JP5056162B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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JP5056162B2 JP2007136753A JP2007136753A JP5056162B2 JP 5056162 B2 JP5056162 B2 JP 5056162B2 JP 2007136753 A JP2007136753 A JP 2007136753A JP 2007136753 A JP2007136753 A JP 2007136753A JP 5056162 B2 JP5056162 B2 JP 5056162B2
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Description

本発明は、車両の操舵にモータによる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 by a motor is applied to the steering of a vehicle, and more particularly, to control a high performance electric power steering device that reduces the hitting noise at the rack end. Relates to the device.

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 a vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor assists the steering shaft or rack shaft with a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. The load is energized. 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、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、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、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。電動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、イグニッションキー11を経てイグニッション信号が入力され、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T及び車速センサ12で検出された車速Vに基づ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 handle 1 is connected to the tie rod 6 of the steering wheel via the reduction gear 3, the universal joints 4 a and 4 b and the pinion rack mechanism 5. It is connected to. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. The control unit 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 14 and also receives an ignition signal via the ignition key 11, and the control unit 30 detects the steering torque T and the torque detected by the torque sensor 10. A steering assist command value I of the assist command is calculated based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, and a current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I.

コントロールユニット30は主としてCPU(MPUやMCUを含む)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のようになる。   The control unit 30 is mainly composed of a CPU (including an MPU and MCU). FIG. 6 shows general functions executed by a program inside 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、微分補償された操舵トルク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。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 6. The steering torque T detected 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. A 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 a phase compensation unit for increasing the stability of the steering system. The steering assist command value Irefb subjected to phase compensation at 32 and phase compensated is input to the adding unit 39A. 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 differentially compensated 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.

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θ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 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 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 θ 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, it is input to the angular acceleration calculation unit 24 to calculate the angular acceleration * ω. 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ω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*ω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 speed ω, and the inertia compensation unit 35 calculates an inertia compensation signal by the vehicle speed V and the motor angular acceleration * ω.

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、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付与されるため、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等を生じる恐れもあった。   In such an electric power steering apparatus, hitting noise is generated at the time of rack end abutment, and the noise gives the driver an unpleasant feeling. That is, the steering mechanism is configured such that when the steering wheel reaches a predetermined maximum steering angle, the steering wheel cannot be steered any further. Nevertheless, in the conventional power steering device, even if the steering wheel is steered to the vicinity of the maximum turning angle, a large steering assist force is applied to the steering mechanism if the steering torque applied to the steering wheel is large. The impact when the steering of the steering wheel is restricted is large, and there is a problem that makes the driver uncomfortable. In addition, if the impact when the steering of the steering wheel is restricted is large, there is a risk that the parts constituting the steering mechanism may be damaged.

かかる問題を解決する装置として、例えば特開2002−193120号公報(特許文献1)に示される電動パワーステアリング装置の制御装置がある。この特許文献1の装置では、舵取り用車輪の操舵が最大操舵角で規制される時に生じる衝撃を小さくするようにしている。即ち、電動モータが発生する駆動力をステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、ステアリング機構に入力された操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング機構が車両直進時の状態である中立状態になったことを検出する中立状態検出手段と、この中立状態検出手段によってステアリング機構の中立状態が検出されてから操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの積算値を求めるトルク積算手段と、操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルク及びトルク積算手段によって求められた操舵トルクの積算値に基づいて、電動モータに供給すべきモータ指示電流を設定するモータ指示電流設定手段とを具備している。
特開2002−193120号公報
As a device for solving such a problem, there is a control device for an electric power steering device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-193120 (Patent Document 1). In the apparatus of Patent Document 1, the impact that occurs when steering of the steering wheel is restricted by the maximum steering angle is reduced. That is, an electric power steering device that assists steering by applying a driving force generated by an electric motor to a steering mechanism, the steering torque detecting means for detecting the steering torque input to the steering mechanism, and the steering mechanism when the vehicle is traveling straight ahead A neutral state detecting means for detecting that the neutral state is established, and an integrated value of the steering torque detected by the steering torque detecting means after the neutral state of the steering mechanism is detected by the neutral state detecting means. A torque integrating means, a motor command current setting means for setting a motor command current to be supplied to the electric motor based on the steering torque detected by the steering torque detecting means and the integrated value of the steering torque obtained by the torque integrating means; It has.
JP 2002-193120 A

しかしながら、特許文献1の制御装置では、路面摩擦や車両の重量を考慮していないことから、路面や車両によって確実にラックエンド突き当てによる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、ラックエンド突き当てによる打音が発生するためには、タイヤ、路面摩擦及び車両重量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トルク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トルクの差が大きければ大きいほど(路面摩擦力≦アシストトルク)、ラックエンドの打音も大きくなる。このため、ある条件(路面摩擦や車両重量)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トルクに差が生じた場合、ラックエンド突き当ての打音も変化する。例えば、氷のように摩擦が非常に小さい路面の場合は、路面≦アシストトルクとなり、ラックエンド突き当ての打音も大きくなってしまう。   However, since the control device of Patent Document 1 does not consider road surface friction or vehicle weight, there is a problem that the hitting noise caused by the rack end butting cannot be reliably reduced by the road surface or the vehicle. That is, in order to generate a hitting sound due to the rack end butting, it is necessary to generate an assist torque that overcomes the frictional force with the road surface determined by the tire, road surface friction and vehicle weight, and the road surface frictional force. The larger the difference between the assist torque and the assist torque (road friction force ≦ assist torque), the greater the rack end sound. For this reason, even if parameters are set under certain conditions (road surface friction and vehicle weight), if there is a difference between the road surface friction force and the assist torque due to environmental changes, the rack end abutting sound also changes. For example, in the case of a road surface with very low friction such as ice, the road surface ≦ assist torque, and the hitting sound of the rack end butting also increases.

本発明は上述のような事情により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おいても、ラックエンド突き当てによるヒッティングノイズを確実に軽減することにより、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and the object of the present invention is more reliable by reliably reducing the hitting noise caused by the rack end butting in any road surface condition or vehicle. An object is to provide an electric power steering 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基づいて、前記モータに、前記操舵トルクと逆方向に、操舵補助トルクを出力させることにより達成される。 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 causing the motor to output a steering assist torque in a direction opposite to the steering torque based on the set gain multiplied by the gain calculation unit .

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、操舵補助モータの出力を制限しているので、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。また、状況によって操舵補助用モータを操舵トルクと逆に出力させ、積極的に逆アシストを行うことによりヒッティングノイズを低減している。これにより、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、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 set gain is calculated in consideration of the road surface condition and the vehicle weight, and the output of the steering assist motor is limited. The hitting noise at the rack end can be reduced. Moreover, the hitting noise is reduced by outputting the steering assist motor in reverse to the steering torque depending on the situation and actively performing the reverse assist. Thereby, the hitting noise at the time of a rack end can be reduced, and a high-performance electric power steering device can be provided.

本発明ではラックエンド近傍時に、モータの出力を制限してアシスト制限するか若しくはモータを逆出力させて逆アシスト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、モータ出力の制限若しくは逆出力を操舵角、操舵速度、車速、SAT(セルフアライニングトルク)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。更に、SAT推定値に基づいて、入力された操舵トルクと逆方向に操舵補助トルクを出力する逆アシストを行っているので、積極的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, near the rack end, the assist of the motor is limited by limiting the output of the motor or the reverse assist is performed by reversely outputting the motor, so that the hitting noise of the hitting noise can be reduced. In addition, since the motor output is limited or reversed based on the steering angle, steering speed, vehicle speed, and SAT (self-aligning torque) estimated value, the hitting noise is ensured depending on the road surface condition and the vehicle. Can be reduced. Further, since the reverse assist that outputs the steering assist torque in the direction opposite to the input steering torque is performed based on the estimated SAT value, it is possible to actively reduce the hitting noise.

以下に、本発明の実施の形態を図1を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

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、舵角θ及びSAT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12若しくはCAN(Controller Area Network)より得られ、操舵角θは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20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20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モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵トルクにより推定される。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 calculates a set gain GS based on a vehicle speed V, a steering speed (angular speed) ω, a steering angle θ, and a SAT estimated value * SAT. And a multiplication unit 50 that multiplies the steering torque T by the setting gain GS and inputs it to the steering assist command value calculation unit 31. The vehicle speed V is obtained from a vehicle speed sensor 12 or a CAN (Controller Area Network), the steering angle θ is obtained from a steering angle sensor or a steering angle estimation, and the steering speed ω is a rotation angle sensor attached to the motor 20 or a steering angle θ. Obtained by differentiation or obtained from the back electromotive force of the motor 20, the SAT estimated value * SAT is calculated as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-369565, such as motor rotational angular velocity, motor rotational angular acceleration, steering assist force, and Estimated by steering torque. 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場合はゲイン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、積極的にモータを逆方向へ駆動することでブレーキをかける。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 friction 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 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. Further, 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. That is, when the frictional force between the road surface and the tire is small, a negative gain is set, and the brake is applied by actively driving the motor in the reverse direction. 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。
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, the gain calculating unit 45 multiplies the gains G1 to G4 and sets the gain according to (1) below. Find GS.

GS = G1 × G2 × G3 × G4 (1)

With 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 setting is made. The gain 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、ハンドル1、モータ20、タイヤ等の慣性力により、制御系ゲインを減少させただけでは、ラックエンドのヒッティングノイズ低減効果が低いため、SAT推定値*SATが小さい場合は、操舵トルクTと逆の方向にアシストするようにしてブレーキをかけ、ラックエンドのヒッティングノイズ低減効果を高める。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 for estimating the reaction force from the tire, and in the case of a road surface with low friction such as ice, the control system gain is obtained by the inertial force of the handle 1, the motor 20, the tire, etc. If the SAT estimated value * SAT is small, the brake is applied to assist in the opposite direction to the steering torque T, and the rack end hitting is reduced. Increases the ting noise reduction effect. 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モータ出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 motor output is limited by multiplying the steering torque T by the set gain GS. However, even if any of the steering assist command values Irefa, Irefb, Irefc, and Iref is multiplied by the set gain GS. Similar effects can be obtained.

また、図4に示すように、モータ電流検出部21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51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 21 by the gain 1 / GS, that is, increasing the motor current value Im. be able to. That is, as shown in FIG. 4, the setting gain GS obtained by the gain setting unit 40 is converted into gain 1 / GS by the conversion unit 51, the gain 1 / GS is multiplied by the motor current Im by the multiplication unit 52, and the multiplication is performed. The 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を示す。The calculation characteristic of a steering assistance command value calculating part is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 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 操舵速度感応ゲインテーブル
43 操舵角感応ゲインテーブル
44 SAT感応ゲインテーブル
45 ゲイン演算部
51 変換部
50、52 乗算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 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 assistance command value calculation part 32 Phase compensation part 33 Differential compensation part 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 sensitive gain table 43 Steering angle sensitive gain table 44 SAT sensitive gain table 45 Gain calculating unit 51 Conversion unit 50, 52 Multiplication unit

Claims (1)

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基づいて、前記モータに、前記操舵トルクと逆方向に、操舵補助トルクを出力させ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 equal to or greater than the set rack end vicinity angle and the SAT estimated value is equal to or less than a set value, the gain is calculated based on 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 , wherein a steering assist torque is output in a direction opposite to the steering torque .
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