JP4872378B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

Control device for electric power steering device

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JP4872378B2 JP2006046751A JP2006046751A JP4872378B2 JP 4872378 B2 JP4872378 B2 JP 4872378B2 JP 2006046751 A JP2006046751 A JP 2006046751A JP 2006046751 A JP2006046751 A JP 2006046751A JP 4872378 B2 JP4872378 B2 JP 4872378B2
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Description

本発明は、自動車や車両の操舵系にモータの駆動によって操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にラックエンド時のヒッティングノイズの低減を図った高性能な電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric power steering device in which a steering assist force is applied to a steering system of an automobile or a vehicle by driving a motor, and more particularly, a high performance electric motor designed to reduce hitting noise at a rack end. The present invention relates to a control device for a power steering device.

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢(アシスト)する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助力)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。   An electric power steering device that assists an automobile or a vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor is a steering shaft or rack that transmits the driving force of the motor by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a reduction gear. An auxiliary load is applied to the shaft. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist force). In the feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the motor current detection value becomes small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty of PWM (pulse width modulation) control. This is done by adjusting the tee ratio.

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図5に示して説明すると、操向ハンドル1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14から電力が供給されると共に、イグニションキー11からイグニションキー信号が入力され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルク値Tと車速センサ12で検出された車速Vとに基づいて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流を制御する。   Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 5. The column shaft 2 of the steering handle 1 is connected to the steering wheel via the reduction gear 3, the universal joints 4 </ b> A and 4 </ b> B, and the pinion rack mechanism 5. It is connected to the tie rod 6. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. ing. The control unit 30 that controls the power steering device is supplied with electric power from the battery 14 and also receives an ignition key signal from the ignition key 11, and the control unit 30 detects the steering torque value T detected by the torque sensor 10. Based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, the assist assist steering command value I is calculated using an assist map or the like, and the current supplied to the motor 20 based on the calculated steering assist command value I. To control.

コントロールユニット30は主としてCPU(又はMPUやMCU)で構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図6のようになっている。   The control unit 30 is mainly composed of a CPU (or MPU or MCU). FIG. 6 shows general functions executed by programs in the CPU.

図6を参照してコントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクT及び車速センサ12からの車速Vは、操舵補助指令値演算部31に入力されて基本操舵補助指令値Irefaが演算される。車速Vは、更に収れん性制御部34及び慣性補償部35に入力される。操舵補助指令値演算部31で演算された基本操舵補助指令値Irefaは操舵系の安定性を高めるための位相補償部32で位相補償され、位相補償された操舵補助指令値Irefbが加算部39Aに入力される。また、操舵トルクTは応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部33に入力され、微分補償された操舵トルクTdは加算部39Aに入力され、収れん性制御部34及び慣性補償部35で演算された補償信号CMも加算部39Aに入力される。加算部39Aは操舵補助指令値Irefb、操舵トルクTd及び補償信号CMを加算し、その加算結果である操舵補助指令値Irefc(=Irefb+Td+CM)を減算部39Bに入力する。
減算部39Bでは、操舵補助指令値Irefcとフィードバックされているモータ電流Imとの偏差(Irefc−Im)を求める。偏差(Irefc−Im)はPI制御部36でPI制御され、更にPWM制御部37に入力されてデューティを演算され、インバータ38を介してモータ20をPWM駆動する。モータ20のモータ電流値Imはモータ電流検出部21で検出され、減算部39Bに入力されてフィードバックされる。また、モータ20には回転角検出部22が設けられており、回転角検出部22の出力が角速度演算部23に入力され、演算された角速度(操舵速度)ωは収れん性制御部34に入力されると共に、角加速度演算部24に入力されて角加速度*ωが演算される。角加速度*ωは慣性補償部35に入力される。
The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 6. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 12 are input to the steering assist command value calculation unit 31. Thus, the basic steering assist command value Irefa is calculated. The vehicle speed V is further input to the convergence control unit 34 and the inertia compensation unit 35. The basic steering assist command value Irefa calculated by the steering assist command value calculation unit 31 is phase-compensated by the phase compensation unit 32 for improving the stability of the steering system, and the phase-compensated steering assist command value Irefb is supplied to the adding unit 39A. Entered. Further, the steering torque T is input to the feedforward differential compensation unit 33 for increasing the response speed, and the differentially compensated steering torque Td is input to the addition unit 39A, where the convergence control unit 34 and the inertia compensation unit 35 The calculated compensation signal CM is also input to the adder 39A. The adding unit 39A adds the steering assist command value Irefb, the steering torque Td, and the compensation signal CM, and inputs the steering assist command value Irefc (= Irefb + Td + CM) as a result of the addition to the subtracting unit 39B.
The subtraction unit 39B obtains a deviation (Irefc-Im) between the steering assist command value Irefc and the motor current Im fed back. The deviation (Irefc−Im) is PI-controlled by the PI control unit 36 and further input to the PWM control unit 37 to calculate the duty, and the motor 20 is PWM driven via the inverter 38. The motor current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 21, and is input to the subtractor 39B and fed back. Further, the motor 20 is provided with a rotation angle detection unit 22, and the output of the rotation angle detection unit 22 is input to the angular velocity calculation unit 23, and the calculated angular velocity (steering speed) ω is input to the convergence control unit 34. At the same time, the angular acceleration * ω is input to the angular acceleration calculation unit 24 and calculated. The angular acceleration * ω is input to the inertia compensation unit 35.

なお、操舵補助指令値演算部31は図7に示すように、車速Vをパラメータとして、操舵トルクTに応じた操舵補助指令値Irefaを演算して出力する。また、収れん性制御部34は車速Vとモータ角速度によって制御され、慣性補償部35は車速Vとモータ角加速度によって慣性補償信号を演算している。   As shown in FIG. 7, the steering assist command value calculator 31 calculates and outputs a steering assist command value Irefa according to the steering torque T using the vehicle speed V as a parameter. The convergence control unit 34 is controlled by the vehicle speed V and the motor angular velocity, and the inertia compensation unit 35 calculates an inertia compensation signal by the vehicle speed V and the motor angular acceleration.

このような電動パワーステアリング装置において、ラックエンド突き当て時においてはヒッティングノイズが発生し、騒音が運転者に不快感を与えるためにその低減化が問題となっている。即ち、ステアリング機構は、舵取り用車輪の転舵角が予め定めた最大転舵角に達すると、それ以上に舵取り用車輪を転舵できない構成になっている。それにも拘わらず、従来のパワーステアリング装置では、舵取り用車輪が最大転舵角付近まで転舵されていても、操向ハンドルに加えられる操舵トルクが大きければ大きな操舵補助力がステアリング機構に与えられるため、舵取り用車輪の転舵が規制される時の衝撃が大きく、運転者に不快感を与えるという問題があった。また、舵取り用車輪の転舵が規制される時の衝撃が大きいと、ステアリング機構を構成している部品の破損などを生じる恐れもある。   In such an electric power steering apparatus, hitting noise is generated at the time of rack end abutment, and the noise causes discomfort to the driver, and thus reduction of the noise becomes a problem. That is, the steering mechanism is configured such that when the steering angle of the steering wheel reaches a predetermined maximum steering angle, the steering wheel cannot be steered any further. Nevertheless, in the conventional power steering apparatus, even if the steering wheel is steered to the vicinity of the maximum steering angle, a large steering assist force is applied to the steering mechanism if the steering torque applied to the steering handle is large. For this reason, there is a problem in that the impact when the steering of the steering wheel is restricted is large, and the driver feels uncomfortable. Moreover, if the impact when the steering of the steering wheel is restricted is large, there is a possibility that the parts constituting the steering mechanism may be damaged.

かかるラックエンドにおけるヒッティングノイズを低減する装置として、特開2002−193120号公報(特許文献1)に開示された装置がある。特許文献1に記載の装置は、ステアリング中立状態が検出されてからハンドルに加えられた操舵トルクをトルク積算部で積算し、トルク積算部で積算された積算値が所定範囲外であれば、舵取り用車輪が最大転舵角付近まで転舵されていると判断し、アシスト制限電流設定部においてアシスト制限電流を設定し、アシスト電流設定部で定められたアシスト電流からアシスト制限電流を減算することによってモータ指令電流を決定し、このモータ指令電流に基づいてモータを駆動制御している。
特開2002−193120号公報
As an apparatus for reducing the hitting noise at the rack end, there is an apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-193120 (Patent Document 1). The device described in Patent Document 1 integrates the steering torque applied to the steering wheel after the steering neutral state is detected by the torque integrating unit, and if the integrated value integrated by the torque integrating unit is outside the predetermined range, the steering is performed. By determining that the wheel is being steered to the vicinity of the maximum turning angle, setting the assist current limit in the assist current limit setting unit, and subtracting the assist current limit from the assist current determined by the assist current setting unit A motor command current is determined, and the motor is driven and controlled based on the motor command current.
JP 2002-193120 A

しかしながら、上記従来の制御装置にあっては、路面の摩擦や車両の重量を全く考慮していないので、路面状況や車両によって確実にヒッティングノイズを軽減できないという問題がある。即ち、ラックエンドで打音が発生するためには、タイヤ、車両重量、路面摩擦により決定される路面との摩擦力に打ち勝つようなアシスト力が発生しなければならないと共に、その路面摩擦力とアシスト力の差が大きければ大きいほど(路面摩擦力≦アシスト力)、ラックエンドの打音も大きくなる。このため、ある条件(車両重量や路面摩擦)でパラメータを設定しても、環境の変化によって路面摩擦力とアシスト力に差が生じた場合、ラックエンドの打音も変化する。例えば氷のように摩擦の非常に小さい路面の場合は、路面摩擦力≦アシスト力となり、打音も大きくなってしまう。   However, since the conventional control device does not take into consideration the friction of the road surface and the weight of the vehicle, there is a problem that the hitting noise cannot be reliably reduced depending on the road surface condition and the vehicle. That is, in order to generate a hitting sound at the rack end, an assist force that overcomes the friction force with the road surface determined by the tire, vehicle weight, and road surface friction must be generated, and the road surface friction force and assist force must be generated. The greater the force difference (road friction force ≦ assist force), the greater the rack end hitting sound. For this reason, even if the parameters are set under certain conditions (vehicle weight or road surface friction), if a difference occurs between the road surface friction force and the assist force due to an environmental change, the rack end hitting sound also changes. For example, in the case of a road surface with very low friction such as ice, the road surface friction force ≦ assist force, and the hitting sound also increases.

本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、いかなる路面状況や車両によっても確実に、ラックエンド時のヒッティングノイズを軽減することができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to control an electric power steering apparatus that can reliably reduce hitting noise at the time of a rack end regardless of road surface conditions or vehicles. To provide an apparatus.

本発明は、操舵トルクと車速に基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、車速に応じたゲインG1を出力する車速感応ゲインテーブルと、操舵速度に応じたゲインG2を出力する操舵速度感応ゲインテーブルと、操舵角に応じたゲインG3を出力する操舵角感応ゲインテーブルと、SAT推定値に応じたゲインG4を出力するSAT感応ゲインテーブルと、前記ゲインG1〜G4に基づいて設定ゲインを演算するゲイン演算部とを具備し、前記車速感応ゲインテーブルのゲインG1は、前記車速がゼロでは“1”に近い値であり、低速では低く、所定速度以上では“1”であり、前記操舵速度感応ゲインテーブルのゲインG2は、前記操舵速度が遅い場合は“1”に設定し、所定速度以上で減少し、前記操舵角感応ゲインテーブルのゲインG3はラックエンド手前までは“1”であり、所定舵角以上で減少し、前記SAT感応ゲインテーブルのゲインG4は前記SAT推定値が所定値までは負から“1”に線形的に増加する特性であり、前記所定値よりも大きい場合に“1”の特性であり、前記操舵角が設定したラックエンド近傍角以上であり、かつ前記SAT推定値が設定値以下の場合に、前記ゲインG1〜G4を前記ゲイン演算部で乗算した前記設定ゲインによって前記操舵補助力を制限することにより達成される。
本発明の上記目的は、前記操舵補助力の制限を、前記モータの電流指令値に前記設定ゲインを乗算することにより行うことにより、或いは前記操舵補助力の制限を、前記モータのフィードバック制御に用いるモータ電流に前記設定ゲインを乗算することにより行うことにより、より効果的に達成される。
The present invention calculates a current command value of a motor that applies a steering assist force to a steering mechanism based on a steering torque and a vehicle speed, and controls the electric power steering device that controls the drive of the motor by feedback control. With respect to the apparatus, the object of the present invention is to provide a vehicle speed sensitive gain table that outputs a gain G1 corresponding to the vehicle speed, a steering speed sensitive gain table that outputs a gain G2 corresponding to the steering speed, and a gain G3 corresponding to the steering angle. A steering angle sensitive gain table that outputs, a SAT sensitive gain table that outputs a gain G4 corresponding to the estimated SAT value, and a gain computing unit that computes a set gain based on the gains G1 to G4. The gain G1 of the gain table is a value close to “1” when the vehicle speed is zero, low at a low speed, and above a predetermined speed. “1”, the gain G2 of the steering speed sensitive gain table is set to “1” when the steering speed is slow, and decreases at a predetermined speed or more, and the gain G3 of the steering angle sensitive gain table is the rack end. It is “1” until the front, and decreases at a predetermined steering angle or more, and the gain G4 of the SAT sensitivity gain table is a characteristic that linearly increases from negative to “1” until the SAT estimated value reaches a predetermined value. When the value is larger than the predetermined value, the characteristic is “1”, the steering angle is equal to or greater than the set rack end vicinity angle, and the gain G1 to G4 is set to the gain when the estimated SAT value is equal to or less than a set value. This is achieved by limiting the steering assist force by the set gain multiplied by the gain calculation unit .
The object of the present invention is to limit the steering assist force by multiplying the current command value of the motor by the set gain, or to use the limit of the steering assist force for feedback control of the motor. This is achieved more effectively by multiplying the motor current by the set gain .

本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、路面状況や車両重量を考慮して設定ゲインを演算しているので、いかなる路面状況や車両によっても確実に、ラックエンド時のヒッティングノイズを軽減することができる。これにより、操舵フィーリングを改善することができ、高性能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the control device for the electric power steering apparatus of the present invention, the setting gain is calculated in consideration of the road surface condition and the vehicle weight, so that the hitting noise at the rack end can be surely caused by any road surface condition and the vehicle. Can be reduced. Thereby, a steering feeling can be improved and a high-performance electric power steering apparatus can be provided.

本発明ではラックエンド近傍時に、操舵補助力若しくはモータを駆動する電流指令値を制限するようにしているので、ヒッティングノイズの打音を軽減することができる。また、操舵補助力若しくは電流指令値の制限を操舵角、操舵速度、車速、SAT推定値に基づいて行っているので、どのような路面状況や車両によっても確実にヒッティングノイズを軽減することができる。   In the present invention, since the steering assist force or the current command value for driving the motor is limited near the rack end, the hitting noise of the hitting noise can be reduced. In addition, since the steering assist force or current command value is limited based on the steering angle, steering speed, vehicle speed, and SAT estimated value, it is possible to reliably reduce hitting noise depending on any road surface condition and vehicle. it can.

以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明に係る制御装置の構成例を図6に対応させて示しており、車速V、操舵速度(角速度)ω、操舵角θ及びSAT(セルフアライニングトルク)推定値*SATに基づいて設定ゲインGSを演算するゲイン設定部40と、操舵トルクTに設定ゲインGSを乗算して操舵補助指令値演算部31に入力する乗算部50とを設けている。車速Vは車速センサ若しくはCAN(Controller Area Network)より得られ、操舵角θはモータに取り付けられた舵角センサ若しくは舵角推定より得られ、操舵速度ωはモータに取り付けられた回転角センサ若しくは操舵角θを微分して得られ、或いはモータの逆起電力より得られ、SAT推定値*SATは、例えば特開2002−369565号公報で示されるように操舵速度ω、操舵角速度、操舵補助力及び操舵角θより推定される。図1の例では、操舵速度ωは回転角検出部22及び角速度演算部23で求めている。   FIG. 1 shows a configuration example of a control device according to the present invention corresponding to FIG. 6, and is based on a vehicle speed V, a steering speed (angular speed) ω, a steering angle θ, and a SAT (self-aligning torque) estimated value * SAT. A gain setting unit 40 that calculates the set gain GS, and a multiplication unit 50 that multiplies the steering torque T by the set gain GS and inputs the result to the steering assist command value calculation unit 31. The vehicle speed V is obtained from a vehicle speed sensor or CAN (Controller Area Network), the steering angle θ is obtained from a steering angle sensor or steering angle estimation attached to the motor, and the steering speed ω is a rotation angle sensor or steering attached to the motor. Obtained by differentiating the angle θ, or obtained from the back electromotive force of the motor, the SAT estimated value * SAT is obtained by, for example, steering speed ω, steering angular speed, steering assist force and steering assist force as shown in JP-A-2002-369565. It is estimated from the steering angle θ. In the example of FIG. 1, the steering speed ω is obtained by the rotation angle detector 22 and the angular velocity calculator 23.

また、ゲイン設定部40は図2に示す構成となっており、車速Vに応じたゲインG1を出力する車速感応ゲインテーブル41と、操舵速度ωに応じたゲインG2を出力する操舵速度感応ゲインテーブル42と、操舵角θに応じたゲインG3を出力する操舵角感応ゲインテーブル43と、SAT推定値*SATに応じたゲインG4を出力するSAT感応ゲインテーブル44と、ゲインG1〜G4に基づいて設定ゲインGSを演算するゲイン演算部45とで構成されている。   The gain setting unit 40 has the configuration shown in FIG. 2, and a vehicle speed sensitive gain table 41 that outputs a gain G1 corresponding to the vehicle speed V and a steering speed sensitive gain table that outputs a gain G2 corresponding to the steering speed ω. 42, a steering angle sensitive gain table 43 that outputs a gain G3 corresponding to the steering angle θ, a SAT sensitive gain table 44 that outputs a gain G4 corresponding to the SAT estimated value * SAT, and the gains G1 to G4. The gain calculating unit 45 is configured to calculate the gain GS.

車速感応ゲインテーブル41は、車速Vがゼロでは、タイヤ路面間の摩擦力が高いためゲインG1を“1”に近い値とし、低速では摩擦力が低くなるのでゲインG1を低く設定し、それより車速Vが大きくなると路面からの反力が大きくなるので、ゲインG1を“1”に設定する。操舵速度感応ゲインテーブル42は、操舵速度ωが遅い場合はヒッティングノイズが発生しないためゲインG2を“1”に設定し、操舵速度ωが早いほどヒッティングノイズが発生し易いので、所定速度ωr以上でゲインG2を減少させる。また、ヒッティングノイズはラックエンドで機構が衝突する音であるため、操舵角感応ゲインテーブル43ではラックエンド手前(操舵角θr)からゲインG3を減少させる。更にSAT感応ゲインテーブル44はSAT推定値*SATが所定値Srよりも大きい場合、つまり路面とタイヤの摩擦力が大きいときはゲインG4を“1”に設定し、SAT推定値*SATが小さい場合、つまり路面とタイヤの摩擦力が小さいときは負のゲインを設定し、モータを逆方向へ駆動してブレーキをかける。例えば氷上のように路面摩擦が低い条件では、ゲインを下げただけでは操舵時のエネルギーを吸収できず、ヒッティングノイズが発生するからである。   The vehicle speed sensitive gain table 41 sets the gain G1 to a value close to “1” because the frictional force between the tire road surfaces is high when the vehicle speed V is zero, and the gain G1 is set low because the frictional force is low at low speeds. Since the reaction force from the road surface increases as the vehicle speed V increases, the gain G1 is set to “1”. The steering speed sensitive gain table 42 sets the gain G2 to “1” when the steering speed ω is slow, so that the hitting noise is more likely to occur as the steering speed ω is faster. Thus, the gain G2 is decreased. In addition, since the hitting noise is a sound of the mechanism colliding at the rack end, the gain G3 is decreased from the front of the rack end (steering angle θr) in the steering angle sensitive gain table 43. Further, the SAT sensitivity gain table 44 sets the gain G4 to “1” when the SAT estimated value * SAT is larger than the predetermined value Sr, that is, when the frictional force between the road surface and the tire is large, and the SAT estimated value * SAT is small. In other words, when the frictional force between the road surface and the tire is small, a negative gain is set, and the motor is driven in the reverse direction to apply the brake. For example, under conditions where the road surface friction is low, such as on ice, simply lowering the gain cannot absorb energy during steering, and hitting noise occurs.

ゲイン演算部45は、操舵角度θが設定したラックエンド近傍角θr以上であり、かつSAT推定値*SATが設定値Sr以下の場合、ゲインG1〜G4を乗算して、下記(1)に従って設定ゲインGSを求める。

GS=G1×G2×G3×G4 ・・・(1)

このような構成において、その動作例を図3のフローチャートを参照して説明する。
The gain calculation unit 45 multiplies the gains G1 to G4 when the steering angle θ is equal to or larger than the set rack end vicinity angle θr and the SAT estimated value * SAT is equal to or smaller than the set value Sr, and is set according to (1) below. The gain GS is obtained.

GS = G1 × G2 × G3 × G4 (1)

In such a configuration, an example of the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず操舵角感応ゲインテーブル43からゲインG3を読取って入力し(ステップS1)、ゲインG3が“1”であるか否かを判定し(ステップS2)、ゲインG3が“1”であれば設定ゲインGSを“1”に設定する(ステップS10)。   First, the gain G3 is read from the steering angle sensitive gain table 43 and input (step S1), and it is determined whether or not the gain G3 is “1” (step S2). If the gain G3 is “1”, the set gain is obtained. GS is set to “1” (step S10).

上記ステップS2においてゲインG3が“1”でない場合には、SAT感応ゲインテーブル44からゲインG4を読取って入力し(ステップS3)、ゲインG4が“1”であるか否かを判定し(ステップS4)、ゲインG4が“1”であれば設定ゲインGSを“1”に設定する(ステップS10)。   If the gain G3 is not “1” in step S2, the gain G4 is read from the SAT sensitive gain table 44 and input (step S3), and it is determined whether the gain G4 is “1” (step S4). If the gain G4 is “1”, the set gain GS is set to “1” (step S10).

上記ステップS4においてゲインG4が“1”でない場合には、車速感応ゲインテーブル41からゲインG1を読取って入力し(ステップS5)、更に操舵速度感応ゲインテーブル42からゲインG2を読取って入力する(ステップS6)。このようにしてゲインG1〜G4が入力されると、ゲイン演算部45は上記(1)式によって設定ゲインGSを求める(ステップS7)。   If the gain G4 is not "1" in step S4, the gain G1 is read and input from the vehicle speed sensitive gain table 41 (step S5), and further the gain G2 is read and input from the steering speed sensitive gain table 42 (step S5). S6). When the gains G1 to G4 are input in this way, the gain calculation unit 45 obtains the set gain GS by the above equation (1) (step S7).

設定ゲインGSは乗算部50に入力され、操舵トルクTと乗算される。

Ta=T×GS ・・・(2)

上記(2)式で求められた操舵トルクTaが操舵補助指令値演算部31に入力され、前述と同様なアシストが実行される。
The set gain GS is input to the multiplication unit 50 and multiplied by the steering torque T.

Ta = T × GS (2)

The steering torque Ta obtained by the above equation (2) is input to the steering assist command value calculation unit 31, and the same assist as described above is executed.

本発明によれば、操舵トルクTaがゲイン設定部40で、操舵角θ、操舵速度ω、車速V及びSAT推定値*SATに基づいて演算された設定ゲインGSで補正されているため、ラックエンド近傍において制御系ゲインを減少させて打音を低減することができる。即ち、操舵角θがラックエンド近傍で、操舵速度ωが所定速度ωrより速い場合に、操舵トルクTの入力値Taを小さくする(モータのアシスト力が小さくなり、路面摩擦力≧アシスト力の関係となる)と共に、タイヤからの反力を推定するSAT推定値*SATを使用し、氷のように摩擦の低い路面の場合はSAT推定値*SATが小さくなることから、逆にアシストしてブレーキをかける。また、タイヤ、車両重量、路面摩擦により摩擦力が高い場合はSAT推定値*SATが大きくなることから、操舵トルクTaを通常状態、つまり操舵トルクTに戻す作用をする。   According to the present invention, the steering torque Ta is corrected by the gain setting unit 40 with the set gain GS calculated based on the steering angle θ, the steering speed ω, the vehicle speed V, and the SAT estimated value * SAT. The hitting sound can be reduced by reducing the control system gain in the vicinity. That is, when the steering angle θ is near the rack end and the steering speed ω is faster than the predetermined speed ωr, the input value Ta of the steering torque T is reduced (the assist force of the motor is reduced, and the relationship of road surface friction force ≧ assist force). SAT estimated value * SAT that estimates the reaction force from the tire is used, and the SAT estimated value * SAT is small for roads with low friction such as ice. multiply. Further, when the frictional force is high due to tires, vehicle weight, and road surface friction, the SAT estimated value * SAT increases, so that the steering torque Ta is returned to the normal state, that is, the steering torque T.

上述の実施例では、操舵トルクTに設定ゲインGSを乗算することにより操舵補助力を制限しているが、操舵補助指令値Irefa,Irefb,Irefc,Irefのいずれかに設定ゲインGSを乗算しても同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the steering assist force is limited by multiplying the steering torque T by the set gain GS. However, any of the steering assist command values Irefa, Irefb, Irefc, and Iref is multiplied by the set gain GS. The same effect can be obtained.

また、図4に示すように、モータ電流検出部で検出されてフィードバックされるモータ電流値Imにゲイン1/GSを乗算して、つまりモータ電流値Imを増加させても同様の効果を得ることができる。即ち、図4に示すようにゲイン設定部40で求められた設定ゲインGSを変換部52においてゲイン1/GSに変換し、ゲイン1/GSを乗算部52でモータ電流値Imと乗算し、その乗算結果Imaを減算部39Bにフィードバックする。設定ゲインGSは“1”以下であるので、Ima≧Imとなる。
As shown in FIG. 4, the same effect can be obtained by multiplying the motor current value Im detected and fed back by the motor current detection unit by the gain 1 / GS, that is, by increasing the motor current value Im. Can do. That is, as shown in FIG. 4, the setting gain GS obtained by the gain setting unit 40 is converted to gain 1 / GS by the conversion unit 52, and the gain 1 / GS is multiplied by the motor current value Im by the multiplication unit 52. The multiplication result Ima is fed back to the subtraction unit 39B. Since the set gain GS is “1” or less, Ima ≧ Im.

本発明に係る制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus which concerns on this invention. ゲイン設定部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a gain setting part. 本発明の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of this invention. 本発明に係る制御装置の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the control apparatus which concerns on this invention. 電動パワーステアリング装置の一般的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the general structural example of an electric power steering apparatus. コントロールユニットの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a control unit. 操舵補助指令値演算部の演算特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the calculation characteristic of a steering assistance command value calculating part.

符号の説明Explanation of symbols

1 操行ハンドル
2 コラム軸
3 減速ギア
10 トルクセンサ
12 車速センサ
14 バッテリ
20 モータ
21 モータ電流検出部
22 回転角検出部
23 角速度演算部
30 コントロールユニット
31 操舵補助指令値演算部
32 位相補償部
33 微分補償部
34 収れん性制御部
35 慣性補償部
36 PI制御部
37 PWM制御部
38 インバータ
40 ゲイン設定部
41 車速感応ゲインテーブル
42 操舵速度ゲインテーブル
43 操舵角ゲインテーブル
44 SATゲインテーブル
45 ゲイン演算部
51 変換部
50、52 乗算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 2 Column shaft 3 Reduction gear 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 14 Battery 20 Motor 21 Motor current detection part 22 Rotation angle detection part 23 Angular speed calculation part 30 Control unit 31 Steering assist command value calculation part 32 Phase compensation part 33 Differential compensation Unit 34 convergence control unit 35 inertia compensation unit 36 PI control unit 37 PWM control unit 38 inverter 40 gain setting unit 41 vehicle speed sensitive gain table 42 steering speed gain table 43 steering angle gain table 44 SAT gain table 45 gain calculation unit 51 conversion unit 50, 52 multiplier

Claims (3)

操舵トルクと車速に基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、
車速に応じたゲインG1を出力する車速感応ゲインテーブルと、操舵速度に応じたゲインG2を出力する操舵速度感応ゲインテーブルと、操舵角に応じたゲインG3を出力する操舵角感応ゲインテーブルと、SAT推定値に応じたゲインG4を出力するSAT感応ゲインテーブルと、前記ゲインG1〜G4に基づいて設定ゲインを演算するゲイン演算部とを具備し、
前記車速感応ゲインテーブルのゲインG1は、前記車速がゼロでは“1”に近い値であり、低速では低く、所定速度以上では“1”であり、前記操舵速度感応ゲインテーブルのゲインG2は、前記操舵速度が遅い場合は“1”に設定し、所定速度以上で減少し、前記操舵角感応ゲインテーブルのゲインG3はラックエンド手前までは“1”であり、所定舵角以上で減少し、前記SAT感応ゲインテーブルのゲインG4は前記SAT推定値が所定値までは負から“1”に線形的に増加する特性であり、前記所定値よりも大きい場合に“1”の特性であり、
前記操舵角が設定したラックエンド近傍角以上であり、かつ前記SAT推定値が設定値以下の場合に、前記ゲインG1〜G4を前記ゲイン演算部で乗算した前記設定ゲインによって前記操舵補助力を制限することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
In a control device for an electric power steering device that calculates a current command value of a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism based on the steering torque and the vehicle speed, and drives and controls the motor by feedback control.
A vehicle speed sensitive gain table that outputs a gain G1 according to the vehicle speed, a steering speed sensitive gain table that outputs a gain G2 according to the steering speed, a steering angle sensitive gain table that outputs a gain G3 according to the steering angle, and SAT A SAT sensitive gain table that outputs a gain G4 corresponding to the estimated value; and a gain calculator that calculates a set gain based on the gains G1 to G4.
The gain G1 of the vehicle speed sensitive gain table is a value close to “1” when the vehicle speed is zero, is low when the vehicle speed is low, and is “1” when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed. The gain G2 of the steering speed sensitive gain table is When the steering speed is slow, it is set to “1” and decreases at a predetermined speed or higher. The gain G3 of the steering angle sensitive gain table is “1” until the rack end, and decreases at a predetermined steering angle or higher. The gain G4 of the SAT sensitivity gain table is a characteristic that linearly increases from negative to “1” until the SAT estimated value reaches a predetermined value, and is a characteristic of “1” when the SAT estimated value is larger than the predetermined value.
When the steering angle is not less than the set rack end vicinity angle and the SAT estimated value is not more than a set value, the steering assist force is limited by the set gain obtained by multiplying the gains G1 to G4 by the gain calculation unit. A control device for an electric power steering device.
前記操舵補助力の制限を、前記モータの電流指令値に前記設定ゲインを乗算することにより行う請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering assist force is limited by multiplying the current command value of the motor by the set gain . 前記操舵補助力の制限を、前記モータのフィードバック制御に用いるモータ電流に前記設定ゲインを乗算することにより行う請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the steering assist force is limited by multiplying a motor current used for feedback control of the motor by the set gain .
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