JP5234025B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のステアリング機構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に関し、特に直進走行時に路面の傾斜や、経年劣化によるホイールアライメント変化等による車両の横流れを補正し、安全且つ快適な直進走行が可能な電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device that applies a steering assist force by a motor to a steering mechanism of a vehicle, and particularly corrects a lateral flow of a vehicle due to a slope of a road surface or a wheel alignment change due to aging during straight running, The present invention relates to an electric power steering device capable of safe and comfortable straight traveling.
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 for assisting a vehicle steering device with a rotational force of a motor is applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. The auxiliary 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１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、車両の電動パワーステアリングシステムがＯＮ/ＯＦＦされる。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. 1. The column shaft 2 of the steering handle 1 is connected to 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 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. Electric power is supplied from the battery 14 to the control unit 30 that controls the power steering device, and an ignition key signal is input from the ignition key 11 to turn on / off the electric power steering system of the vehicle. Based on the steering torque value T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, the control unit 30 calculates the steering assist command value I of the assist command using an assist map or the like. Based on the calculated steering assist command value I, the current supplied to the motor 20 is controlled.
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２のようになっている。 The control unit 30 is mainly composed of a CPU (or MPU or MCU). FIG. 2 shows general functions executed by a program inside the CPU.
図２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で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖは、操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を演算する操舵補助指令値演算部３１に入力される。操舵補助指令値演算部３１は、入力された操舵トルク値Ｔ及び車速Ｖに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１を決定する。操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１は位相補償部３２で位相補償されて加算部３３Ａに入力され、加算部３３Ａで補償信号ＣＭと加算された電流指令値Ｉ１が最大電流制限部３９に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉ２が減算部３３Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流Ｉｍとの偏差Ｉ３（＝Ｉ２−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉ３が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部２１に入力される。ＰＩ制御部２１で特性改善された電流指令値がＰＷＭ制御部２２に入力され、更に駆動部としてのインバータ２３を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０のモータ電流Ｉｍはモータ電流検出器２４で検出され、モータ電流Ｉｍが減算部３３Ｂにフィードバックされる。インバータ２３は駆動素子としてＦＥＴを用いており、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。 The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 2. The steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 are the steering assist command for calculating the steering assist command value Iref1. The value is input to the value calculation unit 31. The steering assist command value calculation unit 31 determines a steering assist command value Iref1, which is a control target value of the current supplied to the motor 20, using an assist map or the like based on the input steering torque value T and vehicle speed V. The steering assist command value Iref1 is phase-compensated by the phase compensator 32 and input to the adder 33A, and the current command value I1 added to the compensation signal CM by the adder 33A is input to the maximum current limiter 39 to obtain the maximum current. The limited current command value I2 is input to the subtractor 33B, and a deviation I3 (= I2-Im) from the fed back motor current Im is calculated, and the deviation I3 is PI control for improving the characteristics of the steering operation. Input to the unit 21. The current command value whose characteristics have been improved by the PI control unit 21 is input to the PWM control unit 22, and the motor 20 is PWM driven via an inverter 23 as a drive unit. The motor current Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 24, and the motor current Im is fed back to the subtraction unit 33B. The inverter 23 uses an FET as a drive element, and is configured by an FET bridge circuit.
また、加算部３３Ａには演算された補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、車両の収れん性やモータ２０の慣性特性等を改善するようになっている。即ち、操舵トルクＴは微分補償部３５で応答速度を高めるためのフィードフォワード系の特性を改善され、特性を改善された操舵トルクＴａと、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかける収れん性制御部３６からの収れん性信号Ｄｉとが加算部３３Ｃで加算される。加算部３３Ｃの加算結果ＣＭ１は更に加算部３３Ｄにおいて、モータ２０の慣性により発生する力相当分をアシストするための慣性補償部３７からの慣性信号Ｉｎと加算され、その加算結果が補償信号ＣＭとして加算部３３Ａに入力されている。 Further, the calculated compensation signal CM is added to the adder 33A, and the compensation of the system system is performed by adding the compensation signal CM to improve the convergence property of the vehicle, the inertia characteristic of the motor 20, and the like. Yes. That is, the steering torque T is improved in the characteristics of the feedforward system for increasing the response speed by the differential compensation unit 35, and the steering torque Ta is improved to improve the characteristics of the steering torque Ta and the yaw convergence of the vehicle. The addition unit 33C adds the convergence signal Di from the convergence control unit 36 that brakes the turning operation. The addition result CM1 of the addition unit 33C is further added to the inertia signal In from the inertia compensation unit 37 for assisting the force equivalent generated by the inertia of the motor 20 in the addition unit 33D, and the addition result is obtained as a compensation signal CM. This is input to the adding unit 33A.
このような電動パワーステアリング装置において、直進走行時に路面の傾斜や、経年劣化によるホイールアライメント変化等による車両の横流れが発生する可能性がある。道路の舗装面には、排水等の目的でセンターラインから路肩まで１〜２％程度の横断勾配が付けられているため、直線道路を高速走行時、特に長時間ハンドルを切り続けないと、車両が路肩方向に流される傾向(「横流れ」と称する)がある。また、車両の経年劣化（例えばサスペンションブッシュのヘタリや車体の経時変化）や縁石への衝突等によりホイールアライメントが崩れ、ドライバがハンドルに力を入れないと、車両が真っ直ぐに走行できないことがある。このような走行では、ドライバに大きな負担がかかる恐れがある。 In such an electric power steering device, there is a possibility that a lateral flow of the vehicle may occur due to a slope of a road surface or a change in wheel alignment due to deterioration over time when traveling straight ahead. The road pavement has a crossing gradient of about 1 to 2% from the center line to the shoulder for the purpose of drainage, etc. Tends to flow toward the road shoulder (referred to as “lateral flow”). Further, the wheel alignment may be lost due to deterioration of the vehicle over time (for example, suspension bush settling or aging of the vehicle body), collision with the curb, etc., and the vehicle may not be able to travel straight if the driver does not apply force to the steering wheel. In such traveling, there is a risk that a heavy burden is placed on the driver.
このため、従来多くの改善手法が提案されている。例えば特開２００７−０２２１６９号公報（特許文献１）には、車速、横加速度（横Ｇ）、操舵状態及びナビゲーションの情報によって路面の傾斜を推定し、車両の横流れを補正する電動パワーステアリング装置が提案されている。また、特開２００８−２０７７７５号公報（特許文献２）には、直進時の操舵トルクを短い期間で平滑化して平滑化トルクＴ１とし、長い期間で平滑化して平滑化トルクＴ２とし、平滑化トルクＴ１と平滑化トルクＴ２の関係からカント(路面の傾斜)での走行を判定し、車両の横流れを補正する電動パワーステアリング装置が提案されている。 For this reason, many improvement methods have been proposed in the past. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-022169 (Patent Document 1) discloses an electric power steering device that estimates road inclination based on vehicle speed, lateral acceleration (lateral G), steering state, and navigation information, and corrects lateral flow of the vehicle. Proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 2008-207775 (Patent Document 2) describes a smoothing torque T1 obtained by smoothing a steering torque during straight traveling in a short period to obtain a smoothing torque T2, and a smoothing torque T2 obtained by smoothing in a long period. There has been proposed an electric power steering device that determines traveling at a cant (road slope) from the relationship between T1 and smoothing torque T2 and corrects the lateral flow of the vehicle.
しかしながら、上記特許文献１及び２に示される方法は、路面の傾斜(カント)による横流れを補正ことはできるが、車両の経年劣化等によるホイールアライメント変化による横流れの補正を行うことができない問題がある。また、特許文献１に記載の方法では、ナビゲーションや横加速度センサ等の装置やセンサからの信号処理が必要となり、コストアップとなり、車両の装備状況によっては補正できない車両がある。 However, although the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 can correct the lateral flow due to the slope of the road surface (cant), there is a problem that the lateral flow due to a change in wheel alignment due to aged deterioration of the vehicle cannot be corrected. . In addition, the method described in Patent Document 1 requires signal processing from devices and sensors such as navigation and lateral acceleration sensors, which increases the cost, and there are vehicles that cannot be corrected depending on the vehicle installation conditions.
更に、特許文献２に記載の方法では、車両が平坦な路面を走ってからカントを走行することを前提としているので、最初からカントを走行する場合には横流れの補正ができなくなる恐れがある。 Furthermore, since the method described in Patent Document 2 is based on the premise that the vehicle travels on a flat road surface before traveling, the lateral flow may not be corrected when traveling from the beginning.
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、既存のセンサを用いることによりコストアップすることなく、ステアリング機構に付加している作用力を検出することにより、直進時路面の傾斜や経年劣化によるホイールアライメント変化等による車両の横流れを確実に検出して補正し、より安全で快適な直進走行が可能な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 to advance straight by detecting the acting force applied to the steering mechanism without increasing the cost by using an existing sensor. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that can detect and correct a lateral flow of a vehicle due to a change in wheel alignment due to an inclination of a road surface or a deterioration over time, and can perform a safer and more comfortable straight traveling.
本発明は、車両の操舵トルク及び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電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記ステアリング機構が受けているＳＡＴを推定するＳＡＴ推定部と、前記ステアリング機構の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記推定されたＳＡＴ推定値、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進状態を判定すると共に、前記直進状態の判定結果と前記ＳＡＴ推定値、前記車速に基づいてモータ電流補正値を算出し、前記モータ電流補正値によって前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部とを具備し、前記モータ電流補正値算出部が、前記ＳＡＴ推定値、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進を判定し、前記直進が判定されたときに判定信号を出力する直進判定部と、前記ＳＡＴ推定値をゲイン倍するゲイン部と、前記ゲイン倍されたＳＡＴ推定値と、ゼロ信号部からのゼロ信号とを入力し、前記判定信号によって切替えられるスイッチ部と、電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされたときの前記モータ電流補正値を記憶する不揮発メモリと、前記電動パワーステアリングシステムがＯＮされたとき、前記不揮発メモリに記憶されている前記モータ電流補正値を初期値として入力すると共に、前記スイッチ部からの出力信号を入力して積算し、最大値を制限された第１モータ電流補正値を出力する積算部と、
前記第１モータ電流補正値に、前記車速に感応した車速感応ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する車速ゲイン補正部とで構成され、前記スイッチ部は、前記判定信号が出力されているときに前記ゲイン倍されたＳＡＴ推定値を出力し、前記判定信号が出力されていないときに前記ゼロ信号を出力するようになっており、前記積算部が、１サンプリング前の前記モータ電流補正値を保持する保持部と、前記スイッチ部からの出力と前記１サンプリング前の前記モータ電流補正値とを加算する加算部と、前記加算部の出力の最大値を制限して前記第１モータ電流補正値を出力するリミッタとで構成されていることにより達成される。
The present invention relates to an electric power steering apparatus that 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 of a vehicle, and that drives and controls the motor by feedback control. The purpose is to estimate a SAT received by the steering mechanism, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the steering mechanism,
The straight traveling state of the vehicle is determined based on the estimated SAT estimated value, the rotation angle, and the vehicle speed, and a motor current correction value is calculated based on the determination result of the straight traveling state, the SAT estimated value, and the vehicle speed. A motor current correction value calculation unit that corrects the current command value by the motor current correction value, and the motor current correction value calculation unit is configured to perform the operation based on the SAT estimated value, the rotation angle, and the vehicle speed. A straight traveling determination unit that determines whether the vehicle is traveling straight and outputs a determination signal when the straight traveling is determined, a gain unit that multiplies the SAT estimated value, a SAT estimated value that is multiplied by the gain, and a zero signal unit The zero signal from the input signal is input, and the switch part that is switched by the determination signal and the motor current correction value when the electric power steering system is turned off are described. When the electric power steering system is turned on, the motor current correction value stored in the nonvolatile memory is input as an initial value, and an output signal from the switch unit is input and integrated. An integration unit for outputting a first motor current correction value whose maximum value is limited;
The first motor current correction value is multiplied by a vehicle speed sensitivity gain that is sensitive to the vehicle speed, and a vehicle speed gain correction unit that outputs the motor current correction value is configured. The switch unit outputs the determination signal. The SAT estimated value multiplied by the gain is output when the signal is output, and the zero signal is output when the determination signal is not output. The integrating unit corrects the motor current before one sampling. A holding unit for holding a value, an adding unit for adding the output from the switch unit and the motor current correction value before one sampling, and limiting the maximum value of the output of the adding unit to limit the first motor current This is achieved by a limiter that outputs a correction value .
更に、本発明は、車両の操舵トルク及び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電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記ステアリング機構の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記操舵トルク、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進状態を判定すると共に、前記直進状態の判定結果と前記操舵トルク、前記車速に基づいてモータ電流補正値を算出し、前記モータ電流補正値によって前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部とを具備し、前記モータ電流補正値算出部が、前記操舵トルク、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進を判定し、前記直進が判定されたときに判定信号を出力する直進判定部と、前記操舵トルクをゲイン倍するゲイン部と、前記ゲイン倍された操舵トルクと、ゼロ信号部からのゼロ信号とを入力し、前記判定信号によって切替えられるスイッチ部と、電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされたときの前記モータ電流補正値を記憶する不揮発メモリと、前記電動パワーステアリングシステムがＯＮされたとき、前記不揮発メモリに記憶されている前記モータ電流補正値を初期値として入力すると共に、前記スイッチ部からの出力信号を入力して積算し、最大値を制限された第１モータ電流補正値を出力する積算部と、前記第１モータ電流補正値に、前記車速に感応した車速感応ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する車速ゲイン補正部とで構成され、前記スイッチ部は、前記判定信号が出力されているときに前記ゲイン倍された操舵トルクを出力し、前記判定信号が出力されていないときに前記ゼロ信号を出力するようになっており、前記積算部が、１サンプリング前の前記モータ電流補正値を保持する保持部と、前記スイッチ部からの出力と前記１サンプリング前の前記モータ電流補正値とを加算する加算部と、前記加算部の出力の最大値を制限して前記第１モータ電流補正値を出力するリミッタと、で構成されていることにより達成される。 Furthermore, the present invention relates to an electric power steering apparatus that 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 of the vehicle, and drives and controls the motor by feedback control. The object of the present invention is that a rotation angle detector that detects a rotation angle of the steering mechanism, a straight traveling state of the vehicle based on the steering torque, the rotational angle, and the vehicle speed, and a determination result of the straight traveling state, A motor current correction value calculating unit that calculates a motor current correction value based on the steering torque and the vehicle speed and corrects the current command value by the motor current correction value, and the motor current correction value calculation unit includes: Based on the steering torque, the rotation angle, and the vehicle speed, it is determined whether the vehicle is traveling straight, and a determination signal when the straight traveling is determined. A straight traveling determination unit that outputs, a gain unit that multiplies the steering torque, a steering torque multiplied by the gain, and a zero signal from the zero signal unit, and a switch unit that is switched by the determination signal; A non-volatile memory for storing the motor current correction value when the power steering system is turned off, and an input of the motor current correction value stored in the non-volatile memory as the initial value when the electric power steering system is turned on In addition, an output signal from the switch unit is input and integrated, and an integration unit that outputs a first motor current correction value with a maximum value limited, and the first motor current correction value is sensitive to the vehicle speed. A vehicle speed gain correction unit that multiplies a vehicle speed sensitivity gain and outputs the motor current correction value. The steering torque multiplied by the gain is output when a signal is output, and the zero signal is output when the determination signal is not output. A holding unit for holding the motor current correction value; an addition unit for adding the output from the switch unit and the motor current correction value before one sampling; and a maximum value of the output of the addition unit to limit the maximum value This is achieved by a limiter that outputs the first motor current correction value .
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、既存のセンサを用いてステアリング機構に付加している作用力を検出するようになっているのでコストアップすることなく、しかもいかなる走行状態においても正確に車両の横流れを検出してモータ電流補正値を算出して補正しているので、路面の傾斜とホイールアライメントの変化による横流れを共に補正することができる。また、メモリの補正値の記録により、イグニッションキーのＯＮ直後から直ぐに補正することができるので、特に車両の経年劣化等によるホイールアライメント変化による横流れの補正に効果があり、より安全で快適な直進走行が可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 electric power steering apparatus of the present invention, since the acting force applied to the steering mechanism is detected using an existing sensor, the vehicle can be accurately used in any driving state without increasing the cost. Since the motor current correction value is calculated and corrected by detecting the lateral flow of the vehicle, it is possible to correct both the lateral flow caused by the change in the road surface inclination and the wheel alignment. In addition, by recording the correction value in the memory, it can be corrected immediately after the ignition key is turned on, so it is particularly effective in correcting lateral flow due to wheel alignment changes due to aging of the vehicle, etc. It is possible to provide an electric power steering device capable of achieving the above.
本発明は、車両の操舵トルク及び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モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置に関するものであり、ステアリング機構に付加する作用力（セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）や操舵トルク、コラム軸の反力など）を検出する作用力検出手段と、ステアリング機構の回転角度（舵角）を検出する回転角度検出手段と、作用力、回転角度及び車速に基づいて車両の走行状態を判定すると共に、走行状態の判定結果及び作用力に基づいてモータ電流補正値１を算出して電流指令値を補正し、車両の電動パワーステアリングシステムがＯＮからＯＦＦにされたときに、そのときのモータ電流補正値１を不揮発メモリに記憶し、車両の電動パワーステアリングシステムがＯＦＦからＯＮにされたときに、不揮発メモリに記憶されたモータ電流補正値１を初期値として今回のモータ電流補正値２を算出し、モータ電流補正２によって電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部とを設け、モータ電流補正値１又は２で補正された電流指令値でモータを駆動制御している。 The present invention relates to an electric power steering device that calculates a current command value of a motor that applies a steering assisting force to a steering mechanism based on a steering torque and a vehicle speed of a vehicle, and controls the drive of the motor by feedback control. Acting force detecting means for detecting acting force (self-aligning torque (SAT), steering torque, column shaft reaction force, etc.) applied to the steering wheel, and rotation angle detecting means for detecting the rotation angle (steering angle) of the steering mechanism; The vehicle driving state is determined based on the acting force, the rotation angle, and the vehicle speed, and the motor current correction value 1 is calculated based on the traveling state determination result and the acting force to correct the current command value. When the power steering system is turned from ON to OFF, the motor current correction value 1 at that time is stored in the nonvolatile memory, and the vehicle When the electric power steering system is switched from OFF to ON, the current motor current correction value 2 is calculated using the motor current correction value 1 stored in the nonvolatile memory as an initial value, and the current command value is corrected by the motor current correction 2 A motor current correction value calculation unit for controlling the motor with the current command value corrected by the motor current correction value 1 or 2.
このように本発明によれば、作用力検出手段と、回転角度検出手段と、モータ電流補正値算出部とによりモータ電流補正値を算出しているので、路面の傾斜とホイールアライメントの変化による横流れを共に補正することができ、しかも、ステアリング機構に付加する作用力に基づいて電動パワーステアリングシステムがＯＮ又はＯＦＦ時のモータ電流補正値を算出するので、いかなる場合においても正確に車両の横流れを検出して補正することができ、より安全で快適な直進走行が可能な電動パワーステアリング装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, since the motor current correction value is calculated by the acting force detection means, the rotation angle detection means, and the motor current correction value calculation section, the lateral flow due to the change in the road surface inclination and the wheel alignment. In addition, the motor current correction value when the electric power steering system is ON or OFF is calculated based on the applied force applied to the steering mechanism. Therefore, it is possible to realize an electric power steering device that can be corrected and can travel straight ahead more safely and comfortably.
以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図３は本発明の構成例（第１実施例）を図２に対応させて示しており、本発明では、車両の横流れを防止する制御を実行するモータ電流補正値算出部１００を設けると共に、ステアリング機構に付加する作用力としてのセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定するＳＡＴ推定部２００と、推定されたＳＡＴ推定値ＳＡＴａをフィードバックして補償するためのＳＡＴフィードバック補償部２１０とを設けている。また、モータ２０にはレゾルバやエンコーダ等の回転センサ４０が結合されており、回転センサ４０で検出された回転角度(舵角)θはモータ電流補正値算出部１００に入力されると共に角速度検出部４１に入力され、角速度検出部４１で検出された角速度（回転角速度）ωはＳＡＴ推定部２００に入力されると共に角加速度検出部４２に入力され、角加速度検出部４２で検出された角加速度（回転角加速度）ω＊はＳＡＴ推定部２００に入力される。 FIG. 3 shows a configuration example (first embodiment) of the present invention corresponding to FIG. 2. In the present invention, a motor current correction value calculation unit 100 that performs control for preventing the lateral flow of the vehicle is provided, and A SAT estimation unit 200 that estimates self-aligning torque (SAT) as an acting force applied to the steering mechanism, and a SAT feedback compensation unit 210 that feeds back and compensates the estimated SAT estimated value SATa are provided. . A rotation sensor 40 such as a resolver or an encoder is coupled to the motor 20. A rotation angle (steering angle) θ detected by the rotation sensor 40 is input to the motor current correction value calculation unit 100 and an angular velocity detection unit. 41, the angular velocity (rotational angular velocity) ω detected by the angular velocity detection unit 41 is input to the SAT estimation unit 200 and also to the angular acceleration detection unit 42, and the angular acceleration detected by the angular acceleration detection unit 42 ( (Rotational angular acceleration) ω * is input to the SAT estimation unit 200.
ＳＡＴ推定部２００は操舵トルクＴ、電流指令値Ｉ２、角速度ω及び角加速度ω＊に基づいてＳＡＴを推定するようになっており、推定されたＳＡＴ値ＳＡＴａはモータ電流補正値算出部１００に入力されると共にＳＡＴフィードバック補償部２１０に入力され、ＳＡＴフィードバック補償部２１０で信号処理されたＳＡＴ値ＳＡＴｂが減算部３３Ｅに入力されてフィードバックされている。 The SAT estimation unit 200 estimates the SAT based on the steering torque T, the current command value I2, the angular velocity ω, and the angular acceleration ω * , and the estimated SAT value SATa is input to the motor current correction value calculation unit 100. At the same time, the SAT value SATb input to the SAT feedback compensation unit 210 and subjected to signal processing by the SAT feedback compensation unit 210 is input to the subtraction unit 33E and fed back.
先ずＳＡＴ推定部２００について説明する。路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図４に示して説明する。ドライバがハンドル１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従ってモータ２０がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてＳＡＴが発生する。また、その際、モータ２０の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記数１のような運動方程式が得られる。
（数１）
Ｊ・ω*+Ｆｒ・sign(ω)+ＳＡＴ＝Ｔｍ+Ｔ
ここで、上記数１を初期値ゼロとしてラプラス変換し、ＳＡＴについて解くと下記数２が得られる。
First, the SAT estimation unit 200 will be described. The state of the torque generated between the road surface and the steering will be described with reference to FIG. A steering torque T is generated when the driver steers the handle 1, and the motor 20 generates an assist torque Tm according to the steering torque T. As a result, the wheels are steered and SAT is generated as a reaction force. Further, at that time, torque serving as steering steering resistance is generated by the inertia J and friction (static friction) Fr of the motor 20. Considering the balance of these forces, the following equation of motion is obtained.
(Equation 1)
J ・ ω * + Fr ・ sign (ω) + SAT = Tm + T
Here, when the above equation 1 is Laplace transformed with an initial value of zero and the SAT is solved, the following equation 2 is obtained.
（数２）
ＳＡＴ(s)＝Ｔｍ(s)+Ｔ(s)−Ｊ・ω*(s)−Ｆｒ・sign(ω(s))
上記数２から分るように、モータ２０の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、角速度ω、角加速度ω＊、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりＳＡＴを推定することができる。かかる理由より、ＳＡＴ推定部２００には操舵トルクＴ、角速度ω、角加速度ω＊、電流指令値Ｉ２がそれぞれ入力されている。
(Equation 2)
SAT (s) = Tm (s) + T (s) −J · ω * (s) −Fr · sign (ω (s))
As can be seen from Equation 2, the SAT can be estimated from the angular velocity ω, the angular acceleration ω * , the assist torque Tm, and the steering torque T by obtaining the inertia J and the static friction Fr of the motor 20 as constants. . For this reason, the steering torque T, the angular velocity ω, the angular acceleration ω * , and the current command value I2 are input to the SAT estimation unit 200, respectively.
また、ＳＡＴ推定部２００で推定したＳＡＴ推定値ＳＡＴａをそのままフィードバックした場合、ステアリングが重くなり過ぎるため、操舵感覚を向上することはできない。そのため、ＳＡＴフィードバック補償部２１０では、車速感応ゲインと周波数特性を有するフィードバックフィルタを用いてＳＡＴ推定値ＳＡＴａを信号処理し、操舵感覚を向上するのに必要十分な情報のみをフィードバックする。即ち、ＳＡＴフィードバック補償部２１０で信号処理されたＳＡＴフィードバック信号ＳＡＴｂは減算部３３Ｅに入力されて、微分補償部３５で微分補償された操舵トルクＴａから減算してその差分を加算部３３Ｃに入力する。 Further, when the SAT estimated value SATa estimated by the SAT estimating unit 200 is fed back as it is, the steering becomes too heavy, so that the steering feeling cannot be improved. Therefore, the SAT feedback compensation unit 210 performs signal processing on the SAT estimated value SATa using a feedback filter having a vehicle speed sensitivity gain and a frequency characteristic, and feeds back only information necessary and sufficient to improve the steering feeling. That is, the SAT feedback signal SATb signal-processed by the SAT feedback compensation unit 210 is input to the subtraction unit 33E, subtracted from the steering torque Ta differentially compensated by the differential compensation unit 35, and the difference is input to the addition unit 33C. .
なお、本例ではＳＡＴの値を推定手段（ＳＡＴ推定部２００）で求めているが、ＳＡＴセンサを設けて検出するようにしても良い。また、車速Ｖは車速センサ１２から求めても、ＣＡＮ（Control Area Network）や推定手段から取得しても良い。 In this example, the SAT value is obtained by the estimation means (SAT estimation unit 200). However, a SAT sensor may be provided for detection. Further, the vehicle speed V may be obtained from the vehicle speed sensor 12, or may be obtained from a CAN (Control Area Network) or estimation means.
次に、モータ電流補正値算出部１００について説明する。モータ電流補正値算出部１００は、直進判定部１１０、スイッチ部１２１、積算部１２３、不揮発メモリ１２４、車速ゲイン補正部１２５、ゲイン部１２６、ゼロ信号部１２７を備えている。 Next, the motor current correction value calculation unit 100 will be described. The motor current correction value calculation unit 100 includes a straight traveling determination unit 110, a switch unit 121, an integration unit 123, a nonvolatile memory 124, a vehicle speed gain correction unit 125, a gain unit 126, and a zero signal unit 127.
直進判定部１１０は、車速Ｖ、回転角度θ及びＳＡＴ推定値ＳＡＴａに基づいて車両の走行状態、つまり直進しているか否かを判定し、直進していると判定したときは「１」を判定信号Ｆｌｇとしてスイッチ部１２１に入力し、直進していないと判定したときは「０」を判定信号Ｆｌｇとしてスイッチ部１２１に入力する。 The straight traveling determination unit 110 determines whether the vehicle is running, that is, whether the vehicle is traveling straight, based on the vehicle speed V, the rotation angle θ, and the SAT estimated value SATa, and determines “1” when it is determined that the vehicle is traveling straight. When the signal Flg is input to the switch unit 121 and it is determined that the vehicle is not traveling straight, “0” is input to the switch unit 121 as the determination signal Flg.
直進判定部１１０の構成は例えば図５に示すようになっており、車速Ｖはしきい値Ｖｔｈと比較する比較部１１３に入力され、回転角度θは絶対値部１１１で絶対値化されて後にしきい値θｔｈと比較する比較部１１４に入力され、ＳＡＴ推定値ＳＡＴａは絶対値部１１２で絶対値化されて後にしきい値ＳＡＴｔｈと比較する比較部１１５に入力される。比較部１１３〜１１５の比較結果は判定部１１６で判定され、比較部１１３〜１１５の比較結果が全て条件を満たしている場合には判定部１１６は直進信号ＹＳを出力し、直進信号ＹＳによって計時カウンタ１１７をカウントアップし、その計数値Ｃｎｔはしきい値Ｃ１と比較する比較部１１８に入力される。比較部１１８の比較結果ＲＣは判定信号出力部１１９に入力される。一方、比較部１１３〜１１５の比較結果の少なくとも１つが条件を満たさない場合には判定部１１６は非直進信号ＮＳを出力し、非直進信号ＮＳは計時カウンタ１１７をリセットすると共に判定信号出力部１１９に入力される。判定信号出力部１１９は非直進信号ＮＳ及び比較結果ＲＣに基づいて判定信号Ｆｌｇを出力する。即ち、ＮＳが入力されたときに「０」を判定信号Ｆｌｇとして出力し、ＣｎｔがＣ１以上であるときに「１」を判定信号Ｆｌｇとして出力する。 The configuration of the straight traveling determination unit 110 is, for example, as shown in FIG. 5. The vehicle speed V is input to the comparison unit 113 that compares with the threshold value Vth, and the rotation angle θ is converted to an absolute value by the absolute value unit 111 and later. The SAT estimation value SATa is input to the comparison unit 114 that compares with the threshold value θth, and is converted into an absolute value by the absolute value unit 112 and then input to the comparison unit 115 that compares with the threshold value SATth. The comparison results of the comparison units 113 to 115 are determined by the determination unit 116. When all of the comparison results of the comparison units 113 to 115 satisfy the conditions, the determination unit 116 outputs a straight traveling signal YS and measures the time by the straight traveling signal YS. The counter 117 is counted up, and the count value Cnt is input to the comparison unit 118 that compares the threshold value C1. The comparison result RC of the comparison unit 118 is input to the determination signal output unit 119. On the other hand, when at least one of the comparison results of the comparison units 113 to 115 does not satisfy the condition, the determination unit 116 outputs the non-straight-ahead signal NS, and the non-straight-ahead signal NS resets the time counter 117 and the determination signal output unit 119. Is input. The determination signal output unit 119 outputs a determination signal Flg based on the non-straight forward signal NS and the comparison result RC. That is, “0” is output as the determination signal Flg when NS is input, and “1” is output as the determination signal Flg when Cnt is equal to or greater than C1.
スイッチ部１２１は、直進判定部１１０から入力された判定信号Ｆｌｇが「１」であるときに、接点１２１ａに切替えられ、ゲイン部１２６でＳＡＴ推定値ＳＡＴａをゲインＫ倍した信号を積算部１２３に入力する。また、直進判定部１１０から入力された判定信号Ｆｌｇが「０」であるときに、接点１２１ｂに切替えられ、ゼロ信号部１２７からの「０」信号を積算部１２３に入力する。 When the determination signal Flg input from the straight traveling determination unit 110 is “1”, the switch unit 121 is switched to the contact 121a, and a signal obtained by multiplying the SAT estimated value SATa by the gain K by the gain unit 126 is input to the integration unit 123. input. Further, when the determination signal Flg input from the straight traveling determination unit 110 is “0”, the contact point 121 b is switched to input the “0” signal from the zero signal unit 127 to the integration unit 123.
不揮発メモリ１２４は、イグニションキー１１がＯＮからＯＦＦされて電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされるとき、このときのモータ電流補正値Ｉｃを記憶する。また、イグニションキー１１がＯＦＦからＯＮにされて電動パワーステアリングシステムがＯＮにされた場合には、不揮発メモリ１２４に記憶されているモータ電流補正値Ｉｃ_mを初期値として、積算部１２３に入力する。 The nonvolatile memory 124 stores the motor current correction value Ic at this time when the ignition key 11 is turned off from ON to turn off the electric power steering system. When the ignition key 11 is turned from OFF to ON and the electric power steering system is turned on, the motor current correction value Ic_m stored in the nonvolatile memory 124 is input to the integrating unit 123 as an initial value.
積算部１２３は、１サンプリング前の値を保持する機能を有している保持部１２３−２と、加算部１２３−３と、出力を制限するリミッタ１２３−１とを有している。イグニションキー１１がＯＦＦからＯＮされると、積算部１２３では、スイッチ部１２１からの信号が、不揮発メモリ１２４に記憶されているモータ電流補正値Ｉｃ_ｍと加算され、リミッタ１２３−１により最大値を制限されて車速ゲイン補正部１２５に入力される。一方、イグニションキー１１がＯＮのときは、積算部１２３では、スイッチ部１２１からの信号が、保持部１２３−２に保持されている１サンプリング前のモータ電流補正値Ｉｃ０と加算され、リミッタ１２３−１により最大値を制限されて車速ゲイン補正部１２５に入力される。 The accumulating unit 123 includes a holding unit 123-2 having a function of holding a value before one sampling, an adding unit 123-3, and a limiter 123-1 that limits output. When the ignition key 11 is turned on from OFF, the integration unit 123 adds the signal from the switch unit 121 to the motor current correction value Ic_m stored in the nonvolatile memory 124 and limits the maximum value by the limiter 123-1. And input to the vehicle speed gain correction unit 125. On the other hand, when the ignition key 11 is ON, the integration unit 123 adds the signal from the switch unit 121 to the motor current correction value Ic0 one sampling before held in the holding unit 123-2, and the limiter 123- The maximum value is limited by 1 and input to the vehicle speed gain correction unit 125.
車速ゲイン補正部１２５は、乗算部１２５−１と車速感応ゲイン算出部１２５−２とを有しており、積算部１２３から入力された信号に、車速感応ゲイン算出部１２５−２により算出された車速ゲインＶＧを乗算し、乗算結果をモータ電流補正値Ｉｃとして出力し、加算部３３Ｆに入力する。 The vehicle speed gain correcting unit 125 includes a multiplying unit 125-1 and a vehicle speed sensitive gain calculating unit 125-2, and the vehicle speed sensitive gain calculating unit 125-2 calculates the signal input from the integrating unit 123. The vehicle speed gain VG is multiplied, and the multiplication result is output as a motor current correction value Ic and input to the adding unit 33F.
図６は車速感応ゲイン算出部１２５−２のゲイン特性例を示しており、車速Ｖが小さい領域では車速ゲインＶＧは０であり、車速Ｖが車速Ｖ１以上になると増加し、車速Ｖ２（＞Ｖ１）以上では車速ゲインＶＧは「１」で一定になっている。 FIG. 6 shows an example of the gain characteristic of the vehicle speed sensitive gain calculation unit 125-2. In the region where the vehicle speed V is low, the vehicle speed gain VG is 0, and increases when the vehicle speed V exceeds the vehicle speed V1, and the vehicle speed V2 (> V1). ) Above, the vehicle speed gain VG is “1” and constant.
次に、モータ電流補正値算出部１００の動作例を図７を参照して説明する。 Next, an operation example of the motor current correction value calculation unit 100 will be described with reference to FIG.
モータ電流補正値算出部１００は所定メインプログラムに対する所定時間毎のタイマ割り込み処理として実行され、先ずイグニションキー１１がＯＦＦからＯＮに変化した電源投入時であるか否かを判定し（ステップＳ１）、電源投入時であるときは、前回イグニションキー１１がＯＦＦされたときに不揮発メモリ１２４に記憶されているモータ電流補正値Ｉｃ_ｍを読み込み（ステップＳ２）、電源投入時ではないときは、次のステップＳ３にスキップする。 The motor current correction value calculation unit 100 is executed as a timer interruption process for each predetermined time with respect to a predetermined main program. First, it is determined whether or not the ignition key 11 is switched from OFF to ON (step S1). When the power is turned on, the motor current correction value Ic_m stored in the nonvolatile memory 124 is read when the ignition key 11 was turned off last time (step S2). When the power is not turned on, the next step S3 Skip to.
そして、直進判定部１１０は車速Ｖ、回転角度θ及びＳＡＴ推定値ＳＡＴａのデータを読み込む（ステップＳ３）。直進判定部１１０に読み込まれた車速Ｖは比較部１１３に入力され、比較部１１３で車速Ｖがしきい値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し（ステップＳ４）、車速Ｖがしきい値Ｖｔｈ以上の場合には、絶対値部１１１で絶対値化された回転角度θの絶対値｜θ｜がしきい値θｔｈ以下であるか否かを判定し（ステップＳ５）、回転角度θの絶対値｜θ｜がしきい値θｔｈ以下であれば更に、絶対値部１１２で絶対値化されたＳＡＴ推定値ＳＡＴａの絶対値｜ＳＡＴａ｜がしきい値ＳＡＴｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。車速Ｖが高い状態は直進状態を精度良く検出でき、直進状態では一般的に回転角度θとＳＡＴが小さいことに基づく判定である。 Then, the straight traveling determination unit 110 reads data of the vehicle speed V, the rotation angle θ, and the SAT estimated value SATa (step S3). The vehicle speed V read by the straight traveling determination unit 110 is input to the comparison unit 113, and the comparison unit 113 determines whether or not the vehicle speed V is equal to or higher than the threshold value Vth (step S4). In the above case, it is determined whether or not the absolute value | θ | of the rotation angle θ converted to an absolute value by the absolute value unit 111 is equal to or smaller than the threshold value θth (step S5), and the absolute value of the rotation angle θ. If | θ | is equal to or smaller than the threshold θth, it is further determined whether or not the absolute value | SATa | of the SAT estimated value SATa converted into an absolute value by the absolute value unit 112 is equal to or smaller than the threshold SATth (step) S6). When the vehicle speed V is high, the straight traveling state can be accurately detected. In the straight traveling state, the determination is generally based on the small rotation angle θ and SAT.
比較部１１３〜１１５の比較結果は判定部１１６に入力されており、上記全ての条件が満たされたときに判定部１１６は直進信号ＹＳを出力し、時間経過を計測する計時カウンタ１１７の計数値Ｃｎｔを「＋１」し（ステップＳ７）、次に計数値Ｃｎｔがしきい値Ｃ１より大きくなったか否か、つまり所定時間を経過したか否かを比較部１１８で判定する（ステップＳ８）。計数値Ｃｎｔがしきい値Ｃ１より大きくなり所定時間を経過した場合には、比較部１１８は比較結果ＲＣを判定信号出力部１１９に入力し、判定信号出力部１１９は判定信号Ｆｌｇを「１」とし、スイッチ部１２１の接点を１２１ａに切り替える。これにより、ＳＡＴ推定値ＳＡＴａをゲイン部１２６でＫ倍した信号がスイッチ部１２１を経て加算部１２３−３に入力され、１サンプリング前のモータ電流補正値Ｉｃ０又は不揮発メモリ１２４に記憶されているモータ電流補正値Ｉｃ_ｍと加算され、リミッタ１２３−１で最大値を制限されて乗算部１２５−１で車速ゲインＶＧと乗算され、モータ電流補正値Ｉｃが算出され（ステップＳ９）、加算部３３Ｆで電流指令値Ｉ２を補正する（ステップＳ１２）。 The comparison results of the comparison units 113 to 115 are input to the determination unit 116, and when all the above conditions are satisfied, the determination unit 116 outputs a straight-ahead signal YS and the count value of the time counter 117 that measures the passage of time. Cnt is incremented by “+1” (step S7), and the comparator 118 determines whether or not the count value Cnt has become larger than the threshold value C1, that is, whether or not a predetermined time has elapsed (step S8). When the count value Cnt is greater than the threshold value C1 and a predetermined time has elapsed, the comparison unit 118 inputs the comparison result RC to the determination signal output unit 119, and the determination signal output unit 119 sets the determination signal Flg to “1”. And the contact of the switch unit 121 is switched to 121a. As a result, a signal obtained by multiplying the SAT estimated value SATa by K by the gain unit 126 is input to the addition unit 123-3 through the switch unit 121, and the motor current correction value Ic0 before one sampling or the motor stored in the nonvolatile memory 124 is stored. The sum is added to the current correction value Ic_m, the maximum value is limited by the limiter 123-1, the multiplication unit 125-1 is multiplied by the vehicle speed gain VG, the motor current correction value Ic is calculated (step S9), and the current is added to the addition unit 33F. The command value I2 is corrected (step S12).
路面の傾斜などにより直進走行感（オンセンター感）の低下が発生するときに、タイヤが向きを変えようとして反力（ＳＡＴ）が発生し、ハンドルが取られるが、本実施例では、反力（ＳＡＴ）によって直進走行感低下状態を検出して電流指令値を補正しているので、ハンドル取られを自動的に補正することができる。また、メモリの補正値の記録により、イグニッションキーのＯＮ直後から直ぐに補正することができるので、特に車両の経年劣化等によるホイールアライメント変化による横流れの補正に効果がある。 When a decrease in the straight running feeling (on-center feeling) occurs due to the inclination of the road surface, a reaction force (SAT) occurs when the tire tries to change the direction, and the steering wheel is taken. In this embodiment, the reaction force Since the current command value is corrected by detecting the straight running feeling deterioration state by (SAT), the steering wheel can be automatically corrected. Further, since the correction value can be recorded immediately after the ignition key is turned on by recording the correction value in the memory, it is particularly effective in correcting the lateral flow due to the wheel alignment change due to the aging of the vehicle.
一方、上記ステップＳ４において、車速Ｖがしきい値Ｖｔｈより小さい場合、或いは上記ステップＳ５において、回転角度θの絶対値｜θ｜がしきい値θｔｈより大きい場合、或いは上記ステップＳ６において、ＳＡＴ推定値ＳＡＴａの絶対値｜ＳＡＴａ｜がしきい値ＳＡＴｔｈより大きい場合には、計数値Ｃｎｔが０にリセットされると共に、判定信号Ｆｌｇが「０」にされ（ステップＳ１０）、スイッチ部１２１の接点が接点１２１ｂに切り替えられ、ゼロ信号部１２７からの「０」信号が積算部１２３に入力され、積算部１２３により１サンプリング前のモータ電流補正値Ｉｃ０が保持され、リミッタ１２３−１で最大値を制限されて乗算部１２５−１で車速ゲインＶＧと乗算されてモータ電流補正値Ｉｃが算出され（ステップＳ１１）、加算部３３Ｆで電流指令値Ｉ２を補正する（ステップＳ１２）。 On the other hand, if the vehicle speed V is smaller than the threshold value Vth in step S4, or if the absolute value | θ | of the rotation angle θ is larger than the threshold value θth in step S5, or if the SAT estimation is performed in step S6. When the absolute value | SATa | of the value SATa is larger than the threshold value SATth, the count value Cnt is reset to 0, the determination signal Flg is set to “0” (step S10), and the contact of the switch unit 121 is The contact point 121b is switched, and the “0” signal from the zero signal unit 127 is input to the integration unit 123. The integration unit 123 holds the motor current correction value Ic0 before one sampling, and the limiter 123-1 limits the maximum value. Then, the multiplication unit 125-1 multiplies the vehicle speed gain VG to calculate the motor current correction value Ic (step S11). Correcting the current command value I2 by an adder 33F (step S12).
この場合、直進状態から離れても、モータ電流補正値が保持され、車両のホイールアライメント変化等により発生する定常的な操舵トルクの変化に対しても補正することができる。 In this case, the motor current correction value is retained even after leaving the straight traveling state, and it is possible to correct even a steady change in steering torque caused by a change in vehicle wheel alignment or the like.
そして、イグニションキー１１がＯＦＦであるか否か、つまり電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされたか否かを判定し（ステップＳ１３）、イグニションキー１１がＯＮの場合にはメインプログラムにリターンとなり、イグニションキー１１がＯＦＦであれば、その時点のモータ電流補正値Ｉｃを不揮発メモリ１２４に記憶し（ステップＳ１４）、タイマ割り込み処理を終了する。 Then, it is determined whether or not the ignition key 11 is OFF, that is, whether or not the electric power steering system is OFF (step S13). If the ignition key 11 is ON, the process returns to the main program, and the ignition key 11 Is OFF, the motor current correction value Ic at that time is stored in the nonvolatile memory 124 (step S14), and the timer interrupt process is terminated.
なお、上記ステップＳ４〜Ｓ６の順番は任意であり、適宜変更可能である。 Note that the order of steps S4 to S6 is arbitrary and can be changed as appropriate.
次に、本発明の第２実施例を図８に示して説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例では、ステアリング機構に付加する作用力として操舵トルクＴを用いており、ＳＡＴの推定若しくは検出は行わない。即ち、モータ電流補正値算出部１００Ａの直進判定部１１０Ａには、車速Ｖ、回転角度θ及び操舵トルクＴが入力され、ゲイン部１２６Ａには操舵トルクＴが入力されており、その他の構成は第１実施例のモータ電流補正値算出部１００と同一である。ＳＡＴの推定若しくは検出を行う必要がないため、構成がより簡易である。 In this embodiment, the steering torque T is used as the acting force applied to the steering mechanism, and the SAT is not estimated or detected. That is, the vehicle speed V, the rotation angle θ, and the steering torque T are input to the straight traveling determination unit 110A of the motor current correction value calculation unit 100A, and the steering torque T is input to the gain unit 126A. This is the same as the motor current correction value calculation unit 100 of one embodiment. Since it is not necessary to estimate or detect SAT, the configuration is simpler.
モータ電流補正値算出部１００Ａの動作は、ＳＡＴ推定値ＳＡＴａの代わりに操舵トルクＴを使用していることのみが第１実施例のモータ電流補正値算出部１００と相違しており、その他の動作は全く同一であり、直進判定部１１０Ａの判定信号Ｆｌｇに従ってモータ電流補正値Ｉｃを算出して電流指令値Ｉ２を補正する。これにより、上記第１実施例と同様な効果が得られる。 The operation of the motor current correction value calculation unit 100A is different from the motor current correction value calculation unit 100 of the first embodiment only in that the steering torque T is used instead of the SAT estimated value SATa. Are exactly the same, and the motor command correction value Ic is calculated according to the determination signal Flg of the straight traveling determination unit 110A to correct the current command value I2. Thereby, the same effect as the first embodiment can be obtained.
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１３ 電源リレー
１４ バッテリ
２０ モータ
２１ ＰＩ制御部
２２ ＰＷＭ制御部
２３ インバータ
２４ モータ電流検出回路
３１ 操舵補助指令演算部
３２ 位相補償部
３５ 微分補償部
３６ 収れん制御部
３７ 慣性補償部
３９ 最大出力制限部
１００、１００Ａ モータ電流補正値算出部
１１０、１１０Ａ 直進判定部
１２１ スイッチ部
１２３ 積算部
１２４ 不揮発メモリ
１２５ 車速ゲイン補正部
１２６ ゲイン部
１２７ ゼロ信号部
２００ ＳＡＴ推定部
２１０ ＳＡＴフィードバック補償部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 13 Power supply relay 14 Battery 20 Motor 21 PI control part 22 PWM control part 23 Inverter 24 Motor current detection circuit 31 Steering assistance command calculating part 32 Phase compensation part 35 Differential compensation part 36 Convergence control part 37 Inertia compensation part 39 Maximum output limiting unit 100, 100A Motor current correction value calculation unit 110, 110A Straight travel determination unit 121 Switch unit 123 Integration unit 124 Non-volatile memory 125 Vehicle speed gain correction unit 126 Gain unit 127 Zero signal unit 200 SAT estimation unit 210 SAT feedback compensation unit
Claims (2)
前記ステアリング機構が受けているＳＡＴを推定するＳＡＴ推定部と、
前記ステアリング機構の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記推定されたＳＡＴ推定値、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進状態を判定すると共に、前記直進状態の判定結果と前記ＳＡＴ推定値、前記車速に基づいてモータ電流補正値を算出し、前記モータ電流補正値によって前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部と、
を具備し、
前記モータ電流補正値算出部が、
前記ＳＡＴ推定値、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進を判定し、前記直進が判定されたときに判定信号を出力する直進判定部と、
前記ＳＡＴ推定値をゲイン倍するゲイン部と、
前記ゲイン倍されたＳＡＴ推定値と、ゼロ信号部からのゼロ信号とを入力し、前記判定信号によって切替えられるスイッチ部と、
電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされたときの前記モータ電流補正値を記憶する不揮発メモリと、
前記電動パワーステアリングシステムがＯＮされたとき、前記不揮発メモリに記憶されている前記モータ電流補正値を初期値として入力すると共に、前記スイッチ部からの出力信号を入力して積算し、最大値を制限された第１モータ電流補正値を出力する積算部と、
前記第１モータ電流補正値に、前記車速に感応した車速感応ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する車速ゲイン補正部と、
で構成され、
前記スイッチ部は、前記判定信号が出力されているときに前記ゲイン倍されたＳＡＴ推定値を出力し、前記判定信号が出力されていないときに前記ゼロ信号を出力するようになっており、
前記積算部が、
１サンプリング前の前記モータ電流補正値を保持する保持部と、
前記スイッチ部からの出力と前記１サンプリング前の前記モータ電流補正値とを加算する加算部と、
前記加算部の出力の最大値を制限して前記第１モータ電流補正値を出力するリミッタと、
で構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In an electric power steering apparatus that 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 of a vehicle, and drives and controls the motor by feedback control.
A SAT estimation unit for estimating the SAT received by the steering mechanism ;
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the steering mechanism;
The straight traveling state of the vehicle is determined based on the estimated SAT estimated value, the rotation angle, and the vehicle speed, and a motor current correction value is calculated based on the determination result of the straight traveling state, the SAT estimated value, and the vehicle speed. A motor current correction value calculation unit for correcting the current command value by the motor current correction value;
Comprising
The motor current correction value calculation unit
A straight travel determination unit that determines whether the vehicle is going straight based on the SAT estimated value, the rotation angle, and the vehicle speed, and that outputs a judgment signal when the straight travel is judged;
A gain unit for multiplying the SAT estimated value by a gain;
The gain multiplied SAT estimated value and the zero signal from the zero signal unit are input, and a switch unit that is switched by the determination signal;
A non-volatile memory for storing the motor current correction value when the electric power steering system is turned off;
When the electric power steering system is turned on, the motor current correction value stored in the non-volatile memory is input as an initial value, and the output signal from the switch unit is input and integrated to limit the maximum value. An integrating unit that outputs the first motor current correction value
A vehicle speed gain correction unit that multiplies the first motor current correction value by a vehicle speed sensitivity gain that is sensitive to the vehicle speed and outputs the motor current correction value;
Consisting of
The switch unit outputs the SAT estimated value multiplied by the gain when the determination signal is output, and outputs the zero signal when the determination signal is not output.
The integrating unit is
A holding unit for holding the motor current correction value before one sampling;
An adding unit for adding the output from the switch unit and the motor current correction value before one sampling;
A limiter for limiting the maximum value of the output of the adding unit and outputting the first motor current correction value;
In an electric power steering apparatus characterized by being configured.
前記ステアリング機構の回転角度を検出する回転角度検出部と、A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the steering mechanism;
前記操舵トルク、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進状態を判定すると共に、前記直進状態の判定結果と前記操舵トルク、前記車速に基づいてモータ電流補正値を算出し、前記モータ電流補正値によって前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部と、Based on the steering torque, the rotation angle, and the vehicle speed, the straight traveling state of the vehicle is determined, a motor current correction value is calculated based on the determination result of the straight traveling state, the steering torque, and the vehicle speed, and the motor current A motor current correction value calculator for correcting the current command value by a correction value;
を具備し、Comprising
前記モータ電流補正値算出部が、The motor current correction value calculation unit
前記操舵トルク、前記回転角度及び前記車速に基づいて前記車両の直進を判定し、前記直進が判定されたときに判定信号を出力する直進判定部と、A straight traveling determination unit that determines whether the vehicle is traveling straight based on the steering torque, the rotation angle, and the vehicle speed, and that outputs a determination signal when the straight traveling is determined;
前記操舵トルクをゲイン倍するゲイン部と、A gain unit for multiplying the steering torque by a gain;
前記ゲイン倍された操舵トルクと、ゼロ信号部からのゼロ信号とを入力し、前記判定信号によって切替えられるスイッチ部と、A switch unit that inputs the steering torque multiplied by the gain and a zero signal from a zero signal unit and is switched by the determination signal;
電動パワーステアリングシステムがＯＦＦされたときの前記モータ電流補正値を記憶する不揮発メモリと、A non-volatile memory for storing the motor current correction value when the electric power steering system is turned off;
前記電動パワーステアリングシステムがＯＮされたとき、前記不揮発メモリに記憶されている前記モータ電流補正値を初期値として入力すると共に、前記スイッチ部からの出力信号を入力して積算し、最大値を制限された第１モータ電流補正値を出力する積算部と、When the electric power steering system is turned on, the motor current correction value stored in the non-volatile memory is input as an initial value, and the output signal from the switch unit is input and integrated to limit the maximum value. An integrating unit that outputs the first motor current correction value
前記第１モータ電流補正値に、前記車速に感応した車速感応ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する車速ゲイン補正部と、A vehicle speed gain correction unit that multiplies the first motor current correction value by a vehicle speed sensitivity gain that is sensitive to the vehicle speed and outputs the motor current correction value;
で構成され、Consists of
前記スイッチ部は、前記判定信号が出力されているときに前記ゲイン倍された操舵トルクを出力し、前記判定信号が出力されていないときに前記ゼロ信号を出力するようになっており、The switch unit outputs the steering torque multiplied by the gain when the determination signal is output, and outputs the zero signal when the determination signal is not output.
前記積算部が、The integrating unit is
１サンプリング前の前記モータ電流補正値を保持する保持部と、A holding unit for holding the motor current correction value before one sampling;
前記スイッチ部からの出力と前記１サンプリング前の前記モータ電流補正値とを加算する加算部と、An adding unit for adding the output from the switch unit and the motor current correction value before one sampling;
前記加算部の出力の最大値を制限して前記第１モータ電流補正値を出力するリミッタと、A limiter for limiting the maximum value of the output of the adding unit and outputting the first motor current correction value;
で構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。An electric power steering device comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2010030391A JP5234025B2 (en) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | Electric power steering device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=44593334
Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2010
- 2010-02-15 JP JP2010030391A patent/JP5234025B2/en active Active
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