JP5263181B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP5263181B2 JP2010009222A JP2010009222A JP5263181B2 JP 5263181 B2 JP5263181 B2 JP 5263181B2 JP 2010009222 A JP2010009222 A JP 2010009222A JP 2010009222 A JP2010009222 A JP 2010009222A JP 5263181 B2 JP5263181 B2 JP 5263181B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of changing steering modes smoothly and reducing the load of arithmetic processing of a CPU. <P>SOLUTION: The electric power steering device includes: a steering torque detection means, which detects steering torque applied to the steering; a motor, which generates an assist force that assists the operation of the steering wheel; and a motor control means, which controls the motor based on the steering torque and vehicle speed. In this device, the motor control means is provided with a vehicle speed switching means, which, when a steering mode switching signal is input, converts the vehicle speed into alternate vehicle speed using false vehicle speed parameter that shows the correspondence relationship between the alternate vehicle speed and the vehicle speed in each steering mode and performs assist control based on the converted alternate vehicle speed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車両の操舵系にモータによるアシスト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、特にドライバの選択に応じて複数のステアリングモードを切替えられ、切替時に滑らかなアシスト特性の切替を実現できる電動パワーステアリング装置に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies an assist force by a motor to a steering system of a vehicle, and in particular, a plurality of steering modes can be switched according to a driver's selection, and smooth switching of assist characteristics at the time of switching is realized. The present invention relates to an electric power steering device that can be used.

車両のステアリング装置をモータの回転力で操舵補助力(アシスト)を付与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操舵補助力を付与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、操舵補助トルク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)制御のデューティ比の調整で行っている。   An electric power steering device that applies a steering assist force (assist) to a steering device of a vehicle by 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 reduction gear. A steering assist force is applied. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of the motor current in order to accurately generate the steering assist torque. In feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the detected motor current value is small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty ratio of PWM (pulse width modulation) control. It is done by adjusting.

このような電動パワーステアリング装置の一般的な構成を、図1を参照して説明する。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の操舵トルクをトーションバーの捩れに応じて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。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キー信号が入力される。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Trと車速センサ12で検出された車速Velとに基づいてアシスト指令の電流指令値Iの演算を行い、演算された電流指令値Iに基づいてモータ20に供給する電流を制御する。   A general configuration of such an electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. A column shaft 2 of the handle 1 is connected to a tie rod 6 of a steered wheel via a reduction gear 3, universal joints 4A and 4B, and a pinion rack mechanism 5. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the handle 1 according to the torsion bar torsion, and a motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is connected to the column shaft via the reduction gear 3. 2 is connected. 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 via the ignition key 11. The control unit 30 calculates the current command value I of the assist command based on the steering torque Tr detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12, and based on the calculated current 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で検出されて入力される操舵トルクTr及び車速センサ12からの車速Velは操舵補助指令値演算部31に入力され、アシストマップを用いて操舵補助指令値Irefが演算される。演算された操舵補助指令値Irefは過熱保護条件等による最大出力制限部32で制限されて出力され、最大出力を制限された電流指令値Iは減算部33に入力される。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 2. The steering torque Tr detected and input by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel from the vehicle speed sensor 12 are input to the steering assist command value calculation unit 31. A steering assist command value Iref is calculated using the assist map. The calculated steering assist command value Iref is limited and output by the maximum output limiter 32 due to overheat protection conditions and the like, and the current command value I whose maximum output is limited is input to the subtractor 33.

なお、操舵補助指令値演算部31での操舵補助指令値Irefの演算は、操舵トルクTr及び車速Velに加えて更に操舵角を用いて演算することも可能である。   The calculation of the steering assist command value Iref in the steering assist command value calculation unit 31 can be further performed using the steering angle in addition to the steering torque Tr and the vehicle speed Vel.

減算部33は、電流指令値Iとフィードバックされているモータ20の電流iとの偏差ΔI(=I−i)を求め、偏差ΔIは電流制御部34で制御され、制御された電流制御値EはPWM制御部35に入力されてデューティ比を演算され、インバータ36を介してモータ20をPWM駆動する。インバータ36には、バッテリ14から電源リレー13を経て電力が供給されており、モータ20のモータ電流iはモータ電流検出回路37で検出され、減算部33に入力されてフィードバックされる。   The subtracting unit 33 obtains a deviation ΔI (= I−i) between the current command value I and the current i of the motor 20 that is fed back, and the deviation ΔI is controlled by the current control unit 34 to control the controlled current control value E. Is input to the PWM control unit 35, the duty ratio is calculated, and the motor 20 is PWM driven via the inverter 36. Electric power is supplied to the inverter 36 from the battery 14 via the power supply relay 13, and the motor current i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 37 and input to the subtraction unit 33 and fed back.

ここにおいて、車両の走行時、走行状態毎にステアリング動作の変更が求められている。例えば、路面が乾いている時と濡れている時に要求されるステアリングモードは別であり、また、男女、年齢、運転の経験等によっても異なるステアリングモードが要求されている。更に、渋滞時や山道での走行についても別々のステアリングモードに設定する必要がある。これらの状況に対して、様々なステアリングモード間でスムーズに切替えることができる切替手段を設けることが必要である。   Here, when the vehicle is traveling, it is required to change the steering operation for each traveling state. For example, the steering mode required when the road surface is dry and wet is different, and different steering modes are required depending on the sex, age, driving experience, and the like. Furthermore, it is necessary to set different steering modes for traffic and on mountain roads. For these situations, it is necessary to provide a switching means that can smoothly switch between various steering modes.

そこで、特許文献1(特許第2998928号公報)には、目標電流信号特性が異なる複数の制御モード手段を所定の条件で切替えることができる制御手段を備えた電動パワーステアリング装置が提案されている。該制御手段は、一定処理時間内に、切替前の目標電流信号又は切替後の目標電流信号のうち、いずれか一方に新たな値、他方に前回の値を用い、いずれか一方又は他方を処理時間毎に交互に用いて移行時の目標電流信号を演算する切替手段を有し、制御モード手段の切替前の目標電流信号から制御モード手段の切替後の目標電流信号への移行を時間経過とともに連続的に変化させるようにしている。即ち、特許文献1の制御手段では、制御モード手段を切替前後の目標電流信号を算出し、移行係数により徐々に特性を変化させている。   Therefore, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2998929) proposes an electric power steering apparatus including a control unit capable of switching a plurality of control mode units having different target current signal characteristics under a predetermined condition. The control means uses a new value for one of the target current signal before switching or the target current signal after switching and the previous value for the other, and processes either one or the other within a certain processing time. It has switching means to calculate the target current signal at the time of transition by using it alternately every time, and the transition from the target current signal before switching of the control mode means to the target current signal after switching of the control mode means with time I try to change it continuously. That is, in the control means of Patent Document 1, target current signals before and after switching the control mode means are calculated, and the characteristics are gradually changed by the transition coefficient.

特許第2998928号公報Japanese Patent No. 2999828 特開2003−19972号公報JP 2003-19972 A 特開2009−113550号公報JP 2009-113550 A

しかし、特許文献1の電動パワーステアリング装置は、各制御モード間でスムーズに切替えることはできるが、アシスト特性の切替を徐々に特性変化させるために、操舵トルク及び車速に基づいて切替前後の目標電流信号を計算して、移行係数から成る徐変機能により制御している。このようにすると、切替前後のアシスト特性演算と徐変機能演算とを備えなければならないので、CPUの演算処理容量が増えてしまい、他の制御機能にも演算不具合等に支障をきたす可能性がある。従って、他の制御機能の演算に支障をきたさないために、CPUの演算処理の負荷を軽減する必要がある。   However, although the electric power steering apparatus of Patent Document 1 can smoothly switch between the control modes, the target current before and after switching is changed based on the steering torque and the vehicle speed in order to gradually change the characteristic of the assist characteristic. The signal is calculated and controlled by a gradual change function consisting of a transfer coefficient. In this case, since the assist characteristic calculation before and after switching and the gradual change function calculation must be provided, the calculation processing capacity of the CPU is increased, and there is a possibility that other control functions may be hindered in calculation troubles. is there. Therefore, it is necessary to reduce the processing load of the CPU so as not to hinder the calculation of other control functions.

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、車両の走行状態、例えば路面状態、渋滞、運転手の好みなどに応じて、ステアリングモードをスムーズに切替えることができ、且つ、CPUの演算処理の負荷を軽減できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to smoothly switch the steering mode according to the traveling state of the vehicle, for example, the road surface state, traffic jam, and the driver's preference. Another object of the present invention is to provide an electric power steering device that can reduce the load of arithmetic processing of a CPU.

本発明は、ステアリングにかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルに操舵操作をアシストするアシスト力を発生するモータと、前記操舵トルク及び前記車速に基づいて操舵補助指令値を演算するとともに、前記車速の急変に対応する漸減漸増機能を具備する操舵補助指令演算部と、前記操舵補助指令演算部から出力された操舵補助指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段とを備えた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、各ステアリングモードの代替車速と前記車速との対応関係を示す、複数の擬似車速パラメータを具備するとともに、入力されたステアリングモード切替信号に対応するステアリングモードに応じて前記擬似車速パラメータを参照して前記車速を前記代替車速に変換し、変換した前記代替車速を前記操舵補助指令演算部に入力する車速切替手段を備え、前記モータ制御手段は、前記ステアリングモード切替信号が入力されたときに、前記操舵トルク及び前記代替車速に基づいて前記操舵補助指令演算部により演算された操舵補助指令値に基づいてアシスト制御を行うことより達成される The present invention is based on the steering torque detecting means for detecting the steering torque applied to the steering, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, the motor for generating the assist force for assisting the steering operation on the steering wheel, the steering torque and the vehicle speed. Steering assist command value, and a steering assist command calculation unit having a gradually increasing and decreasing function corresponding to the sudden change in the vehicle speed, and the motor based on the steering assist command value output from the steering assist command calculation unit. The above-described object of the present invention relates to an electric power steering apparatus including a motor control means for controlling, and includes a plurality of pseudo vehicle speed parameters indicating a correspondence relationship between an alternative vehicle speed in each steering mode and the vehicle speed, and is input. The pseudo vehicle speed parameter is referred to according to the steering mode corresponding to the steering mode switching signal. Converting the vehicle speed to the substitute vehicle speed, the converted the substitute vehicle speed includes a vehicle speed switching means to be input to the steering assist command calculating section, said motor control means, when the steering mode switching signal is inputted, the This is achieved by performing assist control based on the steering assist command value calculated by the steering assist command calculating unit based on the steering torque and the alternative vehicle speed .

更に、本発明の上記目的は、前記擬似車速パラメータがマップ形式、又はゲイン形式、又はオフセット形式であることにより、より効果的に達成される。また、本発明の上記目的は、前記車速切替手段では、急激な変動が発生しないように、変換した前記代替車速の最大出力を制限し、最大出力が制限された前記代替車速を前記操舵補助指令演算部に入力するようになっていることにより、より効果的に達成される。
Furthermore, the above-mentioned object of the present invention is achieved more effectively by the fact that the pseudo vehicle speed parameter is in a map format, a gain format, or an offset format. In addition, the object of the present invention is to limit the maximum output of the converted alternative vehicle speed so that the vehicle speed switching means does not cause a sudden change , and set the alternative vehicle speed with the maximum output limited to the steering assist command. This is achieved more effectively by being input to the calculation unit .

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、従来のアシスト特性マップを用いながら、擬似車速パラメータに応じて実際の車速を各ステアリングモードの代替車速に変換し、変換された代替車速に基づいてアシスト制御を行うようにしている。元々、電動パワーステアリング装置には、車速の急変に対応する徐変機能があるので、滑らかなステアリングモードの切替が得られる。更に、特許文献1のように切替前後のアシスト量を演算する必要がなく、代替車速の演算のみを行うため、演算装置(CPU)に対する負荷を軽減することができる。   The electric power steering apparatus according to the present invention converts the actual vehicle speed into an alternative vehicle speed for each steering mode according to the pseudo vehicle speed parameter using the conventional assist characteristic map, and performs assist control based on the converted alternative vehicle speed. Like to do. Originally, since the electric power steering apparatus has a gradual change function corresponding to a sudden change in the vehicle speed, a smooth switching of the steering mode can be obtained. Further, it is not necessary to calculate the assist amount before and after the switching as in Patent Document 1, and only the alternative vehicle speed is calculated, so the load on the calculation device (CPU) can be reduced.

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an outline of an electric power steering device. コントロールユニットの一般的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general structural example of a control unit. 本発明の実施例1に係る電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the outline | summary of the electric power steering apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る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 the control unit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る車速切替部の内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of an internal structure of the vehicle speed switching part which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る擬似車速パラメータの一例(マップ形式)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example (map format) of the pseudo vehicle speed parameter which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電動パワーステアリング装置における切替時の操舵指令値の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the steering command value at the time of switching in the electric power steering device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電動パワーステアリング装置の切替時の動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example at the time of the switching of the electric power steering apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る擬似車速パラメータの一例(ゲイン形式)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example (gain form) of the pseudo vehicle speed parameter which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る擬似車速パラメータの一例(オフセット形式)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example (offset form) of the pseudo vehicle speed parameter which concerns on Example 3 of this invention.

車両のステアリングモードを切替えることは、同一の操舵トルクTrに対して、駆動モータ20が操舵操作にアシストするアシスト量を変化させることであり、モータ20を制御する操舵補助指令値Irefの変化を意味している。通常操舵補助指令値Irefは、操舵トルクTr及び車速Velに基づいて演算されている。従って、ステアリングモードを切替えるときに、操舵トルクTr又は/及び車速Velを変化させれば、アシスト量を変化させることができ、ステアリングモードを切替えることができる。   Switching the vehicle steering mode means changing the assist amount that the drive motor 20 assists the steering operation with respect to the same steering torque Tr, and means a change in the steering assist command value Iref that controls the motor 20. doing. The normal steering assist command value Iref is calculated based on the steering torque Tr and the vehicle speed Vel. Therefore, when the steering mode is switched, if the steering torque Tr or / and the vehicle speed Vel are changed, the assist amount can be changed, and the steering mode can be switched.

更に、通常操舵補助指令演算部31は、車速Velの急変時に良い操舵感が得られるようにするために、漸減及び漸増機能(所謂ランプ機能又は徐変機能)を搭載している。例えば、特許文献2(特開2003−19972号公報)には、変化後の車速に対応する操舵補助指令値まで操舵補助指令値を等幅に徐変させる電動パワーステアリング装置が開示されている。また、特許文献3(特開2009−113550号公報)には、所定のしきい値を超えないとき、車速変化に応じて操舵補助指令値を変化させ、しきい値を超える場合に、制限された変化率で操舵補助指令値を変化させる電動パワーステアリング装置が開示されている。即ち、車速の急変が発生する時に、漸減漸増機能を備えることにより操舵補助指令値を滑らかに変化させることができる。   Further, the normal steering assist command calculation unit 31 is equipped with a gradual decrease and gradual increase function (so-called ramp function or gradual change function) in order to obtain a good steering feeling when the vehicle speed Vel changes suddenly. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-19972) discloses an electric power steering device that gradually changes the steering assist command value to the same range to the steering assist command value corresponding to the changed vehicle speed. Further, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-113550) is limited when the steering assist command value is changed in accordance with a change in vehicle speed when the predetermined threshold value is not exceeded, and the threshold value is exceeded. An electric power steering device that changes the steering assist command value at a different change rate is disclosed. That is, when a sudden change in the vehicle speed occurs, the steering assist command value can be smoothly changed by providing a gradually increasing and decreasing function.

従って、ステアリングモードを切替える際に、車速を変化させることにより別のステアリングモードに切替えることが考えられる。   Therefore, when switching the steering mode, it is conceivable to switch to another steering mode by changing the vehicle speed.

本発明では、ステアリングモードを切替えるときに、モータ20を制御する操舵補助指令値Irefを演算する際、車速センサ12により検出された車速Velを用いることではなく、事前に定められた各ステアリングモードの擬似車速パラメータに応じて、検出された車速Velを代替車速Velaに変換し、変換された代替車速Velaに基づいてアシスト制御を行うようにしている。このように代替車速を用いることによってステアリングモードを切替えることができると共に、電動パワーステアリング装置に元々備えられている車速の急変に対応する漸増漸減機能により、スムーズにステアリングモードを切替えることができる。
(実施例1)
図3は本発明の実施例1に係る電動パワーステアリング装置の概要を、図1に対応させて示す構成図である。実施例1に係る電動パワーステアリング装置はステアリングモード切替スイッチ17を備えており、3種類のステアリングモードST1〜ST3を切替えられるようになっている。ステアリングモード切替スイッチ17は運転手の手の届く所に設けられ、運転手の動作に応じてステアリングモードST1、ST2及びST3の切替信号SWを発生し、発生した切替信号SWをコントロールユニット30に入力する。本実施例では、3種類のステアリングモードST1〜ST3しか備えられていないが、各ステアリングモードに対応している擬似車速パラメータさえ備えれば、3種類以上のステアリングモードを実現することも当然に可能である。
In the present invention, when the steering mode is switched, when calculating the steering assist command value Iref for controlling the motor 20, the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 is not used, but each predetermined steering mode is determined. The detected vehicle speed Vel is converted into the alternative vehicle speed Vela according to the pseudo vehicle speed parameter, and the assist control is performed based on the converted alternative vehicle speed Vela. Thus, the steering mode can be switched by using the alternative vehicle speed, and the steering mode can be switched smoothly by the gradually increasing and decreasing function corresponding to the sudden change of the vehicle speed originally provided in the electric power steering apparatus.
Example 1
FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the electric power steering apparatus according to the first embodiment of the present invention, corresponding to FIG. The electric power steering apparatus according to the first embodiment includes a steering mode changeover switch 17, and can switch among three types of steering modes ST1 to ST3. The steering mode changeover switch 17 is provided within the reach of the driver, generates a switching signal SW for the steering modes ST1, ST2 and ST3 according to the operation of the driver, and inputs the generated switching signal SW to the control unit 30. To do. In this embodiment, only three types of steering modes ST1 to ST3 are provided. However, as long as a pseudo vehicle speed parameter corresponding to each steering mode is provided, it is naturally possible to realize three or more types of steering modes. It is.

図4は本実施例に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニット30の構成例を示すブロック図であり、前述した図2に対応させて示す構成図であるので、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。本実施例に係るコントロールユニット30には、車速切替部38が設けられている。車速切替部38は、車速センサ12により検出された車速Velを入力すると共に、ステアリングモード切替スイッチ17からの切替信号SWを入力し、該切替信号SWに対応している擬似車速パラメータに応じて、入力された車速Velを代替車速Velaに変換する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 30 of the electric power steering apparatus according to the present embodiment, and is a configuration diagram corresponding to FIG. 2 described above. The description is omitted. The control unit 30 according to the present embodiment is provided with a vehicle speed switching unit 38. The vehicle speed switching unit 38 inputs the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 and also receives the switching signal SW from the steering mode switching switch 17 and according to the pseudo vehicle speed parameter corresponding to the switching signal SW, The input vehicle speed Vel is converted into an alternative vehicle speed Vela.

補助指令値演算部31は、車速切替部38で変換された代替車速Vela及びトルクセンサ10により検出された操舵トルクTrを入力し、アシストマップを参照して、代替車速Vela及び操舵トルクTrに基づいて操舵補助指令値Irefを演算する。電動パワーステアリング装置は、該演算された操舵補助指令値Irefに基づいてアシスト制御を行う。   The auxiliary command value calculation unit 31 inputs the alternative vehicle speed Vela converted by the vehicle speed switching unit 38 and the steering torque Tr detected by the torque sensor 10, and refers to the assist map based on the alternative vehicle speed Vela and the steering torque Tr. The steering assist command value Iref is calculated. The electric power steering device performs assist control based on the calculated steering assist command value Iref.

図5は、車速切替部38の構成例を示すブロック図である。車速切替部38は、ステアリングモード決定部381と、代替車速変換部382と、出力制限部383とを備えている。ステアリングモード決定部381は、入力された切替信号SWによって、テアリングモードST1〜ST3を決定し、代替車速変換部382に車速Velを出力する。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the vehicle speed switching unit 38. The vehicle speed switching unit 38 includes a steering mode determination unit 381, an alternative vehicle speed conversion unit 382, and an output limiting unit 383. The steering mode determination unit 381 determines the tearing modes ST1 to ST3 based on the input switching signal SW, and outputs the vehicle speed Vel to the alternative vehicle speed conversion unit 382.

代替車速変換部382は3つの擬似車速パラメータを382−1〜382−3有し、ステアリングモード決定部381で決定されたステアリングモードST1〜ST3に応じて擬似車速パラメータ382−1〜382−3を参照して車速Velを代替車速Vela1〜Vela3に変換する。擬似車速パラメータ382−1〜382−3は、車速センサ12により検出された車速Velと切替後のステアリングモードST1〜ST3に対応する代替車速Vela1〜Vela3との対応関係を示すパラメータであり、設計要求等に基づいて事前に定められ、ROM等の記憶装置に格納されている。本実施例に係る電動パワーステアリング装置では3種類のステアリングモードST1〜ST3を有し、ステアリングモードST1に設定すると、車速Velを擬似パラメータ382−1に応じて代替車速Vela1に変換し、ステアリングモードST2に設定すると、車速Velを擬似パラメータ382−2に応じて代替車速Vela2に変換し、ステアリングモードST3に設定すると、車速Velを擬似パラメータ382−3に応じて代替車速Vela3に変換する。   The alternative vehicle speed conversion unit 382 has three pseudo vehicle speed parameters 382-1 to 382-3, and sets the pseudo vehicle speed parameters 382-1 to 382-3 according to the steering modes ST1 to ST3 determined by the steering mode determination unit 381. Referring to, vehicle speed Vel is converted into alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3. The simulated vehicle speed parameters 382-1 to 382-3 are parameters indicating a correspondence relationship between the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12 and the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3 corresponding to the steering modes ST1 to ST3 after switching. And the like, and are stored in a storage device such as a ROM. The electric power steering apparatus according to the present embodiment has three types of steering modes ST1 to ST3. When the steering mode ST1 is set, the vehicle speed Vel is converted into the alternative vehicle speed Vela1 according to the pseudo parameter 382-1, and the steering mode ST2 is set. When set to, the vehicle speed Vel is converted to the alternative vehicle speed Vela2 according to the pseudo parameter 382-2, and when set to the steering mode ST3, the vehicle speed Vel is converted to the alternative vehicle speed Vela3 according to the pseudo parameter 382-3.

図5に示すように、代替車速変換部382は、決定されたステアリングモードST1〜ST3に対応する擬似車速パラメータ382−1〜382−3に応じて、それぞれ車速Velを代替車速Vela1〜Vela3に変換し、出力制限部383に入力する。出力制限部383は、急激な変動が発生しないように代替車速Vela1〜Vela3の最大出力を制限し、最大出力を制限された代替車速Velaが操舵補助指令演算部31に入力する。   As shown in FIG. 5, the alternative vehicle speed conversion unit 382 converts the vehicle speed Vel to the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3, respectively, according to the pseudo vehicle speed parameters 382-1 to 382-3 corresponding to the determined steering modes ST1 to ST3. And input to the output limiting unit 383. The output restricting unit 383 restricts the maximum output of the alternative vehicle speeds Vela 1 to Vela 3 so that sudden fluctuation does not occur, and the alternative vehicle speed Vela with the maximum output restricted is input to the steering assist command calculation unit 31.

本実施例に係る電動パワーステアリング装置の車速切替部38の擬似車速パラメータ382−1〜382−3は、図6に示すように、マップの形式で車速Velと代替車速Vela1〜Vela3は1対1の関係であり、車速Velが各擬似車速パラメータを参照することにより直接代替車速Vela1〜Vela3を出力する。一定の操舵トルクTrに対して、車速が高いほどアシスト量が少ないので、ステアリングモードST2、ステアリングモードST1、ステアリングモードST3の順番にハンドルが軽くなる。   As shown in FIG. 6, the simulated vehicle speed parameters 382-1 to 382-3 of the vehicle speed switching unit 38 of the electric power steering apparatus according to the present embodiment have a one-to-one correspondence between the vehicle speed Vel and the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3 in the form of a map. The vehicle speed Vel directly outputs the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3 by referring to the respective pseudo vehicle speed parameters. Since the assist amount decreases as the vehicle speed increases with respect to a certain steering torque Tr, the steering wheel becomes lighter in the order of the steering mode ST2, the steering mode ST1, and the steering mode ST3.

切替時の動作について、下記の例を挙げて説明する。例えば、操舵トルクTrが一定の条件で、車速Velが30Km/hのとき、運転手はステアリングモードST1からステアリングモードST3に切替えると、図6に示されている擬似車速パラメータによって、代替車速が30Km/hから0Km/hになり、操舵補助指令値Irefの変化は図7に示すように、点Aから点Bへ急に変化するはずである。しかし、通常操舵補助指令演算部31は車速Velの急変に対応する徐変機能を有しているので、操舵補助指令値Irefは点Aから点Bへ徐変する。すると、運転手の操舵操作に対してアシストするアシスト力は増加し、ハンドルが軽くなり、スムーズにステアリングモードST3に切替えられる。   The operation at the time of switching will be described using the following example. For example, when the steering torque Tr is constant and the vehicle speed Vel is 30 km / h, when the driver switches from the steering mode ST1 to the steering mode ST3, the alternative vehicle speed is 30 km according to the pseudo vehicle speed parameter shown in FIG. From / h to 0 km / h, the change in the steering assist command value Iref should change suddenly from point A to point B as shown in FIG. However, since the normal steering assist command calculation unit 31 has a gradual change function corresponding to a sudden change in the vehicle speed Vel, the steering assist command value Iref gradually changes from the point A to the point B. Then, the assist force for assisting the driver's steering operation increases, the steering wheel becomes lighter, and the mode is smoothly switched to the steering mode ST3.

図8は本実施例のシミュレーション結果を示すタイムチャートである。図8(B)は、電動パワーステアリング装置のモータ20に流れる電流iの変化を示す曲線であり、実線が本発明による挙動であり、点線は本発明の機能がない場合の挙動である。図8(C)は、ステアリングに係る操舵トルクTrの変化を示す曲線であり、図8(D)は車両のステアリングモードの切替を示す曲線である。該シミュレーションは、時点t1以降、操舵トルクTrが一定の前提で行われた。時点t0にステアリングモードST2の条件でイグニッションキーがオンされ、操舵トルクTrに基づいてモータ20により運転者の操舵へのアシストが始まる。時点t1になると、ステアリングモードST2からステアリングモードST1に切替え、擬似車速パラメータ382−1に応じて変換された代替車速Vela1に基づいてモータ電流の制御を行い、モータ電流iがI1からI2に変化する。ただし、徐変機能があるので、モータ電流iがI1からI2まで漸増する。時点t2になると、モータ20に流れる電流iはI2になり、ステアリングモードST2に切替える。同じように、時点t3のとき、ステアリングモードST1からステアリングモードST3に切替え、モータ電流iがI2からI3へ徐変する。時点t4になると、モータ電流iがI3になり、電動パワーステアリング装置はステアリングモードST3に切替える。このように、本実施例に係る電動パワーステアリング装置は、定められた3種類のステアリングモードST1〜ST3間でスムーズに切替えることができる。
(実施例2)
上述した実施例1では、車速切替部38の擬似車速パラメータは、車速Velと代替車速Vela1〜Vela3との1対1の対応関係であるが、別の形式も可能である。図9は擬似車速パラメータの他の例(実施例2)を示す図であり、車速Velと該車速に対するゲインとの関係を示すものである。即ち、実施例1のように直接代替車速が得られるのではなく、擬似車速パラメータを用いて車速Velに対するゲインを一旦求め、車速Velと当該ゲインとを乗算することにより代替車速Velaを求めている。
(実施例3)
実施例1の車速Velと代替車速Vela1〜Vela3との1対1関係の擬似車速パラメータと、実施例2のゲイン擬似車速パラメータとを除いて、オフセット形式の擬似車速パラメータも可能である。図10に示すように、横軸は車速Velであり、縦軸は各ステアリングモードで車速に対応するオフセットを示している。代替車速Velaを求めるとき、車速切替部38は、該オフセット擬似パラメータに応じて、入力された車速Velに対応するオフセットを求め、車速Velとオフセットとを加算することより代替車速Velaを求める。
FIG. 8 is a time chart showing the simulation results of this example. FIG. 8B is a curve showing a change in the current i flowing through the motor 20 of the electric power steering apparatus, the solid line is the behavior according to the present invention, and the dotted line is the behavior when the function of the present invention is not provided. FIG. 8C is a curve showing a change in steering torque Tr related to steering, and FIG. 8D is a curve showing switching of the steering mode of the vehicle. The simulation was performed on the premise that the steering torque Tr is constant after the time point t1. At time t0, the ignition key is turned on under the condition of the steering mode ST2, and the driver starts assisting the steering by the motor 20 based on the steering torque Tr. At time t1, the steering mode ST2 is switched to the steering mode ST1, the motor current is controlled based on the alternative vehicle speed Vela1 converted according to the pseudo vehicle speed parameter 382-1, and the motor current i changes from I1 to I2. . However, since there is a gradual change function, the motor current i gradually increases from I1 to I2. At time t2, the current i flowing through the motor 20 becomes I2, and the mode is switched to the steering mode ST2. Similarly, at time t3, the steering mode ST1 is switched to the steering mode ST3, and the motor current i gradually changes from I2 to I3. At time t4, the motor current i becomes I3, and the electric power steering apparatus switches to the steering mode ST3. As described above, the electric power steering apparatus according to the present embodiment can smoothly switch between the three defined steering modes ST1 to ST3.
(Example 2)
In the first embodiment described above, the pseudo vehicle speed parameter of the vehicle speed switching unit 38 is a one-to-one correspondence between the vehicle speed Vel and the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3, but other forms are also possible. FIG. 9 is a diagram showing another example (Example 2) of the pseudo vehicle speed parameter, and shows the relationship between the vehicle speed Vel and the gain with respect to the vehicle speed. That is, instead of directly obtaining the alternative vehicle speed as in the first embodiment, a gain for the vehicle speed Vel is temporarily obtained using the pseudo vehicle speed parameter, and the alternative vehicle speed Vela is obtained by multiplying the vehicle speed Vel by the gain. .
(Example 3)
Except for the pseudo vehicle speed parameter of the one-to-one relationship between the vehicle speed Vel of the first embodiment and the alternative vehicle speeds Vela1 to Vela3 and the gain pseudo vehicle speed parameter of the second embodiment, an offset type pseudo vehicle speed parameter is also possible. As shown in FIG. 10, the horizontal axis represents the vehicle speed Vel, and the vertical axis represents the offset corresponding to the vehicle speed in each steering mode. When obtaining the alternative vehicle speed Vela, the vehicle speed switching unit 38 obtains an offset corresponding to the input vehicle speed Vel according to the offset pseudo parameter, and obtains the alternative vehicle speed Vela by adding the vehicle speed Vel and the offset.

10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 電源リレー
14 バッテリ
17 ステアリングモード切替スイッチ
20 モータ
31 操舵補助指令演算部
32 最大出力制限部
33 減算部
34 電流制御部
35 PWM制御部
36 インバータ
37 モータ電流検出回路
38 車速切替部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 13 Power supply relay 14 Battery 17 Steering mode changeover switch 20 Motor 31 Steering assistance command calculating part 32 Maximum output control part 33 Subtraction part 34 Current control part 35 PWM control part 36 Inverter 37 Motor current detection circuit 38 Vehicle speed switching Part

Claims (5)

ステアリングにかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵をアシストするアシスト力を発生するモータと、
前記操舵トルク及び前記車速に基づいて操舵補助指令値を演算するとともに、前記車速の急変に対応する漸減漸増機能を具備する操舵補助指令演算部と、
前記操舵補助指令演算部から出力された操舵補助指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
各ステアリングモードの代替車速と前記車速との対応関係を示す、複数の擬似車速パラメータを具備するとともに、入力されたステアリングモード切替信号に対応するステアリングモードに応じて前記擬似車速パラメータを参照して前記車速を前記代替車速に変換し、変換した前記代替車速を前記操舵補助指令演算部に入力する車速切替手段を備え、
前記モータ制御手段は、前記ステアリングモード切替信号が入力されたときに、前記操舵トルク及び前記代替車速に基づいて前記操舵補助指令演算部により演算された操舵補助指令値に基づいてアシスト制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Steering torque detecting means for detecting steering torque applied to the steering;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A motor that generates an assist force for assisting steering of the steering wheel;
A steering assist command calculation unit that calculates a steering assist command value based on the steering torque and the vehicle speed, and has a gradually decreasing and increasing function corresponding to a sudden change in the vehicle speed;
In an electric power steering apparatus comprising: motor control means for controlling the motor based on a steering assist command value output from the steering assist command calculation unit ;
A plurality of pseudo vehicle speed parameters indicating a correspondence relationship between the alternative vehicle speed of each steering mode and the vehicle speed are provided, and the pseudo vehicle speed parameter is referred to according to the steering mode corresponding to the input steering mode switching signal. Vehicle speed switching means for converting a vehicle speed to the alternative vehicle speed and inputting the converted alternative vehicle speed to the steering assist command calculation unit;
Said motor control means, said when the steering mode switching signal is input, the steering torque and the substitute vehicle speed to perform the assist control based on the steering assist command value calculated by the steering assist command calculating section, based An electric power steering device.
前記擬似車速パラメータがマップ形式である請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the pseudo vehicle speed parameter is in a map format. 前記擬似車速パラメータがゲイン形式である請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the pseudo vehicle speed parameter is in a gain format. 前記擬似車速パラメータがオフセット形式である請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the pseudo vehicle speed parameter is in an offset format. 前記車速切替手段では、急激な変動が発生しないように、変換した前記代替車速の最大出力を制限し、最大出力が制限された前記代替車速を前記操舵補助指令演算部に入力するようになっている請求項1乃至4のいずれかに記載電動パワーステアリング装置。 The vehicle speed switching means limits the maximum output of the converted alternative vehicle speed so as not to cause a sudden fluctuation, and inputs the alternative vehicle speed with the maximum output limited to the steering assist command calculation unit. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 4 .
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