JP3891258B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP3891258B2 JP2001208745A JP2001208745A JP3891258B2 JP 3891258 B2 JP3891258 B2 JP 3891258B2 JP 2001208745 A JP2001208745 A JP 2001208745A JP 2001208745 A JP2001208745 A JP 2001208745A JP 3891258 B2 JP3891258 B2 JP 3891258B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電気式動力舵取装置のモータ制御部90は、図14に示すような構成を採用していた。即ち、操舵トルクを検出するトルクセンサから出力されたセンサ出力は、位相補償部91に入力され、トルクセンサ出力に対する応答性を速くするために位相が進められた後、アシストマップ93に入力される。このアシストマップ93では、位相補償されたトルク信号に基づいて、操舵力を補助するためにモータに発生させるトルク(以下「アシストトルク」という。)に対応する送出すべき電流指令値を決定する。このように決定された電流指令値は、加算部99を介してPI制御部95により所定の比例積分制御をされた後、PWM回路等により電流指令値に対応するパルス幅のパルス信号に変換されてモータに出力される。
【0003】
一方、モータに流れたモータ電流は、モータ電流検出部97により検出された後、PI制御部95の前段に設けられた加算部99に帰還されるので、電流指令値とモータ電流の検出値との偏差分に基づいて両者が一致するようにPI制御部95により比例積分制御される。これにより、モータに与えられるモータ電流がフィードバック制御されるので、ステアリングホイールの操舵により発生した操舵トルクに適したアシストトルクをモータに発生させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の電気式動力舵取装置90では、トルク信号から電流指令値を決定するアシストマップ93は、ステアリングホイールの回転方向、即ちステアリングホイールの切込み、切戻しに関わりなく、同じもの(単一のアシストマップ)を用いている(図4(B) 参照)。そのため、ステアリングホイールの切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)のいずれか一方の操舵感覚を優先的に設定していた。したがって、ステアリングホイールの切込み時の操舵感覚と切戻し時の操舵感覚とを双方ともに良好に設定することが困難であるという問題があった。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項1の電気式動力舵取装置では、
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップもしくは切戻しマップと、前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備え
前記電流指令手段は、
前記切込みマップおよび前記切戻しマップを選択するのに要する時間を所定時間以上に遅くする遅延手段を備えることを技術的特徴とする。
【0007】
請求項1の発明では、切込み切戻し判定手段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令手段により、切込み切戻し判定手段により判定したステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され操舵トルクから操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップもしくは切戻しマップと、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、モータへの電流指令値を決定する。さらに、電流検出手段によりモータに流れるモータ電流を検出し、モータ制御手段により、電流指令手段により決定される電流指令値と電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、モータを帰還制御する。そして、電流指令手段が備える遅延手段は、切込みマップおよび切戻しマップを選択するのに要する時間を所定時間以上に遅くする。
【0008】
つまり、電流指令手段により決定される電流指令値は、ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択される切込みマップもしくは切戻しマップと、操舵トルクと、に基づくものである。これにより、ステアリングホイールの切込み時においては、切込みマップと操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することができ、ステアリングホイールの切戻し時においては、切戻しマップと操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果がある。また、遅延手段により、電流指令手段で選択する切込みマップおよび切戻しマップを選択するのに要する時間を所定時間以上に遅くすることから、検出した操舵トルクやステアリングホイールの回転方向が両マップの選択を決めるしきい値付近にあった場合や、また操舵トルクや回転方向に当該所定値を越える応答速度をもつ変動成分を含んでいた場合であっても、当該遅延手段による低域通過フィルタの作用によって、これらを除去することができる。これにより、切込みマップおよび切戻しマップの選択を安定して行うことができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
【0009】
また、請求項2の電気式動力舵取装置では、請求項1記載の電気式動力舵取装置において、車両速度を検出する速度センサを有し、この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、
前記電流指令手段は、前記切込みマップ、前記切戻しマップ、または、前記切込みマップでも前記切戻しマップでもない他のマップ、のうちのいずれか一つと、前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定することを技術的特徴とする。
【0010】
請求項2の発明では、車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、電流指令手段は、切込みマップ、切戻しマップ、または、切込みマップでも切戻しマップでもない他のマップ、のうちのいずれか一つと、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、モータへの電流指令値を決定することから、車両速度がほぼ零であるときは、ステアリングホイールの切込み時、切戻し時に関わらず、特定の一つのマップと操舵トルクとに基づいて、モータへの電流指令値を決定することができる。これにより、車両速度がほぼ零であるときのステアリングホイールの切戻し時に生じ易い自励発振を防止することができる。したがって、車両速度がほぼ零であっても、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
【0011】
さらに、請求項3の電気式動力舵取装置では、
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップと前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクとに基づいて決定する前記モータへの切込み電流指令値、および、この切込み電流指令値に所定演算を施して決定する前記モータへの切戻し電流指令値、のいずれか一方を前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【0012】
請求項3の発明では、切込み切戻し判定手段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令手段により、操舵トルクから操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップと操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクとに基づいて決定するモータへの切込み電流指令値、および、この切込み電流指令値に所定演算を施して決定するモータへの切戻し電流指令値、のいずれか一方を切込み切戻し判定手段により判定したステアリングホイールの切り方向に基づいて選択する。さらに、電流検出手段によりモータに流れるモータ電流を検出し、モータ制御手段により、電流指令手段により決定される電流指令値と電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、モータを帰還制御する。
【0013】
つまり、電流指令手段により決定される電流指令値は、ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択される、切込み電流指令値およびこの切込み電流指令値に所定演算を施して決定するモータへの切戻し電流指令値である。これにより、ステアリングホイールの切込み時においては、切込みマップと操舵トルクとに基づいて切込み電流指令値を決定することができ、ステアリングホイールの切戻し時においては、この切込み電流指令値に所定演算を施して切戻し電流指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができることに加え、切戻しマップを必要としない分、切戻しマップ等を記憶する記憶装置の記憶空間を減少させることができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果に加えて、さらに装置コストを低減させる効果がある。
【0014】
また、請求項4の電気式動力舵取装置では、
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
(1) 前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な基準マップ、(2) 前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され前記アシストトルクを増幅する、所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の切戻し利得および(3) 前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【0015】
請求項4の発明では、切込み切戻し判定手段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令手段により、(1) 操舵トルクから操舵力を補うアシストトルクを決定可能な基準マップ、(2) 切込み切戻し判定手段により判定したステアリングホイールの切り方向に基づいて選択されアシストトルクを増幅する、所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の切戻し利得、および(3) 操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク、に基づいて、モータへの電流指令値を決定する。さらに、電流検出手段によりモータに流れるモータ電流を検出し、モータ制御手段により、電流指令手段により決定される電流指令値と電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、モータを帰還制御する。
【0016】
つまり、電流指令手段により決定される電流指令値は、(1) 操舵トルクから操舵力を補うアシストトルクを決定可能な基準マップ、(2) ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択されアシストトルクを増幅する、所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の切戻し利得、および(3) 操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク、に基づくものである。これにより、ステアリングホイールの切込み時においては、操舵トルクから基準マップにより決定されたアシストトルクを所定の切込み利得にて増幅して電流指令値を決定し、ステアリングホイールの切戻し時においては、操舵トルクから基準マップにより決定されたアシストトルクを所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の切戻し利得にて増幅して電流指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果がある。
【0017】
さらに、請求項5の電気式動力舵取装置では、請求項4において、
車両速度を検出する速度センサを有し、この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、
前記電流指令手段は、前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向にかかわらず、前記所定の切戻し利得を前記所定の切込み利得の値またはそれ以下の値に設定することを技術的特徴とする。
【0018】
請求項5の発明では、車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、電流指令手段は、切込み切戻し判定手段により判定したステアリングホイールの切り方向にかかわらず、所定の切戻し利得を所定の切込み利得の値またはそれ以下の値に設定することから、ステアリングホイールの切戻し時に選択される所定の切戻し利得を所定の切込み利得の値またはそれ以下の値に低く設定することができる。これにより、車両速度がほぼ零であるときの切戻し時に生じ易い自励発振を防止することができる。したがって、車両速度がほぼ零であっても、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の電気式動力舵取装置として、自動車等の車両に備えられた電気式動力舵取装置を例に挙げて説明する。
【0022】
[第1実施形態]
まず、電気式動力舵取装置の主な電気的構成を図2に基づいて説明する。
図2に示すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置10は、主に、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、トルクセンサ11、車速センサ12、操舵角センサ13等のセンサ群と、CPU16、インターフェース17等からなるECU15と、このECU15により制御されるモータ駆動回路18と、このモータ駆動回路18に接続されアシストトルクを発生し得るモータMと、このモータMによるアシストトルクに助けられて駆動するステアリングギヤボックス等と、から構成されている。なお、ステアリングホイール、ステアリングシャフトおよびステアリングギヤボックスは、図示されていない。
【0023】
トルクセンサ11は、操舵トルクを検出するもので、車両のステアリングホイールに連結された入力軸と操舵機構に連結された出力軸とを相対回転可能に連結するトーションバー等のねじれ量に基づいて検出している。この検出された操舵トルクは、ECU15に入力される。
【0024】
車速センサ12は、車速を検出するもので、これにより検出された車速もECU15に入力される。
操舵角センサ13は、操舵角、即ちステアリングホイールの回転角を検出するもので、その操舵角を時間により微分演算することでステアリングホイールの回転速度を得ることができ、また角度の増減を検出することにより回転方向を得ることができる。これにより検出された操舵角もECU15に入力される。
【0025】
ECU15に備えられたCPU16は、インターフェース17を介して入力される操舵トルク、車速および操舵角に基づいて、モータ駆動回路18へ送出すべき電流指令値を決定し、モータ駆動回路18に出力する。
【0026】
モータ駆動回路18は、CPU16から送出された電流指令値に対応する駆動電流をPWM回路によりモータMへ出力するものである。これにより、モータMは操舵力を補助するためのアシストトルクを発生し、あるいはステアリングホイールを復元するためのトルクを発生する。
【0027】
次に、このECU15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担うモータ制御部20の構成およびその作動を図1〜図5に基づいて説明する。
図1に示すように、電気式動力舵取装置10は、主に、位相補償部21、切込み切戻し判定部22、切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23b、切換部24、PI制御部25、モータ電流検出部27、加算部29から構成されている。なおこれらは、モータ電流検出部27を除き、前述したECU15のCPU16により演算処理されるソフトウェアにより実現されるものである。
【0028】
位相補償部21は、トルクセンサ11から出力されたトルクセンサ出力の位相を進めるもので、トルクセンサ出力に対する応答性を速くするための進相処理を行う。
切込み切戻し判定部22は、ステアリングホイールの切込みおよび切戻しを判定するもので、トルクセンサ11から出力されたトルクセンサ出力と操舵角センサ13から出力された操舵角によるステアリングホイールの回転方向とに基づいて判定する判定処理を行う。
【0029】
即ち、図3に示すように、トルクセンサ11から出力されるセンサ出力の符号(操舵トルクの符号)と、操舵角センサ13から出力されるセンサ出力の符号(回転方向の符号)との組み合わせにより、両者の符号が同符号であれば「切込み」であると判定し、また両者の符号が異符号であれば「切戻し」であると判定する。なお、トルクセンサ11から出力されるセンサ出力は、トーションバーのねじれ方向により、プラス符号(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号が付与される。また操舵角センサ13から出力されるセンサ出力は、ステアリングホイールの回転方向により、プラス符号(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号が付与される。
【0030】
切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bは、操舵トルクから操舵力を補うアシストトルクを決定するもので、例えば、車速40km/hのときには、図4(A) に示すように設定されている。
即ち、図4(A) に示すように、トルクセンサ出力(TS)に対して所定のアシストトルク(Tmo)(電流指令値)が発生するように関連づけられた特性が与えられており、切込み時には白丸(○)でプロットしたカーブを描くように切込みアシストマップ23aが設定され、また切戻し時には黒三角(▲)でプロットしたカーブを描くように切戻しアシストマップ23bが設定されている。
【0031】
これにより、図4(B) に示すような従来の単一のアシストマップとは異なり、切込み用と切戻し用というように、ステアリングホイールの切り方向によってそれぞれ異なったアシストマップ、つまり切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23bを持つため、ステアリングホイールの切込み時においては、切込みアシストマップ23aと操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することができ、ステアリングホイールの切戻し時においては、切戻しアシストマップ23bと操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することができる。
【0032】
つまり、切戻しのアシストトルク(電流指令値)の方が、切込みのアシストトルク(電流指令値)よりも、大きくなるようなヒステリシス特性を与え、油圧動力による動力舵取装置に近いアシスト特性をステアリングギヤボックス等に付与している。
【0033】
切換部24は、切込み切戻し判定部22により判定したステアリングホイールの切り方向に基づいて、切込みアシストマップ23aまたは切戻しアシストマップ23bを選択するものである。切込み切戻し判定部22による判定結果が「切込み」であれば切込みアシストマップ23aを選択し、また当該判定結果が「切戻し」であれば切戻しアシストマップ23bを選択するように切換処理を行う。
【0034】
ここで、前述した切込み切戻し判定部22、切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23bおよび切換部24による各処理を、一連の電流指令値演算処理として図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップS101による操舵トルクの取得処理は、トルクセンサ11からセンサ出力を得るものであり、このセンサ出力に基づいてステップS102による操舵トルク符号検出処理が行われる。操舵トルク符号検出処理では、前述したようにトーションバーのねじれ方向から、プラス符号(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号を取得する。
【0035】
ステップS103による操舵角の取得処理は、操舵角センサ13からセンサ出力を得るものであり、このセンサ出力に基づいてステップS104による回転方向符号検出処理が行われる。回転方向符号検出処理では、前述したようにステアリングホイールの回転方向から、プラス符号(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号を取得する。なお、ステップS103およびステップS104は、ステップS101およびステップS102と並行して処理されるものである。
【0036】
ステップS105では、ステップS102により検出された操舵トルク符号とステップS104により検出された回転方向符号とに基づいて、両符号が同符号か異符号かの判定を行う。即ち、図3に基づいて説明した判定方法により、ステアリングホイールの切込み、切戻しを判定する処理である。
【0037】
そして、同符号であればステアリングホイールは切込み状態であるので、ステップS106により切込みアシストマップ23aを選択し、また異符号であればステアリングホイールは切戻し状態であるので、ステップS107により切戻しアシストマップ23bを選択する。
【0038】
続く、ステップS108では、ステップS106またはステップS107により選択したアシストマップと、ステップS101により取得した操舵トルクと、に基づいてアシスト演算を行い、PI制御部25に出力する電流指令値を決定する。なお、上述した、切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23bおよび切換部24は、特許請求の範囲に記載の「電流指令手段」に相当する。
【0039】
PI制御部25は、その前段に位置する加算部29から演算出力される、モータ電流と電流指令値との差分に基づいて比例積分制御を行うもので、制御出力をモータ駆動回路18に送出するものである。
モータ電流検出部27は、モータMに流れるモータ電流を検出する電流センサであり、そのセンサ出力を加算部29に送出するものである。
【0040】
以上説明したように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置10のモータ制御部20によると、切込み切戻し判定部22により判定されたステアリングホイールの切り方向に基づいて切換部24により選択される切込みアシストマップ23a又は切戻しアシストマップ23bと、トルクセンサ11により検出される操舵トルクと、に基づいて電流指令値が決定される。これにより、ステアリングホイールの切込み時には、切込みアシストマップ23aと操舵トルクとに基づいて、またステアリングホイールの切戻し時には、切戻しアシストマップ23bと操舵トルクとに基づいて、それぞれ電流指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果がある。
【0041】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図6および図7に基づいて説明する。
本実施形態に係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置10と同じ構成ではあるが、ECU15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担うモータ制御部30に、遅延手段に相当するなまし処理32を備えている点が、前述のモータ制御部20と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制御部20と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0042】
図6に示すように、モータ制御部30は、切込み切戻し判定部22と切換部24との間になまし処理32を備えている。
このなまし処理32は、切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bを選択する速度を所定値以下に下げることを目的に設けられているもので、例えば、次式(1) に示す伝達関数Gに基づいて行われる。これにより、式(2) により表される遮断周波数fc よりも、高い周波数成分(以下「所定の高周波成分」という)を除去し得る低域通過フィルタ(以下「LPF」という)の作用を演算処理により実現することができる。なお、図5を参照して説明した第1実施形態による一連の電流指令値演算処理では、当該なまし処理32は、ステップS106およびステップS107と、ステップS108と、の間において実行されるものである。
【0043】
G = 1/(Ts+1) ・・・(1)
fc = 1/2πT ・・・(2)
ここで、Tはサンプリング時間を示し、sは演算記号(時間微分記号)を示すものである。
【0044】
即ち、このように設定されたなまし処理32により、切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bを選択するのに要する時間を(1/fc )秒以遅らせられることから、検出した操舵トルクやステアリングホイールの回転方向が両マップの選択を決めるしきい値付近にあった場合や、また操舵トルクや回転方向に(1/fc )秒を越える応答速度をもつ変動成分を含んでいた場合であっても、LPFの作用によってこれらを除去することができる。
【0045】
例えば、図7(B) に示すように、操舵トルクやステアリングホイールの回転方向の切替り判定値が、しきい値Thを中心に頻繁に変動するハンチング状態にあると、その影響を受けて切換部24によるアシストマップの切換えが発生する。そのため、アシスト指令値(電流指令値)も頻繁に変動し、ノイズ成分を含んだものになることがわかる(同図下欄)。
【0046】
これに対し、図7(A) に示すように、本第2実施形態のモータ制御部30では、なまし処理32により、切換部24で選択する切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bを選択するのに要する時間を(1/fc )秒以遅らせることから、検出した操舵トルクやステアリングホイールの回転方向が両マップの選択を決めるしきい値Th付近にあった場合や、また操舵トルクや回転方向に(1/fc )秒以下を越える応答速度をもつ変動成分を含んでいた場合であっても、なまし処理32によるLPFの作用によって、これらを除去することができる(同図上欄)。これにより、切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bの選択を安定して行うことができる(同図下欄)。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
【0047】
なお、なまし処理32は、上述した式(1) による伝達関数Gに限られるものではなく、切込みアシストマップ23a(切込みマップ)および切戻しアシストマップ23b(切戻しマップ)を選択する速度を所定値以下に下げ得るものであれば、例えば、加重平均や移動平均のアルゴリズムによるものや、ディジタルフィルタによるものであっても良く、上述したものと同様の作用、効果が得られる。
【0048】
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図8に基づいて説明する。
本実施形態に係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置10と同じ構成ではあるが、ECU15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担うモータ制御部40に、切込みアシストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bに代えてアシストマップ42および関数演算部44を備えている点が、前述のモータ制御部20と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制御部20と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0049】
図8に示すように、アシストマップ42は、前述した切込みアシストマップ23aとほぼ同様の特性を持つ切込み用のアシストマップである。
【0050】
一方、関数演算部44は、アシストマップ42と切換部24との間に設けられており、例えは次式(3) の関数を演算処理するものである。
切戻しアシスト指令値 = 車速係数×切込みアシスト指令値 ・・・(3)
ここで、車速係数は、車速センサ12により検出された車速によって変動する値で、例えば車速40km/hのときには2.0に設定される。
【0051】
これにより、切戻しアシスト指令値(切戻し電流指令値)として、切込みアシストマップ23aの特性を2.0倍したものが得られるので、図4(A) に示す黒三角(▲)でプロットしたカーブの切戻しアシストマップを関数演算により生成することができる。
【0052】
つまり、本第3実施形態のモータ制御部40では、ステアリングホイールの切込み時においては、切込みアシストマップ23aと操舵トルクとに基づいて切込みアシスト指令値(切込み電流指令値)を決定することができ、ステアリングホイールの切戻し時においては、この切込みアシスト指令値に上式(3) による演算を施して切戻しアシスト指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができる。またこれ加えて、切戻しアシストマップ23bを必要としない分、切戻しアシストマップ23b等を記憶するメモリ装置の記憶空間を減少させることができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果に加えて、さらに装置コストを低減させる効果がある。
【0053】
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図9〜図11に基づいて説明する。
本実施形態に係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置10と同じ構成ではあるが、ECU15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担うモータ制御部50に、切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23bおよび切換部24に代えてアシストマップ52、目標ゲイン設定部54およびなまし処理56を備えている点が、前述のモータ制御部20と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制御部20と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0054】
図9に示すように、モータ制御部50は、位相補償部21の後段にアシストマップ52を備え、また切込み切戻し判定部22の後段には目標ゲイン設定部54、さらにその後段にはなまし処理56を備えている。そして、アシストマップ52となまし処理56との出力を乗算する乗算部58が、加算部29の前段に位置している。
【0055】
アシストマップ52は、前述した切込みアシストマップ23aとほぼ同様の特性を持つ切込み用のアシストマップで、基準アシスト指令値(基準電流指令値)を決定し得るものである。
【0056】
目標ゲイン設定部54は、切込み切戻し判定部22により判定したステアリングホイールの切り方向に基づいて、所定の切込み利得または所定の切戻し利得を設定するものである。例えば、切込み切戻し判定部22による判定結果が「切込み」であれば切込み利得1.0を設定し、また当該判定結果が「切戻し」であれば切戻し利得1.2を設定するように利得設定処理を行う。
【0057】
なまし処理56は、前述した第2実施形態によるモータ制御部30のなまし処理32と同様の処理を行うもので、切込み利得および切戻し利得を設定する目標ゲイン設定部54による設定速度を所定値以下に下げることを目的に設けられているものである。なお、具体的には、前述した式(1) による伝達関数Gや、加重平均や移動平均のアルゴリズムによるもの、またディジタルフィルタによるもの等があり、LPFと同様の作用を持つものである。
【0058】
乗算部58は、アシストマップ52から出力された基準電流指令値と、なまし処理56により処理された切込み利得または切戻し利得と、を乗算処理するものである。これにより、アシストマップ52から出力された基準電流指令値は、切込み利得または切戻し利得によって増幅された、切込み電流指令値または切戻し電流指令値として、加算部29に出力される。
【0059】
例えば、本第4実施形態の場合、切込み利得1.0、また切戻し利得1.2を設定しているので、図10に示すような電流指令値(アシスト指令値)が乗算部58から出力される。この図10に示す電流指令値の特性は、図4(A) を参照して説明した第1実施形態による電流指令値(アシスト指令値)と同様に、切戻しの電流指令値(アシスト指令値)の方が、切込みの電流指令値(アシスト指令値)よりも、大きくなるようなヒステリシス特性に設定されている。
【0060】
つまり、本第4実施形態のモータ制御部50では、ステアリングホイールの切込み時においては、操舵トルクからアシストマップ52により決定された電流指令値(アシストトルク)を1.0に設定された切込み利得にて増幅して切込み電流指令値を決定し、ステアリングホイールの切戻し時においては、操舵トルクからアシストマップ52により決定された電流指令値(アシストトルク)を切込み利得よりも大きく1.2に設定された切戻し利得にて増幅して切戻し電流指令値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果がある。
【0061】
また、本第4実施形態のモータ制御部50では、なまし処理56により、切込み利得および切戻し利得を設定する目標ゲイン設定部54による設定速度を所定値以下に下げることから、図11(A) に示すように、「切込み」から「切戻し」に、また「切戻し」から「切込み」に、操舵角が急激に変化するところでアシスト指令値に生じ得るスパイク状の急変域(図11(C) 中α内の波形)を除去することができる。これにより、図11(B) に示すように、連続的なアシスト指令値を生成することができる。したがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
【0062】
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図12および図13に基づいて説明する。
本実施形態に係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る電気式動力舵取装置10と同じ構成であり、また前述した第4実施形態のモータ制御部50とほぼ同様の構成を採るものであるが、目標ゲイン設定部54に車速センサ12のセンサ出力62を入力した点がモータ制御部50と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制御部50と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
なお、本実施形態では、第4実施形態と同様、アシストマップ52を用いており、このアシストマップ52が、切込みマップでも切戻しマップでもない「他のマップ」に相当する。
【0063】
図12に示すように、切込み切戻し判定部22となまし処理56との間に位置する目標ゲイン設定部64には、車速センサ12から出力された車速センサ出力62が入力される。これにより、車速センサ12により検出した車両速度がほぼ零であるとき、目標ゲイン設定部64は、切込み切戻し判定部22により判定したステアリングホイールの切り方向にかかわらず、切戻し所定利得を切込み所定利得の値またはそれ以下の値に設定する。
【0064】
即ち、目標ゲイン設定部64では、図13に示すゲイン設定処理を行う。
ステップS201により、切込み切戻し判定部22から出力された判定フラグを取得し、続くステップS202により判定フラグ値を検出する。判定フラグ値は、切込み時に「0」がセットされ、切戻し時に「1」がセットされる。
【0065】
一方、ステップS201およびステップS202と並行して処理されるステップS203、204では、車速センサ12から車速センサ出力62である車速信号を取得し、車速値を検出する。
【0066】
そして、ステップS205により、車速値が零であるか否かを判断し、車速値が零であれば(S205でYes)、ステップS206により目標ゲインをG0 (例えば1.0)に設定する。一方、車速値が零でなければ(S205でNo)、次のステップS207により判定フラグ値が「0」にセットされているか否かを判断する。
【0067】
ステップS207による判定フラグ値の判断により、判定フラグ値が「0」にセットされていれば(S207でYes)、ステップS208により目標ゲインをG0 (例えば1.0)に設定する。一方、判定フラグ値が「0」にセットされていなければ(S207でNo)、ステップS209により目標ゲインをG1 (例えば1.2)に設定する。
【0068】
ステップS206、S208、S209によるそれぞれの目標ゲインの設定処理が完了すると、本ゲイン設定処理を終了する。
【0069】
上述したモータ制御部60では、車速センサ12により検出した車両値が零であるとき、目標ゲイン設定部64は、切込み切戻し判定部22により判定したステアリングホイールの切り方向にかかわらず、切戻し利得を切込み利得の値(1.2)以下の値(1.0)に設定することから、ステアリングホイールの切戻し時に選択される切戻し利得を切込み利得以下の値に低く設定することができる。これにより、車両値がほぼ零であるときに、当該目標ゲインが必要以上に高く設定されていることにより切戻し時に生じ易い自励発振を防止することができる。したがって、車両値がほぼ零であっても、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
なお、前記各実施形態においては、操舵角センサ13によりステアリングホイールの回転方向を得るようにしているが、他の手段の採用も可能である。操舵角センサ13を用いた場合、同センサ13から得られる操舵角にもとづいて回転速度を得、さらにこの回転速度から回転方向を得るのであるが、操舵角センサを用いず、モータ端子間電圧とモータ実電流を利用する周知の電圧方程式からステアリングホイールの回転速度を推定し、この推定値から回転方向を得るようにもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すECUおよびモータ駆動回路の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図3】第1実施形態のモータ制御部を構成する切込み切戻し判定部による判定表を示す説明図である。
【図4】図4(A) は、第1実施形態のモータ制御部によるアシストマップの例を示す説明図で、図4(B) は、従来の電気式動力舵取装置のモータ制御部による単一のアシストマップの例を示す説明図である。
【図5】第1実施形態のモータ制御部による電流指令値演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態に係る電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図7】第2実施形態のモータ制御部のなまし処理による効果を示す説明図で、図7(A) はなまし処理ありの場合、図7(B) はなまし処理なしの場合、ぞれぞれの切替り判定値およびアシスト指令値の特性図を示している。
【図8】本発明の第3実施形態に係る電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第4実施形態に係る電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図10】第4実施形態のモータ制御部の目標ゲイン設定部によるアシスト指令値の特性図である。
【図11】第4実施形態のモータ制御部のなまし処理による効果を示す説明図で、図11(A) は操舵角の変化例、図11(B) はなまし処理ありの場合の操舵角に対するアシスト指令値の特性図、図11(C) はなまし処理なしの場合の操舵角に対するアシスト指令値の特性図である。
【図12】本発明の第5実施形態に係る電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図13】第5実施形態のモータ制御部の目標ゲイン設定部によるゲイン設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図14】従来の電気式動力舵取装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 電気式動力舵取装置
11 トルクセンサ (操舵トルク検出手段)
12 車速センサ
13 操舵角センサ (回転方向検出手段)
15 ECU
18 モータ駆動回路
20、30、40、50、60 モータ制御部
21 位相補償部
22 切込み切戻し判定部 (切込み切戻し判定手段)
23a 切込みアシストマップ(切込みマップ、電流指令手段)
23b 切戻しアシストマップ(切戻しマップ、電流指令手段)
24 切換部 (電流指令手段)
25 PI制御部 (モータ制御手段)
27 モータ電流検出部 (モータ制御手段)
29 加算部 (モータ制御手段)
32 なまし処理 (遅延手段)
42 アシストマップ (切込みマップ、電流指令手段)
44 関数演算部 (電流指令手段)
52 アシストマップ (基準マップ、電流指令手段)
54、64 目標ゲイン設定部 (電流指令手段)
56 なまし処理
58 乗算部 (電流指令手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft.
[0002]
[Prior art]
The conventional motor control unit 90 of the electric power steering apparatus employs a configuration as shown in FIG. That is, the sensor output output from the torque sensor that detects the steering torque is input to the phase compensator 91, and the phase is advanced to speed up the response to the torque sensor output, and then input to the assist map 93. . In the assist map 93, a current command value to be transmitted corresponding to a torque (hereinafter referred to as “assist torque”) generated in the motor to assist the steering force is determined based on the phase-compensated torque signal. The current command value determined in this way is subjected to predetermined proportional-integral control by the PI control unit 95 via the adding unit 99, and then converted into a pulse signal having a pulse width corresponding to the current command value by a PWM circuit or the like. Output to the motor.
[0003]
On the other hand, the motor current flowing through the motor is detected by the motor current detecting unit 97 and then fed back to the adding unit 99 provided in the preceding stage of the PI control unit 95, so that the current command value and the detected value of the motor current are Based on the deviation, the PI control unit 95 performs proportional-integral control so that they match. Thereby, since the motor current given to the motor is feedback-controlled, it is possible to cause the motor to generate assist torque suitable for the steering torque generated by the steering wheel.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the conventional electric power steering apparatus 90, the assist map 93 for determining the current command value from the torque signal is the same (single) regardless of the rotation direction of the steering wheel, that is, whether the steering wheel is turned or not turned back. One assist map) (see FIG. 4B). For this reason, one of the steering sensations at the time of turning the steering wheel (build-up feeling) and the steering sensation at the time of turning back (feeling of returning) has been preferentially set. Therefore, there is a problem that it is difficult to set both the steering feeling when the steering wheel is turned and the steering feeling when the steering wheel is turned back.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can improve the steering feeling of both turning and turning back of a steering wheel. It is in.
[0006]
[Means for solving the problems and functions and effects of the invention]
  In order to achieve the above object, in the electric power steering apparatus according to claim 1,
  An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
  Steering torque detection means for detecting the steering torque;
  A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
  A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on a steering torque detected by the steering torque detecting unit and a rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
  A cutting map or a returning map that is selected based on the turning direction of the steering wheel determined by the cutting / cutback determining means and that can determine an assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and detected by the steering torque detecting means Current command means for determining a current command value to the motor based on the steering torque,
  Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
  Motor control means for feedback-controlling the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command means and a motor current detected by the current detection means.,
  The current command means includes
  Delay means for delaying a time required for selecting the cut map and the switch back map to a predetermined time or moreIs a technical feature.
[0007]
  According to the first aspect of the present invention, the cutting / returning determining means determines whether the steering wheel is turned or not based on the steering torque detected by the steering torque detecting means and the rotational direction of the steering wheel detected by the rotational direction detecting means. To do. A cutting map or switching map that can be selected by the current command means based on the steering wheel turning direction determined by the cutting / turning-back determination means and that can determine assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and steering torque detection means The current command value to the motor is determined based on the steering torque detected by the above. Further, the motor current flowing to the motor is detected by the current detection means, and the motor is fed back by the motor control means based on the deviation between the current command value determined by the current command means and the motor current detected by the current detection means. Control.The delay means included in the current command means delays the time required to select the cut map and the switch back map to a predetermined time or more.
[0008]
  That is, the current command value determined by the current command means is based on the cutting map or the return map selected based on the steering wheel turning direction and the steering torque. Thus, the current command value can be determined based on the cutting map and the steering torque when the steering wheel is turned, and the current based on the switching map and the steering torque when the steering wheel is turned back. Since the command value can be determined, it is possible to set a good motor current and thus assist torque corresponding to the steering feeling at the time of cutting (build-up feeling) and the steering feeling at the time of returning (return feeling). . Therefore, there is an effect that it is possible to improve the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel.In addition, the delay means delays the time required for selecting the cut map and the switchback map selected by the current command means to a predetermined time or more, so that the detected steering torque and the direction of rotation of the steering wheel are selected in both maps. The low-pass filter functions by the delay means even when it is close to the threshold value that determines the speed, or when the steering torque or the rotational direction includes a fluctuation component having a response speed exceeding the predetermined value. These can be removed. Thereby, selection of a cutting map and a cutback map can be performed stably. Therefore, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
[0009]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first aspect, further comprising a speed sensor for detecting a vehicle speed, wherein the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero. One day,
  The current command means includes any one of the cutting map, the switching back map, or another map that is neither the cutting map nor the switching map, and the steering torque detected by the steering torque detection means. And determining a current command value to the motor based on the above.
[0010]
  In the invention of claim 2, when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero, the current command means is a cutting map, a switching map, or another map that is neither a cutting map nor a switching map. Since the current command value to the motor is determined based on any one of them and the steering torque detected by the steering torque detecting means, when the vehicle speed is substantially zero, when the steering wheel is cut, the switch back Regardless of the time, the current command value to the motor can be determined based on one specific map and the steering torque. As a result, it is possible to prevent self-excited oscillation that is likely to occur when the steering wheel is switched back when the vehicle speed is substantially zero. Therefore, even when the vehicle speed is substantially zero, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
[0011]
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to claim 3,
An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
Steering torque detection means for detecting the steering torque;
A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on a steering torque detected by the steering torque detecting unit and a rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
A cutting current command value to the motor determined based on a cutting map that can determine an assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and a steering torque detected by the steering torque detecting means, and the cutting current command value Current command means for selecting one of the switchback current command values to the motor determined by performing a predetermined calculation on the basis of the turning direction of the steering wheel determined by the cutback return determination means;
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
And a motor control unit that feedback-controls the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command unit and a motor current detected by the current detection unit.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the cutting / returning determining means determines whether the steering wheel is turned or not based on the steering torque detected by the steering torque detecting means and the rotational direction of the steering wheel detected by the rotational direction detecting means. To do. Then, the current command means determines the assist torque for supplementing the steering force from the steering torque, the cut current command value to the motor determined based on the cut map that can determine the assist torque detected by the steering torque detection means, and the cut Any one of the switchback current command values to the motor determined by performing a predetermined calculation on the current command value is selected based on the steering wheel turning direction determined by the cutback return determining means. Further, the motor current flowing to the motor is detected by the current detection means, and the motor is fed back by the motor control means based on the deviation between the current command value determined by the current command means and the motor current detected by the current detection means. Control.
[0013]
In other words, the current command value determined by the current command means is selected based on the turning direction of the steering wheel, and the cut-off current command value and the return current to the motor determined by performing a predetermined calculation on the cutting current command value. It is a command value. Thus, when the steering wheel is turned, the cutting current command value can be determined based on the cutting map and the steering torque, and when the steering wheel is turned back, a predetermined calculation is performed on the cutting current command value. Therefore, it is possible to determine the return current command value, so that a good motor current and therefore assist torque can be set corresponding to the steering feeling at the time of cutting (build-up feeling) and the steering feeling at the time of returning (return feeling). In addition to being able to do so, the storage space of the storage device for storing the switchback map and the like can be reduced by the amount that the switchback map is not required. Therefore, in addition to the effect of improving the steering sensation of both the turning and turning back of the steering wheel, there is an effect of further reducing the device cost.
[0014]
In the electric power steering apparatus according to claim 4,
An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
Steering torque detection means for detecting the steering torque;
A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on a steering torque detected by the steering torque detecting unit and a rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
(1) a reference map capable of determining an assist torque that supplements the steering force from the steering torque; (2) amplifying the assist torque selected based on the turning direction of the steering wheel determined by the cut-in / turn-back determining means A current command value to the motor is determined based on a predetermined cutting gain or a predetermined switching back gain set to be larger than the predetermined cutting gain and (3) the steering torque detected by the steering torque detecting means. Current command means for
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
And a motor control unit that feedback-controls the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command unit and a motor current detected by the current detection unit.
[0015]
In a fourth aspect of the invention, the cut / return determination means determines whether the steering wheel is cut or returned based on the steering torque detected by the steering torque detection means and the rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detection means. To do. Then, by the current command means, (1) a reference map that can determine the assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and (2) the assist torque selected based on the turning direction of the steering wheel determined by the cut-in / turn-back determining means. Based on the predetermined cutting gain to be amplified or the predetermined switching gain set larger than the predetermined cutting gain, and (3) the steering torque detected by the steering torque detecting means, the current command value to the motor is decide. Further, the motor current flowing to the motor is detected by the current detection means, and the motor is fed back by the motor control means based on the deviation between the current command value determined by the current command means and the motor current detected by the current detection means. Control.
[0016]
In other words, the current command value determined by the current command means is (1) a reference map that can determine the assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and (2) the assist torque that is selected based on the turning direction of the steering wheel. This is based on the predetermined cutting gain or a predetermined switching gain set larger than the predetermined cutting gain, and (3) the steering torque detected by the steering torque detecting means. Thereby, when the steering wheel is turned, the assist torque determined from the steering torque based on the reference map is amplified by a predetermined cutting gain to determine the current command value, and when the steering wheel is turned back, the steering torque is Since the assist torque determined from the reference map is amplified by a predetermined switchback gain that is set to be larger than the predetermined cutting gain, the current command value can be determined. ) And the steering feeling (return feeling) at the time of switching back, a good motor current and thus assist torque can be set. Therefore, there is an effect that it is possible to improve the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel.
[0017]
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to claim 5, in claim 4,
Having a speed sensor for detecting the vehicle speed, and when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero,
The current command means sets the predetermined switchback gain to a value equal to or less than the predetermined switch gain regardless of the turning direction of the steering wheel determined by the switchback determination section. Characteristic.
[0018]
According to the fifth aspect of the present invention, when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero, the current command means has a predetermined return gain regardless of the steering wheel turning direction determined by the turning back / return determining means. Therefore, the predetermined cutback gain selected when the steering wheel is turned back can be set low to a predetermined cut gain value or a lower value. As a result, it is possible to prevent self-excited oscillation that is likely to occur at the time of switching back when the vehicle speed is substantially zero. Therefore, even when the vehicle speed is substantially zero, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electric power steering apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, an electric power steering apparatus provided in a vehicle such as an automobile will be described as an example of the electric power steering apparatus of the present invention.
[0022]
[First embodiment]
First, the main electrical configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the electric power steering apparatus 10 according to this embodiment mainly includes a steering wheel, a steering shaft coupled to the steering wheel, a torque sensor 11, a vehicle speed sensor 12, and a steering angle sensor. ECU 15 composed of a sensor group 13 and the like, a CPU 16, an interface 17 and the like, a motor drive circuit 18 controlled by the ECU 15, a motor M connected to the motor drive circuit 18 and capable of generating assist torque, and the motor M And a steering gear box that is driven by the assist torque. The steering wheel, steering shaft and steering gear box are not shown.
[0023]
The torque sensor 11 detects a steering torque, and is detected based on a torsion amount of a torsion bar or the like that connects an input shaft connected to a steering wheel of a vehicle and an output shaft connected to a steering mechanism so as to be relatively rotatable. is doing. The detected steering torque is input to the ECU 15.
[0024]
The vehicle speed sensor 12 detects the vehicle speed, and the detected vehicle speed is also input to the ECU 15.
The steering angle sensor 13 detects the steering angle, that is, the rotation angle of the steering wheel, and can obtain the rotation speed of the steering wheel by differentiating the steering angle with time, and detects the increase or decrease of the angle. Thus, the rotation direction can be obtained. The detected steering angle is also input to the ECU 15.
[0025]
The CPU 16 provided in the ECU 15 determines a current command value to be sent to the motor drive circuit 18 based on the steering torque, the vehicle speed, and the steering angle input via the interface 17, and outputs them to the motor drive circuit 18.
[0026]
The motor drive circuit 18 outputs a drive current corresponding to the current command value sent from the CPU 16 to the motor M by the PWM circuit. Thereby, the motor M generates an assist torque for assisting the steering force, or generates a torque for restoring the steering wheel.
[0027]
Next, the configuration and operation of the motor control unit 20 that controls the ECU 15, the motor drive circuit 18, and the motor M will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus 10 mainly includes a phase compensation unit 21, a cut-in / turn-out determination unit 22, a cut-in assist map 23 a, a switch-back assist map 23 b, a switching unit 24, and a PI control unit 25. The motor current detection unit 27 and the addition unit 29 are included. In addition, these are implement | achieved by the software calculated by CPU16 of ECU15 mentioned above except the motor electric current detection part 27. FIG.
[0028]
The phase compensation unit 21 advances the phase of the torque sensor output output from the torque sensor 11 and performs a phase advance process for increasing the response to the torque sensor output.
The cut-in / turn-back determining unit 22 determines whether the steering wheel is turned in or out, and the torque sensor output output from the torque sensor 11 and the rotation direction of the steering wheel based on the steering angle output from the steering angle sensor 13 are determined. A determination process based on the determination is performed.
[0029]
That is, as shown in FIG. 3, the combination of the sensor output code (steering torque code) output from the torque sensor 11 and the sensor output code (rotation direction code) output from the steering angle sensor 13 is combined. If both codes are the same code, it is determined as “cut-in”, and if both codes are different codes, it is determined as “switch-back”. The sensor output output from the torque sensor 11 is given a plus sign (right direction) or a minus sign (left direction) depending on the twist direction of the torsion bar. The sensor output output from the steering angle sensor 13 is given a plus sign (right direction) or a minus sign (left direction) depending on the rotation direction of the steering wheel.
[0030]
The cutting assist map 23a and the switching back assist map 23b determine assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and are set as shown in FIG. 4 (A), for example, when the vehicle speed is 40 km / h.
That is, as shown in FIG. 4 (A), a characteristic associated with the torque sensor output (TS) so as to generate a predetermined assist torque (Tmo) (current command value) is given. The cut assist map 23a is set so as to draw a curve plotted with white circles (◯), and the cutback assist map 23b is set so as to draw a curve plotted with black triangles (▲) at the time of cutback.
[0031]
Thus, unlike the conventional single assist map as shown in FIG. 4B, different assist maps depending on the turning direction of the steering wheel, that is, the cutting assist map 23a. Since the switchback assist map 23b is provided, the current command value can be determined based on the switch assist map 23a and the steering torque when the steering wheel is turned. When the steering wheel is turned back, the switchback assist map 23b is used. The current command value can be determined based on the assist map 23b and the steering torque.
[0032]
In other words, the steering assist torque (current command value) for switching back gives a hysteresis characteristic that is larger than the assist torque for cutting (current command value), and the steering assist characteristic close to that of a power steering device using hydraulic power is provided. It is given to gearboxes.
[0033]
The switching unit 24 selects the cutting assist map 23a or the switching back assist map 23b based on the turning direction of the steering wheel determined by the cutting / cutback determining unit 22. When the determination result by the cut / return determination unit 22 is “cut”, the cut assist map 23a is selected, and when the determination result is “cut back”, the switch assist map 23b is selected. .
[0034]
Here, each process by the above-described cut-in / turn-out determination unit 22, the cut-in assist map 23a, the switch-back assist map 23b, and the switching unit 24 will be described as a series of current command value calculation processes based on the flowchart shown in FIG.
The steering torque acquisition process in step S101 obtains a sensor output from the torque sensor 11, and the steering torque code detection process in step S102 is performed based on this sensor output. In the steering torque sign detection process, as described above, a plus sign (right direction) or a minus sign (left direction) is obtained from the twist direction of the torsion bar.
[0035]
In the steering angle acquisition process in step S103, a sensor output is obtained from the steering angle sensor 13. Based on this sensor output, the rotation direction code detection process in step S104 is performed. In the rotation direction code detection process, as described above, a plus sign (right direction) or a minus sign (left direction) is acquired from the rotation direction of the steering wheel. Steps S103 and S104 are processed in parallel with steps S101 and S102.
[0036]
In step S105, based on the steering torque code detected in step S102 and the rotational direction code detected in step S104, it is determined whether both codes are the same code or different codes. That is, this is a process for determining whether the steering wheel has been turned in or returned by the determination method described with reference to FIG.
[0037]
If the sign is the same, the steering wheel is in the cut-in state. Therefore, the cut-in assist map 23a is selected in step S106. If the sign is different, the steering wheel is in the cut-back state. 23b is selected.
[0038]
In step S108, an assist calculation is performed based on the assist map selected in step S106 or step S107 and the steering torque acquired in step S101, and a current command value to be output to the PI control unit 25 is determined. The above-described cutting assist map 23a, switching back assist map 23b, and switching unit 24 correspond to “current command means” recited in the claims.
[0039]
The PI control unit 25 performs proportional-integral control based on the difference between the motor current and the current command value that is calculated and output from the addition unit 29 positioned in the preceding stage, and sends the control output to the motor drive circuit 18. Is.
The motor current detection unit 27 is a current sensor that detects the motor current flowing through the motor M, and sends the sensor output to the addition unit 29.
[0040]
As described above, according to the motor control unit 20 of the electric power steering apparatus 10 according to the present embodiment, the switching unit 24 selects the steering wheel turning direction determined by the cut-in / turn-back determination unit 22. The current command value is determined based on the turning assist map 23a or the turning back assist map 23b and the steering torque detected by the torque sensor 11. Thus, the current command value is determined based on the cutting assist map 23a and the steering torque when the steering wheel is turned on, and based on the switching back assist map 23b and the steering torque when the steering wheel is turned back. Therefore, it is possible to set a good motor current and an assist torque corresponding to the steering feeling at the time of cutting (build-up feeling) and the steering feeling at the time of returning (return feeling), respectively. Therefore, there is an effect that it is possible to improve the steering sensation of both the turning and turning back of the steering wheel.
[0041]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The electric power steering apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the electric power steering apparatus 10 according to the first embodiment described above, but the motor control that controls the ECU 15, the motor drive circuit 18, and the motor M is provided. The difference between the motor control unit 20 and the motor control unit 20 is that the unit 30 includes an annealing process 32 corresponding to a delay unit. Therefore, substantially the same components as those of the motor control unit 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0042]
As shown in FIG. 6, the motor control unit 30 includes an annealing process 32 between the cut-in / turn-back determination unit 22 and the switching unit 24.
This annealing process 32 is provided for the purpose of lowering the speed at which the cutting assist map 23a and the switching back assist map 23b are selected to a predetermined value or less. For example, the transfer function G shown in the following equation (1) is used. Based on. As a result, the operation of the low-pass filter (hereinafter referred to as “LPF”) capable of removing a frequency component (hereinafter referred to as “predetermined high-frequency component”) higher than the cutoff frequency fc represented by the expression (2) is calculated. Can be realized. In the series of current command value calculation processes according to the first embodiment described with reference to FIG. 5, the smoothing process 32 is executed between steps S106 and S107, and step S108. is there.
[0043]
G = 1 / (Ts + 1) (1)
fc = 1 / 2πT (2)
Here, T indicates a sampling time, and s indicates an operation symbol (time differential symbol).
[0044]
  That is, the cutting assist map 23a and the cutback assist map 23b are selected by the annealing process 32 set in this way.Time required forLess than (1 / fc) secondsUpInDelayTherefore, when the detected steering torque and the rotation direction of the steering wheel are in the vicinity of the threshold for determining the selection of both maps, or the steering torque and the rotation direction have a response speed exceeding (1 / fc) seconds. Even when the fluctuation component is included, these can be removed by the action of LPF.
[0045]
For example, as shown in FIG. 7B, when the switching determination value of the steering torque or the rotation direction of the steering wheel is in a hunting state that frequently fluctuates around the threshold Th, the switching is affected by the influence. Switching of the assist map by the unit 24 occurs. Therefore, it can be seen that the assist command value (current command value) also fluctuates frequently and includes a noise component (lower column in the figure).
[0046]
  On the other hand, as shown in FIG. 7A, in the motor control unit 30 of the second embodiment, the cutting assist map 23a and the switchback assist map 23b selected by the switching unit 24 are selected by the annealing process 32. DoTime required forLess than (1 / fc) secondsUpInDelayTherefore, when the detected steering torque and the rotation direction of the steering wheel are in the vicinity of the threshold value Th that determines the selection of both maps, and the response speed exceeding (1 / fc) seconds or less in the steering torque and the rotation direction. Even when a fluctuation component having a value of is included, these can be removed by the action of the LPF by the annealing process 32 (upper column in the figure). Thereby, the selection of the cutting assist map 23a and the switching back assist map 23b can be performed stably (the lower column in the figure). Therefore, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
[0047]
The annealing process 32 is not limited to the transfer function G according to the above-described equation (1), and the speed at which the cutting assist map 23a (cutting map) and the switching back assist map 23b (cutback map) are selected is predetermined. For example, a weighted average or moving average algorithm or a digital filter may be used as long as it can be reduced to a value below the value, and the same operations and effects as described above can be obtained.
[0048]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The electric power steering apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the electric power steering apparatus 10 according to the first embodiment described above, but the motor control that controls the ECU 15, the motor drive circuit 18, and the motor M is provided. The difference from the motor control unit 20 described above is that the unit 40 includes an assist map 42 and a function calculation unit 44 instead of the cutting assist map 23a and the switching back assist map 23b. Therefore, substantially the same components as those of the motor control unit 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0049]
As shown in FIG. 8, the assist map 42 is a cutting assist map having substantially the same characteristics as the above-described cutting assist map 23a.
[0050]
On the other hand, the function calculation unit 44 is provided between the assist map 42 and the switching unit 24. For example, the function calculation unit 44 calculates a function of the following equation (3).
Switch-back assist command value = vehicle speed coefficient x cutting assist command value (3)
Here, the vehicle speed coefficient is a value that varies depending on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12, and is set to 2.0 when the vehicle speed is 40 km / h, for example.
[0051]
As a result, a switchback assist command value (switchback current command value) obtained by multiplying the characteristics of the switch assist map 23a by 2.0 is plotted with a black triangle (▲) shown in FIG. A curve cutback assist map can be generated by function calculation.
[0052]
That is, the motor control unit 40 of the third embodiment can determine the cutting assist command value (cutting current command value) based on the cutting assist map 23a and the steering torque when the steering wheel is cut. When the steering wheel is turned back, the turning assist command value can be calculated by the above equation (3) to determine the turning back assist command value. It is possible to set a good motor current and an assist torque corresponding to the steering feeling (return feeling) at the time of return. In addition, the storage space of the memory device that stores the switchback assist map 23b and the like can be reduced by the amount that the switchback assist map 23b is not required. Therefore, in addition to the effect of improving the steering sensation of both the turning and turning back of the steering wheel, there is an effect of further reducing the device cost.
[0053]
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The electric power steering apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that of the electric power steering apparatus 10 according to the first embodiment described above, but the motor control that controls the ECU 15, the motor drive circuit 18, and the motor M is provided. It differs from the motor control unit 20 described above in that the unit 50 includes an assist map 52, a target gain setting unit 54, and an annealing process 56 instead of the cutting assist map 23a, the switching back assist map 23b, and the switching unit 24. . Therefore, substantially the same components as those of the motor control unit 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0054]
As shown in FIG. 9, the motor control unit 50 includes an assist map 52 in the subsequent stage of the phase compensation unit 21, the target gain setting unit 54 in the subsequent stage of the cut-in / turn-back determination unit 22, and the smoothing in the subsequent stage. Processing 56 is provided. A multiplication unit 58 that multiplies the output of the assist map 52 and the smoothing process 56 is positioned in front of the addition unit 29.
[0055]
The assist map 52 is a cutting assist map having substantially the same characteristics as the above-described cutting assist map 23a, and can determine a reference assist command value (reference current command value).
[0056]
The target gain setting unit 54 sets a predetermined cutting gain or a predetermined switching back gain based on the turning direction of the steering wheel determined by the cutting / cutback determination unit 22. For example, if the determination result by the cut / return determination unit 22 is “cut”, a cut gain of 1.0 is set, and if the determination result is “cutback”, a switchback gain of 1.2 is set. Perform gain setting processing.
[0057]
The annealing process 56 performs the same process as the annealing process 32 of the motor control unit 30 according to the second embodiment described above, and sets the set speed by the target gain setting unit 54 for setting the cutting gain and the switching back gain. It is provided for the purpose of lowering below the value. Specifically, there are a transfer function G according to the above-mentioned equation (1), a weighted average or moving average algorithm, a digital filter, and the like, which have the same effect as the LPF.
[0058]
The multiplication unit 58 multiplies the reference current command value output from the assist map 52 by the cut gain or the return gain processed by the annealing process 56. As a result, the reference current command value output from the assist map 52 is output to the adder 29 as a cut-in current command value or a switch-back current command value amplified by the cut-in gain or the return gain.
[0059]
For example, in the case of the fourth embodiment, since the cutting gain 1.0 and the switching back gain 1.2 are set, a current command value (assist command value) as shown in FIG. Is done. The characteristic of the current command value shown in FIG. 10 is the same as the current command value (assist command value) according to the first embodiment described with reference to FIG. ) Is set to a hysteresis characteristic that is larger than the cutting current command value (assist command value).
[0060]
That is, in the motor control unit 50 of the fourth embodiment, when the steering wheel is turned, the current command value (assist torque) determined by the assist map 52 from the steering torque is changed to the turning gain set to 1.0. When the steering wheel is turned back, the current command value (assist torque) determined by the assist map 52 from the steering torque is set to 1.2, which is larger than the cut gain. Since it can be amplified by the switchback gain and the switchback current command value can be determined, the steering feel at the time of cutting (build-up feeling) and the steering feeling at the time of switchback (feeling of return) are excellent. The motor current and thus the assist torque can be set. Therefore, there is an effect that it is possible to improve the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel.
[0061]
Further, in the motor control unit 50 of the fourth embodiment, the setting speed by the target gain setting unit 54 for setting the cutting gain and the switching back gain is lowered to a predetermined value or less by the annealing process 56, so that FIG. As shown in FIG. 11, a spike-like sudden change region that can occur in the assist command value when the steering angle changes suddenly from “cut” to “cutback” and from “cutback” to “cut” (FIG. 11 ( C) Waveforms in the middle α) can be removed. Thereby, as shown in FIG. 11 (B), a continuous assist command value can be generated. Therefore, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
[0062]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The electric power steering apparatus according to the present embodiment has the same configuration as the electric power steering apparatus 10 according to the first embodiment described above, and is substantially the same as the motor control unit 50 according to the fourth embodiment described above. Although the configuration is adopted, the motor control unit 50 is different in that the sensor output 62 of the vehicle speed sensor 12 is input to the target gain setting unit 54. Therefore, substantially the same components as those of the motor control unit 50 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the present embodiment, the assist map 52 is used as in the fourth embodiment, and the assist map 52 corresponds to “another map” that is neither a cut-in map nor a cut-back map.
[0063]
As shown in FIG. 12, the vehicle speed sensor output 62 output from the vehicle speed sensor 12 is input to the target gain setting unit 64 that is positioned between the cut-in / return determination unit 22 and the smoothing process 56. As a result, when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12 is substantially zero, the target gain setting unit 64 sets the predetermined switchback gain regardless of the turning direction of the steering wheel determined by the switchback determination unit 22. Set to a value of gain or less.
[0064]
That is, the target gain setting unit 64 performs a gain setting process shown in FIG.
In step S201, the determination flag output from the cut-in / return determination unit 22 is acquired, and in step S202, the determination flag value is detected. The determination flag value is set to “0” at the time of cutting and “1” at the time of switching back.
[0065]
On the other hand, in steps S203 and 204 processed in parallel with step S201 and step S202, a vehicle speed signal which is the vehicle speed sensor output 62 is acquired from the vehicle speed sensor 12, and a vehicle speed value is detected.
[0066]
In step S205, it is determined whether or not the vehicle speed value is zero. If the vehicle speed value is zero (Yes in S205), the target gain is set to G0 (eg, 1.0) in step S206. On the other hand, if the vehicle speed value is not zero (No in S205), it is determined whether or not the determination flag value is set to “0” in the next step S207.
[0067]
If the determination flag value is set to “0” by the determination of the determination flag value in step S207 (Yes in S207), the target gain is set to G0 (eg, 1.0) in step S208. On the other hand, if the determination flag value is not set to “0” (No in S207), the target gain is set to G1 (for example, 1.2) in Step S209.
[0068]
When the target gain setting process in steps S206, S208, and S209 is completed, the gain setting process is terminated.
[0069]
In the motor control unit 60 described above, when the vehicle value detected by the vehicle speed sensor 12 is zero, the target gain setting unit 64 sets the return gain regardless of the turning direction of the steering wheel determined by the cut / return determination unit 22. Is set to a value (1.0) that is equal to or less than the value (1.2) of the cutting gain, the switching gain that is selected when the steering wheel is switched back can be set to a value that is lower than the cutting gain. Thereby, when the vehicle value is substantially zero, the self-excited oscillation that is likely to occur at the time of switching back can be prevented because the target gain is set higher than necessary. Therefore, even when the vehicle value is substantially zero, there is an effect that the steering feeling of both the turning and turning back of the steering wheel can be further improved.
In each of the embodiments described above, the rotation direction of the steering wheel is obtained by the steering angle sensor 13, but other means may be employed. When the steering angle sensor 13 is used, the rotational speed is obtained based on the steering angle obtained from the sensor 13, and the rotational direction is obtained from this rotational speed. It is also possible to estimate the rotational speed of the steering wheel from a well-known voltage equation using the actual motor current, and to obtain the rotational direction from this estimated value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing main electrical configurations of an ECU and a motor drive circuit shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a determination table by a cut-in / turn-back determination unit constituting the motor control unit of the first embodiment.
FIG. 4 (A) is an explanatory diagram showing an example of an assist map by the motor control unit of the first embodiment, and FIG. 4 (B) is by a motor control unit of a conventional electric power steering apparatus. It is explanatory drawing which shows the example of a single assist map.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a current command value calculation process by the motor control unit of the first embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by an electric power steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7A and 7B are explanatory diagrams showing the effect of the annealing process of the motor control unit of the second embodiment. FIG. 7A shows a case where the annealing process is performed, and FIG. 7B shows a case where the annealing process is not performed. The characteristic diagram of each switching judgment value and assist command value is shown.
FIG. 8 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by an electric power steering apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by an electric power steering apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram of an assist command value by a target gain setting unit of the motor control unit of the fourth embodiment.
FIGS. 11A and 11B are explanatory diagrams showing effects of the smoothing process of the motor control unit according to the fourth embodiment. FIG. 11A shows a steering angle change example, and FIG. FIG. 11C is a characteristic diagram of the assist command value with respect to the steering angle when there is no smoothing processing.
FIG. 12 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by an electric power steering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing a flow of gain setting processing by a target gain setting unit of the motor control unit of the fifth embodiment.
FIG. 14 is a block diagram showing a main electrical configuration of a motor control unit by a conventional electric power steering apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Electric power steering device
11 Torque sensor (steering torque detection means)
12 Vehicle speed sensor
13 Steering angle sensor (Rotation direction detection means)
15 ECU
18 Motor drive circuit
20, 30, 40, 50, 60 Motor controller
21 Phase compensator
22 Infeed / return determination unit (Incision / return determination means)
23a Cutting assist map (cutting map, current command means)
23b Switchback assist map (switchback map, current command means)
24 switching part (current command means)
25 PI controller (motor control means)
27 Motor current detector (motor control means)
29 Adder (Motor control means)
32 Annealing (delay means)
42 Assist map (cutting map, current command means)
44 Function calculation section (Current command means)
52 Assist map (reference map, current command means)
54, 64 Target gain setting section (current command means)
56 Annealing
58 Multiplier (Current command means)

Claims (5)

ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップもしくは切戻しマップと、前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備え
前記電流指令手段は、
前記切込みマップおよび前記切戻しマップを選択するのに要する時間を所定時間以上に遅くする遅延手段を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
Steering torque detection means for detecting the steering torque;
A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on the steering torque detected by the steering torque detecting unit and the rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
A cutting map or a returning map that is selected based on the turning direction of the steering wheel determined by the cutting / cutback determining means and that can determine an assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and detected by the steering torque detecting means Current command means for determining a current command value to the motor based on the steering torque,
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
Motor control means for feedback-controlling the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command means and a motor current detected by the current detection means ,
The current command means includes
Electric power steering apparatus according to claim Rukoto a delay means to slow down the time required to select the cut map and the switchback mapped to more than a predetermined time.
車両速度を検出する速度センサを有し、この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、Having a speed sensor for detecting the vehicle speed, and when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero,
前記電流指令手段は、前記切込みマップ、前記切戻しマップ、または、前記切込みマップでも前記切戻しマップでもない他のマップ、のうちのいずれか一つと、前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定することを特徴とする請求項1記載の電気式動力舵取装置。The current command means includes any one of the cutting map, the switching back map, or another map that is neither the cutting map nor the switching map, and the steering torque detected by the steering torque detection means. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a current command value to the motor is determined based on.
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップと前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクとに基づいて決定する前記モータへの切込み電流指令値、および、この切込み電流指令値に所定演算を施して決定する前記モータへの切戻し電流指令値、のいずれか一方を前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
Steering torque detection means for detecting the steering torque;
A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on the steering torque detected by the steering torque detecting unit and the rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
A cutting current command value to the motor determined based on a cutting map that can determine an assist torque that supplements the steering force from the steering torque, and a steering torque detected by the steering torque detecting means, and the cutting current command value Current command means for selecting one of the switchback current command values to the motor determined by performing a predetermined calculation on the basis of the turning direction of the steering wheel determined by the cutback return determination means;
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
Electric power comprising: motor control means for feedback-controlling the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command means and a motor current detected by the current detection means. Steering device.
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方向検出手段と、
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定手段と、
(1) 前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な基準マップ、(2) 前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され前記アシストトルクを増幅する、所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の切戻し利得および(3) 前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク、に基づいて、前記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段と、
前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
An electric power steering apparatus including a motor that supplements a steering force based on a steering torque generated in a steering shaft,
Steering torque detection means for detecting the steering torque;
A rotation direction detecting means for detecting a rotation direction of the steering wheel;
A cut-in / back-out determining unit that determines whether the steering wheel is turned in or out based on the steering torque detected by the steering torque detecting unit and the rotation direction of the steering wheel detected by the rotation direction detecting unit;
(1) a reference map capable of determining an assist torque that supplements the steering force from the steering torque; (2) amplifying the assist torque selected based on the turning direction of the steering wheel determined by the cut-in / turn-back determining means A current command value to the motor is determined on the basis of a predetermined cutting gain or a predetermined switching return gain set larger than the predetermined cutting gain and (3) the steering torque detected by the steering torque detecting means Current command means for
Current detecting means for detecting a motor current flowing in the motor;
Electric power comprising: motor control means for feedback-controlling the motor based on a deviation between a current command value determined by the current command means and a motor current detected by the current detection means. Steering device.
車両速度を検出する速度センサを有し、この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、
前記電流指令手段は、前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方向にかかわらず、前記所定の切戻し利得を前記所定の切込み利得の値またはそれ以下の値に設定することを特徴とする請求項4記載の電気式動力舵取装置。
Having a speed sensor for detecting the vehicle speed, and when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is substantially zero,
The current command means sets the predetermined switchback gain to a value equal to or less than the predetermined switch gain regardless of the turning direction of the steering wheel determined by the switchback determination section. The electric power steering apparatus according to claim 4.
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