JP6209444B2

JP6209444B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP6209444B2
Application number: JP2013268052A
Authority: JP
Inventors: 紘章栗原; 有祐田島
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP2015123807A

Description

本発明は、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 apparatus.

従来、電動パワーステアリング装置のラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重がかかることを抑制するために、ラック軸の両端それぞれにゴム等の緩衝弾性部材を設けている。
例えば、特許文献１に記載のラック・ピニオン式パワーステアリング装置においては、ラック軸は、その左右の両端のボールジョイント部に隣接する位置にそれぞれ所定幅の合成樹脂やゴム等からなる環状のストッパラバーを備えている。ストッパラバーは、ラック軸の左右方向への進退動のストロークにおける左方への移動の移動端においては、ギヤハウジングの右方延出筒状ハウジングの内周部に嵌入されるストッパピース端に、また、右方への移動の移動端においては左方ハウジングの左方端にそれぞれ当接する。これにより、ラック軸がハウジングに突き当たることに起因してラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重が生じることを抑制する。このように、ストッパラバーは、ステアリングホイール（ハンドル）の回転操作力を車輪に伝達するラック・ピニオン等の伝達機構（減速ギヤ機構）を衝撃荷重から保護する役目を果たしている。 Conventionally, in order to prevent an excessive impact load from being applied to the rack and pinion of the electric power steering apparatus, shock absorbing elastic members such as rubber are provided at both ends of the rack shaft.
For example, in the rack and pinion type power steering device described in Patent Document 1, the rack shaft is an annular stopper rubber made of synthetic resin, rubber, or the like having a predetermined width at positions adjacent to the ball joint portions at both left and right ends thereof. It has. The stopper rubber is at the end of the stopper piece that is fitted into the inner peripheral portion of the right-extending cylindrical housing of the gear housing at the moving end of the leftward movement in the stroke of the forward / backward movement of the rack shaft in the left-right direction. Further, the moving end of the rightward movement is in contact with the left end of the left housing. As a result, it is possible to prevent an excessive impact load from being generated on the rack and pinion due to the rack shaft hitting the housing. As described above, the stopper rubber serves to protect a transmission mechanism (reduction gear mechanism) such as a rack and pinion that transmits the rotational operation force of the steering wheel (handle) to the wheels from an impact load.

特開２００６−１１７２２１号公報JP 2006-117221 A

小型化、軽量化、コスト削減、耐久信頼性という観点からは、ストッパラバーなどのラック軸がハウジングに突き当たる時の衝撃緩衝部材を設けていないことが望ましい。ただし、衝撃緩衝部材を設ける代わりに、ラック軸がハウジングに突き当たる時の衝撃を小さくするために、突き当たる前にステアリングホイールの回転操作にアシスト力を付与する電動モータの出力を低下させることも考えられる。しかしながら、かかる場合には、特にステアリングホイールの操舵角が大きいときにアシスト力が小さくなってしまうなど操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
本発明は、操舵フィーリングを悪化させることなく、衝撃緩衝部材を設けないようにすることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 From the viewpoints of downsizing, weight reduction, cost reduction, and durability and reliability, it is desirable not to provide an impact buffer member when a rack shaft such as a stopper rubber hits the housing. However, instead of providing an impact buffering member, in order to reduce the impact when the rack shaft hits the housing, it is also possible to reduce the output of the electric motor that applies assist force to the rotation operation of the steering wheel before the rack shaft hits. . However, in such a case, the steering feeling may be deteriorated, for example, when the steering angle of the steering wheel is large, the assist force becomes small.
It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that can prevent the shock absorbing member from being provided without deteriorating the steering feeling.

かかる目的のもと、本発明は、直線移動によって車輪を転舵させるラック軸を有し、ステアリングホイールの一方方向の回転操作力を当該車輪の一方方向の転動力として伝達する伝達機構と、前記伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が前記車輪の一方方向の転動力として加えられる電動モータと、前記ステアリングホイールに対して前記一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように前記電動モータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記一方方向の回転操作力が前記ステアリングホイールに加えられたとしても、前記ラック軸の変位量ｘ、移動速度（ｄｘ／ｄｔ）、前記ラック軸の移動加速度（ｄ ^２ｘ／ｄｔ ^２）、係数Ｄ及び係数Ｋから以下の式（１）、Ｆ＝Ｍ・ｄ ^２ｘ／ｄｔ ^２＋Ｄ・ｄｘ／ｄｔ＋Ｋ・（ｘ−ｘｔｈ）…（１）（Ｍは前記ラック軸の質量、ｘｔｈは前記変位量ｘにおける閾位置）を用いて算出した値Ｆに応じて前記電動モータの前記一方方向の回転駆動力を減少し、前記係数Ｄ、前記係数Ｋ及び前記閾位置ｘｔｈを任意に設定できることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。 For this purpose, the present invention has a rack shaft that steers a wheel by linear movement, and transmits a rotational operation force in one direction of the steering wheel as a rolling force in one direction of the wheel, An electric motor in which a rotational driving force in one direction is applied as a motive force in one direction of the wheel via a transmission mechanism, and the one direction when a rotational operation force in the one direction is applied to the steering wheel. Control means for controlling the driving of the electric motor so as to generate a rotational driving force of the rack shaft, and the control means, even if the rotational operation force in the one direction is applied to the steering wheel, displacement x, the moving speed (dx / dt), the movement acceleration of the rack shaft ^{^{(d 2 x / dt 2)}} , the following equation from the coefficient D and the coefficient K (1), F = M · d 2 ^{/ Dt 2 + D · dx /} dt + K · (x-xth) ... (1) (M is the mass of the rack shaft, value xth the threshold position in the displacement x) the electric motor in accordance with the value F calculated using the In the electric power steering apparatus, the coefficient D, the coefficient K, and the threshold position xth can be arbitrarily set .

ここで、前記制御手段は、前記ステアリングホイールの回転操作を補助するための電流に、前記ラック軸の変位量ｘおよび移動速度（ｄｘ／ｄｔ）に応じるとともに当該回転操作を補助する方向とは反対方向の電流を加算することにより得た電流を前記電動モータに供給する目標電流としてもよい。
また、前記制御手段は、前記ラック軸の変位量ｘが前記閾位置ｘｔｈを超えて変位するとともに前記車輪を前記一方方向に転動させる方向への移動速度がプラスである場合に、前記電動モータの前記一方方向の回転駆動力を減少してもよい。 Here, before Symbol control means, the current for assisting the rotation operation of the steering wheel, and the direction to assist the rotating operation along with responding to displacement x and the moving speed of the rack shaft (dx / dt) is A current obtained by adding currents in opposite directions may be a target current supplied to the electric motor.
Further, the control means is configured such that when the displacement amount x of the rack shaft exceeds the threshold position xth and the moving speed in the direction of rolling the wheel in the one direction is positive, the electric motor The rotational driving force in the one direction may be reduced.

本発明によれば、操舵フィーリングを悪化させることなく、衝撃緩衝部材を設けないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to avoid providing the shock absorbing member without deteriorating the steering feeling.

実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the electric power steering device concerning an embodiment. 制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control apparatus. 目標電流算出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a target current calculation part. 操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップの概略図である。It is the schematic of the control map which shows a response | compatibility with the steering torque T, the vehicle speed Vc, and the base current Ib. 制御部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control part. （ａ）は、ラック軸が基準位置から右方向（プラス方向）に移動した場合の、変位量ｘと反力Ｆとの関係を示すモデル図である。（ｂ）は、ラック軸が基準位置から左方向に移動した場合の、変位量ｘと反力Ｆとの関係を示すモデル図である。(A) is a model figure which shows the relationship between the displacement amount x and the reaction force F when a rack axis | shaft moves rightward (plus direction) from the reference position. (B) is a model diagram showing the relationship between the displacement amount x and the reaction force F when the rack shaft moves leftward from the reference position. 反力トルクＴｒと操舵反力補償電流Ｉｒとの対応を示す制御マップの概略図である。It is the schematic of the control map which shows a response | compatibility with the reaction force torque Tr and the steering reaction force compensation current Ir. 減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈの設定と反力Ｆとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the setting of the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth, and reaction force F. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus 100 according to an embodiment.
Electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as “steering device 100”) is a steering device for arbitrarily changing the traveling direction of a vehicle, and in this embodiment, an automobile as an example of the vehicle. 1 illustrates the configuration applied to 1.

ステアリング装置１００は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。 The steering device 100 includes a wheel-like steering wheel 101 that is operated by a driver to change the traveling direction of the automobile 1, and a steering shaft 102 that is provided integrally with the steering wheel 101. Yes. The steering device 100 includes an upper connecting shaft 103 connected to the steering shaft 102 via a universal joint 103a, and a lower connecting shaft 108 connected to the upper connecting shaft 103 via a universal joint 103b. . The lower connecting shaft 108 rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel 101.

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を前輪１５０の転動力として伝達する伝達機構として機能する。 Steering device 100 includes tie rods 104 connected to left and right front wheels 150 as rolling wheels, and rack shaft 105 connected to tie rods 104. Further, the steering device 100 includes a pinion 106 a that constitutes a rack and pinion mechanism together with rack teeth 105 a formed on the rack shaft 105. The pinion 106 a is formed at the lower end portion of the pinion shaft 106. The rack shaft 105, the pinion shaft 106, and the like function as a transmission mechanism that transmits the rotational operation force of the steering wheel 101 as the rolling force of the front wheel 150.

また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー（不図示）を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバーの捩れ量に基づいてステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。 The steering device 100 also has a steering gear box 107 that houses the pinion shaft 106. The pinion shaft 106 is coupled to the lower coupling shaft 108 via a torsion bar (not shown) in the steering gear box 107. In the steering gear box 107, a torque sensor that detects the steering torque T of the steering wheel 101 based on the relative rotation angle between the lower connecting shaft 108 and the pinion shaft 106, in other words, based on the torsion amount of the torsion bar. 109 is provided.

ステアリングギヤボックス１０７内に、ラック軸１０５の中央部に形成されたラック歯１０５ａが入っており、ラック軸１０５の両端部は、それぞれステアリングギヤボックス１０７から突出している。そして、ラック軸１０５の両端部には、それぞれ、ステアリングギヤボックス１０７における図１で見た場合の左右方向の両端面１０７ａの開口部よりも大きな外形の突出部（ラックエンド）１０５ｂが設けられている。そして、この突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の左右方向の端面１０７ａに突き当たることで、ラック軸１０５の移動量が規制される。 In the steering gear box 107, rack teeth 105a formed at the center of the rack shaft 105 are placed, and both end portions of the rack shaft 105 protrude from the steering gear box 107, respectively. At both ends of the rack shaft 105, protrusions (rack ends) 105b having outer shapes larger than the openings of the left and right end surfaces 107a of the steering gear box 107 when viewed in FIG. 1 are provided. Yes. The protruding portion 105b abuts against the left and right end face 107a of the steering gear box 107, so that the amount of movement of the rack shaft 105 is restricted.

また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータである。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。 Further, the steering device 100 includes an electric motor 110 supported by the steering gear box 107 and a speed reduction mechanism 111 that reduces the driving force of the electric motor 110 and transmits it to the pinion shaft 106. Electric motor 110 according to the present embodiment is a three-phase brushless motor. The speed reduction mechanism 111 includes, for example, a worm wheel (not shown) fixed to the pinion shaft 106, a worm gear (not shown) fixed to the output shaft of the electric motor 110, and the like.

また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０などからの出力信号が入力される。 In addition, the steering device 100 includes a control device 10 that controls the operation of the electric motor 110. An output signal from the torque sensor 109 described above is input to the control device 10. In addition, the control device 10 includes a vehicle speed sensor 170 that detects a vehicle speed Vc, which is a moving speed of the vehicle, via a network (CAN) that performs communication for sending signals for controlling various devices mounted on the vehicle. The output signal from is input.

以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴをトルクセンサ１０９にて検出し、その検出トルクに応じて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。 The steering device 100 configured as described above detects the steering torque T applied to the steering wheel 101 by the torque sensor 109, drives the electric motor 110 in accordance with the detected torque, and generates torque generated by the electric motor 110. Is transmitted to the pinion shaft 106. Thereby, the torque generated by the electric motor 110 assists the driver's steering force applied to the steering wheel 101.

次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。 Next, the control device 10 will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the control device 10.
The control device 10 is an arithmetic and logic circuit composed of a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.
The control device 10 includes a torque signal Td obtained by converting the steering torque T detected by the torque sensor 109 described above into an output signal, and a vehicle speed signal obtained by converting the vehicle speed Vc detected by the vehicle speed sensor 170 into an output signal. v or the like is input.

そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流Ｉｔを算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部７０と、ラック軸１０５の位置を検出するラック軸位置検出部８０と、を備えている。モータ回転速度算出部７０は、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するレゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出し、その回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓを出力する。ラック軸位置検出部８０は、レゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転位置を把握し、減速機構１１１およびピニオンシャフト１０６を介して電動モータ１１０の回転駆動力が機械的に伝達されるラック軸１０５の位置ｐを検出し、ラック軸１０５の位置ｐが出力信号に変換されたラック軸位置信号Ｐｓを出力する。 Then, the control device 10 calculates a target auxiliary torque based on the torque signal Td and the vehicle speed signal v, and calculates a target current It necessary for the electric motor 110 to supply the target auxiliary torque. 20 and a control unit 30 that performs feedback control or the like based on the target current It calculated by the target current calculation unit 20.
In addition, the control device 10 includes a motor rotation speed calculation unit 70 that calculates the rotation speed Nm of the electric motor 110 and a rack shaft position detection unit 80 that detects the position of the rack shaft 105. The motor rotation speed calculation unit 70 calculates the rotation speed Nm of the electric motor 110 based on the output signal from the resolver that detects the rotation position of the rotor (rotor) of the electric motor 110 that is a three-phase brushless motor, and the rotation thereof. A rotation speed signal Nms in which the speed Nm is converted into an output signal is output. The rack shaft position detecting unit 80 grasps the rotational position of the electric motor 110 based on the output signal from the resolver, and mechanically transmits the rotational driving force of the electric motor 110 via the speed reduction mechanism 111 and the pinion shaft 106. The position p of the rack shaft 105 is detected, and a rack shaft position signal Ps obtained by converting the position p of the rack shaft 105 into an output signal is output.

次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて仮の目標電流である仮目標電流Ｉｔｆを決定する仮目標電流決定部２５を備えている。また、目標電流算出部２０は、ラック軸の位置や移動状態に基づいて操舵反力を電動モータ１１０に与えるための電流である操舵反力補償電流Ｉｒを算出する操舵反力補償電流算出部２７と、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよび操舵反力補償電流算出部２７にて算出された操舵反力補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する最終目標電流決定部２８と、を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、回転速度信号Ｎｍｓ、ラック軸位置信号Ｐｓなどが入力される。 Next, the target current calculation unit 20 will be described in detail.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the target current calculation unit 20.
The target current calculation unit 20 includes a base current calculation unit 21 that calculates a base current Ib that serves as a reference for setting the target current, and an inertia compensation current calculation unit 22 that calculates a current for canceling the inertia moment of the electric motor 110. And a damper compensation current calculation unit 23 for calculating a current for limiting the rotation of the motor. Further, the target current calculation unit 20 determines a temporary target current Itf that is a temporary target current based on the values calculated by the base current calculation unit 21, the inertia compensation current calculation unit 22, and the damper compensation current calculation unit 23. A temporary target current determination unit 25 is provided. The target current calculation unit 20 calculates a steering reaction force compensation current Ir that is a current for applying a steering reaction force to the electric motor 110 based on the position and movement state of the rack shaft. The final target current It is finally determined based on the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25 and the steering reaction force compensation current Ir calculated by the steering reaction force compensation current calculation unit 27. And a target current determination unit 28.
The target current calculation unit 20 receives a torque signal Td, a vehicle speed signal v, a rotation speed signal Nms, a rack shaft position signal Ps, and the like.

図４は、操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６（図３参照）にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す図４に例示した制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。 FIG. 4 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering torque T, the vehicle speed Vc, and the base current Ib.
The base current calculation unit 21 calculates the base current Ib based on the torque signal Ts obtained by phase compensation of the torque signal Td by the phase compensation unit 26 (see FIG. 3) and the vehicle speed signal v from the vehicle speed sensor 170. That is, the base current calculation unit 21 calculates the base current Ib according to the phase-compensated steering torque T and the vehicle speed Vc. The base current calculation unit 21 is, for example, a phase-compensated steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and base current that are created in advance based on empirical rules and stored in the ROM. The base current Ib is calculated by substituting the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v) into the control map illustrated in FIG. 4 showing the correspondence with Ib.

イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。 The inertia compensation current calculation unit 22 calculates an inertia compensation current Is for canceling the moment of inertia of the electric motor 110 and the system based on the torque signal Ts and the vehicle speed signal v. That is, the inertia compensation current calculation unit 22 calculates the inertia compensation current Is according to the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v). Note that the inertia compensation current calculation unit 22 generates, for example, the steering torque T (torque signal Ts), the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and the inertia compensation current Is, which are previously created based on empirical rules and stored in the ROM. The inertia compensation current Is is calculated by substituting the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v) into the control map indicating the correspondence between the two.

ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）と、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）に応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）を代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。 The damper compensation current calculation unit 23 calculates a damper compensation current Id for limiting the rotation of the electric motor 110 based on the torque signal Ts, the vehicle speed signal v, and the rotation speed signal Nms of the electric motor 110. That is, the damper compensation current calculation unit 23 calculates the damper compensation current Id according to the steering torque T (torque signal Ts), the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and the rotational speed Nm (rotational speed signal Nms) of the electric motor 110. calculate. For example, the damper compensation current calculation unit 23 is prepared based on an empirical rule and stored in the ROM in advance, such as steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and rotation speed Nm (rotation). By substituting steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and rotational speed Nm (rotational speed signal Nms) into a control map indicating the correspondence between speed signal Nms) and damper compensation current Id. A damper compensation current Id is calculated.

仮目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて仮目標電流Ｉｔｆを決定する。仮目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を仮目標電流Ｉｔｆとして決定する。
操舵反力補償電流算出部２７については後で詳述する。 The temporary target current determination unit 25 includes a base current Ib calculated by the base current calculation unit 21, an inertia compensation current Is calculated by the inertia compensation current calculation unit 22, and a damper calculated by the damper compensation current calculation unit 23. A temporary target current Itf is determined based on the compensation current Id. For example, the temporary target current determination unit 25 determines the current obtained by adding the inertia compensation current Is to the base current Ib and subtracting the damper compensation current Id as the temporary target current Itf.
The steering reaction force compensation current calculation unit 27 will be described in detail later.

最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよび操舵反力補償電流算出部２７にて算出された操舵反力補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する。本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆに操舵反力補償電流算出部２７にて算出された操舵反力補償電流Ｉｒを加算して得た電流を目標電流Ｉｔとして決定する。 The final target current determination unit 28 finally sets the target based on the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25 and the steering reaction force compensation current Ir calculated by the steering reaction force compensation current calculation unit 27. The current It is determined. The final target current determination unit 28 according to the present embodiment uses the steering reaction force compensation current Ir calculated by the steering reaction force compensation current calculation unit 27 to the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25. The current obtained by the addition is determined as the target current It.

次に、制御部３０について詳述する。
図５は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、図５に示すように、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部３３とを有している。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。 Next, the control unit 30 will be described in detail.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the control unit 30.
As shown in FIG. 5, the control unit 30 includes a motor drive control unit 31 that controls the operation of the electric motor 110, a motor drive unit 32 that drives the electric motor 110, and an actual current Im that actually flows through the electric motor 110. And a motor current detection unit 33 for detection.
The motor drive control unit 31 is based on a deviation between the target current It finally determined by the target current calculation unit 20 and the actual current Im supplied to the electric motor 110 detected by the motor current detection unit 33. A feedback (F / B) control unit 40 that performs feedback control, and a PWM signal generation unit 60 that generates a PWM (pulse width modulation) signal for PWM driving the electric motor 110.

フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。 The feedback control unit 40 includes a deviation calculating unit 41 for obtaining a deviation between the target current It finally determined by the target current calculating unit 20 and the actual current Im detected by the motor current detecting unit 33, and the deviation is A feedback (F / B) processing unit 42 that performs feedback processing so as to be zero.

フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流Ｉｔと実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力する。 The feedback (F / B) processing unit 42 performs feedback control so that the target current It and the actual current Im match. For example, the feedback (F / B) processing unit 42 is proportional to the deviation calculated by the deviation calculating unit 41. Is proportionally processed, integrated by an integral element, and these values are added by an addition operation unit.
The PWM signal generation unit 60 generates a PWM signal for driving the electric motor 110 by PWM (pulse width modulation) based on the output value from the feedback control unit 40, and outputs the generated PWM signal.

モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。 The motor drive unit 32 is a so-called inverter, and includes, for example, six independent transistors (FETs) as switching elements. Three of the six transistors are a positive line of a power source, an electric coil of each phase, The other three transistors are connected to the electric coil of each phase and the negative side (ground) line of the power source. Then, the driving of the electric motor 110 is controlled by driving the gates of two transistors selected from the six and switching the transistors.
The motor current detection unit 33 detects the value of the actual current Im flowing through the electric motor 110 from the voltage generated at both ends of the shunt resistor connected to the motor drive unit 32.

次に、操舵反力補償電流算出部２７について詳述する。
上述した本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆと操舵反力補償電流算出部２７にて算出された操舵反力補償電流Ｉｒとに基づいて目標電流Ｉｔを決定する。これは、ラック軸１０５の突出部（ラックエンド）１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる前に操舵トルクＴに基づいて行うアシストを低減・停止させることで、突き当たるときの衝撃を緩和するとともに、自然な操舵フィーリングを実現する意図である。つまり、ステアリングギヤボックス１０７におけるラック軸１０５の突出部１０５ｂが突き当たる部位に衝撃緩和のためのストッパラバー（ブッシュ）が存在することをステアリング装置１００で疑似的に再現することで、あたかもラック軸１０５の突出部１０５ｂがストッパラバーに突き当たったかのような自然なフィーリング（反力）を具現化する意図である。 Next, the steering reaction force compensation current calculation unit 27 will be described in detail.
The final target current determination unit 28 according to the present embodiment described above has the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25 and the steering reaction force compensation current calculated by the steering reaction force compensation current calculation unit 27. A target current It is determined based on Ir. This reduces and stops the assist performed based on the steering torque T before the protruding portion (rack end) 105b of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107, thereby reducing the impact when hitting. The intention is to realize a natural steering feeling. That is, the steering device 100 simulates that the stopper rubber (bush) for reducing the impact exists at the portion of the steering gear box 107 where the protruding portion 105b of the rack shaft 105 abuts. The intention is to embody a natural feeling (reaction force) as if the protrusion 105b hit the stopper rubber.

より具体的には、制御装置１０は、基本的には、ステアリングホイール１０１に対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に一方方向の回転駆動力を生じるように電動モータ１１０の駆動を制御するが、ラック軸１０５の位置ｐやラック軸１０５の移動速度によっては、一方方向の回転操作力がステアリングホイール１０１に加えられたとしても、電動モータ１１０の一方方向の回転駆動力を減少補正する。 More specifically, the control device 10 basically drives the electric motor 110 to generate a rotational driving force in one direction when a rotational operating force in one direction is applied to the steering wheel 101. Although controlled, depending on the position p of the rack shaft 105 and the moving speed of the rack shaft 105, even if a rotational operation force in one direction is applied to the steering wheel 101, the rotational driving force in one direction of the electric motor 110 is reduced and corrected. To do.

それゆえ、操舵反力補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の位置ｐや移動状態に基づいて操舵反力補償電流Ｉｒを算出する。
操舵反力補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の基準位置からの変位量ｘ（位置ｐと基準位置との差）に基づいて、疑似的に本実施の形態においては存在しないストッパラバーに突き当たったかのような反力Ｆを設定するとともに、この反力Ｆに起因してピニオンシャフト１０６に生じる反力トルクＴｒを算出する。そして、ピニオンシャフト１０６にこの反力トルクＴｒを与えるのに必要な操舵反力補償電流Ｉｒを設定する。 Therefore, the steering reaction force compensation current calculation unit 27 calculates the steering reaction force compensation current Ir based on the position p and the movement state of the rack shaft 105.
The steering reaction force compensation current calculation unit 27 is abutted against a stopper rubber that does not exist in the present embodiment on the basis of the displacement amount x (the difference between the position p and the reference position) of the rack shaft 105 from the reference position. While setting the reaction force F as if it was high, the reaction force torque Tr which arises in the pinion shaft 106 resulting from this reaction force F is calculated. Then, a steering reaction force compensation current Ir necessary for applying this reaction force torque Tr to the pinion shaft 106 is set.

ここで、反力Ｆとは、ラック軸１０５の突出部（ラックエンド）１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たった場合に、ラック軸１０５がステアリングギヤボックス１０７から受ける力であり、突き当たる直前に移動している方向とは反対方向の力である。また、反力トルクＴｒとは、ピニオンシャフト１０６に対して、ステアリングホイール１０１の回転操作によるアシスト方向とは反対方向のトルクである。 Here, the reaction force F is a force that the rack shaft 105 receives from the steering gear box 107 when the protruding portion (rack end) 105b of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107, and immediately before the hit. The force is in the direction opposite to the direction of movement. Further, the reaction force torque Tr is a torque in the direction opposite to the assist direction by the rotation operation of the steering wheel 101 with respect to the pinion shaft 106.

先ず、ラック軸１０５の基準位置からの変位量ｘに基づいて反力Ｆを設定する手法について説明する。
なお、以下の説明において、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が右回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動して前輪１５０が右回転し、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が左回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の左方向に移動して前輪１５０が左回転するものとする。そして、ラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動した場合の変位量ｘの符号をプラス、左方向に移動した場合の変位量ｘの符号をマイナスとする。 First, a method for setting the reaction force F based on the displacement amount x from the reference position of the rack shaft 105 will be described.
In the following description, when the steering wheel (handle) 101 is rotated to the right, the rack shaft 105 moves rightward as viewed in FIG. When the wheel is rotated counterclockwise, the rack shaft 105 moves leftward as viewed in FIG. 1, and the front wheel 150 rotates counterclockwise. The sign of the displacement amount x when the rack shaft 105 moves in the right direction as viewed in FIG. 1 is plus, and the sign of the displacement amount x when it moves in the left direction is minus.

図６（ａ）は、ラック軸１０５が基準位置から右方向（プラス方向）に移動した場合の、変位量ｘと反力Ｆとの関係を示すモデル図である。図６（ｂ）は、ラック軸１０５が基準位置から左方向に移動した場合の、変位量ｘと反力Ｆとの関係を示すモデル図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、バネ・ダンパ系の衝撃吸収機構のモデルを用いている。 FIG. 6A is a model diagram showing a relationship between the displacement amount x and the reaction force F when the rack shaft 105 moves rightward (plus direction) from the reference position. FIG. 6B is a model diagram showing the relationship between the displacement amount x and the reaction force F when the rack shaft 105 moves leftward from the reference position. As shown in FIGS. 6A and 6B, in the present embodiment, a model of a spring / damper system shock absorbing mechanism is used.

操舵反力補償電流算出部２７は、ラック軸１０５が基準位置から右方向に移動した場合（ｘ＞０である場合）、ラック軸１０５の変位量ｘにおける閾位置をｘｔｈ（ｘｔｈは正の値）として、ｘ−ｘｔｈ＞０（ｘ＞ｘｔｈ）であり、かつラック軸１０５の移動速度が零より大きい（ｄｘ／ｄｔ＞０）場合は下記式（１ａ）を用いて算出した値を反力Ｆとして設定する。他方、ｘ−ｘｔｈ≦０（ｘ≦ｘｔｈ）の場合やラック軸１０５の移動速度が零以下（ｄｘ／ｄｔ≦０）の場合は反力Ｆを零に設定する。
Ｆ＝Ｍ・ｄ^２ｘ／ｄｔ^２＋Ｄ・ｄｘ／ｄｔ＋Ｋ・（ｘ−ｘｔｈ）…（１ａ）
ここで、Ｍはラック軸１０５の質量、Ｄは減衰係数、Ｋはバネ係数である。 When the rack shaft 105 moves rightward from the reference position (when x> 0), the steering reaction force compensation current calculation unit 27 sets the threshold position of the displacement amount x of the rack shaft 105 to xth (xth is a positive value). ) Where x−xth> 0 (x> xth) and the moving speed of the rack shaft 105 is greater than zero (dx / dt> 0), the value calculated using the following formula (1a) is used as the reaction force Set as F. On the other hand, when x−xth ≦ 0 (x ≦ xth) or when the moving speed of the rack shaft 105 is equal to or lower than zero (dx / dt ≦ 0), the reaction force F is set to zero.
F = M · d ² x / dt ² + D · dx / dt + K · (x−xth) (1a)
Here, M is the mass of the rack shaft 105, D is a damping coefficient, and K is a spring coefficient.

一方、操舵反力補償電流算出部２７は、ラック軸１０５が基準位置から左方向（マイナス方向）に移動した場合（ｘ＜０である場合）、ラック軸１０５の変位量ｘにおける閾位置をｘｔｈ（ｘｔｈは正の値）として、ｘ≧−ｘｔｈ（ｘ＋ｘｔｈ≧０）である場合やラック軸１０５の移動速度が零以上（ｄｘ／ｄｔ≧０）である場合は反力Ｆを零に設定する。他方、ｘ＜−ｘｔｈ（ｘ＋ｘｔｈ＜０）であり、かつラック軸１０５の移動速度が零より小さい（ｄｘ／ｄｔ＜０）場合は下記式（１ｂ）を用いて算出した値を反力Ｆとして設定する。
Ｆ＝Ｍ・ｄ^２ｘ／ｄｔ^２＋Ｄ・ｄｘ／ｄｔ＋Ｋ・（ｘ＋ｘｔｈ）…（１ｂ）
なお、操舵反力補償電流算出部２７は、ラック軸位置検出部８０から出力されたラック軸位置信号Ｐｓに基づいてラック軸１０５の位置ｐを把握するとともに、この位置ｐに基づいて、変位量ｘ、ラック軸１０５の移動速度（ｄｘ／ｄｔ）、ラック軸１０５の移動加速度（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）を算出することを例示することができる。 On the other hand, when the rack shaft 105 moves leftward (minus direction) from the reference position (when x <0), the steering reaction force compensation current calculation unit 27 sets the threshold position of the displacement amount x of the rack shaft 105 to xth. (Xth is a positive value) When x ≧ −xth (x + xth ≧ 0) or when the moving speed of the rack shaft 105 is zero or more (dx / dt ≧ 0), the reaction force F is set to zero. . On the other hand, when x <−xth (x + xth <0) and the moving speed of the rack shaft 105 is smaller than zero (dx / dt <0), the value calculated using the following formula (1b) is set as the reaction force F. Set.
F = M · d ² x / dt ² + D · dx / dt + K · (x + xth) (1b)
The steering reaction force compensation current calculation unit 27 grasps the position p of the rack shaft 105 based on the rack shaft position signal Ps output from the rack shaft position detection unit 80, and based on this position p, the displacement amount The calculation of x, the moving speed (dx / dt) of the rack shaft 105, and the moving acceleration (d ² x / dt ² ) of the rack shaft 105 can be exemplified.

次に、反力Ｆに起因してピニオンシャフト１０６に生じる反力トルクＴｒを算出する手法について説明する。
反力トルクＴｒは下記式（２）を用いて算出する。
−Ｔｒ＝−Ｆ・ｒ…（２）
ここで、ｒはピニオン１０６ａの回転半径である。 Next, a method for calculating the reaction force torque Tr generated in the pinion shaft 106 due to the reaction force F will be described.
The reaction torque Tr is calculated using the following formula (2).
−Tr = −F · r (2)
Here, r is the rotation radius of the pinion 106a.

次に、操舵反力補償電流Ｉｒを設定する手法について説明する。
図７は、反力トルクＴｒと操舵反力補償電流Ｉｒとの対応を示す制御マップの概略図である。図７に示した制御マップにおいては、反力トルクＴｒがプラス方向に大きくなるに従って操舵反力補償電流Ｉｒがマイナス方向に大きくなる。
操舵反力補償電流算出部２７は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、反力トルクＴｒと操舵反力補償電流Ｉｒとの対応を示す図７に例示した制御マップに、式（２）を用いて算出した反力トルクＴｒを代入することにより操舵反力補償電流Ｉｒを算出する。
なお、ラック軸１０５の質量Ｍ、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋ、閾位置ｘｔｈ、式（１ａ）、式（１ｂ）、式（２）、ピニオン１０６ａの回転半径ｒなどは、予めＲＯＭに記憶しておけばよい。 Next, a method for setting the steering reaction force compensation current Ir will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the reaction force torque Tr and the steering reaction force compensation current Ir. In the control map shown in FIG. 7, the steering reaction force compensation current Ir increases in the minus direction as the reaction force torque Tr increases in the plus direction.
The steering reaction force compensation current calculation unit 27, for example, the control illustrated in FIG. 7 showing the correspondence between the reaction force torque Tr and the steering reaction force compensation current Ir, which is previously created based on empirical rules and stored in the ROM. The steering reaction force compensation current Ir is calculated by substituting the reaction force torque Tr calculated using Equation (2) into the map.
The mass M of the rack shaft 105, the damping coefficient D, the spring coefficient K, the threshold position xth, the formula (1a), the formula (1b), the formula (2), the rotation radius r of the pinion 106a, etc. are stored in advance in the ROM. Just keep it.

以上のように構成された目標電流算出部２０においては、仮目標電流決定部２５にて決定された操舵トルクＴに基づく仮目標電流Ｉｔｆに、本実施の形態では存在しないストッパラバーにラック軸１０５の突出部１０５ｂが突き当たったかのような反力Ｆを疑似的に与える操舵反力補償電流Ｉｒを加算して得た電流を目標電流Ｉｔとして決定する。これにより、ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる前にアシストを低減・停止させることで突き当たるときの衝撃が緩和される。また、ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる前に、電動モータ１１０の出力を低下させると不自然な操舵フィーリングとなるが、本実施の形態においては、実在しないストッパラバーにラック軸１０５の突出部１０５ｂが突き当たったかのような反力Ｆに相当する荷重分の電動モータ１１０の出力が低下させられるので、自然な減衰フィーリングが実現される。 In the target current calculation unit 20 configured as described above, the rack shaft 105 is added to the stopper rubber that does not exist in the present embodiment, to the temporary target current Itf based on the steering torque T determined by the temporary target current determination unit 25. A current obtained by adding a steering reaction force compensation current Ir that gives a reaction force F in a pseudo manner as if the projecting portion 105b of the vehicle has hit is determined as a target current It. Thereby, the impact at the time of abutting is relieved by reducing and stopping the assist before the projecting portion 105b of the rack shaft 105 abuts against the end surface 107a of the steering gear box 107. Further, if the output of the electric motor 110 is reduced before the protruding portion 105b of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107, an unnatural steering feeling is obtained. However, in this embodiment, it does not exist. Since the output of the electric motor 110 corresponding to the load corresponding to the reaction force F as if the protruding portion 105b of the rack shaft 105 hit the stopper rubber is reduced, a natural damping feeling is realized.

それゆえ、自然な操舵フィーリングを実現しつつ、ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに衝突する際の衝撃を緩和するストッパラバー（弾性ブッシュ）などの部材を設ける必要をなくすことができる。また、ラック軸１０５が端面１０７ａに衝突する際の衝撃に備えるために、ステアリング装置１００の強度を上げる必要をなくすことができるので、ステアリング装置１００の小型化や部品点数削減やコスト削減を図ることができる。 Therefore, it is necessary to provide a member such as a stopper rubber (elastic bush) that reduces the impact when the protruding portion 105b of the rack shaft 105 collides with the end surface 107a of the steering gear box 107 while realizing a natural steering feeling. Can be eliminated. Further, since it is possible to eliminate the need to increase the strength of the steering device 100 in order to prepare for an impact when the rack shaft 105 collides with the end face 107a, the steering device 100 can be reduced in size, the number of parts, and the cost. Can do.

次に、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋ、閾位置ｘｔｈの設定について説明する。
図６（ａ）および図６（ｂ）に示したバネ・ダンパ系の衝撃吸収機構のモデルにおいては、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈなどのパラメータを任意に設定することで様々なフィーリングを実現することができる。
図８は、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈの設定と反力Ｆとの関係を示す図である。
例えば、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈを小さな値にすることで、変位量ｘに応じて図８に示した設定１のような反力Ｆにすることができる。これにより、ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに衝突する前の早い段階からアシスト量が減少するものの、ラック軸１０５が端面１０７ａに衝突したことに起因してステアリングホイール１０１に伝わる衝撃力は小さくなる。 Next, setting of the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth will be described.
6A and 6B, various parameters can be set by arbitrarily setting parameters such as the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth. Feeling can be realized.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the setting of the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth and the reaction force F.
For example, by setting the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth to small values, the reaction force F as shown in setting 1 shown in FIG. As a result, although the assist amount decreases from an early stage before the protrusion 105b of the rack shaft 105 collides with the end surface 107a of the steering gear box 107, the steering wheel 101 is caused by the rack shaft 105 colliding with the end surface 107a. The impact force transmitted to is reduced.

逆に、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈを大きな値にすることで、変位量ｘに応じて図８に示した設定２のような反力Ｆにすることができる。これにより、ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに衝突する直前になってアシスト量が減少する。ラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに衝突する直前になってアシスト量が減少することにより、例えば、車庫入れ時など、ステアリングホイール１０１を最大操舵角近辺まで（閾位置ｘｔｈに至る前まで）回転させたとしても所望のアシスト力を維持することができる。 Conversely, by setting the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth to large values, the reaction force F as shown in setting 2 shown in FIG. As a result, the assist amount decreases immediately before the protrusion 105b of the rack shaft 105 collides with the end surface 107a of the steering gear box 107. The assist amount is reduced immediately before the protruding portion 105b of the rack shaft 105 collides with the end face 107a of the steering gear box 107, so that the steering wheel 101 is moved to the vicinity of the maximum steering angle (threshold position xth, for example, when entering a garage). The desired assisting force can be maintained even if it is rotated.

また、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈを、設定１と設定２との間の中間的な値にすることで、変位量ｘに応じて図８に示した設定３のような反力Ｆにすることができる。これにより、アシスト量が減少開始する位置およびラック軸１０５の突出部１０５ｂがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに衝突したことに起因してステアリングホイール１０１に伝わる衝撃力も、設定１と設定２との間の中間的な特性となる。 Further, the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth are set to intermediate values between the setting 1 and the setting 2, so that the reaction as in the setting 3 shown in FIG. Force F. As a result, the position where the assist amount starts to decrease and the impact force transmitted to the steering wheel 101 due to the projection 105b of the rack shaft 105 colliding with the end surface 107a of the steering gear box 107 are also between the setting 1 and the setting 2. It becomes an intermediate characteristic.

このように、減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈなどのパラメータを任意に設定することで、仕様（用途）に応じた様々なフィーリングを実現することができる。言い換えれば、仕様を変更するのに、ＲＯＭに記憶する減衰係数Ｄ、バネ係数Ｋおよび閾位置ｘｔｈなどの値を変更するだけであるので、簡易に仕様変更を行うことができる。 Thus, various feelings according to specifications (uses) can be realized by arbitrarily setting parameters such as the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth. In other words, the specification can be changed easily because only the values such as the damping coefficient D, the spring coefficient K, and the threshold position xth stored in the ROM are changed to change the specification.

なお、上述した実施の形態において、反力Ｆを算出するのに、ラック軸１０５の変位量ｘ、移動速度、移動加速度を加味した式（１ａ）、（１ｂ）を用いているが、特にかかる式に限定されない。例えば、ラック軸１０５の変位量ｘおよび移動速度のみを加味した式を用いてもよい。なお、上記実施の形態では、ラックピニオン式を例示したが、その他のラックアシスト式、ディアルピニオン式等にも同様に採用できる。 In the embodiment described above, the reaction force F is calculated by using the equations (1a) and (1b) that take into account the displacement amount x, the moving speed, and the moving acceleration of the rack shaft 105. It is not limited to a formula. For example, an equation that considers only the displacement amount x and the moving speed of the rack shaft 105 may be used. In the above embodiment, the rack and pinion type is exemplified, but other rack assist type and dial pinion type can be similarly adopted.

１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２２…イナーシャ補償電流算出部、２３…ダンパー補償電流算出部、２５…仮目標電流決定部、２７…操舵反力補償電流算出部、２８…最終目標電流決定部、３０…制御部、８０…ラック軸位置検出部、１００…電動パワーステアリング装置、１０５…ラック軸、１０７…ステアリングギヤボックス、１１０…電動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control apparatus, 20 ... Target current calculation part, 21 ... Base current calculation part, 22 ... Inertia compensation current calculation part, 23 ... Damper compensation current calculation part, 25 ... Temporary target current determination part, 27 ... Steering reaction force compensation current Calculation unit, 28 ... Final target current determination unit, 30 ... Control unit, 80 ... Rack shaft position detection unit, 100 ... Electric power steering device, 105 ... Rack shaft, 107 ... Steering gear box, 110 ... Electric motor

Claims

A transmission mechanism that has a rack shaft that steers the wheel by linear movement, and transmits a rotational operation force in one direction of the steering wheel as a rolling force in one direction of the wheel;
An electric motor to which a rotational driving force in one direction is applied as a rolling force in one direction of the wheel, via the transmission mechanism;
Control means for controlling the driving of the electric motor so as to generate the rotational driving force in the one direction when the rotational operating force in the one direction is applied to the steering wheel;
With
Even if the rotational operation force in the one direction is applied to the steering wheel, the control means is configured such that the rack shaft displacement x, the moving speed (dx / dt), and the rack shaft moving acceleration (d ² x / dt ² ), coefficient D and coefficient K, the following equation (1),
F = M · d ² x / dt ² + D · dx / dt + K · (x−xth) (1)
(M is the mass of the rack shaft, xth is the threshold position in the displacement x)
Reduces the rotational driving force of the one direction of the electric motor in accordance with the value F calculated using,
The electric power steering apparatus , wherein the coefficient D, the coefficient K, and the threshold position xth can be arbitrarily set .

The control means responds to a displacement amount x and a moving speed (dx / dt) of the rack shaft to a current for assisting the rotation operation of the steering wheel, and a current in a direction opposite to the direction assisting the rotation operation. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a current obtained by adding is used as a target current to be supplied to the electric motor.

The control means, when the displacement amount x of the rack shaft is displaced beyond the threshold position xth and the moving speed in the direction of rolling the wheel in the one direction is positive, the electric motor of the electric motor. 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the rotational driving force in one direction is reduced.