JP4223501B2 - Electric power steering control device - Google Patents

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Description

本発明は、モータにより操舵力を補助する電動式パワーステアリング制御装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering control device that assists a steering force with a motor.

図12は、従来の電動式パワーステアリング制御装置の一構成例を示すブロック図である(例えば、非特許文献1参照)。同図において、1は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出するトルクセンサ、2は上記トルクセンサ1の出力信号の周波数特性を改善する位相補償器、3は位相補償されたトルクセンサ1の出力に基づいて上記操舵トルクを補助するための補助トルク電流を演算するトルク制御器、4は例えば図示しないモータ角速度算出手段で算出されたモータ8の回転角速度ωMに基づいてダンピング電流を演算するダンピング制御器、5はモータ8の摩擦トルクを補償する摩擦補償電流を演算する摩擦補償制御器5aとモータ8の慣性モーメントを補償する慣性補償電流を演算する慣性補償制御器5bとにより構成され、上記ωMに基づいて上記摩擦補償電流を演算するとともに、上記ωMを微分した回転角加速度(dωM/dt)に基づいて上記慣性補償電流を演算する補償制御器、6は上記トルク制御器3で演算された補助トルク電流、ダンピング制御器4で演算されたダンピング電流、補償制御器5で演算された摩擦補償電流及び慣性補償電流とを加算して目標電流を算出する加算器である。また、7は上記加算器6で演算された目標電流と、電流検出器9から出力されるモータ8の駆動電流と比較し、上記駆動電流が上記目標電流に一致するように電流制御を行う電流制御器である。   FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional electric power steering control device (see, for example, Non-Patent Document 1). In the figure, 1 is a torque sensor that detects steering torque when the driver steers, 2 is a phase compensator that improves the frequency characteristics of the output signal of the torque sensor 1, and 3 is a phase compensated torque sensor 1. A torque controller that calculates an auxiliary torque current for assisting the steering torque based on the output, 4 is a damping that calculates a damping current based on, for example, a rotational angular velocity ωM of the motor 8 calculated by a motor angular velocity calculating means (not shown). The controller 5 includes a friction compensation controller 5a that calculates a friction compensation current that compensates the friction torque of the motor 8, and an inertia compensation controller 5b that calculates an inertia compensation current that compensates the inertia moment of the motor 8. The friction compensation current is calculated based on ωM, and the inertia compensation is performed based on the rotational angular acceleration (dωM / dt) obtained by differentiating ωM. A compensation controller 6 for calculating a compensation current, 6 is an auxiliary torque current calculated by the torque controller 3, a damping current calculated by the damping controller 4, a friction compensation current and an inertia compensation current calculated by the compensation controller 5. Is an adder that calculates the target current. Reference numeral 7 denotes a current for controlling the target current calculated by the adder 6 and the drive current of the motor 8 output from the current detector 9 so that the drive current matches the target current. It is a controller.

次に、従来の電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
自動車の運転者がハンドルを操舵すると、その時の操舵トルクはトルクセンサ1で測定され、位相補償器2で位相補償され周波数特性を改善された後、トルク制御器3に入力される。トルク制御器3では、周波数特性を改善されたトルクセンサ1の出力信号にほぼ比例する補助トルク電流を演算し、上記補助トルク電流に基づいてモータ8を駆動して運転者の操舵トルクをアシストし、運転者による操舵トルクを軽減する。
このとき、ハンドルの動きを安定化させるために、ダンピング制御器4でモータ回転角速度ωMに比例したダンピング電流を演算して上記補助トルク電流に加える。また、モータ8の摩擦の影響を補償するために、摩擦補償制御器5aでモータ回転角速度ωMの符号に応じて変化する摩擦補償電流を加え、更に、モータ8の慣性モーメントの影響を補償するため、慣性補償制御器5bでモータ回転角速度ωMを微分して得たモータ回転角加速度(dωM/dt)に比例した慣性補償電流を加えている。これらの補償電流を上記補助トルク電流に加算して目標電流を演算し、電流制御器7により、上記目標電流に基づいてモータ8に通電する駆動電流を制御することにより、上記駆動電流に比例したアシストトルクを発生させ、運転者による操舵トルクを軽減させるとともに、ハンドルの動きを安定化させることができる。なお、上記各制御器3,4,5は、ともに車速に応じて制御パラメータを変更している。
三菱電機技報 Vol.70 No.9 P43〜P48
Next, the operation of the conventional electric power steering control device will be described.
When the driver of the automobile steers the steering wheel, the steering torque at that time is measured by the torque sensor 1, phase-compensated by the phase compensator 2 and improved in frequency characteristics, and then input to the torque controller 3. The torque controller 3 calculates an auxiliary torque current that is substantially proportional to the output signal of the torque sensor 1 with improved frequency characteristics, and drives the motor 8 based on the auxiliary torque current to assist the driver's steering torque. , Reduce the steering torque by the driver.
At this time, in order to stabilize the movement of the steering wheel, the damping controller 4 calculates a damping current proportional to the motor rotational angular speed ωM and adds it to the auxiliary torque current. Further, in order to compensate for the influence of the friction of the motor 8, a friction compensation current that changes according to the sign of the motor rotational angular velocity ωM is added by the friction compensation controller 5a, and further, the influence of the moment of inertia of the motor 8 is compensated. The inertia compensation current proportional to the motor rotation angular acceleration (dωM / dt) obtained by differentiating the motor rotation angular velocity ωM by the inertia compensation controller 5b is applied. These compensation currents are added to the auxiliary torque current to calculate a target current, and the current controller 7 controls the drive current to be supplied to the motor 8 based on the target current, thereby being proportional to the drive current. The assist torque can be generated to reduce the steering torque by the driver and to stabilize the movement of the steering wheel. Each of the controllers 3, 4 and 5 changes the control parameter according to the vehicle speed.
Mitsubishi Electric Technical Review Vol.70 No.9 P43 ~ P48

ところで、トルク制御器3で演算された補助トルク電流は、位相補償器2で周波数特性を改善されたトルクセンサ1の出力信号にぼぼ比例した値となるが、この時、上記トルク制御器3で設定されたトルク比例ゲインが大きいほどアシストトルクが大きくなり運転者の操舵トルクを軽減できる。しかしながら、上記トルク比例ゲインを大きくすると、制御系の発振が生じ運転者が不快なトルク振動を感じてしまうので、上記トルク比例ゲインを単純に大きくすることはできない。
上記発振を防止する方法としては、ダンピング電流を大きくする方法が考えられるが、従来の技術では、ダンピング電流を大きくするような補償を行うと、このダンピング補償がハンドルを回す際の抵抗として作用し、操舵トルクが大きくなってしまうので、大きなダンピング電流を加えることができなかった。したがって、トルク比例ゲインを大きくすることができず、特に据え切り等の大きなアシストトルクが必要な場合には、運転者の操舵トルクを十分に軽減することができないという問題点があった。
また、モータ8の回転角速度ωMを精度よく求めるためには、高価なモータ回転速度センサが必要であることから、上記従来の電動式パワーステアリング制御装置のように、モータ回転速度センサを用いず、モータ印加電圧やモータ電流からモータ回転速度を推定し、このモータ回転速度の推定値を用いてダンピング電流、摩擦補償電流、及び、慣性補償電流を求める方法もあるが、上記従来の方法では、ダンピングを効かせたい周波数でのモータ回転速度を精確に推定することが困難であった。
By the way, the auxiliary torque current calculated by the torque controller 3 becomes a value approximately proportional to the output signal of the torque sensor 1 whose frequency characteristics are improved by the phase compensator 2. At this time, the torque controller 3 As the set torque proportional gain increases, the assist torque increases and the driver's steering torque can be reduced. However, if the torque proportional gain is increased, the control system oscillates and the driver feels uncomfortable torque vibration. Therefore, the torque proportional gain cannot be simply increased.
As a method of preventing the oscillation, a method of increasing the damping current can be considered. However, in the conventional technique, when compensation is performed to increase the damping current, this damping compensation acts as a resistance when turning the handle. Since the steering torque is increased, a large damping current cannot be applied. Therefore, there is a problem that the torque proportional gain cannot be increased and the steering torque of the driver cannot be sufficiently reduced particularly when a large assist torque such as a stationary stop is required.
Further, in order to obtain the rotational angular velocity ωM of the motor 8 with high accuracy, an expensive motor rotational speed sensor is required. Therefore, unlike the conventional electric power steering control device, the motor rotational speed sensor is not used. There is also a method of estimating the motor rotation speed from the motor applied voltage and motor current, and using the estimated value of the motor rotation speed to obtain the damping current, friction compensation current, and inertia compensation current. It has been difficult to accurately estimate the motor rotation speed at the frequency at which it is desired to take effect.

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、運転者に不快なトルク振動を感じさせることなく操舵トルクを軽減することができるとともに、低コスト化を図ることのできる電動式パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the steering torque without causing the driver to feel uncomfortable torque vibration, and can reduce the cost. An object is to provide a steering control device.

の請求項1に記載の発明は、運転者による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、上記検出された操舵トルク信号に基づいて上記操舵トルクを補助する補助トルク電流を演算するトルク制御器と、上記操舵トルクを補助するトルクを発生するモータと、上記モータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、上記推定されたモータ回転速度の推定値から操舵周波数成分を除去する操舵成分除去手段と、上記操舵成分除去手段から出力されるモータ回転速度の推定値から操舵周波数成分を除いた信号を用いて、上記補助トルク電流に加算されるダンピング電流を演算するダンピング制御器とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であって、上記回転速度推定手段は、上記モータに通電される電流の検出値もしくは指令値をフィルタ処理してモータ内のコイルでの電圧降下相当値を求める逆特性演算手段と、モータの端子間電圧の測定値もしくは指令値から、上記逆特性演算手段により求められた上記コイルでの電圧降下相当値を減じて得られるモータの逆起電圧を推定する逆起電圧推定手段と、上記推定された逆起電圧に基づいて上記モータ回転速度の推定値を演算する回転速度推定値演算手段とを備え、上記逆特性演算手段は、操舵時にステアリング発振が発生しやすい周波数帯域において、上記コイルのインダクタンス特性を含むインピーダンスの逆特性とゲイン及び位相が一致するような周波数特性を有するフィルタを用いて、上記モータに通電される電流の検出値もしくは指令値をフィルタ処理することを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present gun includes a steering torque detecting means for detecting a steering torque by the driver, torque control for computing an assist torque current for assisting the steering torque based on the detected steering torque signal A motor that generates torque for assisting the steering torque, a rotational speed estimating means that estimates the rotational speed of the motor, and a steering component removal that removes a steering frequency component from the estimated value of the estimated motor rotational speed And a damping controller that calculates a damping current to be added to the auxiliary torque current using a signal obtained by removing the steering frequency component from the estimated value of the motor rotation speed output from the steering component removing means. the electric power steering control system, the rotation speed estimation means, the detection value or instruction value current supplied to the upper SL motor Fi And inverse characteristics calculating means for calculating a voltage drop equivalent value in the coil in the motor and data processing, the voltage drop from the measured value or command value of the voltage between the terminals of the motor, in the coil obtained by the inverse characteristics calculating means Back electromotive force estimating means for estimating the back electromotive voltage of the motor obtained by subtracting the equivalent value, and rotational speed estimated value calculating means for calculating the estimated value of the motor rotational speed based on the estimated back electromotive voltage. The reverse characteristic calculation means uses a filter having a frequency characteristic such that the reverse characteristic of the impedance including the inductance characteristic of the coil matches the gain and phase in a frequency band in which steering oscillation is likely to occur during steering. The detection value or command value of the current supplied to the motor is filtered .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動式パワーステアリング制御装置において、車速検出手段を設けるとともに、車速に応じて、上記操舵成分除去手段が除去する周波数帯域を可変としたものである。なお、この時、制御系の各パラメータも同様に車速に応じて可変とすることが望ましい。   According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering control device according to the first aspect, the vehicle speed detecting means is provided, and the frequency band removed by the steering component removing means is made variable according to the vehicle speed. It is. At this time, it is desirable that each parameter of the control system is also variable according to the vehicle speed.

本発明によれば、操舵トルク検出手段と、この操舵トルク検出手段で検出された操舵トルク信号に基づいて上記操舵トルクを補助する補助トルク電流を演算するトルク制御器と、上記操舵トルクを補助するトルクを発生するモータと、上記モータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、上記推定されたモータ回転速度から操舵周波数成分を除去する操舵成分除去手段と、上記操舵成分除去手段から出力されるモータ回転速度の推定値から操舵周波数成分を除いた信号を用いて、上記補助トルク電流に加算されるダンピング電流を演算するダンピング制御器とを備えた電動式パワーステアリング制御装置において、回転速度検出手段を、モータの端子間電圧の測定値もしくは指令値からモータ電流の検出値もしくは指令値により演算されるモータ内のコイルでの電圧降下相当値を減じたモータの逆起電圧を推定し、上記推定された逆起電圧からモータ回転速度推定値を演算する回転速度推定器から構成したので、トルク比例ゲインを向上させたことに伴ってダンピング電流を大きくしても、上記ダンピング電流が操舵トルクの抵抗として作用することがなく、したがって、運転者がハンドルの振動を感じることなく操舵トルクを低減することができる。また、高価なモータ回転速度センサが不要となるので、電動式パワーステアリング装置の低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, the steering torque detecting means, the torque controller for calculating the auxiliary torque current for assisting the steering torque based on the steering torque signal detected by the steering torque detecting means, and the steering torque are assisted. A motor that generates torque, a rotational speed estimating means that estimates the rotational speed of the motor, a steering component removing means that removes a steering frequency component from the estimated motor rotational speed, and output from the steering component removing means In an electric power steering control device comprising a damping controller for calculating a damping current to be added to the auxiliary torque current using a signal obtained by removing a steering frequency component from an estimated value of a motor rotational speed, a rotational speed detecting means and it is calculated by the detected value or a command value of the motor current from the measured value or command value of the voltage between the terminals of the motors Estimate the back electromotive force of the motor by subtracting the value equivalent to the voltage drop at the coil in the motor and configure the motor speed estimation value from the estimated back electromotive voltage. Even if the damping current is increased as the gain is improved, the damping current does not act as a steering torque resistance, and therefore the steering torque is reduced without the driver feeling the steering wheel vibration. Can do. In addition, since an expensive motor rotation speed sensor is not required, the cost of the electric power steering apparatus can be reduced.

このとき、上記コイルでの電圧降下相当値を、操舵時にステアリング発振が発生しやすい周波数帯域において、上記コイルのインダクタンス特性を含む周波数特性を有するフィルタを用いて、上記モータに通電される電流の検出値もしくは指令値をフィルタ処理してモータ内のコイルでの電圧降下相当値を求める逆特性演算手段により算出するようにすれば、より高周波の帯域までコイルでの電圧降下相当値を求めることができるとともに、ステアリング発振が発生する周波数以外は、フィルタのゲインや位相を自由に変えることができるので、ダンピングを効かせたい周波数でのモータ回転速度を精確に推定できるとともに、高周波でのノイズの影響を小さくすることができる。 At this time, a voltage drop equivalent value in the coil, steering oscillation in likely frequency band generated at the time of steering, using a filter that have a frequency characteristic including inductance characteristics of the coil, the current applied to the motor If the detection value or command value is filtered and calculated by the inverse characteristic calculation means for obtaining the voltage drop equivalent value in the coil in the motor, the voltage drop equivalent value in the coil can be obtained up to a higher frequency band. In addition to the frequency at which steering oscillation occurs, the gain and phase of the filter can be changed freely, so that the motor rotation speed at the frequency at which damping is desired can be accurately estimated, and the influence of noise at high frequencies Can be reduced.

また、車速検出手段を設けて、車速に応じて、上記各操舵成分除去手段で除去する周波数帯域を可変としたので、車速に応じて、操舵周波数範囲やステアリング発振を起こし易い周波数領域に対する最適な制御を行うことができる。   Further, since the vehicle speed detection means is provided and the frequency band to be removed by each of the steering component removal means is variable according to the vehicle speed, it is optimal for the steering frequency range and the frequency region where steering oscillation is likely to occur according to the vehicle speed. Control can be performed.

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
最良の形態1.
図1は、本発明の最良の形態1に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。同図において、1は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出するトルクセンサ、2は上記トルクセンサ1の出力信号を位相補償してその周波数特性を改善する位相補償器、3は位相補償されたトルクセンサ1の出力に基づいて上記操舵トルクを補助する補助トルク電流を演算するトルク制御器、11は例えばタコゼネレータ等のモータ回転速度センサ10から出力されたモータ回転速度信号を周波数分離し、上記モータ回転速度信号から操舵周波数成分を除去する操舵成分除去手段である回転速度ハイパスフィルタ(以下、回転速度HPFという)、4は上記回転速度HPF11の出力に基づいて操舵の減衰特性を制御するためのダンピング電流を演算するダンピング制御器、6はトルク制御器3で演算された補助トルク電流、ダンピング制御器4で演算されたダンピング電流とを加算し目標電流を演算する加算器である。また、7は電流制御器であり、アシストトルクを発生すべく、電流検出器9で検出したモータ8に通電される駆動電流検出値が上記目標電流に一致するように、モータ8の端子に印加する駆動電圧指令値を設定して、例えばPWM信号として出力する。
本発明では、図1のブロック図中の一点鎖線で囲まれた位相補償器2や回転速度HPF11等から成る目標電流演算手段20をマイコンのソフトウエアのみで構成しても従来の技術の課題を解決することが可能である。以下では、上記目標電流演算手段20をマイコンのソフトウエアのみで構成した場合について説明する。なお、上記目標電流演算手段20は、各構成要素のそれぞれかあるいは各構成要素に共通した図示しないRAMやROM等のメモリを有し、所定の制御サンプリング時間毎にトルクセンサ1の検出値等のデータを取り込んでA/D変換し、RAM等のデータ書き込み用メモリに記憶する。
Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
Best Mode
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to the best mode 1 of the present invention. In the figure, 1 is a torque sensor that detects steering torque when the driver steers, 2 is a phase compensator that improves the frequency characteristics of the output signal of the torque sensor 1 by phase compensation, and 3 is phase compensated. A torque controller 11 for calculating an auxiliary torque current for assisting the steering torque based on the output of the torque sensor 1, for example, frequency-separating a motor rotation speed signal output from a motor rotation speed sensor 10 such as a tachometer; A rotational speed high-pass filter (hereinafter referred to as rotational speed HPF), which is a steering component removing means for removing the steering frequency component from the motor rotational speed signal, 4 controls the steering attenuation characteristic based on the output of the rotational speed HPF 11. Damping controller for calculating damping current, 6 is auxiliary torque current calculated by torque controller 3, and damping An adder for calculating the sum to the target current and the damping current computed by the control vessel 4. Reference numeral 7 denotes a current controller, which is applied to a terminal of the motor 8 so that a drive current detection value supplied to the motor 8 detected by the current detector 9 matches the target current in order to generate assist torque. A drive voltage command value to be set is set and output as, for example, a PWM signal.
In the present invention, even if the target current calculation means 20 including the phase compensator 2 and the rotational speed HPF 11 surrounded by the one-dot chain line in the block diagram of FIG. It is possible to solve. Below, the case where the said target current calculating means 20 is comprised only with the software of a microcomputer is demonstrated. The target current calculation means 20 has a memory such as a RAM or a ROM (not shown) common to each component or common to each component, and the detected value of the torque sensor 1 and the like at every predetermined control sampling time. Data is taken in, A / D converted, and stored in a data writing memory such as a RAM.

ここで、上記操舵成分除去手段である回転速度HPF11について説明する。
一般に運転者が操舵可能な周波数は3Hz程度以下である。また、例えばレーンチェンジ時の操舵周波数は、0.2Hz付近であり、通常はこのような低周波の操舵を行うケースが多い。これに対し、ステアリング発振を生じやすい周波数帯域は30Hz以上であり、操舵周波数との周波数分離が可能である。したがって、操舵成分除去手段を、推定或いは測定されたモータ回転速度を周波数分離し、モータ回転速度から操舵周波数成分を取り除く周波数分離器で構成することにより、モータの回転速度の操舵成分を除去することができる。
一般に低周波成分を除去したい場合には、周波数分離器としてハイパスフィルタが用いられる。モータ回転速度センサ10から出力されるモータ8の回転速度をハイパスフィルタに通すことにより、低周波成分である操舵による成分を除去することができる。このとき、ハイパスフィルタの折点周波数を低く設定すれば操舵による成分が残り易くなり、高く設定すれば、ハイパスフィルタを通して得られたモータ回転速度のステアリング発振成分の位相ずれが大きくなるので、通常行われる操舵周波数からステアリング発振を生ずる周波数の範囲内のいずれかの周波数にハイパスフィルタの折点周波数を設定しておけば、モータ回転速度のステアリング発振成分を残して操舵周波数成分を除去することが可能である。そこで、本最良の形態1では、回転速度HPF11として、一般の運転者が操舵可能な最大周波数を狙って、折点周波数が0.2〜30Hzの範囲に設定したハイパスフィルタを用い、モータの回転速度成分を適正に除去するようにしている。
Here, the rotational speed HPF11 which is the steering component removing means will be described.
In general, the frequency at which the driver can steer is about 3 Hz or less. Further, for example, the steering frequency at the time of lane change is around 0.2 Hz, and usually such low frequency steering is often performed. On the other hand, the frequency band in which steering oscillation is likely to occur is 30 Hz or more, and frequency separation from the steering frequency is possible. Therefore, the steering component removing means is constituted by a frequency separator that frequency-separates the estimated or measured motor rotation speed and removes the steering frequency component from the motor rotation speed, thereby removing the steering component of the motor rotation speed. Can do.
In general, when a low frequency component is desired to be removed, a high pass filter is used as a frequency separator. By passing the rotational speed of the motor 8 output from the motor rotational speed sensor 10 through a high-pass filter, it is possible to remove a component due to steering, which is a low-frequency component. At this time, if the corner frequency of the high-pass filter is set low, the steering component tends to remain, and if it is set high, the phase shift of the steering oscillation component of the motor rotation speed obtained through the high-pass filter increases. If the corner frequency of the high-pass filter is set to any frequency within the range of the steering frequency from the steering frequency that is generated, it is possible to remove the steering frequency component while leaving the steering oscillation component of the motor rotation speed It is. Therefore, in the best mode 1, a high-pass filter with a break frequency set in the range of 0.2 to 30 Hz is used as the rotation speed HPF11 with the aim of the maximum frequency that can be steered by a general driver. The speed component is appropriately removed.

次に、上記構成の電動式パワーステアリング制御装置の動作について、図2のフローチャートに基づいて説明する。なお、本発明の従来の技術と異なる点は、電流制御器7に出力される目標電流の演算方法、すなわち、図1の目標電流演算手段20によって目標電流を演算するまでのアルゴリズムであり、モータ8に通電する駆動電流の制御に関しては、PID式の電流F/B制御あるいは目標電流とモータ回転信号とに基づくオープンループ制御等の一般的に行われる制御を、ディジタル制御あるいはアナログ制御のいずれかの方式に基づいて実施しても良い。したがって、以下では、目標電流演算手段20におけるモータ8の目標電流を演算するまでのアルゴリズムに限定して説明を行う。
まず、ステップS101で、トルクセンサ1からのトルクセンサ出力をマイコンに読み込みメモリに記憶し、ステップS102で、モータ回転速度センサ10からのモータ回転速度信号を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップS103において、位相補償器2により、上記メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS104では、トルク制御器3により、上記メモリに記憶された位相補償器出力を読み込み、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。
ステップS105では、回転速度HPF11において、上記メモリに記憶されたモータ回転速度信号を読み込みハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶し、ステップS106において、ダンピング制御器4により、上記メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算しメモリに記憶する。
ステップS107では、加算器6において、上記メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流とを加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS101からS107までの動作を、制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度信号とからモータ8の目標電流を演算する。
なお、上記ステップS104で使用したトルクセンサ出力と補助トルク電流の関係を示すマップや、上記ステップS106で使用したダンピング電流を演算するための制御ゲインなどの目標電流の演算を行う際に必要なマップや比例係数等の定数は予めROMに設定しておくものとする。
Next, the operation of the electric power steering control apparatus having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. The difference from the prior art of the present invention is the calculation method of the target current output to the current controller 7, that is, the algorithm until the target current is calculated by the target current calculation means 20 of FIG. As for the control of the drive current energized in FIG. 8, the commonly performed control such as PID type current F / B control or open loop control based on the target current and the motor rotation signal is either digital control or analog control. You may implement based on this system. Therefore, the following description will be limited to the algorithm until the target current calculation means 20 calculates the target current of the motor 8.
First, in step S101, the torque sensor output from the torque sensor 1 is read into the microcomputer and stored in the memory, and in step S102, the motor rotation speed signal from the motor rotation speed sensor 10 is read and stored in the memory. Next, in step S103, the phase compensator 2 reads the torque sensor output stored in the memory, performs phase compensation calculation, and stores it in the memory as the phase compensator output. In step S104, the torque controller 3 reads the phase compensator output stored in the memory, maps the auxiliary torque current, and stores it in the memory.
In step S105, the rotational speed HPF11 reads the motor rotational speed signal stored in the memory, performs a high-pass filter operation, and stores it in the memory as the rotational speed HPF output. In step S106, the damping controller 4 causes the memory to The rotation speed HPF output stored in is read, the control gain is multiplied, and the damping current is calculated and stored in the memory.
In step S107, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory and stores them in the memory as a target current.
The operations from step S101 to step S107 are repeated for each control sampling, and the target current of the motor 8 is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotational speed signal from which the steering frequency component has been removed.
A map indicating the relationship between the torque sensor output used in step S104 and the auxiliary torque current, and a map necessary for calculating a target current such as a control gain for calculating the damping current used in step S106. And constants such as a proportional coefficient are set in the ROM in advance.

なお、上記最良の形態1では、補助トルク電流をマップ演算で求め、ダンピング電流をゲインを乗じる演算によっで求める構成としたが、補助トルク電流及びダンピング電流をともに、マップ演算あるいはゲインを乗じる演算の何れかの演算方法によって求めてもよい。
また、上記例では、位相補償器2をディジタルで構成したが、アナログで構成してもよい。あるいは、位相補償器2をアナログとディジタルとを組み合わせた複数段の位相補償器としてもよい。この場合、上記ステップS101は、トルクセンサ1の出力ではなく、トルクセンサ1の出力を位相補償したアナログの位相補償器の出力を読み込んでメモリに記憶する動作を行うことになるので、位相補償器2をアナログのみで構成する場合には、上記ステップS103の演算が不要となる。
また、上記例では、例えばタコゼネレータ等のモータ回転速度センサ10によってモータ回転速度を検出する構成としたが、例えばロータリーエンコーダ等を用いてモータ回転角信号を検出し、このモータ回転角信号を差分処理してモータ回転速度を求めるようにしてもよい。
In the best mode 1, the auxiliary torque current is obtained by map calculation and the damping current is obtained by multiplying the gain. However, both the auxiliary torque current and the damping current are calculated by map calculation or gain. You may obtain | require by either of the calculation methods.
In the above example, the phase compensator 2 is configured digitally, but may be configured analog. Alternatively, the phase compensator 2 may be a multi-stage phase compensator combining analog and digital. In this case, the step S101 performs the operation of reading the output of the analog phase compensator that has compensated the phase of the output of the torque sensor 1, not the output of the torque sensor 1, and storing it in the memory. When 2 is composed only of analog, the calculation in step S103 is not necessary.
In the above example, the motor rotation speed sensor 10 such as a tachogenerator is used to detect the motor rotation speed. However, the motor rotation angle signal is detected using a rotary encoder, for example, and the motor rotation angle signal is subjected to differential processing. Then, the motor rotation speed may be obtained.

更に、上記最良の形態1では、トルク制御器3の出力とダンピング制御器4の出力とから目標電流を求める構成としたが、従来例と同様、摩擦補償制御器5a及び慣性補償制御器5bとを備えた補償制御器5を付加し、摩擦補償制御器出力や慣性補償制御器出力を更に加えて目標電流を求めるような構成としてもよいことはいうまでもない。   Furthermore, in the best mode 1, the target current is obtained from the output of the torque controller 3 and the output of the damping controller 4. However, as in the conventional example, the friction compensation controller 5a and the inertia compensation controller 5b It goes without saying that a configuration may be adopted in which the compensation controller 5 having the above is added, and the target current is obtained by further adding the friction compensation controller output and the inertia compensation controller output.

このように、本最良の形態1においては、モータ回転速度センサ10により検出したモータ回転速度信号を回転速度HPF11を用いて操舵周波数成分を除去した後、ダンピング制御器4において、上記操舵周波数成分を除去された回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するような構成としたので、トルク比例ゲインを大きくしても制御系の発振を防止することができる。したがって、ダンピング制御器4の制御ゲイン(トルク比例ゲイン)を大きくしてダンピングを強く効かせることができるので、ハンドルの振動を運転者が感じることなく、操舵トルクを低減することができる。   Thus, in the best mode 1, after the steering frequency component is removed from the motor rotation speed signal detected by the motor rotation speed sensor 10 using the rotation speed HPF 11, the damping controller 4 determines the steering frequency component. Since the damping current is calculated based on the removed rotational speed HPF output, oscillation of the control system can be prevented even if the torque proportional gain is increased. Accordingly, since the damping gain can be applied more effectively by increasing the control gain (torque proportional gain) of the damping controller 4, the steering torque can be reduced without the driver feeling the steering wheel vibration.

最良の形態2.
図3は、本発明の最良の形態2に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。上記最良の形態1では、回転速度HPF11を設け、モータ回転速度センサ10からのモータ回転速度信号から操舵周波数成分を除去した回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するようにしたが、本最良の形態2は、図3に示すように、モータ回転速度センサ10を省略するとともに、モータ8の端子間電圧を検出する端子間電圧検出器12と、上記端子間電圧検出器12で検出された端子間電圧検出値と、電流検出器9で検出された駆動電流検出値とに基づいてモータ8の回転速度を推定する回転速度推定手段である回転速度推定器13とを設けてモータ回転速度を推定するとともに、上記回転速度推定器13から出力されるモータ回転速度推定信号を回転速度HPF11に入力して上記モータ回転速度推定信号から操舵周波数成分を除去するように構成し、ダンピング制御器4において、上記操舵周波数成分を除去された回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するようにしたものである。
Best Mode 2
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control apparatus according to the best mode 2 of the present invention. In the best mode 1, the rotational speed HPF 11 is provided, and the damping current is calculated based on the rotational speed HPF output obtained by removing the steering frequency component from the motor rotational speed signal from the motor rotational speed sensor 10. 3, the motor rotation speed sensor 10 is omitted, and the inter-terminal voltage detector 12 for detecting the inter-terminal voltage of the motor 8 and the inter-terminal voltage detector 12 are detected as shown in FIG. A rotational speed estimator 13 which is rotational speed estimation means for estimating the rotational speed of the motor 8 based on the detected voltage between the terminals and the detected drive current value detected by the current detector 9 is provided to determine the motor rotational speed. In addition, the motor rotational speed estimation signal output from the rotational speed estimator 13 is input to the rotational speed HPF 11 and the steering speed is calculated from the motor rotational speed estimation signal. And configured to remove a few components, the damping controller 4, and which is adapted to calculate a damping current based on the rotation speed HPF output which is removal of the steering frequency component.

次に、上記構成の電動式パワーステアリング制御装置の動作について、図4のフローチャートに基づいて説明する。なお、本最良の形態2についても上記最良の形態1と同様に、目標電流演算手段20により目標電流を演算するまでのアルゴリズムに限定して説明を行う。
まず、ステップS201で、トルクセンサ1からのトルクセンサ出力を読み込みメモリに記憶し、ステップS202で、電流検出器9からの駆動電流検出値を読み込み、ステップS203で端子間電圧検出器12からの端子間電圧検出値を読み込んで、それぞれメモリに記憶する。ステップS204では、位相補償器2により、メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS205では、トルク制御器3により、メモリに記憶された位相補償器出力を読み込み、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。
ステップS206では、回転速度推定器13で、上記メモリに記憶された駆動電流検出値(Isns)と端子間電圧検出値(Vt_sns)とを読み込み、以下の(1)式によりモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算しメモリに記憶する。
ωest_bk=(Vt_sns−Vcomp−Isns×Rac)/Kec ‥‥(1)
上記式(1)において、Vcompは、モータ8の端子間電圧Vtに対するコイルへの印加電圧Vaの電圧降下分Vdropに相当する補償値で、Racはコイル抵抗相当値、Kecは逆起電圧定数相当値である。なお、上記モータ回転速度推定信号ωest_bkの算出方法の詳細については、別途説明する。
次に、ステップS207で、回転速度HPF11により、メモリに記憶された上記モータ回転速度推定信号ωest_bkを読み込んでハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶し、ステップS208では、ダンピング制御器4により、メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算する。ステップS209では、加算器6において、上記メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流とを加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS201からS209までの動作を、制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度推定信号とからモータ8の目標電流を演算する。
Next, the operation of the electric power steering control apparatus having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. The best mode 2 will be described by limiting to the algorithm until the target current is calculated by the target current calculation means 20 as in the case of the best mode 1.
First, in step S201, the torque sensor output from the torque sensor 1 is read and stored in the memory, the drive current detection value from the current detector 9 is read in step S202, and the terminal from the inter-terminal voltage detector 12 is read in step S203. The inter-voltage detection value is read and stored in the memory. In step S204, the phase compensator 2 reads the torque sensor output stored in the memory, performs phase compensation calculation, and stores it in the memory as the phase compensator output. In step S205, the torque controller 3 reads the phase compensator output stored in the memory, maps the auxiliary torque current, and stores it in the memory.
In step S206, the rotational speed estimator 13 reads the drive current detection value (Isns) and the inter-terminal voltage detection value (Vt_sns) stored in the memory, and calculates the motor rotation speed estimation signal ( ωest_bk) is calculated and stored in the memory.
ωest_bk = (Vt_sns−Vcomp−Isns × Rac) / Kec (1)
In the above formula (1), Vcomp is a compensation value corresponding to the voltage drop Vdrop of the applied voltage Va to the coil with respect to the terminal voltage Vt of the motor 8, Rac is equivalent to the coil resistance, and Kec is equivalent to the back electromotive voltage constant. Value. The details of the calculation method of the motor rotation speed estimation signal ωest_bk will be described separately.
Next, in step S207, the motor speed estimation signal ωest_bk stored in the memory is read by the rotation speed HPF11 and a high-pass filter is calculated and stored in the memory as the rotation speed HPF output. In step S208, damping control is performed. The machine 4 reads the rotational speed HPF output stored in the memory and multiplies the control gain to calculate the damping current. In step S209, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory and stores them in the memory as a target current.
The operations from step S201 to step S209 are repeated for each control sampling, and the target current of the motor 8 is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotation speed estimation signal from which the steering frequency component has been removed.

ここで、モータ回転速度推定信号ωest_bkの算出方法の詳細について説明する。
モータの逆起電圧Veは、以下の(2)式のように、既知の逆起電圧定数Keとモータ回転速度ωとの積で表される。
Ve=Ke・ω ‥‥(2)
そこで、モータの逆起電圧Veを推定することにより、ω=Ve/Keによりモータ回転速度ωを推定したモータ回転速度推定信号ωest_bkを求めることができる。
ところで、逆起電圧Veは、以下の(3)式に示すように、コイルへの印加電圧Vaとコイルでの電圧降下Vcとから演算が可能である。
Ve=Va−Vc ‥‥(3)
また、コイルでの電圧降下Vcの大きさは、既知のコイル抵抗値Raとコイルインダクタンス値Laとモータ電流Iaとから以下の(4)式により求められる。
Vc=Ra・Ia+La・(dIa/dt) ‥‥(4)
上記(4)式中、右辺第2項は、インダクタンスの影響を表すものであるが、高周波数領域以外では影響が小さいこと、また、電流検出値を微分することにより得られる信号にはノイズが重畳し易いことから、上記コイルでの電圧降下Vcを、以下の(5)式のように、上記第2項を無視して表す場合も良く見られる。
Vc≒Ra・Ia‥‥(5)
ところで、コイルへの印加電圧Vaは直接測定できないが、モータ端子間電圧Vtとコイルへの印加電圧Vaとの間には、以下の(6)式の関係があるので、予め上記Vtから上記Vaまでの電圧降下分Vdropの特性を把握しておくことにより、コイルへの印加電圧Vaの値を推定することができる。
Va=Vt−Vdrop‥‥(6)
したがって、モータの逆起電圧Veは、(3),(5),(6)式から、
Ve=Va−Vc≒Va−Ra・Ia
=Vt−Vdrop−Ra・Ia
となるので、モータ回転速度推定信号ωest_bkは、上記モータ端子間電圧Vtに相当する端子間電圧検出値Vt_sns,モータの端子間電圧Vtからコイルへの印加電圧Vaへの電圧降下分Vdropに相当する補償値Vcomp,上記モータ電流Iaに相当する駆動電流検出値Isns,上記コイル抵抗値Raに相当するコイル抵抗相当値Rac及び上記逆起電圧定数Keに相当する逆起電圧定数相当値Kecとを用いて求めることができる。
以下にモータ回転速度推定信号ωest_bkの演算式((1)式)を再掲する。
ωest_bk=(Vt_sns−Vcomp−Isns×Rac)/Kec ‥‥(1)
上記(1)式は、上記(2),(3)式及び(5),(6)式で表される物理式をソフトウエア上に記述したものであり、Rac,Kecの各パラメータは予めROMに記憶しておく。また、上記電圧降下分Vdrop は電流値に依存する性質があるので上記Vcompは、駆動電流検出値Isnsに対するマップとして予めROMに記憶させておく。また、上記Vdropが十分小さい場合は上記補償値Vcompを0として取り扱ってもよい。
Here, details of a method of calculating the motor rotation speed estimation signal ωest_bk will be described.
The back electromotive force Ve of the motor is represented by the product of a known back electromotive voltage constant Ke and the motor rotational speed ω, as shown in the following equation (2).
Ve = Ke · ω (2)
Therefore, by estimating the back electromotive force Ve of the motor, it is possible to obtain the motor rotation speed estimation signal ωest_bk in which the motor rotation speed ω is estimated from ω = Ve / Ke.
By the way, the back electromotive force Ve can be calculated from the voltage Va applied to the coil and the voltage drop Vc at the coil, as shown in the following equation (3).
Ve = Va−Vc (3)
Further, the magnitude of the voltage drop Vc in the coil is obtained from the known coil resistance value Ra, coil inductance value La, and motor current Ia by the following equation (4).
Vc = Ra · Ia + La · (dIa / dt) (4)
In the above equation (4), the second term on the right side represents the influence of the inductance, but the influence is small outside the high frequency region, and noise is present in the signal obtained by differentiating the current detection value. Since it is easy to superimpose, it is often seen that the voltage drop Vc in the coil is expressed ignoring the second term as shown in the following equation (5).
Vc ≒ Ra ・ Ia (5)
By the way, although the applied voltage Va to the coil cannot be directly measured, the relationship between the voltage Vt between the motor terminals and the applied voltage Va to the coil is expressed by the following equation (6). By grasping the characteristics of the voltage drop Vdrop up to this point, the value of the voltage Va applied to the coil can be estimated.
Va = Vt−Vdrop (6)
Therefore, the back electromotive force Ve of the motor is obtained from the equations (3), (5), (6):
Ve = Va−Vc≈Va−Ra · Ia
= Vt-Vdrop-Ra · Ia
Therefore, the motor rotation speed estimation signal ωest_bk corresponds to the terminal voltage detection value Vt_sns corresponding to the motor terminal voltage Vt, and the voltage drop Vdrop from the motor terminal voltage Vt to the applied voltage Va to the coil. The compensation value Vcomp, the drive current detection value Isns corresponding to the motor current Ia, the coil resistance equivalent value Rac corresponding to the coil resistance value Ra, and the counter electromotive voltage constant equivalent value Kec corresponding to the counter electromotive voltage constant Ke are used. Can be obtained.
The calculation formula (Equation (1)) of the motor rotation speed estimation signal ωest_bk is shown again below.
ωest_bk = (Vt_sns−Vcomp−Isns × Rac) / Kec (1)
The above equation (1) is a description of the physical formulas expressed by the above equations (2), (3) and (5), (6) on the software, and the parameters of Rac and Kec are preliminarily set. Store in ROM. Further, since the voltage drop Vdrop depends on the current value, the Vcomp is stored in advance in the ROM as a map for the drive current detection value Isns. When the Vdrop is sufficiently small, the compensation value Vcomp may be handled as 0.

このように、本最良の形態2では、端子間電圧検出器12で検出された端子間電圧検出値Vt_snsと、電流検出器9で検出された駆動電流検出値Isnsとに基づいてモータ8の回転速度を推定する回転速度推定器13を設けてモータ回転速度推定信号ωest_bkを演算するとともに、このモータ回転速度推定信号ωest_bkを回転速度HPF11に入力して操舵周波数成分を除去した回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するようにしたので、高価なモータ回転速度センサ10が不要となり、電動式パワーステアリング装置の低コスト化を図ることができる。   As described above, in the best mode 2, the rotation of the motor 8 is rotated based on the detected voltage Vt_sns between the terminals detected by the voltage detector 12 between the terminals and the detected drive current Isns detected by the current detector 9. A rotation speed estimator 13 for estimating the speed is provided to calculate a motor rotation speed estimation signal ωest_bk, and the motor rotation speed estimation signal ωest_bk is input to the rotation speed HPF 11 to remove the steering frequency component, based on the rotation speed HPF output. Thus, the damping current is calculated, so that the expensive motor rotation speed sensor 10 is unnecessary, and the cost of the electric power steering apparatus can be reduced.

最良の形態3.
図5は、本発明の最良の形態3に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。上記最良の形態2では、モータの端子間電圧検出値Vt_snsと駆動電流検出値Isnsとからモータ回転速度を推定する回転速度推定器13によりモータ回転速度を推定してモータ回転速度推定信号ωest_bkを求めるようにしたが、本最良の形態3では、図5に示すように、電流制御器7からの目標電流及び端子間電圧指令値に基づいて、モータ8の回転速度を推定する回転速度推定器13を設けてモータ回転速度推定信号ωest_bkを演算するとともに、このモータ回転速度推定信号ωest_bkを上記回転速度HPF11に入力して操舵周波数成分を除去した回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するようにしている。なお、上記目標電流及び端子間電圧指令値は、コントローラ(電流制御器7)が設定する設定値である。また、上記電流制御器7からの目標電流はモータ8に通電する電流値を指すものとする。
Best Mode 3
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control device according to the best mode 3 of the present invention. In the best mode 2, the motor rotational speed is estimated by the rotational speed estimator 13 that estimates the motor rotational speed from the detected voltage Vt_sns between the terminals of the motor and the detected drive current value Isns to obtain the motor rotational speed estimation signal ωest_bk. However, in the best mode 3, as shown in FIG. 5, the rotational speed estimator 13 for estimating the rotational speed of the motor 8 based on the target current from the current controller 7 and the terminal voltage command value. To calculate the motor rotation speed estimation signal ωest_bk, and input the motor rotation speed estimation signal ωest_bk to the rotation speed HPF11 to calculate the damping current based on the rotation speed HPF output from which the steering frequency component has been removed. ing. The target current and the inter-terminal voltage command value are set values set by the controller (current controller 7). Further, the target current from the current controller 7 is assumed to indicate a current value for energizing the motor 8.

次に、上記構成の電動式パワーステアリング制御装置の動作について、図6のフローチャートに基づき、目標電流を演算するまでのアルゴリズムに限定して説明する。
まず、ステップS301で、トルクセンサ出力を読み込みメモリに記憶し、ステップS302で、位相補償器2により、上記メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS303では、トルク制御器3により、メモリに記憶された位相補償器出力を読み込み、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。
ステップS304は、回転速度推定器13により、加算器6で演算されメモリに記憶されている駆動電流検出値Irefと、電流制御器7で演算しメモリに記憶されている駆動電圧指令値Vt_indとを読み込み、以下の(7)式によりモータ回転速度推定信号ωest_bkを演算しメモリに記憶する。
ωest_bk=(Vt_ind−Vcomp−Vcomp2−Iref×Rac)/Kec‥‥(7)
なお、上記Vcomp2は、駆動電圧指令値からモータの端子間電圧までの電圧降下(Vt_ind−Vt)に相当する補償値で、上記電圧降下は、電流値に依存する性質が有るので上記Vcomp2は、駆動電流検出値Isnsに対するマップとして、予めROMに記憶させておく。また、駆動電圧指令値から端子間電圧までの電圧降下が十分小さい場合は上記Vcomp2を0として取り扱ってもよい。
Next, the operation of the electric power steering control device having the above-described configuration will be described based on the algorithm until the target current is calculated based on the flowchart of FIG.
First, in step S301, the torque sensor output is read and stored in the memory, and in step S302, the phase compensator 2 reads the torque sensor output stored in the memory and performs the phase compensation calculation, and stores it in the memory as the phase compensator output. Remember. In step S303, the torque controller 3 reads the phase compensator output stored in the memory, maps the auxiliary torque current, and stores it in the memory.
In step S304, the rotational speed estimator 13 calculates the drive current detection value Iref calculated by the adder 6 and stored in the memory, and the drive voltage command value Vt_ind calculated by the current controller 7 and stored in the memory. The motor rotation speed estimation signal ωest_bk is calculated by the following equation (7) and stored in the memory.
ωest_bk = (Vt_ind−Vcomp−Vcomp2−Iref × Rac) / Kec (7)
The Vcomp2 is a compensation value corresponding to a voltage drop (Vt_ind−Vt) from the drive voltage command value to the voltage between the terminals of the motor. Since the voltage drop depends on the current value, the Vcomp2 is As a map for the detected drive current value Isns, it is stored in the ROM in advance. Further, when the voltage drop from the drive voltage command value to the inter-terminal voltage is sufficiently small, Vcomp2 may be handled as 0.

次に、ステップS305で、回転速度HPF11により、メモリに記憶された上記モータ回転速度推定信号ωest_bkを読み込んでハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶する。ステップS306では、ダンピング制御器4により、メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算する。ステップS307では、加算器6において、上記メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流とを加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS301からS307までの動作を、制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度信号とからモータ8の目標電流を演算する。
Next, in step S305, the motor rotational speed estimation signal ωest_bk stored in the memory is read by the rotational speed HPF11, a high-pass filter operation is performed, and the rotational speed HPF output is stored in the memory. In step S306, the damping controller 4 reads the rotational speed HPF output stored in the memory, and multiplies the control gain to calculate the damping current. In step S307, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory and stores them in the memory as a target current.
The operations from step S301 to step S307 are repeated for each control sampling, and the target current of the motor 8 is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotational speed signal from which the steering frequency component has been removed.

このように、本最良の形態3では、コントローラが設定する設定値である駆動電圧指令値Vt_indと目標電流Irefとからモータ回転速度推定信号ωest_bkを推定する回転速度推定器13を設けるとともに、回転速度HPF11により操舵周波数成分を除去したモータ回転速度推定信号ωest_bkである回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算するようにしたので、駆動電流や端子電圧等を検出する際のノイズの影響を受けることがなく、ダンピング電流を精度良く求めることができる。   As described above, in the third embodiment, the rotational speed estimator 13 that estimates the motor rotational speed estimation signal ωest_bk from the drive voltage command value Vt_ind that is a set value set by the controller and the target current Iref is provided, and the rotational speed. Since the damping current is calculated based on the rotational speed HPF output that is the motor rotational speed estimation signal ωest_bk from which the steering frequency component is removed by the HPF 11, it is affected by noise when detecting the drive current, terminal voltage, and the like. The damping current can be obtained with high accuracy.

なお、上記最良の形態3では、モータに印加する電圧,通電する電流値はともにコントローラ(電流制御器7)が設定する指令値や目標値を用いたが、何れか一方を測定した検出値としてもよい。   In the best mode 3, the command value and the target value set by the controller (current controller 7) are used for the voltage applied to the motor and the current value to be energized. Also good.

最良の形態4.
次に、本発明の最良の形態4について説明する。
本最良の形態4は、上記最良の形態2における回転速度推定器13でのモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算する演算アルゴリズムのみを変更し、コイルのインダクタンス特性を考慮したモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算し、ステアリング振動が高周波で発生する際にも、正確にモータ8の回転速度の振動周波数成分を推定できるようにしたものである。なお、本最良の形態4の電動式パワーステアリング制御装置の構成は、上記図3に示したブロック図と同一である。
Best Mode 4
Next, the best mode 4 of the present invention will be described.
In the best mode 4, only the calculation algorithm for calculating the motor rotation speed estimation signal (ωest_bk) in the rotation speed estimator 13 in the best mode 2 is changed, and the motor rotation speed estimation signal in consideration of the inductance characteristic of the coil. (Ωest_bk) is calculated so that the vibration frequency component of the rotational speed of the motor 8 can be accurately estimated even when steering vibration occurs at a high frequency. The configuration of the electric power steering control device according to the best mode 4 is the same as the block diagram shown in FIG.

次に、目標電流を演算するまでのアルゴリズムについてのみ、図7のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS401でトルクセンサ出力を読み込みメモリに記憶し、ステップS402で駆動電流検出値を読み込み、ステップS403で端子間電圧検出値を読み込み、それぞれメモリに記憶する。ステップS404では、位相補償器2により、メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS405では、トルク制御器3により、メモリに記憶された位相補償器出力を読み込み、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。
Next, only the algorithm until the target current is calculated will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S401, the torque sensor output is read and stored in the memory, the drive current detection value is read in step S402, the inter-terminal voltage detection value is read in step S403, and each is stored in the memory. In step S404, the phase compensator 2 reads the torque sensor output stored in the memory, performs phase compensation calculation, and stores it in the memory as the phase compensator output. In step S405, the torque controller 3 reads the phase compensator output stored in the memory, maps the auxiliary torque current, and stores it in the memory.

ステップS406及びステップS407は、回転速度推定器13における動作を表すもので、ステップS406では、メモリに記憶された駆動電流検出値Isnsと端子間電圧検出値Vt_snsとを読み込み、以下の(8)式のように、現サンプリングの駆動電流検出値Isns(k)と前サンプリング時の駆動電流検出値Isns(k-1)との差分を求め、駆動電流検出値(Isns)の微分値(dIsns)を演算する。
dIsns(k)={Isns(k)−Isns (k-1)}/Tsamp‥‥(8)
k:制御サンプリング回数
Tsamp:制御サンプリング時間
次に、ステップS407で、コイル電流からコイルインピーダンスの逆特性に相当するコイル電圧を得るための逆特性演算手段を用いて、駆動電流検出値Isnsと上記(8)式により求められたdIsns(k)とによりコイルでの電圧降下Vcを求めた後、以下の(9)式によりモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算しメモリに記憶する。
ωest_bk=(Vt_sns−Vcomp−Isns×Rac−Lac×dIsns)/Kec ‥‥(9)
ここで、Lacはコイルインダクタンス相当値で、−Lac×dIsns/Kecはコイルのインダクタンス特性に関する項である。
Steps S406 and S407 represent operations in the rotational speed estimator 13. In step S406, the drive current detection value Isns and the inter-terminal voltage detection value Vt_sns stored in the memory are read, and the following equation (8) is obtained. As shown, the difference between the drive current detection value Isns (k) of the current sampling and the drive current detection value Isns (k-1) at the previous sampling is obtained, and the differential value (dIsns) of the drive current detection value (Isns) is obtained. Calculate.
dIsns (k) = {Isns (k) −Isns (k−1)} / Tsamp (8)
k: Control sampling count
Tsamp: Control sampling time Next, in step S407, using the reverse characteristic calculation means for obtaining the coil voltage corresponding to the reverse characteristic of the coil impedance from the coil current, the drive current detection value Isns and the above equation (8) are used. After obtaining the voltage drop Vc at the coil based on the obtained dIsns (k), the motor rotational speed estimation signal (ωest_bk) is calculated by the following equation (9) and stored in the memory.
ωest_bk = (Vt_sns−Vcomp−Isns × Rac−Lac × dIsns) / Kec (9)
Here, Lac is a value corresponding to the coil inductance, and −Lac × dIsns / Kec is a term relating to the inductance characteristic of the coil.

次に、ステップS408で、回転速度HPF11により、メモリに記憶された上記モータ回転速度推定信号ωest_bkを読み込んでハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶し、ステップS409で、ダンピング制御器4により、メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算する。ステップS410では、加算器6において、上記メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流とを加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS401からS410までの動作を、制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度推定信号とからモータ8の目標電流を演算する。
なお、モータ回転速度推定信号ωest_bkを演算する(9)式は、上記(2)〜(4)式及び(6)式の物理式をソフトウエア上に記述したものであり、上記コイルインダクタンス相当値Lacは、Rac,Kecと同様に予めROMに記憶しておく。
Next, in step S408, the motor rotational speed estimation signal ωest_bk stored in the memory is read by the rotational speed HPF11 and a high-pass filter is calculated and stored in the memory as the rotational speed HPF output. In step S409, the damping control is performed. The machine 4 reads the rotational speed HPF output stored in the memory and multiplies the control gain to calculate the damping current. In step S410, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory and stores them in the memory as a target current.
The operations from step S401 to step S410 are repeated for each control sampling, and the target current of the motor 8 is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotational speed estimation signal from which the steering frequency component has been removed.
The equation (9) for calculating the motor rotation speed estimation signal ωest_bk is a description of the physical equations (2) to (4) and (6) above on the software, and the coil inductance equivalent value. Lac is stored in advance in the ROM in the same manner as Rac and Kec.

このように、本最良の形態4は、モータ回転速度をモータ8の端子間電圧検出値と駆動電流検出値からコイルでの電圧降下相当値を求めてモータ回転速度を推定する際に、コイルのインダクタンス特性を考慮するように構成したので、ステアリング振動が高周波で発生する際にも、モータ8の回転速度の振動周波数成分を正確に推定することができる。   As described above, when the motor rotation speed is estimated by obtaining the voltage drop equivalent value in the coil from the detected voltage value between the terminals of the motor 8 and the detected drive current value, the best mode 4 Since the inductance characteristic is considered, the vibration frequency component of the rotational speed of the motor 8 can be accurately estimated even when the steering vibration is generated at a high frequency.

なお、上記最良の形態4では、駆動電流検出値(Isns)と端子間電圧検出値(Vt_sns)を用いてモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算する構成としたが、最良の形態3と同様に、モータ8に印加する電圧値,モータ8に通電する電流値の一方もしくは両方を、駆動電圧指令値,目標電流としてモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算するようにしてもよい。   In the best mode 4, the motor rotation speed estimation signal (ωest_bk) is calculated using the drive current detection value (Isns) and the inter-terminal voltage detection value (Vt_sns). In addition, the motor rotation speed estimation signal (ωest_bk) may be calculated using one or both of the voltage value applied to the motor 8 and the current value supplied to the motor 8 as a drive voltage command value and a target current.

最良の形態5.
次に、本発明の最良の形態5について説明する。
最良の形態5は、最良の形態2における回転速度推定器13でのモータ回転速度推定信号(ωest_bk)を演算する演算アルゴリズムのみを変更し、モータ回転速度をモータ8の端子間電圧検出値と駆動電流検出値から推定する際に、コイルのインダクタンス特性を考慮するとともに、コイルでの電圧降下相当値を求める逆特性演算手段のゲイン及び位相を、コイルインピーダンスの逆特性と、操舵時にステアリング発振が発生する周波数でのみ一致するような周波数特性を有するようにし、ステアリング振動が発生する周波数でのみ正確にモータの回転速度を推定するようにしたものである。なお、本最良の形態の電動式パワーステアリング制御装置の構成は、上記図3に示したブロック図と同一である。
Best Mode 5
Next, the best mode 5 of the present invention will be described.
In the best mode 5, only the calculation algorithm for calculating the motor rotation speed estimation signal (ωest_bk) in the rotation speed estimator 13 in the best mode 2 is changed, and the motor rotation speed is driven with the detected voltage value between the terminals of the motor 8. When estimating from the detected current value, the inductance characteristics of the coil are taken into account, the gain and phase of the inverse characteristic calculation means for obtaining the value equivalent to the voltage drop in the coil, the reverse characteristics of the coil impedance, and steering oscillation during steering Thus, the rotational speed of the motor is accurately estimated only at the frequency at which the steering vibration is generated. The configuration of the electric power steering control device of the best mode 5 is the same as the block diagram shown in FIG.

以下に、目標電流を演算するまでのアルゴリズムについてのみ、図8のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS501で、トルクセンサ出力を読み込みメモリに記憶し、ステップS502で、駆動電流検出値を読み込み、ステップS503で端子間電圧検出値を読み込み、それぞれメモリに記憶する。ステップS504では、位相補償器2により、メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS505では、トルク制御器3により、メモリに記憶された位相補償器出力を読み込み、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。
Hereinafter, only the algorithm until the target current is calculated will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S501, the torque sensor output is read and stored in the memory, the drive current detection value is read in step S502, the terminal voltage detection value is read in step S503, and each is stored in the memory. In step S504, the phase compensator 2 reads the torque sensor output stored in the memory, performs phase compensation calculation, and stores it in the memory as the phase compensator output. In step S505, the torque controller 3 reads the phase compensator output stored in the memory, maps the auxiliary torque current, and stores it in the memory.

ステップS506、S507は回転速度推定器13における動作を表すもので、ステップS506では、メモリに記憶された駆動電流検出値(Isns)と端子間電圧検出値(Vt_sns)を読み込み、以下の(10)式のように、駆動電流検出値(Isns)をフィルタ処理して、コイルでの電圧降下相当値Vc_estの演算を行う。
x(k+1)=Isns(k)−Gcomp1・{Isns(k)−x(k)} Vc_est(k)
=Gcomp3・(x(k)+Gcomp2・{Isns(k)−x(k)}) ‥‥(10)
ここで、Gcomp1,Gcomp2,Gcomp3はフィルタのパラメータで、以下の(11)式の伝達関数G(s)に相当するアナログフィルタをディジタル化変換したときのパラメータであり、予めROMに記憶させておく。また、x(k)は、駆動電流検出値Isnsからコイルでの電圧降下相当値Vc_estを求める際の中間の状態量であり、k=0の時は、予めROMに記憶された初期値を読み込んで演算を行う。
G(s)=Gcomp3・{(Tcomp1・S+1)/(Tcomp2・S+1)}‥‥(11)
上記(11)式のフィルタは、図9のボード線図に示されるように、ステアリング振動を生じる周波数で、実際のコイルの逆特性とゲインと位相が一致するように、各パラメータTcomp1,Tcomp2,Gcomp3を設定する。
次に、ステップS507で、上記(10)式により求められたVc_est(k)を用いて、以下の(12)式によりモータ回転速度推定信号ωest_bkを演算しメモリに記憶する。
ωest_bk=(Vt_sns−Vcomp−Vc_est)/Kec ‥‥(12)
Steps S506 and S507 represent operations in the rotation speed estimator 13. In step S506, the drive current detection value (Isns) and the inter-terminal voltage detection value (Vt_sns) stored in the memory are read, and the following (10) As shown in the equation, the drive current detection value (Isns) is filtered, and the voltage drop equivalent value Vc_est in the coil is calculated.
x (k + 1) = Isns (k) −Gcomp1 · {Isns (k) −x (k)} Vc_est (k)
= Gcomp3 · (x (k) + Gcomp2 · {Isns (k) −x (k)}) (10)
Here, Gcomp1, Gcomp2, and Gcomp3 are parameters of the filter, and are parameters when an analog filter corresponding to the transfer function G (s) of the following equation (11) is digitized and converted, and stored in the ROM in advance. . Further, x (k) is an intermediate state quantity when the voltage drop equivalent value Vc_est in the coil is obtained from the drive current detection value Isns. When k = 0, an initial value stored in advance in the ROM is read. Perform the operation with.
G (s) = Gcomp3 · {(Tcomp1 · S + 1) / (Tcomp2 · S + 1)} (11)
As shown in the Bode diagram of FIG. 9, the filter of the above equation (11) has parameters Tcomp 1, Tcomp 2, and the like so that the reverse characteristics, gain, and phase of the actual coil coincide with each other at the frequency at which steering vibration occurs. Set Gcomp3.
Next, in step S507, using Vc_est (k) obtained by the above equation (10), the motor rotational speed estimation signal ωest_bk is calculated by the following equation (12) and stored in the memory.
ωest_bk = (Vt_sns−Vcomp−Vc_est) / Kec (12)

次に、ステップS508で、回転速度HPF11により、メモリに記憶された上記モータ回転速度推定信号ωest_bkを読み込んでハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶する。ステップS509では、ダンピング制御器4により、メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算する。ステップS510では、加算器6において、上記メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流とを加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS501からS510までの動作を、制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度推定信号とからモータ8の目標電流を演算する。
Next, in step S508, the motor rotation speed estimation signal ωest_bk stored in the memory is read by the rotation speed HPF11, a high-pass filter operation is performed, and the rotation speed HPF output is stored in the memory. In step S509, the damping controller 4 reads the rotational speed HPF output stored in the memory, and multiplies the control gain to calculate the damping current. In step S510, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory and stores them in the memory as a target current.
The operations from step S501 to S510 are repeated every control sampling, and the target current of the motor 8 is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotation speed estimation signal from which the steering frequency component has been removed.

このように、本最良の形態5では、モータ回転速度をモータ8の端子間電圧検出値と駆動電流検出値から推定する際に、コイルのインダクタンス特性を考慮するとともに、ステアリング振動が発生する周波数でのみ正確にモータの回転速度を推定する構成としたことにより、単にコイルインピーダンスの逆特性を演算してモータの回転速度を推定する場合よりも、高周波領域でのゲインを低下させることができるので、高周波数のノイズの影響を小さくすることができる。
また、モータに通電される電流の検出値もしくは指令値を、操舵時にステアリング発振が発生する周波数でのみコイルインピーダンスの逆特性とゲインと位相が一致するようにしたことにより、ステアリング発振が発生する周波数以外は、フィルタのゲイン,位相を自由に変えられるので、ダンピングを効かせたい周波数ではモータ回転速度を正確に推定することができる。
As described above, in the best mode 5, when estimating the motor rotation speed from the detected voltage value between the terminals of the motor 8 and the detected drive current value, the inductance characteristic of the coil is considered and the frequency at which the steering vibration is generated. Because it is configured to accurately estimate the rotational speed of the motor only, the gain in the high frequency region can be reduced as compared with the case where the rotational speed of the motor is estimated simply by calculating the reverse characteristic of the coil impedance . The influence of high frequency noise can be reduced.
In addition, the detection value or command value of the current supplied to the motor is set so that the reverse characteristics of the coil impedance and the gain and phase match only at the frequency at which steering oscillation occurs during steering. In other cases, the gain and phase of the filter can be freely changed, so that the motor rotation speed can be accurately estimated at the frequency at which damping is desired.

最良の形態6.
図10は、本発明の最良の形態6に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。同図において、1は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出するトルクセンサ,2はトルクセンサの出力信号の周波数特性を改善する位相補償器、3は位相補償されたトルクセンサ1の出力に基づいて補助トルク電流を演算するトルク制御器、4はダンピング制御器であり、モータ回転速度センサ10で検出されたモータ回転速度推定信号を回転速度ハイパスフィルタ(HPF)11に入力して操舵周波数成分を除去した回転速度HPF出力に基づいてダンピング電流を演算する。6は加算器であり、トルク制御器3で演算された補助トルク電流、ダンピング制御器4で演算されたダンピング電流を加算し、目標電流を構成する。7は電流制御器であり、アシストトルクを発生すべくモータ8に通電される駆動電流を電流検出器9で検出した駆動電流検出値が、目標電流に一致するようにモータの端子に印加する駆動電圧指令値を設定して例えばPWM信号として出力する。本最良の形態6では、更に、車速検出手段19を設け、位相補償器2、トルク制御器3、回転速度HPF11、ダンピング制御器4の各パラメータが、上記車速検出手段19からの車速信号Vsに応じて変化するように構成したものである。
Best Mode
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control device according to the best mode 6 of the present invention. In the figure, 1 is a torque sensor that detects steering torque when the driver steers, 2 is a phase compensator that improves the frequency characteristics of the output signal of the torque sensor, and 3 is the output of the phase compensated torque sensor 1. A torque controller 4 that calculates an auxiliary torque current based on the reference signal 4 is a damping controller, and inputs a motor rotation speed estimation signal detected by the motor rotation speed sensor 10 to a rotation speed high-pass filter (HPF) 11 to obtain a steering frequency component. The damping current is calculated based on the rotational speed HPF output from which is removed. Reference numeral 6 denotes an adder that adds the auxiliary torque current calculated by the torque controller 3 and the damping current calculated by the damping controller 4 to constitute a target current. Reference numeral 7 denotes a current controller, which is a drive that is applied to the motor terminal so that the detected drive current value detected by the current detector 9 with respect to the drive current supplied to the motor 8 to generate assist torque matches the target current. A voltage command value is set and output as, for example, a PWM signal. In the present best mode 6, the vehicle speed detection means 19 is further provided, and the parameters of the phase compensator 2, the torque controller 3, the rotational speed HPF 11, and the damping controller 4 are changed to the vehicle speed signal Vs from the vehicle speed detection means 19. It is configured to change accordingly.

これは、一般に車速により、運転者により行われる操舵周波数範囲が異なり、また、タイヤ反力も変化するため、これに応じて、トルク制御器3の位相補償されたトルクセンサ1の出力と補助トルク電流の関係を変化させるためである。位相補償されたトルクセンサ1の出力と補助トルク電流の関係が変化すると、ステアリング発振を起こし易い周波数領域や発振し易さの程度も変化してくる。
本最良の形態6では、これらのパラメータを車速に対して可変にしたことにより、一般に車速により異なる運転者により行われる操舵周波数範囲やステアリング発振を起こし易い周波数領域に応じた最適な制御ができるようになる。
This is because, in general, the steering frequency range performed by the driver differs depending on the vehicle speed, and the tire reaction force also changes. Accordingly, in accordance with this, the output of the torque sensor 1 compensated by the phase of the torque controller 3 and the auxiliary torque current This is to change the relationship. When the relationship between the output of the phase compensated torque sensor 1 and the auxiliary torque current changes, the frequency region in which steering oscillation easily occurs and the degree of ease of oscillation also change.
In the present best mode 6, by making these parameters variable with respect to the vehicle speed, it is possible to perform optimum control according to a steering frequency range that is generally performed by a different driver depending on the vehicle speed and a frequency region in which steering oscillation is likely to occur. become.

次に、最良の形態6の動作について、図11のフローチャートに基づいて、目標電流を演算するまでのアルゴリズムの説明を行う。
まずステップS801で、トルクセンサ出力を読み込みメモリに記憶し、ステップS802で、モータ回転速度推定信号を読み込みメモリに記憶し、ステップS803で車速信号を読み込みメモリに記憶する。次に、ステップS804で、位相補償器2の周波数特性を定めるパラメータを車速信号Vsに対するマップから読み込み、ステップS805で、メモリに記憶されたトルクセンサ出力を読み込み位相補償演算を行い、位相補償器出力としてメモリに記憶する。ステップS806では、トルク制御器3により、上記位相補償されたトルクセンサ1の出力と補助トルク電流の関係を、車速信号に対して2次元マップから読み込み、ステップS807で、メモリに記憶された位相補償器出力を読み込んで、補助トルク電流をマップ演算しメモリに記憶する。ステップS808では、回転速度HPF11で、回転速度HPF11によって除去する周波数帯域を定めるパラメータを車速信号Vsに対するマップから読み込んだ後、ステップS809で、メモリに記憶されたモータ回転速度推定信号を読み込んでハイパスフィルタの演算を行い、回転速度HPF出力としてメモリに記憶する。ステップS810では、ダンピング制御器4により、ダンピング制御器4における制御ゲインを車速信号に対するマップから読み込んだ後、ステップS811で、メモリに記憶された回転速度HPF出力を読み込み、制御ゲインを乗じてダンピング電流を演算する。ステップS812は、加算器6により、メモリに記憶された補助トルク電流とダンピング電流を加算し、目標電流としてメモリに記憶する。
上記ステップS801からS812までの動作を制御サンプリング毎に繰り返し、位相補償されたトルクセンサ出力と操舵周波数成分を除去されたモータ回転速度推定信号とから車速信号Vsに応じたモータ8の目標電流を演算する。
Next, regarding the operation of the best mode 6, an algorithm until the target current is calculated will be described based on the flowchart of FIG.
First, in step S801, the torque sensor output is read and stored in the memory, in step S802, the motor rotational speed estimation signal is read and stored in the memory, and in step S803, the vehicle speed signal is read and stored in the memory. Next, in step S804, parameters for determining the frequency characteristics of the phase compensator 2 are read from the map for the vehicle speed signal Vs, and in step S805, the torque sensor output stored in the memory is read to perform phase compensation calculation, and the phase compensator output. As a memory. In step S806, the torque controller 3 reads the phase compensated output of the torque sensor 1 and the auxiliary torque current from the two-dimensional map for the vehicle speed signal, and in step S807, the phase compensation stored in the memory. The instrument output is read, and the auxiliary torque current is calculated and stored in the memory. In step S808, a parameter for determining a frequency band to be removed by the rotational speed HPF11 is read from the map for the vehicle speed signal Vs from the map for the vehicle speed signal Vs, and in step S809, the motor rotational speed estimation signal stored in the memory is read to And the rotation speed HPF output is stored in the memory. In step S810, the damping controller 4 reads the control gain in the damping controller 4 from the map for the vehicle speed signal, and in step S811, the rotational speed HPF output stored in the memory is read and multiplied by the control gain. Is calculated. In step S812, the adder 6 adds the auxiliary torque current and the damping current stored in the memory, and stores them in the memory as a target current.
Steps S801 to S812 are repeated for each control sampling, and the target current of the motor 8 corresponding to the vehicle speed signal Vs is calculated from the phase compensated torque sensor output and the motor rotational speed estimation signal from which the steering frequency component has been removed. To do.

このように、本最良の形態6では、各操舵成分除去手段で除去する周波数帯域を車速信号Vsに応じて可変させるとともに、制御系の各パラメータも同様に車速信号Vsに応じて変化させるようにしたので、車速によって異なる運転者の操舵による操舵周波数範囲やステアリング発振を起こし易い周波数領域に応じた最適な制御を行うことができる。   As described above, in the sixth embodiment, the frequency band to be removed by each steering component removing unit is varied according to the vehicle speed signal Vs, and each parameter of the control system is also varied according to the vehicle speed signal Vs. Therefore, it is possible to perform optimal control according to the steering frequency range by the steering of the driver, which varies depending on the vehicle speed, and the frequency region in which steering oscillation is likely to occur.

なお、上記最良の形態6では、上記最良の形態1に対して、車速信号Vsに応じて制御パラメータを変化させる例について示したが、上記最良の形態2〜5の電動式パワーステアリング制御装置に対しても車速信号Vsに応じて制御パラメータを変化させるようにしてもよい。   In the best mode 6, the example in which the control parameter is changed in accordance with the vehicle speed signal Vs with respect to the best mode 1 has been described. However, the electric power steering control device according to the best mode 2 to 5 described above. In contrast, the control parameter may be changed according to the vehicle speed signal Vs.

以上説明したように、本発明によれば、高価なモータ回転速度センサを用いることなく、運転者に不快なトルク振動を感じさせずに操舵トルクを軽減することができる電動式パワーステアリング制御装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided an electric power steering control device that can reduce steering torque without using an expensive motor rotation speed sensor and without causing the driver to feel uncomfortable torque vibration. Can be provided.

本発明の最良の形態1に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an electric power steering control device according to a best mode 1 of the present invention. FIG. 最良の形態1のアルゴリズムを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an algorithm of the best mode 1; 最良の形態2に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a best mode 2. FIG. 最良の形態2のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the best form 2. 最良の形態3に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to best mode 3; 最良の形態3のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the best form 3. 最良の形態4のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the best form 4. 最良の形態5のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the best form 5. 最良の形態5に用いたコイルの逆特性に相当するフィルタの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the filter equivalent to the reverse characteristic of the coil used for the best form 5. FIG. 最良の形態6に係わる電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering control device according to a best mode 6; 最良の形態6のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the best form 6. 従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional electric power steering control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 トルクセンサ、2 位相補償器、3 トルク制御器、4 ダンピング制御器、
5 補償制御器、5a 摩擦補償制御器、5b 慣性補償制御器、
6 加算器、7 電流制御器、8 モータ、9 電流検出器、
10 モータ回転速度センサ、11 回転速度HPF、12 端子間電圧検出器、
13 回転速度推定器、19 車速検出手段、20 目標電流演算手段。
1 Torque sensor 2 Phase compensator 3 Torque controller 4 Damping controller
5 Compensation controller, 5a Friction compensation controller, 5b Inertia compensation controller,
6 Adder, 7 Current controller, 8 Motor, 9 Current detector,
10 motor rotation speed sensor, 11 rotation speed HPF, 12 voltage detector between terminals,
13 Rotational speed estimator, 19 Vehicle speed detecting means, 20 Target current calculating means.

Claims (2)

運転者による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、上記検出された操舵トルク信号に基づいて上記操舵トルクを補助する補助トルク電流を演算するトルク制御器と、上記操舵トルクを補助するトルクを発生するモータと、上記モータの回転速度を推定する回転速度推定手段と、上記推定されたモータ回転速度の推定値から操舵周波数成分を除去する操舵成分除去手段と、上記操舵成分除去手段から出力されるモータ回転速度の推定値から操舵周波数成分を除いた信号を用いて、上記補助トルク電流に加算されるダンピング電流を演算するダンピング制御器とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であって、上記回転速度推定手段は、上記モータに通電される電流の検出値もしくは指令値をフィルタ処理してモータ内のコイルでの電圧降下相当値を求める逆特性演算手段と、モータの端子間電圧の測定値もしくは指令値から、上記逆特性演算手段により求められた上記コイルでの電圧降下相当値を減じて得られるモータの逆起電圧を推定する逆起電圧推定手段と、上記推定された逆起電圧に基づいて上記モータ回転速度の推定値を演算する回転速度推定値演算手段とを備え、上記逆特性演算手段は、操舵時にステアリング発振が発生しやすい周波数帯域において、上記コイルのインダクタンス特性を含むインピーダンスの逆特性とゲイン及び位相が一致するような周波数特性を有するフィルタを用いて、上記モータに通電される電流の検出値もしくは指令値をフィルタ処理することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。 Steering torque detecting means for detecting steering torque by the driver, a torque controller for calculating an auxiliary torque current for assisting the steering torque based on the detected steering torque signal, and generating torque for assisting the steering torque Output from the motor, the rotational speed estimating means for estimating the rotational speed of the motor, the steering component removing means for removing the steering frequency component from the estimated value of the estimated motor rotational speed, and the steering component removing means An electric power steering control device comprising: a damping controller that calculates a damping current to be added to the auxiliary torque current using a signal obtained by removing a steering frequency component from an estimated value of a motor rotation speed, wherein the rotation speed estimating means, a detected value or an instruction value of current supplied to the upper SL motor by filtering with a coil in the motor And inverse characteristics calculating means for calculating a voltage drop equivalent value from the measured value or command value of the voltage between the terminals of the motor, opposite the motor obtained by subtracting a voltage drop equivalent value in the coil obtained by the inverse characteristics calculating means a counter electromotive voltage estimation means for estimating the electromotive voltage, a rotational speed estimation value calculating means for calculating the estimated value of the motor rotational speed based on the estimated counter electromotive voltage, the reverse characteristics computing means steering In a frequency band where steering oscillation is likely to occur, the detected value of the current supplied to the motor using a filter having a frequency characteristic such that the gain and phase match the reverse characteristic of the impedance including the inductance characteristic of the coil. Alternatively , the electric power steering control device is characterized by filtering the command value . 車速検出手段を有し、車速に応じて、上記操舵成分除去手段が除去する周波数帯域を可変とすることを特徴とする請求項1に記載の電動式パワーステアリング制御装置。   2. The electric power steering control device according to claim 1, further comprising a vehicle speed detecting means, wherein the frequency band removed by the steering component removing means is variable according to the vehicle speed.
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