JP4103747B2

JP4103747B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP4103747B2
Application number: JP2003325033A
Authority: JP
Inventors: 正博久保田; 宏毛利; 奈美堀口; 正行渡辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005088754A

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of electric power steering devices.

従来の電動パワーステアリング装置は、ステアリングに操舵補助力を与えるモータを備え、測定または推定されたモータ速度およびモータ加速度に基づいて、ダンピング制御とモータ慣性補償制御を実施するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１３９３３９号公報 2. Description of the Related Art A conventional electric power steering apparatus is known that includes a motor that gives a steering assist force to steering, and that performs damping control and motor inertia compensation control based on measured or estimated motor speed and motor acceleration ( For example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-139339

しかしながら、上記従来の電動パワーステアリング装置では、危険回避のようなシーンにおいて、運転者が速い操舵を行ったとき、モータの慣性を補償しきれず、ステアリング戻し過程で操舵反力が大きく減少する、いわゆる反力抜けが発生し、運転者に違和感を与えるという問題があった。 However, in the above-described conventional electric power steering device, when the driver performs fast steering in a scene such as danger avoidance, the inertia of the motor cannot be compensated, and the steering reaction force is greatly reduced in the steering return process. There was a problem that the reaction force was lost and the driver felt uncomfortable.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステアリング戻し過程においてモータの慣性に起因する反力抜けの助長を抑制し、より自然な操舵感が得られる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to suppress the promotion of reaction force loss due to the inertia of the motor in the steering return process and to obtain a more natural steering feeling. The object is to provide a steering device.

上述の目的を達成するため、本発明では、操舵手段に加わる操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記操舵手段の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、舵取機構に操舵補助力を加えるモータと、前記トルク検出手段による検出トルクと操舵速度検出手段による検出操舵速度に応じた操舵補助力を発生させるように、前記モータを駆動制御する操舵補助力制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記操舵補助力制御手段に、前記操舵手段の操作状態が切り戻しか否かを判断する切り戻し判断部と、前記操舵補助力設定部による設定操舵補助力に対し、操舵速度を抑制する方向へダンピング力を加算するダンピング制御部と、を設け、前記ダンピング制御部は、操舵手段が切り戻し状態で、かつ、検出操舵速度の絶対値があらかじめ設定された設定速度以上のときには、それ以外のときよりもダンピング力のゲインを減少させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a torque detecting means for detecting a steering torque applied to the steering means, a steering speed detecting means for detecting the steering speed of the steering means, and a steering assist force is applied to the steering mechanism. Electric power steering comprising: a motor; and steering assist force control means for drivingly controlling the motor so as to generate a steering assist force according to the detected torque by the torque detecting means and the detected steering speed by the steering speed detecting means In the apparatus, the steering assist force control means suppresses a steering speed with respect to a set steering assist force determined by the switchback determining section for determining whether the operation state of the steering means is switched back and the steering assist force setting section. A damping control unit for adding a damping force in the direction of turning, wherein the damping control unit is in a state where the steering means is switched back and the detected steering speed is interrupted. Value when the above preset set speed, characterized in that reducing the gain of the damping force than otherwise.

本発明の電動パワーステアリング装置にあっては、ステアリングの切り戻し速度が速いとき、ダンピング力の出力応答を鈍くするため、ステアリング戻し過程においてモータの慣性に起因する反力抜けの助長が抑制され、自然な操舵感が得られる。 In the electric power steering apparatus of the present invention, when the steering return speed is high, the output response of the damping force is blunted. Therefore, the assist of the reaction force loss due to the inertia of the motor is suppressed in the steering return process, A good steering feeling can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１と実施例２に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Example 1 and Example 2.

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の電動パワーステアリング装置の構成図である。
運転者の舵取り操作用のステアリングホイール（操舵手段）１と、舵取り動作を行う舵取り機構２とを連結する操舵軸３に、ステアリングホイール１に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ（トルク検出手段）４と、運転者の操舵力を補助するモータ５とが配置されている。 First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus according to a first embodiment.
A torque sensor (torque detection means) 4 for detecting a steering torque applied to the steering wheel 1 to a steering shaft 3 that connects a steering wheel (steering means) 1 for steering operation of the driver and a steering mechanism 2 that performs a steering operation. And a motor 5 for assisting the steering force of the driver.

前記ステアリングホイール１は、図示しない車室内部の運転者と対向する位置に、軸周りに回動可能に設けられている。舵取り機構２は、操舵軸３の下端に一体形成されたピニオン６と、このピニオン６に噛合するラック軸７とを備えるラック&ピニオン式の舵取り装置により構成されている。ラック軸７は、車幅方向へ摺動可能な状態で、図示しない車両前部に固定されており、その両端は、左右のタイロッド８，９を介して操向用の転舵輪１０，１１に連結されている。 The steering wheel 1 is provided so as to be rotatable around an axis at a position facing a driver in a vehicle interior (not shown). The steering mechanism 2 is constituted by a rack and pinion type steering device including a pinion 6 integrally formed at the lower end of the steering shaft 3 and a rack shaft 7 meshing with the pinion 6. The rack shaft 7 is slidable in the vehicle width direction and is fixed to the front portion of the vehicle (not shown). Both ends of the rack shaft 7 are connected to the steered wheels 10 and 11 via the left and right tie rods 8 and 9. It is connected.

前記モータ５は、モータ５の発生トルクを操舵軸３の回転トルクに変換する減速機１２を介して、操舵軸３に結合されている。このモータ５に供給されるモータ電流は、コントローラ（操舵補助力制御手段）１３により制御されている。 The motor 5 is coupled to the steering shaft 3 via a speed reducer 12 that converts torque generated by the motor 5 into rotational torque of the steering shaft 3. The motor current supplied to the motor 5 is controlled by a controller (steering assist force control means) 13.

続いて、図２に示すコントローラ１３の制御ブロック図を加えて、実施例１の制御系を説明する。 Next, the control system of the first embodiment will be described with reference to the control block diagram of the controller 13 shown in FIG.

コントローラ１３は、ベース電流制御部１８と、ダンピング制御部１９と、慣性補償制御部２０とを備えている。 The controller 13 includes a base current control unit 18, a damping control unit 19, and an inertia compensation control unit 20.

運転者によりステアリングホイール１が操作されると、機械的な連結により転舵輪１０，１１が操向される。このとき、トルクセンサ４に入力される捩れ方向の負荷が、操舵トルクとして検出される。 When the steering wheel 1 is operated by the driver, the steered wheels 10 and 11 are steered by mechanical connection. At this time, the torsional load input to the torque sensor 4 is detected as the steering torque.

ベース電流制御部１８には、トルクセンサ４の出力である操舵トルクと、モータ５の回転角や回転速度を計測するエンコーダ（操舵速度検出手段）１６もしくはタコジェネレータから出力される回転角度と、車両の走行速度を検出する車速センサ（車速検出手段）１４の信号等が入力される。ダンピング制御部１９には、操舵トルクと、モータ５の回転速度が入力される。また、慣性補償制御部２０には、モータ５の回転速度が入力される The base current control unit 18 includes a steering torque that is an output of the torque sensor 4, a rotation angle output from an encoder (steering speed detection means) 16 or a tachometer that measures a rotation angle or a rotation speed of the motor 5, a vehicle A signal of a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 14 for detecting the traveling speed of the vehicle is input. Steering torque and the rotational speed of the motor 5 are input to the damping control unit 19. In addition, the rotational speed of the motor 5 is input to the inertia compensation controller 20.

ベース電流制御部１８は、操舵トルク、モータの回転角、回転速度および車速等を用いて、モータ５のベース電流を算出する。ダンピング制御部１９は、エンコーダ１６から算出されたモータ角度の微分、すなわちモータ速度から、ダンピング電流を算出する。慣性補償制御部２０は、モータ速度を再度微分することで得られるモータ加速度から、慣性補償電流を算出する。 The base current control unit 18 calculates the base current of the motor 5 using the steering torque, the motor rotation angle, the rotation speed, the vehicle speed, and the like. The damping control unit 19 calculates a damping current from the differential of the motor angle calculated from the encoder 16, that is, the motor speed. The inertia compensation control unit 20 calculates an inertia compensation current from the motor acceleration obtained by differentiating the motor speed again.

そして、コントローラ１３では、ベース電流とダンピング電流と慣性補償電流を加算したものを、駆動電流としてモータ５へ出力する。このとき、モータ電流センサ１７により、モータ電流を参照しつつ、モータ５を制御駆動する。なお、モータ５へ供給される電源は、バッテリ１５により与えられる。 Then, the controller 13 outputs the sum of the base current, the damping current, and the inertia compensation current to the motor 5 as a drive current. At this time, the motor 5 is controlled and driven by the motor current sensor 17 while referring to the motor current. The power supplied to the motor 5 is supplied from the battery 15.

図３は、実施例１のコントローラ１３のダンピング制御部１９を説明する制御ブロック図である。 FIG. 3 is a control block diagram illustrating the damping control unit 19 of the controller 13 according to the first embodiment.

ダンピング制御部１９は、モータ速度−操舵速度変換ブロック２１と、第１ダンピングゲイン設定部２２と、乗算器２３と、第２ダンピングゲイン算出部２４と、乗算器２５と、第２ダンピングゲイン設定部２６と、乗算器２７とから構成される。 The damping control unit 19 includes a motor speed-steering speed conversion block 21, a first damping gain setting unit 22, a multiplier 23, a second damping gain calculation unit 24, a multiplier 25, and a second damping gain setting unit. 26 and a multiplier 27.

モータ速度−操舵速度変換ブロック２１は、モータ速度を減速比Ｎ倍することにより、ステアリング軸の回転速度、すなわち操舵速度へ変換する。 The motor speed-steering speed conversion block 21 converts the motor speed into the rotational speed of the steering shaft, that is, the steering speed by multiplying the reduction ratio by N.

第１ダンピングゲイン設定部２２は、第１ダンピングゲインを、車速に応じてマップ等から読み込む。第１ダンピングゲインは、車速が高いほど大きくなる。 The first damping gain setting unit 22 reads the first damping gain from a map or the like according to the vehicle speed. The first damping gain increases as the vehicle speed increases.

乗算器２３は、操舵速度と第１ダンピングゲインとを乗算し、第１ダンピング電流を算出する。 The multiplier 23 multiplies the steering speed and the first damping gain to calculate a first damping current.

第２ダンピングゲイン算出部２４は、後述する切り戻し時の第２ダンピングゲインを、操舵速度に応じてマップ等から読み込む。図３に示すように、操舵速度の絶対値があらかじめ設定された設定速度θ₀'よりも小さいとき、第２ダンピングゲインは１となる。一方、操舵速度の絶対値が設定速度θ₀'以上のときには、操舵速度の絶対値が大きくなるほど、第２ダンピングゲインは徐々に小さくなり、設定速度θ₁'以上ではゼロとなる。 The second damping gain calculation unit 24 reads a second damping gain at the time of switching, which will be described later, from a map or the like according to the steering speed. As shown in FIG. 3, when the absolute value of the steering speed is smaller than a preset speed θ ₀ ′, the second damping gain is 1. On the other hand, when the absolute value of the steering speed is equal to or higher than the set speed θ ₀ ′, the second damping gain gradually decreases as the absolute value of the steering speed increases, and becomes zero when the absolute value of the steering speed is equal to or higher than the set speed θ ₁ ′.

乗算器２５は、操舵速度と操舵トルクを乗算する。ここで、切り増し時は操舵方向、すなわち操舵速度の正負と、操舵トルクの正負は一致するため、操舵速度と操作トルクの積は必ず正になる。一方、切り戻し時は操舵速度の正負と操舵トルクの正負は反対となるため、操舵速度と操舵トルクの積は負となる。 The multiplier 25 multiplies the steering speed and the steering torque. Here, since the steering direction, that is, the positive / negative of the steering speed coincides with the positive / negative of the steering torque at the time of increase, the product of the steering speed and the operating torque is always positive. On the other hand, since the sign of the steering speed and the sign of the steering torque are opposite at the time of switching back, the product of the steering speed and the steering torque is negative.

第２ダンピングゲイン設定部２６は、操舵速度と操舵トルクの積が正の場合は第２ダンピングゲインを１とし、負の場合は第２ダンピングゲイン算出部２４により設定された値を第２ダンピングゲインとして出力する。 The second damping gain setting unit 26 sets the second damping gain to 1 when the product of the steering speed and the steering torque is positive, and sets the value set by the second damping gain calculation unit 24 to the second damping gain when the product is negative. Output as.

乗算器２７では、第１ダンピング電流と第２ダンピングゲインとを乗算することで、第２ダンピング電流、すなわち、ダンピング指令値を算出する。 The multiplier 27 calculates a second damping current, that is, a damping command value by multiplying the first damping current and the second damping gain.

このダンピング指令値と、ベース電流および慣性補償電流を加算したものが、モータ５の電流指令値として出力され、モータが制御駆動される。 A sum of the damping command value, the base current, and the inertia compensation current is output as a current command value for the motor 5, and the motor is controlled and driven.

次に、作用を説明する。
［ダンピング電流算出制御処理］
図４は、コントローラ１３のダンピング制御部１９で実行されるダンピング電流算出制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。 Next, the operation will be described.
[Damping current calculation control process]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of a damping current calculation control process executed by the damping control unit 19 of the controller 13, and each step will be described below.

ステップＳ１０１では、モータ速度、車速および操舵トルクを読み込み、ステップＳ１０２へ移行する。 In step S101, the motor speed, vehicle speed, and steering torque are read, and the process proceeds to step S102.

ステップＳ１０２では、モータ速度から操舵速度を演算し、ステップＳ１０３へ移行する。 In step S102, the steering speed is calculated from the motor speed, and the process proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、車速に応じた第１ダンピングゲインをマップ等から読み込み、ステップＳ１０４へ移行する。 In step S103, the first damping gain corresponding to the vehicle speed is read from a map or the like, and the process proceeds to step S104.

ステップＳ１０４では、操舵速度と第１ダンピングゲインを乗算して第１ダンピング電流を算出し、ステップＳ１０５へ移行する。 In step S104, the first damping current is calculated by multiplying the steering speed and the first damping gain, and the process proceeds to step S105.

ステップＳ１０５では、切り戻し時の第２ダンピングゲインを、操舵速度に応じてマップ等から読み込み、ステップＳ１０６へ移行する。 In step S105, the second damping gain at the time of switching back is read from a map or the like according to the steering speed, and the process proceeds to step S106.

ステップＳ１０６では、操舵速度と操舵トルクを乗算し、ステップＳ１０７へ移行する。 In step S106, the steering speed is multiplied by the steering torque, and the process proceeds to step S107.

ステップＳ１０７では、操舵速度と操舵トルクの積が正であるかどうかを判断する（切り戻し判断部に相当）。YESの場合にはステップＳ１０８へ移行し、NOの場合にはステップＳ１０９へ移行する。 In step S107, it is determined whether the product of the steering speed and the steering torque is positive (corresponding to a switchback determination unit). If YES, the process proceeds to step S108, and if NO, the process proceeds to step S109.

ステップＳ１０８では、第２ダンピングゲインを１とし、ステップＳ１１０へ移行する。 In step S108, the second damping gain is set to 1, and the process proceeds to step S110.

ステップＳ１０９では、第２ダンピングゲインを、ステップＳ１０５で算出したものとし、ステップＳ１１０へ移行する。 In step S109, it is assumed that the second damping gain is calculated in step S105, and the process proceeds to step S110.

ステップＳ１１０では、第１ダンピング電流と第２ダンピングゲインとを乗算して第２ダンピング電流を算出し、本制御を終了する。 In Step S110, the second damping current is calculated by multiplying the first damping current and the second damping gain, and this control is finished.

［ダンピング電流算出制御作用］
ステアリング切り増し過程では、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５→ステップＳ１０６→ステップＳ１０７→ステップＳ１０８→ステップＳ１１０へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ１０７において、操舵速度と操舵トルクの積が正であると判断され、ステップＳ１０８において、第２ダンピングゲインが１とされる。 [Damping current calculation control action]
In the steering turning increase process, the flow proceeds from step S101 to step S102 to step S103, step S104, step S105, step S106, step S107, step S108, and step S110 in the flowchart of FIG. That is, in step S107, it is determined that the product of the steering speed and the steering torque is positive. In step S108, the second damping gain is set to 1.

ステアリング切り戻し過程では、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５→ステップＳ１０６→ステップＳ１０７→ステップＳ１０９→ステップＳ１１０へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ１０７において、操舵速度と操舵トルクの積が負であると判断され、ステップＳ１０９において、第２ダンピングゲインが、ステップＳ１０５で算出された値とされる。このとき、操舵速度が設定速度θ₀'よりも小さいときには、第２ダンピングゲインは１とされる。一方、設定速度θ₀'以上のときには、第２ダンピングゲインは、１よりも小さく、かつ操舵速度の絶対値の大きさに反比例した値とされる。 In the steering switchback process, the flow proceeds from step S101 to step S102 to step S103, step S104, step S105, step S106, step S107, step S109, and step S110 in the flowchart of FIG. That is, in step S107, it is determined that the product of the steering speed and the steering torque is negative, and in step S109, the second damping gain is set to the value calculated in step S105. At this time, when the steering speed is lower than the set speed θ ₀ ′, the second damping gain is set to 1. On the other hand, when the speed is equal to or higher than the set speed θ ₀ ′, the second damping gain is set to a value smaller than 1 and inversely proportional to the absolute value of the steering speed.

［切り戻し過程でのダンピングゲイン減少作用］
従来の電動パワーステアリング装置（例えば、特開平１１−１３９３３９号公報）では、ダンピング制御に加えて、モータの加速度に応じて慣性補償制御を実施することにより、制御系の応答性を高め、運転者へ与える違和感を低減している。 [Damping gain reduction effect during switching back]
In a conventional electric power steering device (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-139339), in addition to damping control, inertia compensation control is performed according to the acceleration of the motor, thereby improving control system responsiveness and It reduces the sense of discomfort given to

ところが、モータの慣性補償にも上限があるため、危険回避のようなシーンにおいて、速い操舵がなされ、制御系の応答性の上限を超えたとき、モータの慣性が大きく感じることがある。このときの操舵角を図５(a)に、操舵速度と操舵トルクを図５(b)に示す。図５(b)で明らかなように、モータの慣性が補償し切れていないため、ステアリング戻し過程において操舵トルクが大きく減少（反力抜け）している。そこに操舵速度に比例したダンピング補償を実施した場合、反力抜けがより強調され、運転者へ違和感を与えてしまう。 However, since there is an upper limit in the inertia compensation of the motor, in a scene where danger is avoided, when the fast steering is performed and the upper limit of the response of the control system is exceeded, the inertia of the motor may be felt greatly. FIG. 5A shows the steering angle at this time, and FIG. 5B shows the steering speed and the steering torque. As apparent from FIG. 5 (b), since the inertia of the motor is not completely compensated, the steering torque is greatly reduced (reaction force loss) in the steering return process. When damping compensation proportional to the steering speed is performed there, the reaction force loss is more emphasized and the driver feels uncomfortable.

これに対し、実施例１の電動パワーステアリング装置では、図５(c)に示すように、緊急回避のような速い操舵において、切り増し過程では、第２ダンピングゲインを１とすることにより、ダンピング制御を有効に働かせ、操舵速度の不要な増加を抑制する。一方、切り戻し過程では、第２ダンピングゲインを小さくし、ダンピング力の出力応答を鈍くすることにより、モータの慣性に起因する操舵トルクの抜けを抑制している。 On the other hand, in the electric power steering apparatus of the first embodiment, as shown in FIG. 5 (c), in fast steering such as emergency avoidance, the second damping gain is set to 1 in the increasing process, thereby damping. The control works effectively and suppresses an unnecessary increase in the steering speed. On the other hand, in the switching back process, the second damping gain is reduced and the output response of the damping force is made dull, thereby suppressing the steering torque from being lost due to the inertia of the motor.

次に、効果を説明する。
実施例１の電動パワーステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。 Next, the effect will be described.
The electric power steering apparatus according to the first embodiment has the following effects.

(1) ダンピング制御部１９は、切り戻し過程において、操舵速度の絶対値があらかじめ設定された設定速度θ₀'以上のとき、それ以外のときよりも第２ダンピングゲインを減少させるため、モータの慣性に起因する反力抜けを助長することなくダンピングを働かせることができ、より自然な操舵感を実現できる。 (1) The damping control unit 19 reduces the second damping gain when the absolute value of the steering speed is greater than or equal to a preset set speed θ ₀ ′ during the switchback process. Damping can be performed without promoting reaction force loss due to inertia, and a more natural steering feeling can be realized.

(2) ダンピング制御部１９は、操舵速度と操舵トルクの積が正のとき、切り増しと判断し、操舵速度と操舵トルクの積が負のとき、切り戻しと判断するため、運転者が慣性抜けを感じるタイミングを確実に検知でき、より自然な操舵感を実現できる。 (2) When the product of the steering speed and the steering torque is positive, the damping control unit 19 determines that the increase is made. When the product of the steering speed and the steering torque is negative, the damping control unit 19 determines that the switch is returned. It is possible to reliably detect the timing of feeling slipping out and realize a more natural steering feeling.

(3) ダンピング制御部１９、車速が高いほど、第１ダンピングゲインを大きくするため、車速に応じたダンピングの演出が可能となる。 (3) Since the first damping gain is increased as the vehicle speed is increased, the damping control unit 19 can produce a damping effect according to the vehicle speed.

まず、構成を説明する。
図６は、実施例２のコントローラ１３のダンピング制御部３０を説明する制御ブロック図である。なお、図３に示した実施例１と同一の構成部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。 First, the configuration will be described.
FIG. 6 is a control block diagram illustrating the damping control unit 30 of the controller 13 according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as Example 1 shown in FIG. 3, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

ダンピング制御部３０は、モータ速度−操舵速度変換ブロック２１と、操舵速度不感帯除去フィルタ３１と、操舵トルク不感帯除去フィルタ３２と、乗算器３３と、第３ダンピングゲイン設定部３４と、乗算器３５と、上限リミッタ３６とから構成される。 The damping control unit 30 includes a motor speed-steering speed conversion block 21, a steering speed dead zone removal filter 31, a steering torque dead zone removal filter 32, a multiplier 33, a third damping gain setting unit 34, and a multiplier 35. And an upper limiter 36.

操舵速度不感帯除去フィルタ３１および操舵トルク不感帯除去フィルタ３２は、例えばローパスフィルタ等が用いられ、所定値以下の操舵速度および操舵トルクを切り捨てることにより、センサノイズやドリフト、推定精度の影響をキャンセルするものである（不感帯処理部）。 As the steering speed dead band removal filter 31 and the steering torque dead band removal filter 32, for example, a low-pass filter or the like is used, and the influence of sensor noise, drift, and estimation accuracy is canceled by discarding the steering speed and the steering torque below a predetermined value. (Dead zone processing unit).

乗算器３３は、操舵速度と操舵トルクを乗算し、仕事量を算出する。 The multiplier 33 multiplies the steering speed and the steering torque to calculate the work amount.

第３ダンピングゲイン設定部３４は、第３ダンピングゲインを、車速に応じてマップ等から読み込む。第３ダンピングゲインは、車速が高いほど大きくなる。 The third damping gain setting unit 34 reads the third damping gain from a map or the like according to the vehicle speed. The third damping gain increases as the vehicle speed increases.

乗算器３５は、仕事量と第３ダンピングゲインを乗算し、第３ダンピング電流を算出する。 The multiplier 35 multiplies the work amount by the third damping gain to calculate a third damping current.

上限リミッタ３６は、第３ダンピング電流に上限を設け、センサの断線等による不要なダンピング電流の発生を抑制する。 The upper limiter 36 sets an upper limit on the third damping current, and suppresses generation of unnecessary damping current due to disconnection of the sensor or the like.

このようにして算出された第４ダンピング電流（ダンピング指令値）と、ベース電流および慣性補償電流を加算したものが、モータ５の電流指令値として出力され、モータが制御駆動される。 The sum of the fourth damping current (damping command value) calculated in this way, the base current and the inertia compensation current is output as the current command value of the motor 5, and the motor is controlled and driven.

次に、作用を説明する。
［ダンピング電流算出制御処理］
図７は、コントローラ１３のダンピング制御部３０で実行されるダンピング電流算出制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図４に示した実施例１の処理と同一部分には、同一のステップ番号を付して説明を省略する。 Next, the operation will be described.
[Damping current calculation control process]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the damping current calculation control process executed by the damping control unit 30 of the controller 13, and each step will be described below. In addition, the same step number is attached | subjected to the part same as the process of Example 1 shown in FIG. 4, and description is abbreviate | omitted.

ステップＳ２０１では、操舵速度があらかじめ設定された所定値よりも小さいかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ２０２へ移行し、NOの場合には本制御を終了する。 In step S201, it is determined whether the steering speed is smaller than a predetermined value set in advance. If YES, the process proceeds to step S202. If NO, the present control is terminated.

ステップＳ２０２では、操舵トルクがあらかじめ設定された所定値よりも小さいかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ２０３へ移行し、NOの場合には本制御を終了する。 In step S202, it is determined whether the steering torque is smaller than a predetermined value set in advance. If YES, the process proceeds to step S203, and if NO, this control is terminated.

ステップＳ２０３では、車速に応じた第３ダンピングゲインをマップ等から読み込み、ステップＳ２０４へ移行する。 In step S203, the third damping gain corresponding to the vehicle speed is read from a map or the like, and the process proceeds to step S204.

ステップＳ２０４では、操舵速度と操舵トルクの積、すなわち仕事量を算出し、ステップＳ２０５へ移行する。 In step S204, the product of the steering speed and the steering torque, that is, the work amount is calculated, and the process proceeds to step S205.

ステップＳ２０５では、仕事量と第３ダンピングゲインとを乗算して第３ダンピング電流を算出し、ステップＳ２０６へ移行する。 In step S205, the work amount and the third damping gain are multiplied to calculate a third damping current, and the process proceeds to step S206.

ステップＳ２０６では、第３ダンピング電流があらかじめ設定された上限値よりも小さいかどうかを判断する。YESの場合にはステップＳ２０７へ移行し、NOの場合にはステップＳ２０８へ移行する。 In step S206, it is determined whether the third damping current is smaller than a preset upper limit value. If YES, the process proceeds to step S207, and if NO, the process proceeds to step S208.

ステップＳ２０７では、第３ダンピング電流を、ステップＳ２０５で求めた値とし、本制御を終了する。 In step S207, the third damping current is set to the value obtained in step S205, and this control is terminated.

ステップＳ２０８では、第３ダンピング電流を前記上限値とし、本制御を終了する。 In step S208, the third damping current is set to the upper limit value, and this control is terminated.

［ダンピング電流算出制御作用］
トルクセンサ４またはエンコーダ１６にセンサノイズが入力された場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ２０１、またはステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ２０１→ステップＳ２０２へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ２０１またはステップＳ２０２において、センサノイズが操舵速度不感帯除去フィルタ３１または操舵トルク不感帯除去フィルタ３２により切り捨てられ、ダンピング指令値の設定がキャンセルされる。 [Damping current calculation control action]
When sensor noise is input to the torque sensor 4 or the encoder 16, in the flowchart of FIG. 7, the process proceeds from step S101 to step S102 to step S201 or from step S101 to step S102 to step S201 to step S202. . That is, in step S201 or step S202, the sensor noise is cut off by the steering speed dead zone removal filter 31 or the steering torque dead zone removal filter 32, and the setting of the damping command value is cancelled.

操舵速度または操舵トルクが過大である場合は、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ２０１→ステップＳ２０２→ステップＳ２０３→ステップＳ２０４→ステップＳ２０５→ステップＳ２０６→ステップＳ２０８へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ２０６において、第３ダンピング電流があらかじめ設定された上限値以上であると判断され、ステップＳ２０８において、ダンピング指令値が前記上限値とされる。 When the steering speed or the steering torque is excessive, in the flowchart of FIG. 7, the process proceeds from step S101 to step S102, step S201, step S202, step S203, step S204, step S205, step S206, and step S208. . That is, in step S206, it is determined that the third damping current is greater than or equal to a preset upper limit value, and in step S208, the damping command value is set to the upper limit value.

［操舵速度と操舵トルクの積に応じたダンピング電流算出作用］
実施例２では、すなわちダンピング指令値を、操舵速度と操舵トルクの積に比例して算出している。 [Damping current calculation function according to the product of steering speed and steering torque]
In the second embodiment, that is, the damping command value is calculated in proportion to the product of the steering speed and the steering torque.

図８(a)のように、緊急回避のような速い操舵の場合には、図８(b)に示すように、切り始めはダンピング制御が有効に働くため、操舵速度の不要な増加が抑制される。一方、切り戻し時には、モータ慣性に起因する操舵トルクの抜けが助長されないため、より自然な操舵感を実現できる。 As shown in Fig. 8 (a), in the case of fast steering such as emergency avoidance, as shown in Fig. 8 (b), damping control works effectively at the start of cutting, so that an unnecessary increase in steering speed is suppressed. Is done. On the other hand, at the time of switching back, the steering torque loss due to the motor inertia is not promoted, so that a more natural steering feeling can be realized.

また、図９(a)のように、速い操舵ではない場合には、図９(b)に示すように、ステアリングの切り増し側も切り戻し側も有効にダンピング指令値が算出され、不要な操舵速度の増加を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 9 (a), when the steering is not fast, the damping command value is effectively calculated on both the steering addition side and the return side as shown in FIG. 9 (b), which is unnecessary. An increase in steering speed can be suppressed.

次に、効果を説明する。
実施例２の電動パワーステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。 Next, the effect will be described.
The electric power steering apparatus according to the second embodiment has the following effects.

(4) ダンピング制御部３０は、操舵トルクと操舵速度の積に応じてダンピングゲインを変化させるため、より簡便な方法で、確実に速い操舵時の慣性抜けを抑制できるとともに、ゆっくりとした普通の操舵時には、適当なダンピングを実現できる。 (4) Since the damping control unit 30 changes the damping gain in accordance with the product of the steering torque and the steering speed, the damping control unit 30 can surely suppress the loss of inertia at the time of fast steering by a simpler method and can Appropriate damping can be achieved during steering.

(5) ダンピング制御部３０は、所定値以下の操舵速度および操舵トルクを切り捨てる操舵速度不感帯除去フィルタ３１および操舵トルク不感帯除去フィルタ３２を備えるため、センサノイズやドリフト等に起因するダンピング制御の誤動作を防止できる。 (5) Since the damping control unit 30 includes the steering speed dead band removing filter 31 and the steering torque dead band removing filter 32 for discarding the steering speed and the steering torque below the predetermined value, the damping control malfunction caused by the sensor noise, drift, etc. Can be prevented.

(6) ダンピング制御部３０は、ダンピング力の上限値を制限する上限リミッタ３６を備えるため、制御系の失陥時において、不要にステアリングが重くなりすぎるのを防止できる。 (6) Since the damping control unit 30 includes the upper limiter 36 that limits the upper limit value of the damping force, it is possible to prevent the steering from becoming excessively heavy when the control system fails.

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。 (Other examples)
The best mode for carrying out the present invention has been described based on the first and second embodiments. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the first and second embodiments, and the gist of the present invention. Any design change or the like within a range that does not deviate from the above is included in the present invention.

例えば、実施例１，２では、操舵速度、操舵加速度算出にモータ角度から算出されるモータ角度、モータ加速度を利用しているが、ステアリング軸に別途設けるステアリング角センサ出力を用いてもよいし、モータに流れる電流とモータ端子間電圧から算出される推定モータ速度で代用してもよい。 For example, in the first and second embodiments, the motor angle and motor acceleration calculated from the motor angle are used for calculating the steering speed and steering acceleration. However, a steering angle sensor output provided separately on the steering shaft may be used. An estimated motor speed calculated from the current flowing through the motor and the voltage between the motor terminals may be substituted.

実施例１の電動パワーステアリング装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施例１のコントローラの制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram of a controller according to the first embodiment. 実施例１のダンピング制御部を説明する制御ブロック図である。It is a control block diagram explaining the damping control part of Example 1. 実施例１のダンピング制御部で実行されるダンピング電流算出制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the damping current calculation control processing performed in the damping control part of Example 1. 実施例１の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 1. FIG. 実施例２のダンピング制御部を説明する制御ブロック図である。It is a control block diagram explaining the damping control part of Example 2. 実施例２のダンピング制御部で実行されるダンピング電流算出制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the damping current calculation control processing performed in the damping control part of Example 2. 実施例２の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 2. FIG. 実施例２の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of Example 2. FIG.

Explanation of symbols

１ステアリングホイール
２舵取り機構
３操舵軸
４トルクセンサ
５モータ
６ピニオン
７ラック軸
８，９タイロッド
１０，１１転舵輪
１２減速機
１３コントローラ
１４車速センサ
１５バッテリ
１６エンコーダ
１７モータ電流センサ
１８ベース電流制御部
１９，３０ダンピング制御部
２０慣性補償制御部
２１モータ速度−操舵速度変換ブロック
２２第１ダンピングゲイン設定部
２３，２５，２７，３３，３５乗算器
２４第２ダンピングゲイン算出部
２６第２ダンピングゲイン設定部
３１操舵速度不感帯除去フィルタ
３２操舵トルク不感帯除去フィルタ
３４第３ダンピングゲイン設定部
３６上限リミッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering mechanism 3 Steering shaft 4 Torque sensor 5 Motor 6 Pinion 7 Rack shaft 8, 9 Tie rod 10, 11 Steering wheel 12 Reducer 13 Controller 14 Vehicle speed sensor 15 Battery 16 Encoder 17 Motor current sensor 18 Base current control part 19 , 30 Damping control unit 20 Inertia compensation control unit 21 Motor speed-steering speed conversion block 22 First damping gain setting unit 23, 25, 27, 33, 35 Multiplier 24 Second damping gain calculation unit 26 Second damping gain setting unit 31 Steering Speed Dead Band Removal Filter 32 Steering Torque Dead Band Removal Filter 34 Third Damping Gain Setting Unit 36 Upper Limit Limiter

Claims

Torque detecting means for detecting steering torque applied to the steering means;
Steering speed detection means for detecting the steering speed of the steering means;
A motor that applies steering assist force to the steering mechanism;
Steering assist force control means for driving and controlling the motor so as to generate a steering assist force according to the detected torque by the torque detecting means and the detected steering speed by the steering speed detecting means;
In the electric power steering apparatus with
In the steering assist force control means,
A switchback determination unit for determining whether or not the operation state of the steering means is switchback;
A damping control unit for adding a damping force in a direction to suppress the steering speed with respect to the steering assist force set by the steering assist force setting unit;
Provided,
The damping control unit reduces the gain of the damping force when the steering means is in the back-turned state and the absolute value of the detected steering speed is equal to or higher than a preset speed, compared to other times. Electric power steering device.

The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The electric power steering apparatus, wherein the switchback determination unit determines whether or not to switch back based on a sign of detected torque and a sign of detected steering speed.

Torque detecting means for detecting steering torque applied to the steering means;
Steering speed detection means for detecting the steering speed of the steering means;
A motor that applies steering assist force to the steering mechanism;
A steering assist force setting unit that sets a steering assist force according to the detected torque by the torque detector and the detected steering speed by the steering speed detector, and a motor that drives and controls the motor to generate the set steering assist force Steering assist force control means having a drive control unit;
In the electric power steering apparatus with
A damping control unit that adds a damping force in a direction to suppress the steering speed with respect to the steering assist force set by the steering assist force setting unit is provided.
The damping control unit changes the damping force or the gain of the damping force according to the product of the detected torque and the detected steering speed.

In the electric power steering device according to claim 3,
An electric power steering device characterized in that the damping control unit is provided with a dead zone processing unit that sets the damping force to zero when the absolute value of the product of the detected torque and the detected steering speed is smaller than a preset value. .

The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is provided;
The damping control unit increases the gain of the damping force as the vehicle speed increases.

The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An electric power steering apparatus, wherein an upper limiter for limiting an upper limit value of a damping force is provided in the damping control unit.