JP3865529B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転力を利用してステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ステアリング操作によって入力される操舵トルクに応じた操舵補助力をモータから発生させ、このモータから発生した操舵補助力をステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が知られている。
【0003】
このような電動パワーステアリング装置の多くでは、予め作成されたアシスト特性線に従って、ステアリング機構に入力される操舵トルクの大きさに応じたモータ電流目標値が設定されるようになっている。モータ電流目標値とは、モータに供給すべき電流値であり、このモータ電流目標値とモータに実際に流れる電流値とが一致するようにモータ駆動回路を制御することによって、操舵トルクに応じた操舵補助力をモータから発生させることができる。
【0004】
このモータ制御において参照される上記アシスト特性線には、図5に示すように、操舵補助を行わない操舵トルクの範囲(不感帯)が予め設定されている。そして、ステアリング機構に入力される操舵トルクが不感帯内であれば、モータへの給電を停止して操舵補助を行わないようになっている。これにより、車両の直進時などにおいて、所望しない操舵補助が行われることによる車両のふらつきなどを防止でき、操舵安定感を向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、操舵トルクが不感帯の境界付近において変動を繰り返すような左右方向への急操舵が行われると、モータのオン/オフが頻繁に繰り返されるために、モータ始動音やモータのトルクリップルに起因する振動が頻繁に生じるおそれがあった。
【0006】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、モータ始動音やモータのトルクリップルに起因する振動の発生を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、モータ電流目標値に基づいてモータを駆動し、このモータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、上記ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、この操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクに基づいてモータ電流目標値を設定する電流目標値設定手段と、上記モータの回転角を検出するモータ回転角センサから入力されるパルス信号に基づいてモータ回転速度を算出する手段と、上記ステアリング機構の操舵態様が所定の条件を満たしているか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって上記所定の条件を満たしていると判断された場合に、上記電流目標値設定手段によってモータ電流目標値が零に設定される操舵トルクの範囲である不感帯の幅を変更する不感帯幅変更手段とを含み、上記所定の条件は、操舵方向が切り替わり、かつ、トルク中立点を越えておらず、かつ、モータ回転速度が予め定められた基準値以上であるという条件であり、上記不感帯幅変更手段は、上記判断手段によって上記所定の条件を満たしていると判断された場合に、上記不感帯の幅を狭くなるように変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【0008】
この発明によれば、車両の運転者による操舵の態様が所定の条件を満たしている場合には、操舵トルクに対するモータ電流目標値が零に設定される不感帯の幅が変更される。これにより、たとえば、操舵トルクが不感帯の境界付近において変動を繰り返すような左右方向への急操舵が行われた場合に、それまでよりも不感帯の幅を狭く変更することにより、モータのオン/オフが繰り返されることを防止できる。その結果、モータ始動音の発生やモータのトルクリップルに起因する振動の発生を抑制することができる。
【0009】
また、操舵方向が切り替わり、かつ、トルク中立点を越えておらず、かつ、モータ回転速度が予め定められた基準値以上であるという条件が満たされているか否かが判断されることにより、操舵トルクが不感帯の境界付近において変動を繰り返すような左右方向への急操舵が行われたか否かを良好に判断することができる。
なお、上記電動パワーステアリング装置は、請求項2に記載のように、上記不感帯幅変更手段によって上記不感帯の幅が変更されるにあたり、操舵トルクとモータ電流目標値との関係を示すアシスト特性線を、上記不感帯の幅が狭くなるように、所定のモータ電流目標値以下の領域において、少なくとも1つの屈曲点を有する屈曲線に変更する手段をさらに含んでいてもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成をステアリング機構の断面構造とともに示すブロック図である。ステアリング機構1は、車幅方向に沿って配置されたラック11と、このラック11にギアボックス17内において噛合するピニオン部を先端に有するピニオン軸12と、ラック11の両端に回動自在に結合されたタイロッド13と、このタイロッド13の先端に回動自在に結合されたナックルアーム14とを備えている。
【0011】
ナックルアーム14は、キングピン15まわりに回動自在に設けられており、このナックルアーム14に操舵輪16が取り付けられている。ピニオン軸12の基端部は、ユニバーサルジョイントを介してステアリング軸に結合されており、このステアリング軸の一端には、たとえばステアリングホイール(図示せず)が固定されている。この構成により、ステアリングホイールを回転させることによって、ラック11がその長手方向に変位し、ナックルアーム14がキングピン15まわりに回動して、操舵輪16の方向が変化する。
【0012】
電動パワーステアリング装置2は、ラック11の途中部に関連して設けられた三相ブラシレスモータMを有している。このモータMは、車両に固定されたケース21を備えており、ケース21内には、ラック11を取り囲むようにロータ22が配置され、さらに、ロータ22を取り囲むようにステータ23が配置されている。
【0013】
ロータ22の一端部には、ボールナット31が連結されている。このボールナット31は、ラック11の途中部に形成されたねじ軸部32に複数個のボールを介して螺合していて、これによりボールねじ機構30が形成されている。また、ボールナット31とモータMのケース21との間には、軸受け33,34が介装されており、ケース21とロータ22の他端部付近との間には、軸受け35が介装されている。
【0014】
この構成により、モータMへの通電が行われて、ロータ22にトルクが与えられると、その与えられたトルクは、ロータ22に連結されたボールナット31に伝達される。ボールナット31に伝達されたトルクは、ボールねじ機構30によってラック11の車幅方向への駆動力に変換される。こうして、モータMから発生する力がステアリング機構1に与えられる。
【0015】
操舵補助力の大きさは、モータMの駆動電流を制御することによって調整される。モータMの駆動電流は、コントローラ40によりモータドライバ50を介して制御されるようになっている。コントローラ40には、車速を検出するための車速センサ61、操舵トルクを検出するためのトルクセンサ62、モータMの回転角を検出するためのモータ回転角センサ63、およびモータMに流れる電流の大きさを検出するためのモータ電流検出回路70の出力信号が入力されている。コントローラ40は、上記各出力信号に基づいてモータMに供給すべきモータ電流目標値を設定し、このモータ電流目標値に基づいてモータドライバ50を制御する。
【0016】
車速センサ61は、たとえば、車輪に関連して設けられ、車輪の回転速度に対応した周期でパルス信号を出力する車輪速センサによって実現される。この場合、パルス信号の周期または周波数を計測することによって、車両の速さである車速を求めることができる。
トルクセンサ62は、ピニオン軸12をステアリングホイール側の入力軸とラック11側の出力軸とに分割しておき、入力軸と出力軸との間をトーションバーで結合するとともに、このトーションバーのねじれ量を検出する構成によって実現される。つまり、ステアリングホイールに加えられたトルクとトーションバーのねじれ量が一対一に対応するので、このねじれ量をポテンショメータなどの適当な検出機構で検出することによって操舵トルクを検出できる。
【0017】
モータ回転角センサ63は、ロータリエンコーダなどで構成され、ロータ22に関連して設けられている。ロータリエンコーダから出力されるパルス信号に基づいて、ロータ22の回転位置、つまりモータMの回転角を検出することができる。
図2は、操舵トルクTに応じたモータ電流目標値Dを設定するためのアシスト特性線を示す図である。コントローラ40は、この図2に示すアシスト特性線に従って、トルクセンサ62で検出される操舵トルクTに応じたモータ電流目標値Dを設定する。なお、この図2において、左方向に操舵された時の操舵トルクTには負の符号(−)を付し、右方向に操舵された時の操舵トルクTには正の符号(+)を付すこととする。
【0018】
アシスト特性線には、操舵トルクTに対するモータ電流目標値Dが零である不感帯が設けられている。すなわち、トルクセンサ62で検出される操舵トルクTの絶対値が予め定めるしきい値+T1,−T1の絶対値以下であり、不等式−T1≦T≦+T1の関係を満たしている場合には、モータ電流目標値Dが零に設定されて、モータMの駆動は行われないようになっている。
【0019】
コントローラ40は、運転者によって右方向または左方向への操舵が行われ、この時に入力される操舵トルクTの絶対値が上記しきい値+T1,−T1の絶対値を超えると、1次関数L,Mに従って、操舵トルクTの絶対値が大きいほど、モータ電流目標値Dを大きな値に設定する。また、コントローラ40は、操舵トルクTの絶対値が予め定める上限値+T2,−T2の絶対値を超えると、モータ電流目標値Dを一定値D1に設定する。
【0020】
さらに、コントローラ40は、車両の運転者によるステアリング操作の態様が所定の条件を満たせば、上述のアシスト特性線を図2に二点鎖線で示すように変更する。すなわち、不感帯の幅を初期値Wに係数α(0≦α<1)を乗じた値αWに変更するとともに、これに応じて、1次関数L,Mを操舵トルクTの座標軸に沿う原点方向に平行移動させる。これにより、操舵トルクTの絶対値がしきい値+T1,−T1に係数αを乗じて得られる変更後のしきい値+αT1,−αT1の絶対値を超えると、二点鎖線で示す平行移動後の1次関数L,Mに従って、操舵トルクTの絶対値が大きいほど、モータ電流目標値Dは大きな値に設定される。また、操舵トルクTの絶対値が上限値+T2,−T2に係数αを乗じて得られる変更後の上限値+αT2,−αT2を超えると、モータ電流目標値Dは一定値D1に設定される。
【0021】
図3は、アシスト特性線の変更に関するコントローラ40の動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示す動作は、運転者によるステアリング操作が行われたことに応答して開始される。
運転者によるステアリング操作が行われると、コントローラ40は、トルクセンサ62の出力を参照して、ステアリング操作による操舵方向が切り替わったか否かを調べる(ステップS1)。操舵方向が切り替わらない場合は(ステップS1でNO)、不感帯の幅を変更するための係数αを1に設定し(ステップS5)、アシスト特性線の変更は行わない。そして、コントローラ40は、未変更のアシスト特性線(図2で実線で示す。)に従ってモータ電流目標値を設定し、このモータ電流目標値に基づいてモータMの駆動を制御する(ステップS6)。
【0022】
一方、操舵方向が切り替わった場合には(ステップS1でYES)、次に、トルク中立点を超えるような操舵が行われたか否かを判断する(ステップS2)。すなわち、コントローラ40は、トルクセンサで検出される操舵トルクTが、−Tから+T、または+Tから−Tに切り替わったか否かを判断する。そして、トルク中立点を超えるような操舵が行われた場合には(ステップS2でYES)、コントローラ40は、係数αを1に設定して(ステップS5)、アシスト特性線の変更は行わずに、未変更のアシスト特性線に従ってモータMの駆動を制御する(ステップS6)。
【0023】
トルク中立点を超えるような操舵が行われていない場合には(ステップS2でNO)、コントローラ40は、モータ回転角センサ63から入力されるパルス信号に基づいてモータ回転速度Nを算出し、その算出したモータ回転速度Nが、予め実験を行うことによって車両の種類ごとに適当に定められた基準値B以上であるか否かを判断する(ステップS3)。言い換えれば、運転者による操舵速度が高速であるか低速であるかを判断する。そして、モータ回転速度Nが基準値B未満であり、操舵速度が比較的低速である場合には、コントローラ40は、係数αを1に設定して(ステップS5)、未変更のアシスト特性線に従ってモータMの駆動を制御する(ステップS6)。
【0024】
モータ回転角センサ63からのパルス信号に基づいて算出したモータ回転速度Nが基準値B以上であり、操舵速度が比較的高速であれば、コントローラ40は、そのモータ回転速度Nに基づいて係数α(0≦α<1)を設定し(ステップS4)、アシスト特性線の不感帯の幅をαWに変更する。また、変更後の不感帯幅αWに応じて、1次関数L,Mを平行移動させる。たとえば、係数αは、モータ回転速度Nの関数f(N)により定められる。具体的には、モータ回転速度Nに定数aを乗じることによって係数αを設定してもよく、この場合、f(N)=aNとなる。これにより、アシスト特性線の変更が達成され、コントローラ40は、この変更後のアシスト特性線に従ってモータMの駆動を制御する(ステップS6)。
【0025】
なお、この実施形態では、ステップS1が方向切替判断手段の機能に相当しており、ステップS3が操舵速度判断手段の機能に相当している。
以上のように、この実施形態によれば、操舵速度が比較的高速であり、かつ、操舵トルクTがトルク中立点を超えずに不感帯の境界であるしきい値+T1,−T1付近で変動を繰り返すようなステアリング操作が行われた場合、言い換えれば、操舵トルクTが不感帯の境界付近において変動を繰り返すような左右方向への急操舵が行われた場合には、アシスト特性線の不感帯の幅Wが幅αWに変更される。これにより、不感帯の幅が狭くなるから、操舵トルクTが不感帯の境界付近において変動を繰り返すような左右方向への急操舵が行われても、モータMのオン/オフが繰り返し行われることを防止でき、モータ始動音の発生やモータのトルクリップルに起因する振動の発生を抑制することができる。
【0026】
なお、上述の実施形態では、不感帯の幅Wが幅αWに変更されたことに応じて、1次関数L,Mが平行移動されるとしている。しかしながら、図4に示すように、1次関数L,Mは、予め定めるモータ電流目標値D2(操舵トルク+T3,−T3)に対応する点で屈曲している屈曲線P,Qに変更されてもよい。
具体的に説明すると、屈曲線P,Qは、いずれも1次関数部分U1,U2を有しており、1次関数部分U2は、変更前の1次関数L,Mにおける所定値+T3,−T3の絶対値以上の操舵トルクTに対応する部分と一致している。一方、1次関数部分U1は、操舵トルクTが変更後のしきい値+αT1,−αT1の絶対値よりも大きく、かつ、所定値+T3,−T3の絶対値よりも小さい場合に参照される部分であり、1次関数部分U2よりも傾きが小さく設定されている。
【0027】
これにより、アシスト特性線の変更後は、操舵トルクTの絶対値が変更後のしきい値+αT1,−αT1の絶対値より大きければ、モータ電流目標値Dが、傾きの小さい1次関数部分U1に従って設定される。また、操舵トルクTの絶対値が上記所定値+T3,−T3の絶対値以上であれば、モータ電流目標値Dは傾きの大きい1次関数部分U2に従って設定される。
【0028】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述の実施形態では、不感帯の幅Wが幅αWに変更されたことに応じて、1次関数L,Mが、平行移動または1つの屈曲点を有する屈曲線P,Qに変更されるとしたが、所定のモータ電流目標値以下の領域において複数の屈曲点を有する屈曲線に変更されてもよい。
【0029】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成をステアリング機構の断面構造とともに示すブロック図である。
【図2】操舵トルクに応じたモータ電流目標値を設定するためのアシスト特性線を示す図である。
【図3】アシスト特性線(不感帯幅)を変更する処理について説明するためのフローチャートである。
【図4】この発明の他の実施形態について説明するための図である。
【図5】従来のモータ制御について説明するための図である。
【符号の説明】
1 ステアリング機構
2 電動パワーステアリング装置
40 コントローラ(電流目標値設定手段、判断手段、不感帯幅変更手段)
50 モータドライバ
62 トルクセンサ(操舵トルク検出手段)
63 モータ回転角センサ(操舵速度検出手段)
70 モータ電流検出回路
M モータ
W 不感帯幅
αW 変更後の不感帯幅
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering operation by using a rotational force of a motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that assists steering by generating a steering assist force according to a steering torque input by a steering operation from a motor and applying the steering assist force generated from the motor to a steering mechanism is known. Yes.
[0003]
In many of such electric power steering devices, a motor current target value corresponding to the magnitude of the steering torque input to the steering mechanism is set according to an assist characteristic line created in advance. The motor current target value is a current value to be supplied to the motor. By controlling the motor drive circuit so that the motor current target value and the current value that actually flows through the motor coincide with each other, the motor current target value corresponds to the steering torque. A steering assist force can be generated from the motor.
[0004]
As shown in FIG. 5, a steering torque range (dead zone) in which steering assistance is not performed is set in advance in the assist characteristic line referred to in this motor control. If the steering torque input to the steering mechanism is within the dead zone, the power supply to the motor is stopped and steering assistance is not performed. As a result, the vehicle can be prevented from wobbling due to undesired steering assistance when the vehicle is traveling straight ahead, and the steering stability can be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the left and right steering is repeated such that the steering torque repeatedly fluctuates near the boundary of the dead zone, the motor is frequently turned on and off, resulting in motor start noise and motor torque ripple. There was a risk of frequent vibration.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that solves the above technical problem and can suppress the occurrence of vibrations caused by motor start noise and motor torque ripple.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an electric power steering apparatus that drives a motor based on a motor current target value and transmits the driving force of the motor to a steering mechanism to assist steering. Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering mechanism, current target value setting means for setting a motor current target value based on the steering torque detected by the steering torque detection means, and the motor Means for calculating a motor rotation speed based on a pulse signal input from a motor rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the motor, and a determination means for determining whether the steering mode of the steering mechanism satisfies a predetermined condition; , if it is determined to satisfy the predetermined condition by the determination means, by the said current target value setting means Look including a dead zone width changing means for changing the width of the dead band range of the steering torque motor current target value is set to zero, the predetermined condition, the steering direction is switched, and, beyond a torque neutral point And the rotation speed of the motor is equal to or greater than a predetermined reference value, and the dead zone changing means is determined when the determination means determines that the predetermined condition is satisfied. An electric power steering apparatus characterized by changing the width of the dead zone to be narrow .
[0008]
According to the present invention, when the manner of steering by the driver of the vehicle satisfies a predetermined condition, the dead band width at which the motor current target value for the steering torque is set to zero is changed. As a result, for example, when sudden steering in the left-right direction in which the steering torque repeatedly fluctuates in the vicinity of the boundary of the dead zone, the width of the dead zone is changed to be narrower than before, thereby turning the motor on / off. Can be prevented from being repeated. As a result, generation of motor start noise and generation of vibration due to motor torque ripple can be suppressed.
[0009]
Further, the steering direction is switched, the torque neutral point is not exceeded, and it is determined whether or not the condition that the motor rotational speed is equal to or higher than a predetermined reference value is satisfied. It is possible to satisfactorily determine whether or not the sudden steering in the left-right direction is performed such that the torque repeats the fluctuation near the boundary of the dead zone.
Incidentally, the electric power steering apparatus, as set forth in claim 2, when the width of the dead zone Ru is modified by the dead zone width changing means, the assist characteristic curve showing the relationship between the steering torque and the motor current target value Further, it may further include means for changing to a bend line having at least one bend point in a region below a predetermined motor current target value so that the width of the dead zone becomes narrow .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention together with a cross-sectional structure of a steering mechanism. The steering mechanism 1 is coupled to a rack 11 arranged along the vehicle width direction, a pinion shaft 12 having a pinion portion meshing with the rack 11 in a gear box 17 at a tip, and both ends of the rack 11 to be rotatable. The tie rod 13 is provided, and a knuckle arm 14 is rotatably coupled to the tip of the tie rod 13.
[0011]
The knuckle arm 14 is rotatably provided around the kingpin 15, and a steering wheel 16 is attached to the knuckle arm 14. A base end portion of the pinion shaft 12 is coupled to a steering shaft via a universal joint, and a steering wheel (not shown) is fixed to one end of the steering shaft, for example. With this configuration, when the steering wheel is rotated, the rack 11 is displaced in the longitudinal direction thereof, the knuckle arm 14 is rotated around the kingpin 15, and the direction of the steering wheel 16 is changed.
[0012]
The electric power steering apparatus 2 has a three-phase brushless motor M provided in association with the middle part of the rack 11. The motor M includes a case 21 fixed to the vehicle. In the case 21, a rotor 22 is disposed so as to surround the rack 11, and a stator 23 is disposed so as to surround the rotor 22. .
[0013]
A ball nut 31 is connected to one end of the rotor 22. The ball nut 31 is screwed into a screw shaft portion 32 formed in the middle of the rack 11 via a plurality of balls, whereby a ball screw mechanism 30 is formed. Further, bearings 33 and 34 are interposed between the ball nut 31 and the case 21 of the motor M, and a bearing 35 is interposed between the case 21 and the vicinity of the other end of the rotor 22. ing.
[0014]
With this configuration, when the motor M is energized and torque is applied to the rotor 22, the applied torque is transmitted to the ball nut 31 connected to the rotor 22. The torque transmitted to the ball nut 31 is converted into a driving force in the vehicle width direction of the rack 11 by the ball screw mechanism 30. Thus, the force generated from the motor M is applied to the steering mechanism 1.
[0015]
The magnitude of the steering assist force is adjusted by controlling the drive current of the motor M. The drive current of the motor M is controlled by the controller 40 via the motor driver 50. The controller 40 includes a vehicle speed sensor 61 for detecting the vehicle speed, a torque sensor 62 for detecting the steering torque, a motor rotation angle sensor 63 for detecting the rotation angle of the motor M, and the magnitude of the current flowing through the motor M. An output signal of the motor current detection circuit 70 for detecting the length is inputted. The controller 40 sets a motor current target value to be supplied to the motor M based on each output signal, and controls the motor driver 50 based on the motor current target value.
[0016]
The vehicle speed sensor 61 is realized, for example, by a wheel speed sensor that is provided in association with a wheel and outputs a pulse signal at a cycle corresponding to the rotation speed of the wheel. In this case, the vehicle speed that is the speed of the vehicle can be obtained by measuring the period or frequency of the pulse signal.
The torque sensor 62 divides the pinion shaft 12 into an input shaft on the steering wheel side and an output shaft on the rack 11 side, connects the input shaft and the output shaft with a torsion bar, and twists the torsion bar. This is realized by a configuration for detecting the quantity. That is, since the torque applied to the steering wheel and the torsion amount of the torsion bar correspond one-to-one, the steering torque can be detected by detecting the torsion amount with an appropriate detection mechanism such as a potentiometer.
[0017]
The motor rotation angle sensor 63 is composed of a rotary encoder or the like, and is provided in association with the rotor 22. Based on the pulse signal output from the rotary encoder, the rotational position of the rotor 22, that is, the rotational angle of the motor M can be detected.
FIG. 2 is a diagram showing an assist characteristic line for setting the motor current target value D according to the steering torque T. As shown in FIG. The controller 40 sets a motor current target value D corresponding to the steering torque T detected by the torque sensor 62 in accordance with the assist characteristic line shown in FIG. In FIG. 2, a negative sign (−) is assigned to the steering torque T when steered in the left direction, and a positive sign (+) is imparted to the steering torque T when steered in the right direction. It will be attached.
[0018]
The assist characteristic line is provided with a dead zone where the motor current target value D with respect to the steering torque T is zero. That is, when the absolute value of the steering torque T detected by the torque sensor 62 is equal to or smaller than the absolute values of the predetermined threshold values + T1 and −T1, and the relationship of the inequality −T1 ≦ T ≦ + T1 is satisfied, the motor The current target value D is set to zero, and the motor M is not driven.
[0019]
The controller 40 is steered rightward or leftward by the driver, and when the absolute value of the steering torque T input at this time exceeds the absolute value of the threshold values + T1, -T1, the linear function L , M, the motor current target value D is set to a larger value as the absolute value of the steering torque T is larger. Further, when the absolute value of the steering torque T exceeds the predetermined upper limit values + T2 and −T2, the controller 40 sets the motor current target value D to a constant value D1.
[0020]
Further, the controller 40 changes the above-described assist characteristic line as shown by a two-dot chain line in FIG. 2 when the manner of the steering operation by the driver of the vehicle satisfies a predetermined condition. That is, the width of the dead zone is changed to a value αW obtained by multiplying the initial value W by a coefficient α (0 ≦ α <1), and the primary functions L and M are accordingly changed to the origin direction along the coordinate axis of the steering torque T. Translate to. As a result, when the absolute value of the steering torque T exceeds the absolute value of the changed threshold value + αT1, −αT1 obtained by multiplying the threshold value + T1, −T1 by the coefficient α, after the parallel movement indicated by the two-dot chain line In accordance with the linear functions L and M, the motor current target value D is set to a larger value as the absolute value of the steering torque T is larger. When the absolute value of the steering torque T exceeds the changed upper limit value + αT2, −αT2 obtained by multiplying the upper limit value + T2, −T2 by the coefficient α, the motor current target value D is set to a constant value D1.
[0021]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the controller 40 regarding the change of the assist characteristic line. The operation shown in this flowchart is started in response to the steering operation performed by the driver.
When the steering operation by the driver is performed, the controller 40 refers to the output of the torque sensor 62 and checks whether or not the steering direction by the steering operation has been switched (step S1). If the steering direction is not switched (NO in step S1), the coefficient α for changing the dead zone width is set to 1 (step S5), and the assist characteristic line is not changed. Then, the controller 40 sets a motor current target value according to the unchanged assist characteristic line (shown by a solid line in FIG. 2), and controls the driving of the motor M based on the motor current target value (step S6).
[0022]
On the other hand, if the steering direction has been switched (YES in step S1), it is next determined whether or not steering has been performed that exceeds the torque neutral point (step S2). That is, the controller 40 determines whether or not the steering torque T detected by the torque sensor has been switched from −T to + T or from + T to −T. When steering is performed so as to exceed the torque neutral point (YES in step S2), the controller 40 sets the coefficient α to 1 (step S5) and does not change the assist characteristic line. Then, the driving of the motor M is controlled according to the unchanged assist characteristic line (step S6).
[0023]
If steering that exceeds the torque neutral point is not performed (NO in step S2), the controller 40 calculates the motor rotation speed N based on the pulse signal input from the motor rotation angle sensor 63, and It is determined whether or not the calculated motor rotation speed N is equal to or greater than a reference value B appropriately determined for each type of vehicle by performing an experiment in advance (step S3). In other words, it is determined whether the steering speed by the driver is high or low. When the motor rotation speed N is less than the reference value B and the steering speed is relatively low, the controller 40 sets the coefficient α to 1 (step S5) and follows the unchanged assist characteristic line. The drive of the motor M is controlled (step S6).
[0024]
If the motor rotation speed N calculated based on the pulse signal from the motor rotation angle sensor 63 is equal to or higher than the reference value B and the steering speed is relatively high, the controller 40 calculates the coefficient α based on the motor rotation speed N. (0 ≦ α <1) is set (step S4), and the dead zone width of the assist characteristic line is changed to αW. Further, the linear functions L and M are translated in accordance with the changed dead band width αW. For example, the coefficient α is determined by a function f (N) of the motor rotation speed N. Specifically, the coefficient α may be set by multiplying the motor rotational speed N by a constant a. In this case, f (N) = aN. Thereby, the change of the assist characteristic line is achieved, and the controller 40 controls the drive of the motor M according to the changed assist characteristic line (step S6).
[0025]
In this embodiment, step S1 corresponds to the function of direction switching determination means, and step S3 corresponds to the function of steering speed determination means.
As described above, according to this embodiment, the steering speed is relatively high, and the steering torque T does not exceed the torque neutral point, and fluctuates in the vicinity of the threshold values + T1, −T1, which are the boundaries of the dead zone. When the steering operation is repeated, in other words, when sudden steering in the left-right direction is performed such that the steering torque T repeatedly fluctuates near the boundary of the dead band, the dead band width W of the assist characteristic line Is changed to the width αW. As a result, the width of the dead zone is narrowed, so that the motor M is prevented from being repeatedly turned on / off even if the steering torque T is repeatedly steered in the left-right direction so as to repeatedly fluctuate in the vicinity of the dead zone boundary. It is possible to suppress generation of motor start noise and vibration due to motor torque ripple.
[0026]
In the above-described embodiment, the linear functions L and M are translated in accordance with the change of the width W of the dead zone to the width αW. However, as shown in FIG. 4, the linear functions L and M are changed to bent lines P and Q that are bent at points corresponding to a predetermined motor current target value D2 (steering torque + T3, -T3). Also good.
More specifically, the bending lines P and Q both have linear function parts U1 and U2, and the linear function part U2 is a predetermined value + T3, − in the primary functions L and M before the change. This corresponds to the portion corresponding to the steering torque T equal to or greater than the absolute value of T3. On the other hand, the linear function portion U1 is a portion that is referred to when the steering torque T is larger than the absolute value of the changed threshold value + αT1 and −αT1 and smaller than the absolute value of the predetermined value + T3 and −T3. And the inclination is set smaller than that of the linear function portion U2.
[0027]
Thereby, after the assist characteristic line is changed, if the absolute value of the steering torque T is larger than the absolute values of the changed threshold values + αT1 and −αT1, the motor current target value D is a linear function portion U1 having a small inclination. Set according to. If the absolute value of the steering torque T is equal to or greater than the absolute value of the predetermined value + T3, -T3, the motor current target value D is set according to the linear function portion U2 having a large inclination.
[0028]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the above-described embodiment, the linear functions L and M are changed to the bending lines P and Q having the parallel movement or one bending point in accordance with the change of the width W of the dead zone to the width αW. However, it may be changed to a bending line having a plurality of bending points in a region below a predetermined motor current target value.
[0029]
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention together with a cross-sectional structure of a steering mechanism.
FIG. 2 is a diagram showing an assist characteristic line for setting a motor current target value according to a steering torque.
FIG. 3 is a flowchart for explaining processing for changing an assist characteristic line (dead zone width);
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining conventional motor control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering mechanism 2 Electric power steering apparatus 40 Controller (Current target value setting means, judgment means, dead band width changing means)
50 Motor driver 62 Torque sensor (steering torque detection means)
63 Motor rotation angle sensor (steering speed detection means)
70 Motor current detection circuit M Motor W Dead band width αW Dead band width after change

Claims (2)

モータ電流目標値に基づいてモータを駆動し、このモータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、
上記ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、
この操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクに基づいてモータ電流目標値を設定する電流目標値設定手段と、
上記モータの回転角を検出するモータ回転角センサから入力されるパルス信号に基づいてモータ回転速度を算出する手段と、
上記ステアリング機構の操舵態様が所定の条件を満たしているか否かを判断する判断手段と、
この判断手段によって上記所定の条件を満たしていると判断された場合に、上記電流目標値設定手段によってモータ電流目標値が零に設定される操舵トルクの範囲である不感帯の幅を変更する不感帯幅変更手段とを含み、
上記所定の条件は、操舵方向が切り替わり、かつ、トルク中立点を越えておらず、かつ、モータ回転速度が予め定められた基準値以上であるという条件であり、
上記不感帯幅変更手段は、上記判断手段によって上記所定の条件を満たしていると判断された場合に、上記不感帯の幅を狭くなるように変更することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In the electric power steering apparatus that drives the motor based on the motor current target value and transmits the driving force of the motor to the steering mechanism to assist the steering.
Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering mechanism;
Current target value setting means for setting a motor current target value based on the steering torque detected by the steering torque detection means;
Means for calculating a motor rotation speed based on a pulse signal input from a motor rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the motor;
Determination means for determining whether or not a steering mode of the steering mechanism satisfies a predetermined condition;
When the determination means determines that the predetermined condition is satisfied, the dead band width changes the width of the dead band that is the range of the steering torque in which the motor current target value is set to zero by the current target value setting means. Change means,
The predetermined condition is a condition that the steering direction is switched, the torque neutral point is not exceeded, and the motor rotation speed is equal to or higher than a predetermined reference value.
The dead zone width changing means changes the dead zone width so as to become narrower when it is judged by the judging means that the predetermined condition is satisfied.
上記不感帯幅変更手段によって上記不感帯の幅が変更されるにあたり、操舵トルクとモータ電流目標値との関係を示すアシスト特性線を、上記不感帯の幅が狭くなるように、所定のモータ電流目標値以下の領域において、少なくとも1つの屈曲点を有する屈曲線に変更する手段をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。 Upon width of the dead zone Ru is modified by the dead zone width changing means, the assist characteristic curve showing the relationship between the steering torque and the motor current target value, so that the width of the dead band is narrowed, less than a predetermined motor current target value 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising means for changing to a bending line having at least one bending point in the region.
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