備え、この車速センサ４２で検出された車速信号Ｖと、前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔに基づいて位相進み補償の切り換えを行うようにしたもので、追加された車速信号Ｖに対する選択範囲を広げるため、ゲインおよび位相進み量を異にする４種類の位相進み補償部（第１の位相進み補償部Ｅ１-1、第２の位相進み補償部Ｅ１-2、第３の位相進み補償部Ｅ１-3、第４の位相進み補償部Ｅ１-4）を備えた点で、前記発明の実施の形態１とは相違したものである。このため、位相進み補償切換判断部Ｅ２の内容が相違したものとなっている。
【００４３】
以下、前記位相進み補償切換判断部Ｅ２の内容を含め、電動モータ駆動制御の内容を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ５０１では、操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔを読み込み、ステップＳ５０２では、第１の位相進み補償部Ｅ１-1において、操舵トルク信号Ｔの位相を所定量だけ進めた第１の位相進み補償信号Ｔ１-1を発生させる位相進み補償をし、ステップＳ５０３では、第２の位相進み補償部Ｅ１-2において、操舵トルク信号Ｔの位相を前記第１の位相進み補償信号Ｔ１-1よりは少ない所定量だけ進めた第２の位相進み補償信号Ｔ１-2を発生させる位相進み補償をし、ステップＳ５０４では、第３の位相進み補償部Ｅ１-3において、操舵トルク信号Ｔの位相を前記第２の位相進み補償信号Ｔ１-1よりは少ない所定量だけ進めた第３の位相進み補償信号Ｔ１-3を発生させる位相進み補償をし、ステップＳ５０５では、第４の位相進み補償部Ｅ１-4において、操舵トルク信号Ｔの位相を前記第３の位相進み補償信号Ｔ１-4よりは少ない所定量だけ進めた第４の位相進み補償信号Ｔ１-4を発生させる位相進み補償をする。
【００４４】
なお、図１２（イ）、（ロ）は第１の位相進み補償部Ｅ１-1におけるゲインおよび位相特性、図１３（イ）、（ロ）は第２の位相進み補償部Ｅ１-2におけるゲインおよび位相特性、図１４（イ）、（ロ）は第３の位相進み補償部Ｅ１-3におけるゲインおよび位相特性、図１５（イ）、（ロ）は第４の位相進み補償部Ｅ１-4におけるゲインおよび位相特性をそれぞれ示すボード線図である。
【００４５】
続くステップＳ５０６では、車速センサ４２で検出された車速信号Ｖを読み込むと共に、ステップＳ５０７では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において該車速信号Ｖが所定の閾値Ｖｓ以下か否かを判定し、ＹＥＳ（Ｖ≦Ｖｓ）である時はステップＳ５０８に進む。
このステップＳ５０８では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（ |Ｔ| ≦Ｔｓ）である時は、ステップＳ５０９に進んで補正操舵信号Ｔ２を第１の位相進み補償部Ｅ１-1で補償された第１の位相進み補償信号Ｔ１-1に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第１の位相補正操舵信号Ｔ１-1）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００４６】
また、前記ステップＳ５０８の判定がＮＯ（ |Ｔ| ＞Ｔｓ）である時は、ステップＳ５１０に進んで補正操舵信号Ｔ２を第２の位相進み補償部Ｅ１-2で補償された第２の位相進み補償信号Ｔ１-2に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第２の位相補正操舵信号Ｔ１-2）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００４７】
また、前記ステップＳ５０７の判定がＮＯ（Ｖ＞Ｖｓ）である時はステップＳ５１１に進む。
このステップＳ５１１では、位相進み補償切換判断部Ｅ２において、前記操舵力センサ２６で検出された操舵トルク信号Ｔの絶対値 |Ｔ| が所定の閾値Ｔｓ以下であるか否かを判定し、ＹＥＳ（ |Ｔ| ≦Ｔｓ）である時は、ステップＳ５１２に進んで補正操舵信号Ｔ２を第３の位相進み補償部Ｅ１-3で補償された第３の位相進み補償信号Ｔ１-3に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第３の位相補正操舵信号Ｔ１-3）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００４８】
また、前記ステップＳ５１１の判定がＮＯ（ |Ｔ| ＞Ｔｓ）である時は、ステップＳ５１３に進んで補正操舵信号Ｔ２を第４の位相進み補償部Ｅ１-4で補償された第４の位相進み補償信号Ｔ１-4に切り換え、電流指令値演算部Ｅ３において、この補正操舵信号Ｔ２（第４の位相補正操舵信号Ｔ１-4）を基に電流指令値Ｉを演算する処理が行われる。
【００４９】
従って、この発明の実施の形態５によれば、前記発明の実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる他、位相進み補償切換部Ｅ２において車速センサ４２で検出された車速信号Ｖに応じた伝達特性の位相進み補償部に切り換えるようにしたことで、車速に応じた操舵力アシストの反応速度とすることができるようになるという効果が得られる。
また、車速信号Ｖが高速になるとゲインおよび位相進み量を低減させる方向に切り換えるようにしたことで、操舵感度の低下により、高速走行時における急激な転舵を防止できるようになる。
【００５０】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５１】
例えば、発明の実施の形態１〜３では、位相進み補償部を２個設けたが、３個以上設けることにより、切り換え時の違和感を低減できるようになる。
また、発明の実施の形態５では、高速走行時の方が低速走行時よりもゲインおよび位相進み量を低減させる方向に切り換えるようにしたが、場合によっては逆に高める方向に切り換えるようにしてもよい。この場合は、操舵感度の向上による高速走行時における危険回避機能を高めることができるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載の電動パワーステアリング装置では、上述のように、電動パワーステアリング装置を構成する油路内の油圧を検出もしくは推定する油圧検出手段と、前記位相補償手段が伝達特性を異にする複数の位相進み補償部で構成され、前記油圧検出手段で検出もしくは推定された油路内の油圧に応じた伝達特性の位相進み補償部に切り換える位相進み補償部切換判断手段と、を備えている手段としたことで、油路内の油圧に依存する操舵力アシストの遅れを適切に補正することができるようになるという効果が得られる。
【００５３】
具体的には、前記位相進み補償部切換判断手段が、前記油路内の油圧が低いほど位相進み量の大きい伝達特性の位相進み補償部に切り換えるように構成されている手段としたことで、油路内の油圧の低下に応じて操舵力アシストの反応速度が低下する現象を、大きな位相進み量によって改善することができると共に、油路内の油圧が十分に高い場合の位相の進み過ぎによる操舵力アシスト時における違和感の発生を防止することができるようになる。
【００５４】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記油圧検出手段が、前記操舵力検出手段で検出された操舵力検出信号から油圧を推定するように構成されている手段としたことで、油圧センサの省略によりコストアップを大幅に低減できるようになる。
【００５５】
請求項３記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動機に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、前記油圧検出手段が、前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電流から油圧を推定するように構成されている手段としたことで、油圧センサの省略によりコストアップを大幅に低減できるようになる。
【００５６】
請求項４記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置において、車速を検出する車速検出手段を備え、前記位相進み補償手段が前記車速検出手段で検出された車速が高速になるほど位相進み量の小さい伝達特性の位相進み補償部に切り換えるように構成されている手段としたことで、車速に応じた操舵力アシストの反応速度とすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置が適用された電動パワーステアリング装置を示す概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図３】発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示すフローチャートである。
【図４】発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図５】発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示すフローチャートである。
【図６】発明の実施の形態３の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図７】発明の実施の形態３の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示すフローチャートである。
【図８】発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図９】発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示すフローチャートである。
【図１０】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図１１】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における電動モータ駆動制御の内容を示すフローチャートである。
【図１２】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における第１の位相進み補償部のゲインおよび位相特性を示すボード線図である。
【図１３】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における第２の位相進み補償部のゲインおよび位相特性を示すボード線図である。
【図１４】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における第３の位相進み補償部のゲインおよび位相特性を示すボード線図である。
【図１５】発明の実施の形態５の電動パワーステアリング装置における第４の位相進み補償部のゲインおよび位相特性を示すボード線図である。
【符号の説明】
２０ステアリングホイール
２１操舵軸
２２出力軸
２３ラック
２４ピニオン
２５ａ左前輪
２５ｂ右前輪
２６操舵力センサ（油圧検出手段）
２７油パワー圧シリンダ
２８油圧回路（油路）
２９筒状シリンダ部
３０ピストンロッド
３１ピストン
３２第１油圧室
３３第２油圧室
３４第１連通路
３５第２連通路
３６電動モータ（電動機）
３７可逆式ポンプ
３８供給路
３９リザーバ
４０モータ電流センサ（油圧検出手段）
４１油圧センサ（油圧検出手段）
４２車速センサ（車速検出手段）
ＥＣＵコントロールユニット（電動機制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly to a technique for improving response of steering force assist.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in an electric power steering apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-201767, a hydraulic actuator (hydraulic power cylinder) connected to a pair of discharge ports of a reversible pump driven by an electric motor, The steering force is assisted according to the steering torque of the steering shaft.
[0003]
Further, in the power steering apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-142433, a phase advance compensation unit is provided in the steering torque signal from the steering force sensor. The phase advance compensation unit is provided to compensate for a delay in the control system transfer characteristic caused by the steering system friction or the like from the steering torque signal. The phase advance compensation unit changes the phase of the steering torque signal. By changing it, there is an effect of stabilizing the control system or canceling the delay caused by the inertia of the electric motor for power assist. The phase lead compensation unit is configured by an analog circuit or a digital circuit, and the frequency response characteristic of the phase lead compensation unit increases as the frequency of the steering torque signal increases as compared with the case where no phase compensation is performed. Has characteristics.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electric power steering apparatus, when the oil pressure in the oil passage is high, the response speed of the steering force assist increases, but when the oil pressure in the oil passage is low, it takes time until the oil pressure increases. For this reason, the response speed of the steering force assist is slow. Therefore, the reaction speed varies depending on the state of the oil pressure in the oil passage, and there is a problem that the steering feeling may be deteriorated.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and provides an electric power steering device capable of appropriately correcting a delay in steering force assist based on a change in hydraulic pressure in an oil passage. Objective.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an electric power steering apparatus according to claim 1 of the present invention includes a steering shaft linked to a steering mechanism, a hydraulic power cylinder for assisting a steering force of the steering mechanism, and the hydraulic power cylinder. A reversible pump having a pair of discharge ports for supplying hydraulic pressure to each of the hydraulic chambers via the first passage and the second passage, an electric motor for driving the reversible pump in normal and reverse rotation, and the steering shaft A steering direction detection means for detecting the rotation direction of the vehicle, a steering force detection means for detecting a steering force acting on the steering shaft, a steering force signal detected by the steering force detection means, and a steering direction detection means. Motor control means for outputting a drive signal to the motor based on the rotation direction signal of the steering shaft, and compensation for advancing the phase of the steering force detection signal detected by the steering force detection means by a predetermined amount. In the electric power steering apparatus provided with the phase compensation means, a plurality of phases in which the hydraulic pressure detection means for detecting or estimating the hydraulic pressure in the oil passage constituting the electric power steering apparatus and the phase compensation means have different transfer characteristics The oil pressure in the oil passage is composed of a lead compensation unit and detected or estimated by the oil pressure detecting means. The lower the value, the larger the phase advance amount. And a phase advance compensation unit switching determination unit that switches to the phase advance compensation unit of the transfer characteristic.
[0008]
Claim 2 The electric power steering apparatus according to claim 1 In the electric power steering apparatus described above, the hydraulic pressure detection unit is configured to estimate a hydraulic pressure from a steering force detection signal detected by the steering force detection unit.
[0009]
Claim 3 The electric power steering apparatus according to claim 1 The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a current detection unit that detects a current flowing through the electric motor, wherein the hydraulic pressure detection unit is configured to estimate a hydraulic pressure from a current flowing through the electric motor detected by the current detection unit. It was a means.
[0010]
Claim 4 The electric power steering apparatus according to claim 1. 3 The electric power steering device according to any one of the above, further comprising vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed, wherein the phase advance compensation means is detected by the vehicle speed detection means. The higher the speed, the smaller the phase advance amount The means is configured to switch to the phase advance compensator of the transfer characteristic.
[0011]
[Action]
In the electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, as described above, the phase lead compensation means is composed of a plurality of phase lead compensation parts having different transfer characteristics, and the phase lead compensation part switching judgment means. Is switched to a phase advance compensator having a transfer characteristic corresponding to the oil pressure in the oil passage detected or estimated by the oil pressure detecting means, and this causes a delay in the steering force assist depending on the oil pressure in the oil passage. Can be corrected appropriately.
[0012]
Specifically As described above, the phase advance compensator switching judgment means switches to the phase advance compensator having a transfer characteristic having a larger phase advance amount as the oil pressure in the oil passage is lower, thereby responding to a decrease in the oil pressure in the oil passage. The phenomenon that the response speed of steering force assist decreases can be improved by a large amount of phase advance, and when the oil pressure in the oil passage is sufficiently high, the uncomfortable feeling at the time of steering force assist due to the excessive advance of the phase Can be prevented.
[0013]
Claim 2 In the electric power steering apparatus described above, the oil pressure is estimated from the steering force detection signal detected by the steering force detection means without providing a separate oil pressure sensor as the oil pressure detection means, thereby increasing the cost. It can be greatly reduced.
[0014]
Claim 3 In the electric power steering apparatus described above, the hydraulic pressure is estimated from the current flowing through the electric motor detected by the current detection means without providing a separate hydraulic pressure sensor as the hydraulic pressure detection means, thereby greatly increasing the cost. Can be reduced.
[0015]
Claim 4 In the electric power steering apparatus described above, the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means in the phase advance compensation means The higher the speed, the smaller the phase advance amount By switching to the phase advance compensator of the transfer characteristic, the response speed of the steering force assist according to the vehicle speed can be obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1 of the invention)
First, the configuration of the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described based on the schematic configuration diagram of FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes a steering shaft 21 to which a steering wheel 20 as a steering input means is connected, and an output shaft 22 at a lower end portion of the steering shaft 21. Rack and pinion 23, 24 provided, a steering force sensor 26 provided on the lower end side of the output shaft 22 for detecting the steering torque of the steering wheel 20, a hydraulic power cylinder 27 linked to the rack, and the hydraulic pressure And a hydraulic circuit (oil passage) 28 for supplying and discharging hydraulic pressure to and from the power cylinder 27.
[0018]
In the hydraulic power cylinder 27, a piston rod 30 connected to the rack passes through a cylindrical cylinder portion 29 extending in the vehicle body width direction. The piston rod 30 slides in the cylindrical cylinder portion 29. A moving piston 31 is fixed. In the cylindrical cylinder portion 29, left and right first hydraulic chambers 32 and second hydraulic chambers 33 are separated by a piston 31. Reference numerals 25a and 25b denote left and right front wheels connected to both ends of the piston rod 30 via links.
[0019]
The hydraulic circuit 28 is electrically connected to a pair of first and second communication passages 34 and 35 connected at one end to the hydraulic chambers 32 and 33 and the other end of the communication passages 34 and 35. One reversible pump 37 that can be rotated forward and backward by a motor (electric motor) 36 and that selectively supplies hydraulic pressure to the first and second hydraulic chambers 32 and 33 from a pair of discharge ports 35a and 35b; It is connected to a reversible pump 37 and comprises a reservoir 39 that stores hydraulic oil therein.
[0020]
The reservoir 39 is configured to supply and replenish hydraulic oil stored therein to the reversible pump 37 through a supply path 38, and to leak hydraulic oil leaked from each component of the reversible pump 37. It comes to collect.
[0021]
The electric motor 36 is controlled to rotate forward and backward by a control current output from the control unit ECU. The control unit ECU is based on an information signal such as a steering torque signal from the steering force sensor 26. The control current is output by calculation.
[0022]
Next, the contents of the electric motor drive control in the control unit (electric motor control means) ECU will be described based on the control block diagram of FIG.
First, in the first phase lead compensation unit (phase compensation unit) E1-1 and the second phase lead compensation unit (phase compensation unit) E1-2, the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is detected. A first phase lead compensation signal T1-1 and a second phase lead compensation signal T1-2, which are advanced in phase by a predetermined amount, are generated. The first phase lead compensation unit E1-1 and the second phase lead compensation unit E1-2 have different transfer characteristics so that the gain and the phase lead amount are different from each other. Yes. Incidentally, the transfer characteristics are set so that the gain and the phase advance amount are smaller in the second phase advance compensator E1-2 than in the first phase advance compensator E1-1.
[0023]
Then, the phase advance compensation switching determination unit (phase advance compensation switching determination means) E2 determines whether or not the absolute value | T | of the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is equal to or less than a predetermined threshold Ts. When the determination is YES (| T | ≦ Ts), the first phase advance compensation signal T1 having a large gain and phase advance amount obtained by compensating the corrected steering signal T2 by the first phase advance compensation unit E1-1. −1, and when NO (| T |> Ts), the second phase lead compensation signal T1− with a small gain and a small phase lead amount compensated by the second phase lead compensation unit E1-2. Switch to 2.
[0024]
In the current command calculation unit E3, based on the corrected steering signal T2 (the first phase lead compensation signal T1-1 or the second phase lead compensation signal T1-2) switched and output by the phase lead compensation switching determination unit E2. Then, a process for calculating the current command value I is performed. The current command calculation unit E3 includes a memory and a digital calculation circuit for calculating a current command value I corresponding to the corrected steering signal T2, as schematically shown by a graph in the drawing.
[0025]
The electric motor drive unit E4 drives the electric motor 36 based on the current command value I calculated by the current command calculation unit E3. The electric motor drive unit E4 is composed of a power MOS or the like, and receives a current command value I as an output of the current command calculation unit E3 as a voltage via a D / A converter (not shown). 36 is driven and controlled.
[0026]
Next, the contents of the electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step S101, the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is read. In step S102, the first phase advance compensation unit E1-1 advances the phase of the steering torque signal T by a predetermined amount. In step S103, the second phase lead compensation unit E1-2 changes the phase of the steering torque signal T to the first phase lead compensation signal T1. Phase lead compensation is performed to generate a second phase lead compensation signal T1-2 advanced by a predetermined amount less than -1.
[0027]
In subsequent step S104, the phase advance compensation switching determination unit E2 determines whether or not the absolute value | T | of the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is equal to or less than a predetermined threshold Ts, and YES ( When | T | ≦ Ts), the routine proceeds to step S105, where the corrected steering signal T2 is switched to the first phase lead compensation signal T1-1 compensated by the first phase lead compensation unit E1-1, and the current command In the value calculation unit E3, a process for calculating the current command value I is performed based on the correction steering signal T2 (first phase correction steering signal T1-1).
[0028]
That is, the steering torque signal T detects the torque applied to the steering shaft 21, and the torque applied to the steering shaft 21 corresponds to the force that moves the hydraulic power cylinder 27 in the axial direction. The hydraulic pressure in the circuit 28 can be estimated. When the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is low, it takes time until the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 increases, so that the response speed of the steering force assist becomes slow. Therefore, when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is low (when the absolute value | T | of the steering torque signal T is equal to or smaller than the predetermined threshold Ts), the first gain having a large gain and phase advance amount is obtained as the corrected steering signal T2. By using the phase correction steering signal T1-1, it is possible to appropriately correct the delay of the steering force assist when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 decreases.
[0029]
On the other hand, when the determination in step S104 is NO (| T |> Ts), the process proceeds to step S106, and the second phase advance compensated for the corrected steering signal T2 by the second phase advance compensator E1-2. Switching to the compensation signal T1-2, the current command value calculation unit E3 performs a process of calculating the current command value I based on the correction steering signal T2 (second phase correction steering signal T1-2).
[0030]
That is, when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is high (when the absolute value | T | of the steering torque signal T exceeds a predetermined threshold value Ts), the gain and phase advance amount of the corrected steering signal T2 are set. By using the small second phase correction steering signal T1-2, it is possible to prevent the occurrence of a sense of incongruity at the time of steering force assist due to excessive advance of the phase when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is sufficiently high, and control system transmission characteristics It becomes possible to appropriately compensate for the delay.
[0031]
In the current command calculation unit E3, the corrected steering signal T2 (the first phase lead compensation signal T1-1 or the second phase lead compensation signal T1-2) switched and output by the phase lead compensation switching determination unit E2 is output. Based on this, a process for calculating the current command value I is performed, and on the basis of this current command value I, drive control of the electric motor 36 is performed in the electric motor drive unit E4.
[0032]
As described above in detail, in the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention, the uncomfortable feeling at the time of steering force assist due to excessive advance of the phase when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is sufficiently high. While preventing the occurrence, it is possible to appropriately correct the delay in the steering force assist when the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28 is reduced.
[0033]
Further, as a means for detecting the hydraulic pressure in the hydraulic circuit 28, the hydraulic pressure is estimated from the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 without providing a separate hydraulic pressure sensor, thereby increasing the cost. Can be greatly reduced.
[0034]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the description of other embodiments of the present invention, the same components as those of the first embodiment of the present invention are not shown and described, or the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. Only the point will be described.
[0035]
(Embodiment 2 of the invention)
As shown in the block diagram of FIG. 4, the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention implements the invention in that the hydraulic pressure detection means is composed of a steering force sensor 26 and a hydraulic pressure estimation unit E5. This is different from the first embodiment.
Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 5, step S204 is added.
[0036]
That is, in step S204, the hydraulic pressure estimation unit E5 performs a process of estimating the hydraulic pressure from the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26. In the subsequent step S205, the phase advance compensation switching determination unit E2 It is determined whether or not the hydraulic pressure signal P estimated by the hydraulic pressure estimation unit E5 is equal to or less than a predetermined threshold value Ps. If YES (P ≦ Ps), the process proceeds to step S206 and the corrected steering signal T2 is set to the first steering signal T2. Switching to the first phase lead compensation signal T1-1 compensated by the phase lead compensation unit E1-1, and if NO (P> Ps), the process proceeds to step S207 and the corrected steering signal T2 is set to the second steering signal T2. A process of switching to the second phase lead compensation signal T1-2 compensated by the phase lead compensation unit E1-2 is performed.
Therefore, according to the second embodiment of the present invention, substantially the same effect as in the first embodiment of the present invention can be obtained.
[0037]
(Embodiment 3 of the invention)
As shown in the block diagram of FIG. 6, the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention is implemented in that the oil pressure detecting means is composed of a motor current sensor 40 and a hydraulic pressure estimating unit E6. This is different from the first and second embodiments.
Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 7, step S304 is added.
[0038]
That is, in step S304, the motor current signal detected by the motor current sensor 40 is read. In the subsequent step S305, the hydraulic pressure estimation unit E6 performs a process of estimating the hydraulic pressure from the motor current signal, and in the subsequent step S306, The phase advance compensation switching determination unit E2 determines whether or not the hydraulic pressure signal P estimated by the hydraulic pressure estimation means E6 is equal to or less than a predetermined threshold value Ps. If YES (P ≦ Ps), the process proceeds to step S307. Then, the correction steering signal T2 is switched to the first phase advance compensation signal T1-1 compensated by the first phase advance compensation unit E1-1. If NO (P> Ps), the process proceeds to step S308. Then, a process of switching the corrected steering signal T2 to the second phase lead compensation signal T1-2 compensated by the second phase lead compensation unit E1-2 is performed.
Therefore, according to the third embodiment of the present invention, substantially the same effect as in the second embodiment of the present invention can be obtained.
[0039]
(Embodiment 4 of the Invention)
As shown in the block diagram of FIG. 8, the electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention is the embodiment of the present invention in that the hydraulic pressure detection means is constituted by a hydraulic pressure sensor 41 instead of the steering force sensor 26. This is different from Form 1.
Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 9, step S404 is added, and the determination content of step S405 is different from step S104 of FIG. 3 in the first embodiment of the invention except for the point described above. This is the same as Embodiment 1 of the invention.
[0040]
That is, in step S404, the hydraulic pressure signal P detected by the hydraulic pressure sensor 41 is read. In the subsequent step S405, the hydraulic pressure signal P detected by the hydraulic pressure sensor 41 is equal to or less than a predetermined threshold value Ps in the phase advance compensation switching determination unit E2. If YES (P ≦ Ps), the routine proceeds to step S406, where the first phase lead compensation in which the corrected steering signal T2 is compensated by the first phase lead compensator E1-1. When the signal is switched to the signal T1-1, and when NO (P> Ps), the process proceeds to step S407 and the second phase lead compensation is performed by compensating the corrected steering signal T2 by the second phase lead compensation unit E1-2. Processing for switching to the signal T1-2 is performed.
[0041]
Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, substantially the same effect as in the first embodiment of the present invention can be obtained.
According to the fourth embodiment of the present invention, the cost increases due to the provision of the pressure sensor 41 separately. However, since the hydraulic pressure of the hydraulic circuit 28 can be directly detected, accurate compensation by accurate hydraulic pressure determination is possible. At the same time, calculation for estimating the hydraulic pressure signal P from the steering torque signal or the motor current signal is not required.
[0042]
(Embodiment 5 of the invention)
As shown in the block diagram of FIG. 10, the electric power steering apparatus according to the fifth embodiment of the present invention includes a vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 42, the vehicle speed signal V detected by the vehicle speed sensor 42, and the steering. The phase advance compensation is switched based on the steering torque signal T detected by the force sensor 26. In order to widen the selection range for the added vehicle speed signal V, the gain and the phase advance amount are different. Types of phase lead compensation units (first phase lead compensation unit E1-1, second phase lead compensation unit E1-2, third phase lead compensation unit E1-3, fourth phase lead compensation unit E1-4 ) Is different from the first embodiment of the present invention. For this reason, the contents of the phase advance compensation switching determination unit E2 are different.
[0043]
Hereinafter, the contents of the electric motor drive control including the contents of the phase advance compensation switching determination unit E2 will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step S501, the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is read. In step S502, the first phase advance compensation unit E1-1 advances the phase of the steering torque signal T by a predetermined amount. In step S503, the phase advance compensation signal E1-1 is generated to change the phase of the steering torque signal T to the first phase advance compensation signal T1. Phase advance compensation is performed to generate the second phase advance compensation signal T1-2 advanced by a predetermined amount smaller than −1. In step S504, the third phase advance compensation unit E1-3 performs the control of the steering torque signal T. Phase lead compensation is performed to generate a third phase lead compensation signal T1-3 whose phase is advanced by a predetermined amount smaller than the second phase lead compensation signal T1-1. In step S505, the fourth phase lead compensation signal T1-3 is generated. In the lead compensation unit E1-4, phase lead compensation for generating a fourth phase lead compensation signal T1-4 in which the phase of the steering torque signal T is advanced by a predetermined amount smaller than the third phase lead compensation signal T1-4. do.
[0044]
12A and 12B are the gain and phase characteristics in the first phase lead compensation unit E1-1. Figure 13 (b) and (b) are gain and phase characteristics in the second phase lead compensation unit E1-2, Figure 14 (b) and (b) are gain and phase characteristics in the third phase lead compensation unit E1-3, Figure 15 (a) and 15 (b) are Bode diagrams respectively showing gain and phase characteristics in the fourth phase lead compensation unit E1-4.
[0045]
In subsequent step S506, the vehicle speed signal V detected by the vehicle speed sensor 42 is read. In step S507, the phase advance compensation switching determination unit E2 determines whether or not the vehicle speed signal V is equal to or less than a predetermined threshold value Vs. When V ≦ Vs), the process proceeds to step S508.
In step S508, the phase advance compensation switching determination unit E2 determines whether or not the absolute value | T | of the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is equal to or less than a predetermined threshold Ts. When | T | ≦ Ts), the routine proceeds to step S509, where the corrected steering signal T2 is switched to the first phase lead compensation signal T1-1 compensated by the first phase lead compensation unit E1-1, and the current command In the value calculation unit E3, a process for calculating the current command value I is performed based on the correction steering signal T2 (first phase correction steering signal T1-1).
[0046]
If the determination in step S508 is NO (| T |> Ts), the process proceeds to step S510, and the second phase advance compensated for the corrected steering signal T2 by the second phase advance compensator E1-2. Switching to the compensation signal T1-2, the current command value calculation unit E3 performs a process of calculating the current command value I based on the correction steering signal T2 (second phase correction steering signal T1-2).
[0047]
If the determination in step S507 is NO (V> Vs), the process proceeds to step S511.
In step S511, the phase advance compensation switching determination unit E2 determines whether or not the absolute value | T | of the steering torque signal T detected by the steering force sensor 26 is equal to or less than a predetermined threshold Ts. When | T | ≦ Ts), the routine proceeds to step S512, where the corrected steering signal T2 is switched to the third phase lead compensation signal T1-3 compensated by the third phase lead compensation unit E1-3, and the current command In the value calculation unit E3, a process for calculating the current command value I is performed based on the correction steering signal T2 (third phase correction steering signal T1-3).
[0048]
If the determination in step S511 is NO (| T |> Ts), the process proceeds to step S513, and the fourth phase advance compensated for the corrected steering signal T2 by the fourth phase advance compensator E1-4. Switching to the compensation signal T1-4, the current command value calculation unit E3 performs a process of calculating the current command value I based on the correction steering signal T2 (fourth phase correction steering signal T1-4).
[0049]
Therefore, according to the fifth embodiment of the present invention, substantially the same effect as in the first embodiment of the present invention can be obtained, and the vehicle speed signal V detected by the vehicle speed sensor 42 in the phase advance compensation switching unit E2 can be obtained. By switching to the phase advance compensator having the corresponding transfer characteristic, it is possible to obtain the response speed of the steering force assist according to the vehicle speed.
In addition, when the vehicle speed signal V becomes high, the gain and the phase advance amount are switched in a direction to be reduced, so that it is possible to prevent sudden turning during high speed traveling due to a decrease in steering sensitivity.
[0050]
Although the embodiments of the invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments of the invention, and the present invention can be applied even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention. include.
[0051]
For example, in Embodiments 1 to 3 of the present invention, two phase advance compensation units are provided, but by providing three or more, it is possible to reduce the uncomfortable feeling at the time of switching.
In the fifth embodiment of the present invention, the gain and the phase advance amount are switched to be reduced in high speed traveling than in low speed traveling. However, in some cases, switching may be performed in a reverse direction. Good. In this case, the risk avoidance function at the time of high speed traveling can be enhanced by improving the steering sensitivity.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, as described above, the oil pressure detection means for detecting or estimating the oil pressure in the oil passage constituting the electric power steering apparatus, and the phase compensation means Is made up of a plurality of phase advance compensators having different transfer characteristics, and the phase advance compensator switching judgment is made to switch to the phase advance compensator having the transfer characteristics corresponding to the oil pressure in the oil passage detected or estimated by the oil pressure detecting means. By providing the means, it is possible to appropriately correct the delay of the steering force assist depending on the oil pressure in the oil passage.
[0053]
Specifically Is ,in front The phase advance compensator switching determining means is configured to switch to a phase advance compensator having a transfer characteristic having a larger phase advance amount as the oil pressure in the oil passage is lower. The phenomenon that the response speed of the steering force assist decreases with a decrease in the pressure can be improved by a large phase advance amount, and at the time of the steering force assist due to the excessive advance of the phase when the oil pressure in the oil passage is sufficiently high Occurrence of discomfort can be prevented.
[0054]
Claim 2 The electric power steering apparatus according to claim 1 In the electric power steering apparatus described above, the hydraulic pressure detection unit is configured to estimate the hydraulic pressure from the steering force detection signal detected by the steering force detection unit. You can greatly reduce the up.
[0055]
Claim 3 The electric power steering apparatus according to claim 1 The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising current detection means for detecting a current flowing through the electric motor, wherein the hydraulic pressure detection means is configured to estimate a hydraulic pressure from a current flowing through the electric motor detected by the current detection means. With this means, the cost increase can be greatly reduced by omitting the hydraulic sensor.
[0056]
Claim 4 The electric power steering apparatus according to claim 1. 3 The electric power steering device according to any one of the above, further comprising vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed, wherein the phase advance compensation means is detected by the vehicle speed detection means. The higher the speed, the smaller the phase advance amount By adopting the means configured to switch to the phase advance compensator of the transfer characteristic, the response speed of the steering force assist according to the vehicle speed can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electric power steering apparatus to which an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the invention is applied.
FIG. 2 is a control block diagram showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus of Embodiment 1 of the invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 4 is a control block diagram showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus of Embodiment 2 of the invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 6 is a control block diagram showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus of Embodiment 3 of the invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention;
FIG. 8 is a control block diagram showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to the fourth embodiment of the invention.
FIG. 9 is a flowchart showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention;
FIG. 10 is a control block diagram showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to the fifth embodiment of the invention.
FIG. 11 is a flowchart showing the contents of electric motor drive control in the electric power steering apparatus according to the fifth embodiment of the invention.
FIG. 12 is a Bode diagram showing gain and phase characteristics of a first phase lead compensation unit in an electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention;
FIG. 13 is a Bode diagram showing gain and phase characteristics of a second phase lead compensation unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention;
FIG. 14 is a Bode diagram showing gain and phase characteristics of a third phase lead compensation unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention;
FIG. 15 is a Bode diagram showing gain and phase characteristics of a fourth phase lead compensation unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 5 of the present invention;
[Explanation of symbols]
20 Steering wheel
21 Steering shaft
22 Output shaft
23 racks
24 pinion
25a Front left wheel
25b Right front wheel
26 Steering force sensor (hydraulic pressure detecting means)
27 Hydraulic power pressure cylinder
28 Hydraulic circuit (oil passage)
29 Cylindrical cylinder
30 piston rod
31 piston
32 1st hydraulic chamber
33 Second hydraulic chamber
34 1st passage
35 Second passage
36 Electric motor
37 Reversible pump
38 Supply path
39 Reservoir
40 Motor current sensor (hydraulic pressure detection means)
41 Hydraulic sensor (hydraulic detection means)
42 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
ECU control unit (motor control means)

Claims

A steering shaft linked to the steering mechanism;
A hydraulic power cylinder for assisting the steering force of the steering mechanism;
A reversible pump having a pair of discharge ports for supplying hydraulic pressure to both hydraulic chambers of the hydraulic power cylinder via the first passage and the second passage;
An electric motor for driving the reversible pump forward / reversely, and a steering direction detecting means for detecting the rotational direction of the steering shaft;
Steering force detecting means for detecting a steering force acting on the steering shaft;
Electric motor control means for outputting a drive signal to the electric motor based on the steering force signal detected by the steering force detection means and the rotation direction signal of the steering shaft detected by the steering direction detection means;
An electric power steering apparatus comprising: a phase compensation unit that performs compensation for advancing the phase of the steering force detection signal detected by the steering force detection unit by a predetermined amount;
Oil pressure detecting means for detecting or estimating the oil pressure in the oil passage constituting the electric power steering device;
The phase compensation means is composed of a plurality of phase advance compensation units having different transfer characteristics, and the phase advance compensation of the transfer characteristic has a larger phase advance amount as the oil pressure in the oil passage detected or estimated by the oil pressure detection means is lower. An electric power steering apparatus comprising: a phase advance compensation unit switching determination unit that switches to a unit.

2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the hydraulic pressure detection unit is configured to estimate a hydraulic pressure from a steering force detection signal detected by the steering force detection unit.

The current detection means for detecting the current flowing through the electric motor is provided, and the hydraulic pressure detection means is configured to estimate the hydraulic pressure from the current flowing through the electric motor detected by the current detection means. the electric power steering apparatus according to 1.

Vehicle speed detection means for detecting vehicle speed is provided, and the phase advance compensation means is configured to switch to a phase advance compensation unit having a transfer characteristic with a smaller phase advance amount as the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means becomes higher. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3 .