JP4089283B2 - Motor control device for electric power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをトルクセンサによって検出し、このトルク検出値に基づいて電動モータが供給するアシストトルクを制御する電動パワーステアリング装置のモータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電動モータの動力によってステアリングホイールに対する操舵を補助する電動パワーステアリング装置では、例えば、トルクセンサによって検出する操舵トルクと、車速センサによって検出する車速とに基づいてモータのアシストトルクを制御する操舵アシスト制御が行われる。
【0003】
この操舵アシスト制御では、操舵トルク及び車速に基づいてアシストトルクを設定し、このアシストトルクを発生するようにモータをフィードバック制御する。
【0004】
アシストトルクは、ある車速に対し、図5に二点鎖線で示すように、右操舵時と左操舵時とで、同一の操舵トルク値Ts1に対して同じ大きさとなるように設定される。
【0005】
このため、図6に二点鎖線で示すように、車両走行中での右操舵時と左操舵時とで、同一のステアリング操舵角値θ1に対して必要な操舵トルクTsの値(絶対値)が等しくなる。なお、この操舵トルク−操舵角特性は、操舵輪にセルフアライニングトルクが働くある車速で走行中の車両において、あるステアリング操舵角値θ1に対して操舵輪に働くセルフアライニングトルクに基づく逆操舵力に対して必要な操舵トルクTsを示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図4に実線で示すように、実際のトルクセンサにはオフセット誤差が存在し、右操舵時と左操舵時とで同一の操舵トルク値Ts1に対する出力値に差が生じる。また、このオフセット誤差は、センサ個体間でばらつく上に、温度変化に伴ってドリフトする。
【0007】
このようにオフセット誤差を持ったトルクセンサを用いた場合、図5に実線で示すように、右操舵時と左操舵時とで、同一の操舵トルク値Ts1に対して生成されるアシストトルクTaに差が発生する。
【0008】
その結果、図7に示すように、走行中の車両において、右操舵時と左操舵時とで、同一のステアリング操舵角θに対して必要な操舵トルクTsの値に差が生じ、運転者に違和感を与えることになる。
【0009】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステアリングホイールの右操舵時と左操舵時でトルクセンサが検出する操舵トルクにオフセット誤差がある場合でも、走行中の車両における操舵トルクに左右操舵時で差が発生し難いようにすることができる電動パワーステアリング装置のモータ制御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、電動モータが発生するアシストトルクを、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサの検出値を用いて制御する電動パワーステアリング装置のモータ制御装置において、ステアリング操舵角が、操舵輪にセルフアライニングトルクがほぼ働かない中立操舵状態であるか否かを判定する操舵角判定手段と、車速が、操舵輪にセルフアライニングトルクが働く車速域であるか否かを判定する車速判定手段と、ステアリングホイールが右操舵中であるか否か、又は、左操舵中であるか否かを判定する操舵方向判定手段と、車速が前記車速域であるときに、ステアリングホイールが右操舵されるときの前記中立操舵状態での操舵トルクの右操舵時検出値と、右操舵とほぼ等しい操舵角速度で左操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクの左操舵時検出値との中間値を求める補正値取得手段と、前記中間値を操舵トルクのオフセット誤差として前記操舵トルクの検出値を補正する補正手段とを備え、
前記補正値取得手段は、ステアリングホイールの操舵角速度が、操舵に伴って発生する操舵反力がほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵角速度域であるか否かを判定する操舵角速度判定手段と、前記操舵角速度域の操舵角速度で右操舵されたときの前記中立操舵状態での操舵トルクの右操舵時検出値と、同じく前記操舵角速度域の操舵角速度で左操舵されたときの中立操舵状態での操舵トルクの左操舵時検出値との中間値を求める中間値取得手段とからなり、前記補正手段によって補正された補正トルク検出値を用いて前記アシストトルクを制御することを特徴とする。
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、走行中の車両の車速が、操舵輪にセルフアライニングトルクが働く車速域であるときには、ステアリングホイールの操舵に必要な操舵トルクは、セルフアライメントトルクによる逆操舵力に加え、操舵系の摩擦抵抗による操舵反力、さらに、操舵系の粘性抵抗による操舵反力に対向して生成される。一方、セルフアライメントトルクがほぼ働かない車速域であるか、車両停止中である場合には、操舵トルクは、操舵輪が受ける路面抵抗による操舵反力に、操舵系の摩擦抵抗による操舵反力、さらに、操舵系の粘性抵抗による操舵反力に対抗して生成される。
【0012】
操舵輪にセルフアライメントトルクが働く車速域であっても、ステアリング操舵角が操舵輪にセルフアライメントトルクがほぼ働かない中立操舵状態のときの操舵トルクは、操舵系の摩擦抵抗による操舵反力、さらに、操舵系の粘性抵抗による操舵反力に対向して生成される。さらに、操舵系の摩擦抵抗は、ステアリングホイールが操舵されていない状態で作用する静止摩擦によるものと、ステアリングホイールが操舵されている状態で作用する運動摩擦によるものとがある。静止摩擦による摩擦抵抗は、ステアリングホイールに実際に加えられる操舵トルクに応じて大きさが変化し、運動摩擦による摩擦抵抗は、操舵角速度に関係ないほぼ一定の大きさとなる。また、粘性抵抗は、ステアリングホイールが操舵されている状態で作用するが、操舵角速度が低い所定領域では摩擦抵抗に比較して十分に小さいが、操舵角速度が大きくなるにつれて摩擦抵抗とともに操舵反力を生成する。
【0013】
この摩擦抵抗がほぼ運動摩擦のみによって生成される所定の操舵角速度域でステアリングホイールが操舵されるときには、中立操舵状態での操舵トルクは右操舵時と左操舵時とでほぼ等しくなる。又、粘性抵抗による操舵反力は、ステアリングホイールの操舵角速度に応じてその大きさが変化するものの、右操舵と左操舵の操舵角速度がほぼ等しいときには、中立操舵状態での操舵トルクは右操舵時と左操舵時とでほぼ等しくなる。また、セルフアライメントトルクがほぼ働かない車速域であるか、車両が停止中である場合には、ステアリング操舵角が操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクは、そのときの操舵角速度に応じて異なる大きさとなる。このため、トルクセンサにオフセット誤差がない場合には、操舵輪にセルフアライメントトルクが働く車速で走行中のときに、右操舵時と左操舵時とで共に中立操舵状態での操舵トルクの検出値はほぼ等しくなる。
【0014】
一方、トルクセンサにオフセット誤差があると、中立操舵状態での両操舵トルクの検出値が、オフセット誤差に対応する分だけいっしょにずれる。このとき、右操舵時の操舵トルクの右操舵時検出値と、左操舵時の操舵トルクの左操舵時検出値との一方がオフセット誤差分だけ大きくなると、両検出値の他方がオフセット誤差分だけ小さくなる。
【0015】
このため、右操舵時及び左操舵時の中立操舵状態での両操舵トルクの検出値の中間値は、トルクセンサのオフセット誤差に対応した操舵トルクのオフセット誤差に相当する。従って、操舵トルクの検出値を、求めたオフセット誤差を用いて補正すると、トルクセンサのオフセット誤差に基づく操舵トルクのオフセット誤差が取り除かれる。
【0018】
又、請求項に記載の発明によれば、操舵輪にセルフアライニングトルクがほぼ働かない車速域のときに、操舵反力がほぼ操舵系の摩擦抵抗によるものとなる所定の操舵角速度域の操舵角速度でステアリングホイールが操舵されるときには、中立操舵状態での摩擦抵抗による操舵反力は右操舵時と左操舵時とでほぼ等しくなる。このため、右操舵時の操舵角速度と左操舵時の操舵角速度がほぼ等しくなくても、共に所定の操舵角速度域の範囲であれば中立操舵状態での操舵トルクはほぼ等しくなる。従って、右操舵時及び左操舵時の中立操舵状態での操舵トルクの検出値を取得する機会が拡大するので、トルクセンサのオフセット誤差に基づく操舵トルクのオフセット誤差をより迅速に取得することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図1〜図8に従って説明する。
【0022】
図2に示すように、電動パワーステアリング装置10は、モータ制御装置11、モータ駆動装置12、電動モータ(以下、モータと略称する。)13、トルクセンサ14、車速センサ15、操舵角センサ16、電流センサ17等によって構成されている。本実施の形態では、モータ制御装置11が、操舵角判定手段、車速判定手段、操舵方向判定手段、補正値取得手段、補正手段、操舵角速度判定手段及び中間値取得手段である。
【0023】
トルクセンサ14は、ステアリングシャフト18に設けられたトーションバー19の捩れから、ステアリングホイール20に加えられる操舵トルクTsを検出し、モータ制御装置11に出力する。トルクセンサ14は、図4に二点鎖線で示すように、右操舵及び左操舵に伴ってステアリングホイール20に加えられる操舵トルクTsに対し、ほぼ正比例する電圧信号を出力する。
【0024】
車速センサ15は、前輪28の回転から車速Vを検出し、モータ制御装置11に出力する。操舵角センサ16は、ステアリングホイール20のステアリング操舵角θを検出し、モータ制御装置11に出力する。電流センサ17は、モータ13の運転状態に応じて変化するモータ電流Idを検出し、モータ制御装置11に出力する。
【0025】
モータ制御装置11はマイクロコンピュータからなり、操舵トルクTs、車速V、ステアリング操舵角θ及びモータ電流Idに基づいてモータ制御信号Imを生成し、モータ駆動装置12に出力する。
【0026】
モータ駆動装置12はモータ制御信号Imに基づいてモータ13を駆動制御する。
モータ13は、ステアリングシャフト18に固定された減速ギヤ21を、その回転軸に固着された駆動ギヤ22で駆動する。ステアリングホイール20の操舵に伴ってステアリングシャフト18が回転すると、減速ギヤ21に固着されたピニオンシャフト23が一体回転し、ピニオンシャフト23の先端に固着されたピニオンギヤ24がラック25を作動させる。ラック25は、タイロッド26を介してナックル27を回動させ、ナックル27に支持されている前輪28を操舵する。
【0027】
また、モータ13が回転すると、その回転は減速ギヤ21を介してピニオンシャフト23に伝達され、ピニオンギヤ24を介してラック25に伝達される。
そして、ステアリングホイール20が操舵されるときにモータ13が運転されると、ステアリングホイール20に加えられる操舵トルクTsによる操舵力に加え、モータ13が供給するアシストトルクによる操舵力によって前輪28が操舵される。
【0028】
次に、モータ制御装置11を、図3のブロック線図を用いて説明する。
モータ制御装置11は、トルク補正部30、アシストトルク演算部31、指令電流設定部32、トルク制御部33、モータ制御部34、減算部35等を備えている。この内、トルク補正部30は本発明の新規な構成部分であるが、トルク補正部30を除く残りの構成部分は公知のものである。
【0029】
トルク補正部30は、車速V及びステアリング操舵角θに基づき、トルクセンサ14が検出する操舵トルクTsを補正した補正操舵トルク(補正トルク検出値)Ts*を生成する。この補正操舵トルクTs*は、操舵トルクTsからトルクセンサ14のオフセット誤差が除かれたものである。トルク補正部30については、後で詳述する。
【0030】
アシストトルク演算部31は、補正操舵トルクTs*及び車速Vに基づいてアシストトルク(目標アシストトルク)Taを求める。アシストトルクTaは、車速Vに応じて設定されるとともに、ある車速Vに対し、図5に示すように、右操舵又は左操舵に伴う操舵トルクTsの増大に伴って累進的に増大するように設定される。また、ある車速Vに対し、右操舵時と左操舵時とで同一の操舵トルクTsに対して同一のアシストトルクTaが設定される。
【0031】
指令電流設定部32は、アシストトルクTaに基づいて指令モータ電流Im*を設定する。
減算部35は、指令モータ電流Im*とモータ電流Idとの電流差分値ΔImを求める。
【0032】
トルク制御部33は、電流差分値ΔImに基づき、PI制御等の公知のフィードバック制御によって、モータ電流Idを指令モータ電流Im*に近づけるようにモータ電圧信号Vmを生成する。
【0033】
モータ制御部34は、モータ電圧信号Vmに基づいてモータ制御信号Imを生成し、モータ駆動装置12に出力する。
以上のように構成されたモータ制御装置11は、操舵トルクTs及び車速Vに基づき、モータ13が発生するトルクをアシストトルクTaに制御する操舵アシスト制御を行う。
【0034】
この操舵アシスト制御により、セルフアライニングトルクが前輪28に働く車速Vで走行中の車両において、ステアリング操舵角θに対する操舵トルクTsは、図6に二点鎖線で示すように変化する。
【0035】
これは、車両走行中に、操舵状態の前輪28に対しその前輪操舵角(スリップ角)に応じた大きさで加わるセルフアライニングトルクに基づく逆操舵力に釣り合う全操舵力の内、ステアリングホイール20に加えられる操舵トルクTsのステアリング操舵角θに対する関係を示す。
【0036】
セルフアライニングトルクは、ステアリング操舵角θが大きくなるほど大きくなる特性を示す。このため、操舵トルクTsは、図5に示すように操舵トルクTsに対して設定されるアシストトルクTaの結果、ステアリング操舵角θが「0」に近いほど大きく変化し、反対に、ステアリング操舵角θ(絶対値)が大きいほどより小さく変化する特性となる。
【0037】
実際には、この操舵トルク−ステアリング操舵角特性は、図6に実線で示すように、操舵系の静摩擦力に基づくヒステリシスをもつ。すなわち、ステアリングホイール20の操舵に伴い、その操舵に対向する向きの操舵反力が操舵系の摩擦抵抗によって生成され、この摩擦抵抗に対する操舵トルクTsが生じる。この結果、ステアリング操舵角θが前輪28のスリップ角がほぼ「0」となる中立操舵状態であって、セルフアライニングトルクが前輪28に働かない状態であっても、右操舵時及び左操舵時に伴って中立操舵状態で操舵トルクTsが必要となる。
この中立操舵状態での操舵トルクTsは、右操舵時及び左操舵時でほぼ等しくなる。これは、右操舵時及び左操舵時で、操舵系の摩擦抵抗がほぼ等しいためである。
【0038】
なお、前輪28に働くセルフアライニングトルクが操舵系の摩擦抵抗に比較して十分に小さい車速Vで走行中の車両、又は、停止中の車両においては、ステアリング操舵角θに対する操舵トルクTsの特性は、図8に示すように、ステアリング操舵角θに関係なくほぼ一定となる。これは、ステアリングホイール20の操舵に伴って発生する操舵反力がほぼ路面との摩擦抵抗によるものとなり、しかも、この摩擦抵抗がステアリング操舵角θに関係なくほぼ一定となるためである。また、この状態では、あるステアリング操舵角θからステアリングホイール20を操舵したとき、操舵トルクTsは、図8に示すように、ステアリング操舵角θに関係なく「0」から立ち上がる。そこで、ステアリング操舵角θが「0」のときの操舵トルクTsは、そのときの操舵が開始されたステアリング操舵角θに応じて異なる値となる。
【0039】
さらに、操舵トルク−ステアリング操舵角特性には、図6に破線で示すように、操舵系のグリース等の粘性抵抗に基づくヒステリシスがある。このヒステリシスは、摩擦抵抗に基づくヒステリシスと異なり、ステアリングホイール20の操舵角速度が大きいほど大きくなる。
【0040】
ここで、トルクセンサ14にオフセット誤差があると、例えば図4に実線で示すように、右操舵時と左操舵時とで、同一の操舵トルク値Ts1に対する出力値に差が生じる。このため、操舵トルクTsに対して生成されるアシストトルクTaの関係が、図5に実線で示すように偏り、同一の操舵トルク値Ts1に対して生成されるアシストトルクTaの値に、右操舵時と左操舵時とで差ができる。
【0041】
その結果、図7に示すように、操舵トルク−操舵角特性が偏り、同一のステアリング操舵角値θ1に対して必要な操舵トルクTsの値には、右操舵時と左操舵時とで差ができる。
【0042】
トルク補正部30は、ステアリングホイール20が右操舵されているときの中立操舵状態での操舵トルクTsの右操舵時検出値と、同じく左操舵されているときの中立操舵状態での操舵トルクTsの左操舵時検出値との平均値(中間値)を求める。そして、この平均値を操舵トルクのオフセット誤差として操舵トルクTsの検出値を補正する。
【0043】
トルク補正部30は、ステアリング操舵角θ及び車速Vに基づき、ステアリングホイール20の操舵に伴って発生する操舵反力が、ほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵角速度域であるか否かを判定する。そして、その操舵角速度域の範囲で右操舵されたときの中立操舵状態での操舵トルクTsの右操舵時検出値と、同じくその操舵角速度域の範囲で左操舵されたときの中立操舵状態での操舵トルクTsの左操舵時検出値との平均値を求める。
【0044】
次に、モータ制御装置11がトルク補正部30として行う操舵トルク補正処理について詳述する。
操舵トルク補正処理では、図1に示すように、先ず、S100で、トルクセンサ14が検出する操舵トルクTsのトルク検出値Tspに次式(1)を用いてローパスフィルタ(LPF)処理を行い、ノイズを除去したLPF後補正トルク値Tnを求める。
【0045】
Tn=Tsp・α+(1−α)T(n−1) … (1)
T(n−1):前回の処理で求めたLPF後補正トルク値
α:LPF時定数
次に、S101で、そのときのステアリング操舵角θが、車両の走行中に前輪28にほぼセルフアライニングトルクが働かない−5°<θ<+5°の範囲の中立操舵状態の範囲内にあるか否かを判定する。なお、この中立操舵状態の範囲は、−5°<θ<+5°に限らず、例えば、±2や±3のより狭い範囲であってもよい。
【0046】
S101で肯定判定したときには、次にS102で、そのときの車速Vが、ステアリング操舵角θに関係なく前輪28にセルフアライニングトルクがほぼ働かない20km/hまでの車速範囲を越えるか否かを判定する。
【0047】
S102で肯定判定したときには、次にS103で、ステアリング操舵角θの変化率から操舵方向及びステアリング角速度ωを求め、ステアリングホイール20が1rad/sec.<ω<1.5rad/sec.の操舵角速度範囲内のステアリング角速度ωで右操舵されている状態であるか否かを判断する。この操舵角速度範囲は、ステアリングホイール20の操舵に伴って発生する操舵反力が、ほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される範囲である。また、この操舵角速度範囲では、車両の挙動が落ち着き、中立操舵状態での操舵反力がセルフアライニングトルクによらないものとなる。
【0048】
S103で肯定判定したときには、次にS104で、次式(2)を用いてLPF後補正トルク値Tnをなまし処理した右操舵中立トルク値(右操舵時検出値)Trを求め、その後にS107を実行する。
【0049】
Tr=β・Tn+(1−β)・T(r−1) … (2)
T(r−1):前回の右操舵中立トルク値
β:忘却係数
S100〜S104の処理により、車速Vが前輪28にセルフアライニングトルクが働く車速域である車両の運転状態において、ステアリングホイール20が右操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクTsの右操舵中立トルク値Trを求める。この右操舵中立トルク値Trは、右操舵時に中立操舵状態において、ほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵反力に対する操舵トルクTsの検出値となる。
【0050】
一方、S103で否定判定したときには、次にS105で、ステアリング操舵角θの変化率から操舵方向及びステアリング角速度ωを求め、ステアリングホイール20が1rad/sec.<ω<1.5rad/sec.の操舵角速度範囲内のステアリング角速度ωで左操舵されている状態であるか否かを判断する。
【0051】
S105が肯定判定したときには、次にS106で、次式(3)を用いてLPF後補正トルク値Tnをなまし処理した左操舵中立トルク値(左操舵時検出値)Tlを求め、その後にS107を実行する。
【0052】
Tl=β・Tn+(1−β)・T(l−1) … (2)
T(l−1):前回の左操舵中立トルク値
β:忘却係数
S100〜S102,S105,S106の処理により、車速Vが前輪28にセルフアライニングトルクが働く車速域である車両の運転状態において、ステアリングホイール20が左操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクTsの左操舵中立トルク値Tlを求める。この左操舵中立トルク値Tlは、左操舵時に中立操舵状態において、ほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵反力に対する操舵トルクTsの検出値となる。
【0053】
S107では、右操舵中立トルク値Trと左操舵中立トルク値Tlの左右平均トルク値(中間値)Tmを次式(4)のように求める。
Tm=(Tr+Tl)/2 … (4)
S107の次にS108で、次式(5)を用いて左右平均トルク値Tmをなまし処理したトルクオフセット値Tosを求める。
【0054】
Tos=γ・Tm+(1−γ)T(os−1) … (5)
T(os−1):前回のトルクオフセット値
γ:忘却係数
お S107,S108の処理により、右操舵中立トルク値Tr及び左操舵中立トルク値Tlの左右平均トルク値Tmから求めたトルクオフセット値Tosを操舵トルクTsのオフセット誤差とする。
【0055】
S108の次にS109で、トルク検出値Tspにトルクオフセット値Tosを加算した補正操舵トルクTs*を次式(6)のように求める。
Ts*=Tsp+Tos … (6)
次に、以上詳述した本実施形態が有する効果を列記する。
【0056】
(1) 前輪28にセルフアライニングトルクが働く車速Vで走行中の車両においてステアリングホイール20が右操舵及び左操舵されるときに、セルフアライニングトルクが働かない中立操舵状態での操舵トルクTsのトルク検出値Tsp(右操舵中立トルク値Tr、左操舵中立トルク値Tl)をそれぞれ取得する。
このときの各操舵トルクTsは、操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵反力に対して必要な大きさとなる。
【0057】
この両操舵トルクTsの検出値の左右平均トルク値(中間値)Tmを求め、この左右平均トルク値Tmをなまし処理した値をトルクオフセット値(オフセット誤差)Tosとして操舵トルクTsのトルク検出値Tspを補正する。
【0058】
そして、この補正操舵トルクTs*に基づいてモータ13のアシストトルクTaを制御するようにした。
その結果、ステアリングホイール20の右操舵時及び左操舵時でトルクセンサ14が検出する操舵トルクTsにオフセット誤差がある場合でも、走行中の車両における操舵トルクTsに左右操舵時で差が生じ難いようにすることができる。従って、例えば、運転者に操舵時に伴う違和感を与えにくい。
【0059】
(2) ステアリングホイール20のステアリング角速度ωが、操舵に伴って発生する操舵反力がほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵角速度域の範囲であることを検出する。そして、この操舵角速度域の範囲でステアリングホイール20が右操舵及び左操舵されたときのそれぞれの中立操舵状態でのトルク検出値Tsp(右操舵中立トルク値Tr、左操舵中立トルク値Tl)の左右平均トルク値Tmを求めるようにした。
【0060】
このため、右操舵時と左操舵時との中立操舵状態でのステアリング角速度ωに差があっても、共に所定範囲の操舵角速度域に入っていれば中立操舵状態での実際の操舵トルクTsはほぼ等しくなる。
【0061】
従って、右操舵時及び左操舵時に中立操舵状態でのトルク検出値Tspを取得する機会が拡大するので、トルクセンサ14のオフセット誤差に基づく操舵トルクTsのオフセット誤差をより速やかに解消することができる。
【0062】
(3) ステアリング操舵角θが中立操舵状態であり、かつ、セルフアライニングトルクが前輪28に働き得る車速域である条件が成立する毎に、右操舵時及び左操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクTsのトルク検出値Tspから新たな左右平均トルク値Tmさらにトルクオフセット値Tosを逐次求めるようにした。そして、新たに求めたトルクオフセット値Tosを用いてトルク検出値Tspを補正するようにした。このため、車両走行中に、そのときのトルクセンサ14のオフセット誤差に応じた操舵トルクTsのトルクオフセット値Tosが取得され、この新たなトルクオフセット値Tosを用いてトルク検出値Tspが補正される。
【0063】
従って、トルクセンサ14のオフセット誤差に温度ドリフトがあっても、走行中の車両における操舵トルクTsに左右操舵時で差が生じにくいようにすることができる。
【0064】
次に、上記一実施形態以外の実施形態を列記する。
・ 前記一実施形態で、モータ制御装置11がトルク補正部30として行う中立トルク補正処理を、トルクセンサ14の各個体毎に予め設定されている固定のトルクオフセット値Tosを用いて、そのトルクセンサ14が出力する操舵トルクTsの検出値を補正する処理内容とする。この場合には、前記一実施形態の(1),(2)に記載した各効果に加え、トルクセンサ14のオフセット誤差の温度ドリフトがそれほど大きくないときに、ステアリング操舵角θに対する操舵トルクTsが右操舵時と左操舵時とで差が生じ難いようにすることができる。
【0065】
・ 前記一実施形態の中立トルク補正処理において、ステアリングホイール20が右操舵又は左操舵されるときのステアリング角速度ωが、操舵に伴って発生する操舵反力が操舵系の摩擦抵抗に加えて潤滑用グリースなどによる操舵系の粘性抵抗によっても生成される操舵角速度域であるか否か判定する。そして、ステアリング角速度ωがその操舵角速度域の範囲内であったときには、その操舵方向に応じて右操舵中立トルク値Tr又は左操舵中立トルク値Tlを生成する。次に、このステアリング角速度ωと等しいステアリング角速度ωで逆方向に操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクTsの検出値から、右操舵中立トルク値Tr又は左操舵中立トルク値Tlを生成する。そして、同一のステアリング角速度ωで右操舵及び左操舵されたときに生成した右操舵中立トルク値Tr及び左操舵中立トルク値Tlから左右平均トルク値Tmさらにトルクオフセット値Tosを生成する。このような構成の場合には、前記一実施形態の(1),(2)に記載した各効果がある。
【0066】
・ 前記一実施形態で、ステアリングホイール20が中立操舵状態、操舵方向、操舵角速度を、前輪28の操舵角を検出する操舵角センサの検出値から取得する構成としてもよい。
【0067】
・ 前記一実施形態で、加速度センサによって検出する車両の加速度から、モータ制御装置11が車速を演算する構成とする。
・ 本発明を具体化する電動パワーステアリング装置の形式は、コラムアシスト式に限らず、ラックアシスト式あるいはピニオンアシスト式であってもよい。
【0072】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ステアリングホイールの右操舵時と左操舵時でトルクセンサが検出する操舵トルクにオフセット誤差がある場合でも、走行中の車両における操舵トルクに左右操舵時で差が発生し難いようにすることができる。
又、請求項1に記載の発明によれば、操舵輪にセルフアライニングトルクがほぼ働かない車速域のときに、操舵反力がほぼ操舵系の摩擦抵抗によるものとなる所定の操舵角速度域の操舵角速度でステアリングホイールが操舵されるときには、中立操舵状態での摩擦抵抗による操舵反力は右操舵時と左操舵時とでほぼ等しくなる。このため、右操舵時の操舵角速度と左操舵時の操舵角速度がほぼ等しくなくても、共に所定の操舵角速度域の範囲であれば中立操舵状態での操舵トルクはほぼ等しくなる。従って、右操舵時及び左操舵時の中立操舵状態での操舵トルクの検出値を取得する機会が拡大するので、トルクセンサのオフセット誤差に基づく操舵トルクのオフセット誤差をより迅速に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の電動パワーステアリング装置のモータ制御装置が行う操舵トルク補正処理を示すフローチャート。
【図2】 電動パワーステアリング装置を示す模式構成図。
【図3】 モータ制御装置のブロック線図。
【図4】 トルクセンサの出力−操舵トルク特性を示すグラフ。
【図5】 アシストトルク−操舵トルク特性を示すグラフ。
【図6】 操舵トルク−ステアリング操舵角特性を示すグラフ。
【図7】 操舵トルク−ステアリング操舵角特性を示すグラフ。
【図8】 操舵トルク−ステアリング操舵角特性を示すグラフ。
【符号の説明】
10…電動パワーステアリング装置、11…操舵角判定手段、車速判定手段、操舵方向判定手段、補正値取得手段、補正手段、操舵角速度判定手段及び中間値取得手段としてのモータ制御装置、13…電動モータ、14…トルクセンサ、15…車速センサ、16…操舵角センサ、20…ステアリングホイール、28…操舵輪としての前輪、30…トルク補正部、Ta…アシストトルク、Tm…中間値としての左右平均トルク値、Tl…左操舵時検出値としての左操舵中立トルク値、Tr…右操舵時検出値としての右操舵中立トルク値、Ts…操舵トルク、Ts*…補正トルク検出値としての補正操舵トルク、V…車速、θ…ステアリング操舵角、ω…ステアリング角速度。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device for an electric power steering apparatus that detects a steering torque applied to a steering wheel by a torque sensor and controls assist torque supplied by an electric motor based on the detected torque value.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electric power steering device that assists steering with respect to a steering wheel by the power of an electric motor, for example, a steering assist that controls an assist torque of a motor based on a steering torque detected by a torque sensor and a vehicle speed detected by a vehicle speed sensor. Control is performed.
[0003]
In this steering assist control, an assist torque is set based on the steering torque and the vehicle speed, and the motor is feedback-controlled so as to generate the assist torque.
[0004]
The assist torque is set to have the same magnitude with respect to the same steering torque value Ts1 during right steering and during left steering as indicated by a two-dot chain line in FIG. 5 for a certain vehicle speed.
[0005]
  Therefore, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 6, the value (absolute value) of the steering torque Ts required for the same steering steering angle value θ1 during right steering and left steering while the vehicle is running. Are equal. This steering torque-steering angle characteristic is applied to the steered wheels.Self-aligning torqueWhen a vehicle is traveling at a certain vehicle speed, it acts on the steering wheel for a certain steering angle value θ1.Self-aligning torqueThe steering torque Ts required for the reverse steering force based on is shown.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as indicated by the solid line in FIG. 4, there is an offset error in the actual torque sensor, and there is a difference in the output value for the same steering torque value Ts1 during right steering and during left steering. In addition, the offset error varies among sensors, and drifts with a temperature change.
[0007]
When a torque sensor having an offset error is used in this way, as shown by a solid line in FIG. 5, the assist torque Ta generated for the same steering torque value Ts1 during right steering and during left steering is obtained. A difference occurs.
[0008]
As a result, as shown in FIG. 7, in the traveling vehicle, there is a difference in the value of the steering torque Ts that is necessary for the same steering steering angle θ between the right steering and the left steering. It will give you a sense of incongruity.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to drive even when there is an offset error in the steering torque detected by the torque sensor at the time of right steering and left steering of the steering wheel. It is an object of the present invention to provide a motor control device for an electric power steering device that can make it difficult for a difference in steering torque in a vehicle during left and right steering to occur.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention according to claim 1In the motor control device of the electric power steering device that controls the assist torque generated by the electric motor using the detection value of the torque sensor that detects the steering torque applied to the steering wheel, the steering steering angle is self-adjusted to the steering wheel. Steering angle determination means for determining whether or not a neutral steering state in which the lining torque does not substantially work, vehicle speed determination means for determining whether or not the vehicle speed is in a vehicle speed range in which self-aligning torque is applied to the steered wheels, Steering direction determination means for determining whether or not the steering wheel is being steered to the right or left, and when the steering wheel is steered to the right when the vehicle speed is in the vehicle speed range. The detected value of the steering torque in the right steering state in the neutral steering state and the neutral steering when the left steering is performed at a steering angular velocity substantially equal to the right steering. With a correction value acquisition means for obtaining an intermediate value between the left steering when the detected value of the steering torque at the state, and correcting means for correcting the detected value of the steering torque of the intermediate value as an offset error of the steering torque,
The correction value acquisition means determines whether the steering angular speed of the steering wheel is within a steering angular speed range in which the steering reaction force generated by the steering is generated only by the frictional resistance of the steering system. And a right steering detected value of the steering torque in the neutral steering state when the right steering is performed at the steering angular velocity in the steering angular velocity region, and a neutral steering state when the left steering is performed at the steering angular velocity in the steering angular velocity region. And an intermediate value acquisition means for obtaining an intermediate value of the steering torque at the left steering detection value, and the assist torque is controlled using the corrected torque detection value corrected by the correction means.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, when the vehicle speed of the traveling vehicle is in a vehicle speed range where the self-aligning torque is applied to the steering wheel, the steering torque necessary for steering the steering wheel is reversed by the self-alignment torque. In addition to the steering force, the steering reaction force is generated opposite to the steering reaction force due to the frictional resistance of the steering system, and further to the steering reaction force due to the viscous resistance of the steering system. On the other hand, when the vehicle is in a vehicle speed range where the self-alignment torque does not substantially work or the vehicle is stopped, the steering torque is a steering reaction force caused by a frictional resistance of a steering system, Further, it is generated against the steering reaction force due to the viscous resistance of the steering system.
[0012]
Even in the vehicle speed range where the self-alignment torque acts on the steered wheels, the steering torque when the steering angle is in a neutral steering state where the self-alignment torque hardly acts on the steered wheels is the steering reaction force due to the frictional resistance of the steering system, It is generated opposite to the steering reaction force due to the viscous resistance of the steering system. Furthermore, the frictional resistance of the steering system is due to static friction that acts when the steering wheel is not being steered, and due to motion friction that acts when the steering wheel is being steered. The frictional resistance due to static friction changes in magnitude according to the steering torque actually applied to the steering wheel, and the frictional resistance due to motion friction has a substantially constant magnitude regardless of the steering angular velocity. The viscous resistance acts when the steering wheel is steered, but is sufficiently smaller than the frictional resistance in a predetermined region where the steering angular velocity is low, but the steering reaction force is increased along with the frictional resistance as the steering angular velocity increases. Generate.
[0013]
When the steering wheel is steered in a predetermined steering angular velocity range in which this frictional resistance is generated only by motion friction, the steering torque in the neutral steering state is substantially equal during right steering and during left steering. In addition, although the magnitude of the steering reaction force due to the viscous resistance changes according to the steering angular speed of the steering wheel, when the steering angular speeds of the right steering and the left steering are substantially equal, the steering torque in the neutral steering state is And at the time of left steering. Also, when the vehicle is in a vehicle speed range where the self-alignment torque does not work or when the vehicle is stopped, the steering torque in the neutral steering state when the steering angle is steered depends on the steering angular velocity at that time. Different sizes. For this reason, when there is no offset error in the torque sensor, the detected value of the steering torque in the neutral steering state during both the right steering and the left steering when the vehicle is traveling at the vehicle speed at which the self-alignment torque is applied to the steered wheels. Are almost equal.
[0014]
On the other hand, if there is an offset error in the torque sensor, the detected values of the two steering torques in the neutral steering state are shifted together by an amount corresponding to the offset error. At this time, if one of the right steering detection value of the steering torque during right steering and the left steering detection value of the left steering torque increases by an offset error, the other of the two detection values is the offset error. Get smaller.
[0015]
For this reason, the intermediate value of the detected values of both the steering torques in the neutral steering state during the right steering and the left steering corresponds to the offset error of the steering torque corresponding to the offset error of the torque sensor. Accordingly, when the detected value of the steering torque is corrected using the obtained offset error, the offset error of the steering torque based on the offset error of the torque sensor is removed.
[0018]
  or,Claim1According to the invention described in, ManipulationTo the helmSelf-aligning torqueWhen the steering wheel is steered at a steering angular velocity in a predetermined steering angular velocity range in which the steering reaction force is substantially caused by the frictional resistance of the steering system when the vehicle is in a vehicle speed range where the vehicle does not substantially work, steering by the frictional resistance in the neutral steering state The reaction force is substantially equal between right steering and left steering. For this reason, even if the steering angular velocity at the time of right steering and the steering angular velocity at the time of left steering are not substantially equal, the steering torque in the neutral steering state is substantially equal if both are within a predetermined steering angular velocity range. Therefore, the opportunity to acquire the detected value of the steering torque in the neutral steering state at the time of right steering and left steering is expanded, so that the offset error of the steering torque based on the offset error of the torque sensor can be acquired more quickly. .
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a column assist type electric power steering apparatus will be described with reference to FIGS.
[0022]
As shown in FIG. 2, the electric power steering device 10 includes a motor control device 11, a motor drive device 12, an electric motor (hereinafter abbreviated as a motor) 13, a torque sensor 14, a vehicle speed sensor 15, a steering angle sensor 16, It is comprised by the current sensor 17 grade | etc.,. In the present embodiment, the motor control device 11 is a steering angle determination unit, a vehicle speed determination unit, a steering direction determination unit, a correction value acquisition unit, a correction unit, a steering angular velocity determination unit, and an intermediate value acquisition unit.
[0023]
The torque sensor 14 detects the steering torque Ts applied to the steering wheel 20 from the torsion of the torsion bar 19 provided on the steering shaft 18 and outputs it to the motor control device 11. As indicated by a two-dot chain line in FIG. 4, the torque sensor 14 outputs a voltage signal that is substantially directly proportional to the steering torque Ts applied to the steering wheel 20 in accordance with right steering and left steering.
[0024]
The vehicle speed sensor 15 detects the vehicle speed V from the rotation of the front wheel 28 and outputs it to the motor control device 11. The steering angle sensor 16 detects the steering angle θ of the steering wheel 20 and outputs it to the motor control device 11. The current sensor 17 detects a motor current Id that changes according to the operating state of the motor 13 and outputs it to the motor control device 11.
[0025]
The motor control device 11 includes a microcomputer, generates a motor control signal Im based on the steering torque Ts, the vehicle speed V, the steering angle θ, and the motor current Id, and outputs the motor control signal Im to the motor drive device 12.
[0026]
The motor drive device 12 drives and controls the motor 13 based on the motor control signal Im.
The motor 13 drives a reduction gear 21 fixed to the steering shaft 18 with a drive gear 22 fixed to the rotating shaft. When the steering shaft 18 rotates as the steering wheel 20 is steered, the pinion shaft 23 fixed to the reduction gear 21 rotates integrally, and the pinion gear 24 fixed to the tip of the pinion shaft 23 operates the rack 25. The rack 25 rotates the knuckle 27 via the tie rod 26 and steers the front wheel 28 supported by the knuckle 27.
[0027]
When the motor 13 rotates, the rotation is transmitted to the pinion shaft 23 via the reduction gear 21 and is transmitted to the rack 25 via the pinion gear 24.
When the motor 13 is operated when the steering wheel 20 is steered, the front wheels 28 are steered by the steering force by the assist torque supplied by the motor 13 in addition to the steering force by the steering torque Ts applied to the steering wheel 20. The
[0028]
Next, the motor control device 11 will be described with reference to the block diagram of FIG.
The motor control device 11 includes a torque correction unit 30, an assist torque calculation unit 31, a command current setting unit 32, a torque control unit 33, a motor control unit 34, a subtraction unit 35, and the like. Among these, the torque correction unit 30 is a novel component of the present invention, but the remaining components excluding the torque correction unit 30 are known.
[0029]
The torque correction unit 30 generates a corrected steering torque (corrected torque detection value) Ts * obtained by correcting the steering torque Ts detected by the torque sensor 14 based on the vehicle speed V and the steering angle θ. The corrected steering torque Ts * is obtained by removing the offset error of the torque sensor 14 from the steering torque Ts. The torque correction unit 30 will be described in detail later.
[0030]
The assist torque calculator 31 obtains an assist torque (target assist torque) Ta based on the corrected steering torque Ts * and the vehicle speed V. The assist torque Ta is set according to the vehicle speed V, and gradually increases as the steering torque Ts accompanying the right steering or the left steering increases with respect to a certain vehicle speed V as shown in FIG. Is set. Also, for a certain vehicle speed V, the same assist torque Ta is set for the same steering torque Ts during right steering and during left steering.
[0031]
The command current setting unit 32 sets the command motor current Im * based on the assist torque Ta.
The subtracting unit 35 obtains a current difference value ΔIm between the command motor current Im * and the motor current Id.
[0032]
Based on the current difference value ΔIm, the torque control unit 33 generates a motor voltage signal Vm so that the motor current Id approaches the command motor current Im * by known feedback control such as PI control.
[0033]
The motor control unit 34 generates a motor control signal Im based on the motor voltage signal Vm and outputs it to the motor drive device 12.
The motor control device 11 configured as described above performs steering assist control for controlling the torque generated by the motor 13 to the assist torque Ta based on the steering torque Ts and the vehicle speed V.
[0034]
With this steering assist control, in a vehicle traveling at a vehicle speed V at which self-aligning torque is applied to the front wheels 28, the steering torque Ts with respect to the steering angle θ changes as shown by a two-dot chain line in FIG.
[0035]
This is because the steering wheel 20 out of the total steering force that balances the reverse steering force based on the self-aligning torque applied to the front wheel 28 in a steered state with a magnitude corresponding to the front wheel steering angle (slip angle) during traveling of the vehicle. The relationship between the steering torque Ts applied to the steering angle θ is shown.
[0036]
  Self-aligning torqueIndicates a characteristic that increases as the steering angle θ increases. Therefore, as shown in FIG. 5, the steering torque Ts changes as the steering steering angle θ approaches “0” as a result of the assist torque Ta set with respect to the steering torque Ts. As θ (absolute value) is larger, the characteristic changes smaller.
[0037]
  Actually, this steering torque-steering steering angle characteristic has hysteresis based on the static frictional force of the steering system, as shown by the solid line in FIG. That is, as the steering wheel 20 is steered, a steering reaction force in the direction opposite to the steering is generated by the frictional resistance of the steering system, and a steering torque Ts for the frictional resistance is generated. As a result, the steering angle θ is a neutral steering state in which the slip angle of the front wheels 28 is substantially “0”.Self-aligning torqueEven when the vehicle does not act on the front wheel 28, the steering torque Ts is required in the neutral steering state along with the right steering and the left steering.
The steering torque Ts in this neutral steering state is substantially equal during right steering and left steering. This is because the friction resistance of the steering system is substantially equal during right steering and left steering.
[0038]
  It works on the front wheel 28Self-aligning torqueIn a vehicle that is traveling at a vehicle speed V that is sufficiently smaller than the frictional resistance of the steering system or a vehicle that is stopped, the characteristic of the steering torque Ts with respect to the steering angle θ is shown in FIG. It is almost constant regardless of the steering angle θ. This is because the steering reaction force generated when the steering wheel 20 is steered is substantially caused by frictional resistance with the road surface, and this frictional resistance is substantially constant regardless of the steering angle θ. In this state, when the steering wheel 20 is steered from a certain steering angle θ, the steering torque Ts rises from “0” regardless of the steering angle θ as shown in FIG. Therefore, the steering torque Ts when the steering angle θ is “0” takes different values depending on the steering angle θ at which the steering is started.
[0039]
Further, the steering torque-steering steering angle characteristic has hysteresis based on viscous resistance of a steering system grease or the like, as indicated by a broken line in FIG. Unlike the hysteresis based on frictional resistance, this hysteresis increases as the steering angular velocity of the steering wheel 20 increases.
[0040]
Here, if there is an offset error in the torque sensor 14, for example, as indicated by a solid line in FIG. For this reason, the relationship of the assist torque Ta generated with respect to the steering torque Ts is biased as shown by a solid line in FIG. 5, and the right steering is set to the value of the assist torque Ta generated with respect to the same steering torque value Ts1. There is a difference between the hour and left steering.
[0041]
As a result, as shown in FIG. 7, the steering torque-steering angle characteristic is biased, and the difference in steering torque Ts required for the same steering steering angle value θ1 is different between right steering and left steering. it can.
[0042]
The torque correction unit 30 detects the right steering detection value of the steering torque Ts in the neutral steering state when the steering wheel 20 is steered to the right, and the steering torque Ts in the neutral steering state when the steering wheel 20 is steered to the left. The average value (intermediate value) with the left steering detection value is obtained. Then, the detected value of the steering torque Ts is corrected using the average value as an offset error of the steering torque.
[0043]
Based on the steering angle θ and the vehicle speed V, the torque correction unit 30 determines whether or not the steering reaction force generated when the steering wheel 20 is steered is in a steering angular velocity region that is generated only by the frictional resistance of the steering system. Determine. And the detected value at the time of the right steering of the steering torque Ts in the neutral steering state when the right steering is performed in the range of the steering angular velocity range, and the neutral steering state when the left steering is performed in the same range of the steering angular velocity range. An average value of the steering torque Ts and the detected value at the time of left steering is obtained.
[0044]
Next, a steering torque correction process performed by the motor control device 11 as the torque correction unit 30 will be described in detail.
In the steering torque correction process, as shown in FIG. 1, first, in S100, a low-pass filter (LPF) process is performed using the following equation (1) on the torque detection value Tsp of the steering torque Ts detected by the torque sensor 14, A post-LPF correction torque value Tn from which noise is removed is obtained.
[0045]
Tn = Tsp · α + (1−α) T (n−1) (1)
T (n-1): Post-LPF corrected torque value obtained in the previous process
α: LPF time constant
Next, in S101, the steering steering angle θ at that time is within the range of the neutral steering state in the range of −5 ° <θ <+ 5 ° in which substantially no self-aligning torque acts on the front wheels 28 while the vehicle is traveling. It is determined whether or not. The range of the neutral steering state is not limited to −5 ° <θ <+ 5 °, and may be a narrower range of ± 2 or ± 3, for example.
[0046]
If an affirmative determination is made in S101, then in S102, whether or not the vehicle speed V at that time exceeds the vehicle speed range up to 20 km / h where the self-aligning torque does not substantially act on the front wheels 28 regardless of the steering angle θ. judge.
[0047]
  If an affirmative determination is made in S102, then in S103, the steering direction and the steering angular velocity ω are obtained from the rate of change of the steering angle θ, and the steering wheel 20 is 1 rad / sec. <Ω <1.5 rad / sec. It is determined whether the vehicle is steered to the right at a steering angular velocity ω within the steering angular velocity range. This steering angular velocity range is a range in which the steering reaction force generated with the steering of the steering wheel 20 is generated only by the frictional resistance of the steering system. In this steering angular velocity range, the behavior of the vehicle is settled, and the steering reaction force in the neutral steering state isSelf-aligning torqueIt will not depend on.
[0048]
If an affirmative determination is made in S103, then in S104, a right steering neutral torque value (right steering detected value) Tr obtained by smoothing the post-LPF correction torque value Tn is obtained using the following equation (2), and then S107 Execute.
[0049]
          Tr = β · Tn + (1−β) · T (r−1) (2)
                          T (r-1): previous right steering neutral torque value
                          β: Forgetting factor
  The vehicle speed V is changed to the front wheel 28 by the processing of S100 to S104.Self-aligning torqueThe right steering neutral torque value Tr of the steering torque Ts in the neutral steering state when the steering wheel 20 is steered to the right is obtained in the driving state of the vehicle in which the vehicle speed region is working. The right steering neutral torque value Tr is a detected value of the steering torque Ts with respect to the steering reaction force generated almost only by the friction resistance of the steering system in the neutral steering state during the right steering.
[0050]
On the other hand, if a negative determination is made in S103, then in S105, the steering direction and the steering angular velocity ω are obtained from the rate of change of the steering angle θ, and the steering wheel 20 is 1 rad / sec. <Ω <1.5 rad / sec. It is determined whether left steering is performed at a steering angular velocity ω within the steering angular velocity range.
[0051]
If the determination in S105 is affirmative, then in S106, a left steering neutral torque value (detected value during left steering) Tl obtained by smoothing the post-LPF correction torque value Tn using the following equation (3) is obtained, and then S107 Execute.
[0052]
          Tl = β · Tn + (1−β) · T (l−1) (2)
                          T (l-1): last left steering neutral torque value
                          β: Forgetting factor
  By the processing of S100 to S102, S105, and S106, the vehicle speed V is changed to the front wheel 28.Self-aligning torqueThe left steering neutral torque value Tl of the steering torque Ts in the neutral steering state when the steering wheel 20 is steered to the left is obtained in the driving state of the vehicle in the vehicle speed range in which. The left steering neutral torque value Tl is a detected value of the steering torque Ts with respect to the steering reaction force generated only by the frictional resistance of the steering system in the neutral steering state during left steering.
[0053]
In S107, the left and right average torque value (intermediate value) Tm of the right steering neutral torque value Tr and the left steering neutral torque value Tl is obtained as in the following equation (4).
Tm = (Tr + Tl) / 2 (4)
In S108 after S107, a torque offset value Tos obtained by smoothing the left and right average torque value Tm is obtained using the following equation (5).
[0054]
Tos = γ · Tm + (1−γ) T (os−1) (5)
T (os-1): previous torque offset value
γ: Forgetting factor
The torque offset value Tos obtained from the right and left average torque values Tm of the right steering neutral torque value Tr and the left steering neutral torque value Tl by the processing of S107 and S108 is set as an offset error of the steering torque Ts.
[0055]
Following S108, in S109, a corrected steering torque Ts * obtained by adding the torque offset value Tos to the torque detection value Tsp is obtained as in the following equation (6).
Ts * = Tsp + Tos (6)
Next, effects of the present embodiment described in detail above will be listed.
[0056]
  (1) Front wheel 28Self-aligning torqueWhen the steering wheel 20 is steered right and left in a vehicle traveling at a vehicle speed V at whichSelf-aligning torqueTorque detection values Tsp (right steering neutral torque value Tr, left steering neutral torque value Tl) of the steering torque Ts in the neutral steering state where the engine does not operate are respectively acquired.
Each steering torque Ts at this time has a necessary magnitude with respect to the steering reaction force generated only by the frictional resistance of the steering system.
[0057]
A left-right average torque value (intermediate value) Tm of the detected values of both steering torques Ts is obtained, and a torque detection value of the steering torque Ts is obtained by using a value obtained by smoothing the left-right average torque value Tm as a torque offset value (offset error) Tos. Tsp is corrected.
[0058]
The assist torque Ta of the motor 13 is controlled based on the corrected steering torque Ts *.
As a result, even when there is an offset error in the steering torque Ts detected by the torque sensor 14 during the right steering and the left steering of the steering wheel 20, it is unlikely that a difference occurs in the steering torque Ts in the traveling vehicle during left and right steering. Can be. Therefore, for example, it is difficult to give the driver an uncomfortable feeling during steering.
[0059]
(2) The steering angular velocity ω of the steering wheel 20 is detected to be within the range of the steering angular velocity range in which the steering reaction force generated along with the steering is generated only by the frictional resistance of the steering system. The left and right sides of the detected torque value Tsp (the right steering neutral torque value Tr and the left steering neutral torque value Tl) in the neutral steering state when the steering wheel 20 is steered right and left in this steering angular velocity range. The average torque value Tm was obtained.
[0060]
For this reason, even if there is a difference in the steering angular velocity ω between the right steering and the left steering in the neutral steering state, the actual steering torque Ts in the neutral steering state is as long as both are within the predetermined steering angular velocity range. Almost equal.
[0061]
Therefore, the opportunity to acquire the torque detection value Tsp in the neutral steering state at the time of right steering and left steering is expanded, so that the offset error of the steering torque Ts based on the offset error of the torque sensor 14 can be eliminated more quickly. .
[0062]
  (3) The steering angle θ is in a neutral steering state, andSelf-aligning torqueEach time the condition that the vehicle speed range that can act on the front wheels 28 is satisfied, a new left-right average torque value Tm and a torque are further obtained from the torque detection value Tsp of the steering torque Ts in the neutral steering state at the time of right steering and left steering. The offset value Tos was obtained sequentially. Then, the detected torque value Tsp is corrected using the newly obtained torque offset value Tos. Therefore, during traveling of the vehicle, the torque offset value Tos of the steering torque Ts corresponding to the offset error of the torque sensor 14 at that time is acquired, and the torque detection value Tsp is corrected using this new torque offset value Tos. .
[0063]
Accordingly, even if there is a temperature drift in the offset error of the torque sensor 14, it is possible to make it difficult for the steering torque Ts in the traveling vehicle to be different during left and right steering.
[0064]
Next, embodiments other than the one embodiment will be listed.
In the embodiment, the neutral torque correction process performed by the motor control device 11 as the torque correction unit 30 is performed using a fixed torque offset value Tos preset for each individual torque sensor 14. 14 is a processing content for correcting the detected value of the steering torque Ts output by the engine 14. In this case, in addition to the effects described in (1) and (2) of the embodiment, when the temperature drift of the offset error of the torque sensor 14 is not so large, the steering torque Ts with respect to the steering angle θ is It is possible to make it difficult for a difference to occur between right steering and left steering.
[0065]
In the neutral torque correction process according to the embodiment, the steering angular velocity ω when the steering wheel 20 is steered to the right or left is used for lubrication in addition to the steering reaction force generated by the steering in addition to the frictional resistance of the steering system. It is determined whether or not the steering angular velocity region is also generated by the viscous resistance of the steering system due to grease or the like. When the steering angular velocity ω is within the range of the steering angular velocity range, the right steering neutral torque value Tr or the left steering neutral torque value Tl is generated according to the steering direction. Next, the right steering neutral torque value Tr or the left steering neutral torque value Tl is generated from the detected value of the steering torque Ts in the neutral steering state when steering in the reverse direction at the steering angular speed ω equal to the steering angular speed ω. . Then, a right / left average torque value Tm and a torque offset value Tos are generated from the right steering neutral torque value Tr and the left steering neutral torque value Tl that are generated when the right steering and the left steering are performed at the same steering angular velocity ω. In the case of such a configuration, there are the effects described in (1) and (2) of the embodiment.
[0066]
In the embodiment, the steering wheel 20 may acquire a neutral steering state, a steering direction, and a steering angular velocity from detection values of a steering angle sensor that detects the steering angle of the front wheels 28.
[0067]
In the embodiment, the motor control device 11 calculates the vehicle speed from the vehicle acceleration detected by the acceleration sensor.
The form of the electric power steering device embodying the present invention is not limited to the column assist type, but may be a rack assist type or a pinion assist type.
[0072]
【The invention's effect】
  Claim1According to the described invention, even when there is an offset error in the steering torque detected by the torque sensor during the right steering and the left steering of the steering wheel, it is difficult for a difference in steering torque in the traveling vehicle during left and right steering. Can be.
According to the first aspect of the present invention, when the vehicle is in a vehicle speed range where the self-aligning torque does not substantially act on the steered wheels, the steering reaction force is approximately in a predetermined steering angular velocity range where the steering reaction force is caused by frictional resistance of the steering system. When the steering wheel is steered at the steering angular velocity, the steering reaction force due to the frictional resistance in the neutral steering state is substantially equal between right steering and left steering. For this reason, even if the steering angular velocity at the time of right steering and the steering angular velocity at the time of left steering are not substantially equal, the steering torque in the neutral steering state is substantially equal if both are within a predetermined steering angular velocity range. Therefore, the opportunity to acquire the detected value of the steering torque in the neutral steering state at the time of right steering and left steering is expanded, so that the offset error of the steering torque based on the offset error of the torque sensor can be acquired more quickly. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a steering torque correction process performed by a motor control device of an electric power steering apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an electric power steering apparatus.
FIG. 3 is a block diagram of a motor control device.
FIG. 4 is a graph showing an output-steering torque characteristic of a torque sensor.
FIG. 5 is a graph showing assist torque-steering torque characteristics.
FIG. 6 is a graph showing a steering torque-steering steering angle characteristic.
FIG. 7 is a graph showing a steering torque-steering steering angle characteristic.
FIG. 8 is a graph showing a steering torque-steering steering angle characteristic.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power steering apparatus, 11 ... Steering angle determination means, vehicle speed determination means, steering direction determination means, correction value acquisition means, correction means, steering angular velocity determination means, and intermediate value acquisition means, 13 ... Electric motor , 14 ... Torque sensor, 15 ... Vehicle speed sensor, 16 ... Steering angle sensor, 20 ... Steering wheel, 28 ... Front wheel as steering wheel, 30 ... Torque correction unit, Ta ... Assist torque, Tm ... Left and right average torque as intermediate value Value, Tl: left steering neutral torque value as a detected value during left steering, Tr: right steering neutral torque value as a detected value during right steering, Ts: steering torque, Ts *: corrected steering torque as a corrected torque detected value, V: vehicle speed, θ: steering steering angle, ω: steering angular speed.

Claims (1)

電動モータが発生するアシストトルクを、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサの検出値を用いて制御する電動パワーステアリング装置のモータ制御装置において
ステアリング操舵角が、操舵輪にセルフアライニングトルクがほぼ働かない中立操舵状態であるか否かを判定する操舵角判定手段と、
車速が、操舵輪にセルフアライニングトルクが働く車速域であるか否かを判定する車速判定手段と、
ステアリングホイールが右操舵中であるか否か、又は、左操舵中であるか否かを判定する操舵方向判定手段と、
車速が前記車速域であるときに、ステアリングホイールが右操舵されるときの前記中立操舵状態での操舵トルクの右操舵時検出値と、右操舵とほぼ等しい操舵角速度で左操舵されるときの中立操舵状態での操舵トルクの左操舵時検出値との中間値を求める補正値取得手段と、
前記中間値を操舵トルクのオフセット誤差として前記操舵トルクの検出値を補正する補正手段とを備え、
前記補正値取得手段は、
ステアリングホイールの操舵角速度が、操舵に伴って発生する操舵反力がほぼ操舵系の摩擦抵抗のみによって生成される操舵角速度域であるか否かを判定する操舵角速度判定手段と、前記操舵角速度域の操舵角速度で右操舵されたときの前記中立操舵状態での操舵トルクの右操舵時検出値と、同じく前記操舵角速度域の操舵角速度で左操舵されたときの中立操舵状態での操舵トルクの左操舵時検出値との中間値を求める中間値取得手段とからなり、
前記補正手段によって補正された補正トルク検出値を用いて前記アシストトルクを制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置のモータ制御装置。
In a motor control device of an electric power steering device that controls an assist torque generated by an electric motor using a detection value of a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering wheel .
Steering angle determination means for determining whether or not the steering angle is a neutral steering state in which self-aligning torque does not substantially act on the steering wheel;
Vehicle speed determining means for determining whether or not the vehicle speed is in a vehicle speed range in which self-aligning torque is applied to the steered wheels;
Steering direction determination means for determining whether the steering wheel is steering right or steering left;
When the vehicle speed is in the vehicle speed range, the detected value at the time of right steering of the steering torque in the neutral steering state when the steering wheel is steered to the right, and the neutral when the steering wheel is steered to the left at a steering angular velocity substantially equal to the right steering Correction value acquisition means for obtaining an intermediate value between the detected value of the steering torque in the steering state and the left steering time;
Correction means for correcting the detected value of the steering torque using the intermediate value as an offset error of the steering torque,
The correction value acquisition means includes
Steering angular velocity determination means for determining whether or not the steering angular velocity of the steering wheel is a steering angular velocity region in which a steering reaction force generated by steering is substantially generated only by a frictional resistance of the steering system; Left steering of the steering torque in the neutral steering state when the left steering is performed at the steering angular velocity in the steering angular velocity range, and the detected value at the time of the right steering of the steering torque in the neutral steering state when the right steering is performed at the steering angular velocity It consists of an intermediate value acquisition means for obtaining an intermediate value with the hour detection value,
A motor control device for an electric power steering device, wherein the assist torque is controlled using a correction torque detection value corrected by the correction means .
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