JP6222895B2 - Electric power steering device - Google Patents

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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.

近年、トルクセンサにより検出されたステアリングホイールの操舵力の大きさに応じて電動モータに流す電流量を制御する電動パワーステアリング装置が提案されている。
例えば、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置は、ステアリングの操舵機構に動力を与えてステアリングの操舵力を補助する電動モータと、ステアリングの操舵力を検出するトルクセンサと、このトルクセンサにより検出された操舵力の大きさに応じて電動モータに流す電流量を制御する制御回路とを備えている。そして、トルクセンサは、入力軸と出力軸とを同軸上に連結するトーションバー、入力軸の端部に取り付けられる磁石、出力軸の端部に取り付けられる一組の磁気ヨーク、及びこの一組の磁気ヨーク間に生じる磁束密度を検出する磁気センサ等より構成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed an electric power steering device that controls the amount of current that flows through an electric motor according to the magnitude of the steering force of a steering wheel detected by a torque sensor.
For example, the electric power steering device described in Patent Document 1 is an electric motor that assists the steering force of the steering by supplying power to the steering mechanism of the steering, a torque sensor that detects the steering force of the steering, and a detection by this torque sensor. And a control circuit for controlling the amount of current flowing through the electric motor in accordance with the magnitude of the steering force. The torque sensor includes a torsion bar that coaxially connects the input shaft and the output shaft, a magnet attached to the end of the input shaft, a set of magnetic yokes attached to the end of the output shaft, and this set of The magnetic sensor is configured to detect the magnetic flux density generated between the magnetic yokes.

特開2003−149062号公報JP 2003-149062 A

トルクセンサからの出力値には、ステアリングホイール、入力軸等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗が外乱として含まれる。そのため、ステアリングホイールを左から右へ操舵する場合のトルクセンサの出力値と、右から左へ操舵する場合のトルクセンサの出力値とが異なる現象(ヒステリシス)が生じる。
したがって、ヒステリシスを考慮して電動モータに供給する電流量を制御することで、操舵フィーリングの向上および安全性の向上を図ることが望ましい。
The output value from the torque sensor includes mechanical frictional resistance generated in a steering system such as a steering wheel and an input shaft as a disturbance. Therefore, a phenomenon (hysteresis) occurs in which the output value of the torque sensor when steering the steering wheel from left to right and the output value of the torque sensor when steering from right to left are different.
Therefore, it is desirable to improve steering feeling and safety by controlling the amount of current supplied to the electric motor in consideration of hysteresis.

かかる目的のもと、本発明は、ステアリングホイールの操舵トルクに応じた値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した検出値に基づいて電動モータに供給する目標電流を算出する目標電流算出手段と、を備え、前記目標電流算出手段は、前記検出手段が検出した検出値に応じた基準目標電流と、前記検出手段が検出した検出値に応じた調整値を用いて、前記操舵トルクの絶対値が大きい場合に、前記目標電流の絶対値が、前記ステアリングホイールの切り増し方向である場合には当該基準目標電流よりも小さく、当該ステアリングホイールの切り戻し方向である場合には当該基準目標電流よりも大きくなるように当該目標電流を算出す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 provides a detection means for detecting a value corresponding to the steering torque of the steering wheel, and a target current calculation for calculating a target current supplied to the electric motor based on the detection value detected by the detection means. Means for calculating the steering torque using a reference target current corresponding to the detection value detected by the detection means and an adjustment value corresponding to the detection value detected by the detection means. When the absolute value is large, the absolute value of the target current is smaller than the reference target current when the steering wheel is in the direction of additional turning of the steering wheel, and when the absolute value is in the direction of return of the steering wheel, the reference target is reached. The electric power steering apparatus is characterized in that the target current is calculated to be larger than the current.

ここで、前記目標電流算出手段は、前記基準目標電流と前記調整値を用いて、前記操舵トルクが小さい場合に、前記目標電流の絶対値が、前記ステアリングホイールの切り増し方向である場合には当該基準目標電流よりも大きく、当該ステアリングホイールの切り戻し方向である場合には当該基準目標電流よりも小さくするように前記目標電流を算出するとよい。
また、前記目標電流算出手段の前記調整値は、前記検出手段が検出した検出値の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合と大きい場合とで符号が反転するとよい。
Here, the target current calculation means uses the reference target current and the adjustment value, and when the steering torque is small and the absolute value of the target current is in the direction of increasing the steering wheel. The target current may be calculated so as to be smaller than the reference target current when the steering target is larger than the reference target current and in the steering wheel return direction.
In addition, the adjustment value of the target current calculation unit may be reversed in sign when the absolute value of the detection value detected by the detection unit is smaller or larger than a predetermined value.

また、前記目標電流算出手段は、前記基準目標電流を算出する基準目標電流算出手段と、前記調整値を設定する目標電流調整手段と、前記基準目標電流と前記調整値とを加算する加算手段と、を備え、前記目標電流調整手段は、前記検出手段が検出した検出値に基づいて補正量を決定する決定手段と、前記ステアリングホイールの操作方向に応じて、当該決定手段が決定した補正量を補正するとともに補正した補正量を前記調整値として出力する出力手段と、を備えるとよい。   The target current calculation means includes a reference target current calculation means for calculating the reference target current, a target current adjustment means for setting the adjustment value, and an addition means for adding the reference target current and the adjustment value. The target current adjusting means includes a determining means for determining a correction amount based on a detection value detected by the detecting means, and a correction amount determined by the determining means in accordance with an operation direction of the steering wheel. And output means for correcting and outputting the corrected correction amount as the adjustment value.

また、前記操舵トルクの方向が、前記ステアリングホイールの一方の回転方向である場合をプラス、他方の回転方向である場合をマイナスとした場合に、前記目標電流算出手段の前記決定手段は、前記補正量の符号を、前記検出手段が検出した検出値の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合にはマイナス、大きい場合にはプラスに決定し、前記出力手段は、前記操舵トルクが増加している場合には、当該補正量に−1を乗算することにより得た値を前記調整値とし、当該操舵トルクが減少している場合には、当該補正量を前記調整値とするとよい。   Further, when the steering torque direction is positive when one direction of the steering wheel is positive and negative when the other rotational direction is negative, the determination means of the target current calculation means is the correction The sign of the amount is determined to be negative if the absolute value of the detected value detected by the detecting means is smaller than a predetermined value, and positive if it is larger, and the output means increases the steering torque. If the steering torque is decreasing, the value obtained by multiplying the correction amount by -1 may be used as the adjustment value, and the correction amount may be used as the adjustment value.

本発明によれば、ヒステリシスを考慮して電動モータに供給する電流量を制御するので、操舵フィーリングの向上および安全性の向上を図ることができる。   According to the present invention, since the amount of current supplied to the electric motor is controlled in consideration of hysteresis, the steering feeling can be improved and the safety can be improved.

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. 電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the control apparatus of an electric power steering 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. 基準目標電流算出部が算出する基準目標電流と操舵トルクとの相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the reference target current and steering torque which a reference target current calculation part calculates. 基準目標電流算出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a reference target current calculation part. 制御部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control part. ステアリングホイールの操作方向とトルク検出部からの出力値とが異なる現象(ヒステリシス)を示す図である。It is a figure which shows the phenomenon (hysteresis) from which the operation direction of a steering wheel differs from the output value from a torque detection part. 目標電流調整部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a target current adjustment part. 検出トルク信号と補正量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a detected torque signal and a correction amount. 補正量決定部が行う補正量決定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the correction amount determination process which a correction amount determination part performs. 増減度合い判定部が行う増減度合い判定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the increase / decrease degree determination process which an increase / decrease degree determination part performs. 出力部が行う出力処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the output process which an output part performs. 本実施の形態に係るステアリング装置における操舵トルクと目標電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the steering torque and target current in the steering device which concerns on this Embodiment.

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、乗り物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自動車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.
An 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. In the present embodiment, the configuration applied to an automobile is used. Illustrated.

ステアリング装置100は、ドライバが操作する車輪(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 (handle) 101 operated by a driver, and a steering shaft 102 provided integrally with the steering wheel 101. 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。   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.

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アボックス107を有している。ピニオンシャフト106は、ステアリングギアボックス107にてトーションバーを介して下部連結シャフト108と連結されている。ステアリングギアボックス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応じた電気信号(例えば電圧信号)出力するトルクセンサ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 connected to the lower connection shaft 108 via a torsion bar in a steering gear box 107. Inside the steering gear box 107, a torque sensor 109 that outputs an electrical signal (for example, a voltage signal) corresponding to the relative rotation angle between the lower connecting shaft 108 and the pinion shaft 106 is provided.

また、ステアリング装置100は、ステアリングギアボックス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。電動モータ110に実際に流れる実電流の大きさおよび方向は、モータ電流検出部33(図6参照)にて検出される。減速機構111は、ピニオンシャフト106とともに回転するウォームホイール(不図示)と、電動モータ110の出力軸に装着され、ウォームホイールと噛み合うウォームギアと、から構成される。
そして、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の出力値、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の出力値が入力される。
The steering device 100 includes an electric motor 110 supported by the steering gear box 107, and a speed reducing mechanism 111 that decelerates 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 magnitude and direction of the actual current that actually flows through the electric motor 110 is detected by the motor current detector 33 (see FIG. 6). The reduction mechanism 111 includes a worm wheel (not shown) that rotates together with the pinion shaft 106, and a worm gear that is attached to the output shaft of the electric motor 110 and meshes with the worm wheel.
The steering device 100 includes a control device 10 that controls the operation of the electric motor 110. The control device 10 receives the output value of the torque sensor 109 and the output value of the vehicle speed sensor 170 that detects the vehicle speed Vc, which is the moving speed of the automobile.

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に応じた値をトルクセンサ109からの出力に基づいて検出し、その検出された値に基づいて電動モータ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 a value corresponding to the steering torque T applied to the steering wheel 101 based on an output from the torque sensor 109, and the electric motor 110 based on the detected value. And the 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、ステアリング装置100の制御装置10の概略構成図である。
制御装置10は、CPU11、ROM12、RAM13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から出力された電気信号と、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。
そして、制御装置10は、トルクセンサ109から入力される信号に基づいて操舵トルクTに応じた値を検出するトルク検出部310と、トルク検出部310からの出力値(検出トルク信号Tp)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。
Next, the control device 10 will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the control device 10 of the steering device 100.
The control device 10 is an arithmetic logic operation circuit including a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, and the like.
The control device 10 receives an electric signal output from the torque sensor 109 and a vehicle speed signal v obtained by converting the vehicle speed Vc detected by the vehicle speed sensor 170 into an output signal.
Then, the control device 10 detects a value corresponding to the steering torque T based on a signal input from the torque sensor 109, and based on an output value (detected torque signal Tp) from the torque detector 310. The target auxiliary torque is calculated, the target current calculating unit 20 for calculating the target current IT necessary for the electric motor 110 to supply the target auxiliary torque, and the target current IT calculated by the target current calculating unit 20 is used. And a control unit 30 that performs feedback control and the like.

先ずは、トルク検出部310について詳述する。
トルク検出部310は、トルクセンサ109から入力される信号に基づいて操舵トルクTを算出し、算出した操舵トルクTを電気信号(電圧信号)に変換した検出トルク信号Tpを目標電流算出部20へ出力する。トルクセンサ109から出力される電気信号と、操舵トルクTとの関係を示すマップをROM12に記憶しておき、トルク検出部310は、このマップに、トルクセンサ109からの電気信号を代入することにより操舵トルクTを算出する。又は、トルクセンサ109からの電気信号と操舵トルクTとの関係を示す関数を組み込んでおき、トルク検出部310は、この関数にトルクセンサ109からの電気信号を代入して操舵トルクTを算出してもよい。なお、トルク検出部310は、トーションバーの捩れ量が零の状態を零とし、その状態から、右回転方向の操舵トルクTをプラス、左回転方向の操舵トルクTをマイナスの値として出力する。
First, the torque detector 310 will be described in detail.
The torque detector 310 calculates the steering torque T based on the signal input from the torque sensor 109, and outputs the detected torque signal Tp obtained by converting the calculated steering torque T into an electric signal (voltage signal) to the target current calculator 20. Output. A map indicating the relationship between the electrical signal output from the torque sensor 109 and the steering torque T is stored in the ROM 12, and the torque detection unit 310 substitutes the electrical signal from the torque sensor 109 in this map. A steering torque T is calculated. Alternatively, a function indicating the relationship between the electric signal from the torque sensor 109 and the steering torque T is incorporated, and the torque detector 310 calculates the steering torque T by substituting the electric signal from the torque sensor 109 into this function. May be. Note that the torque detection unit 310 sets the torsion bar twist amount to zero and outputs the steering torque T in the right rotation direction as a positive value and the steering torque T in the left rotation direction as a negative value from the state.

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基準目標電流IBを算出する基準目標電流算出部21と、基準目標電流算出部21が算出した基準目標電流IBを調整する調整電流IAを設定(算出)する目標電流調整部22と、基準目標電流算出部21が算出した基準目標電流IBと目標電流調整部22が設定した調整電流とを加算する加算部23と、を備えている。
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 reference target current calculation unit 21 that calculates a reference target current IB that serves as a reference in setting the target current, and an adjustment current that adjusts the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21. A target current adjustment unit 22 that sets (calculates) IA; and an addition unit 23 that adds the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 and the adjustment current set by the target current adjustment unit 22. Yes.

図4は、基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBと操舵トルクTとの相関関係を示す図である。図4では操舵トルクTがプラスである場合を例示しているが、操舵トルクTがマイナスである場合の基準目標電流IBは、プラスである場合の基準目標電流IBと零点を基準に点対称となる。
基準目標電流算出部21は、概略、トルク検出部310からの出力値(検出トルク信号Tp)に基づいて、操舵トルクTと基準目標電流IBとが図4に示す関係となるように基準目標電流IBを算出する。以下に、基準目標電流算出部21について詳しく説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a correlation between the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 and the steering torque T. Although FIG. 4 illustrates the case where the steering torque T is positive, the reference target current IB when the steering torque T is negative is point-symmetric with respect to the reference target current IB and zero when the steering torque T is positive. Become.
The reference target current calculation unit 21 roughly determines the reference target current based on the output value (detected torque signal Tp) from the torque detection unit 310 so that the steering torque T and the reference target current IB have the relationship shown in FIG. IB is calculated. Hereinafter, the reference target current calculation unit 21 will be described in detail.

図5は、基準目標電流算出部21の概略構成図である。
基準目標電流算出部21は、基準目標電流IBを設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部211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212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213とを備えている。また、基準目標電流算出部21は、ベース電流算出部211、イナーシャ補償電流算出部212、ダンパー補償電流算出部213などからの出力に基づいて基準目標電流IBを決定する基準目標電流決定部215を備えている。さらに、基準目標電流算出部21は、トルク信号Tpの位相補償を行う位相補償部216を備えている。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the reference target current calculation unit 21.
The reference target current calculation unit 21 calculates a base current calculation unit 211 that calculates a reference base current for setting the reference target current IB, and inertia compensation current calculation that calculates a current for canceling the moment of inertia of the electric motor 110. And a damper compensation current calculation unit 213 for calculating a current for limiting the rotation of the motor. The reference target current calculation unit 21 includes a reference target current determination unit 215 that determines the reference target current IB based on outputs from the base current calculation unit 211, the inertia compensation current calculation unit 212, the damper compensation current calculation unit 213, and the like. I have. Further, the reference target current calculation unit 21 includes a phase compensation unit 216 that performs phase compensation of the torque signal Tp.

ベース電流算出部211は、位相補償部216にてトルク信号Tp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を算出し、このベース電流の情報を含むベース電流信号Imbを出力する。なお、ベース電流算出部211は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROM12に記憶しておいた、トルク信号Tsおよび車速信号vとベース電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Tpおよび車速信号vを代入することによりベース電流を算出する。   The base current calculation unit 211 calculates a base current based on the torque signal Ts in which the torque signal Tp is phase-compensated by the phase compensation unit 216 and the vehicle speed signal v from the vehicle speed sensor 170, and information on this base current is obtained. A base current signal Imb including the same is output. The base current calculation unit 211 may detect the detected torque signal on a map indicating the correspondence between the torque signal Ts, the vehicle speed signal v, and the base current, which is previously created based on an empirical rule and stored in the ROM 12, for example. The base current is calculated by substituting Tp and the vehicle speed signal v.

イナーシャ補償電流算出部212は、トルク信号Tp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を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Isを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部212は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROM12に記憶しておいた、トルク信号Tpおよび車速信号vとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Tpおよび車速信号vを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。   The inertia compensation current calculation unit 212 calculates an inertia compensation current for canceling the inertia moment of the electric motor 110 and the system based on the torque signal Tp and the vehicle speed signal v, and generates an inertia compensation current signal Is including information on the current. Output. Note that the inertia compensation current calculation unit 212 is detected in, for example, a map indicating the correspondence between the torque signal Tp, the vehicle speed signal v, and the inertia compensation current, which is created based on an empirical rule and stored in the ROM 12 in advance. An inertia compensation current is calculated by substituting the torque signal Tp and the vehicle speed signal v.

ダンパー補償電流算出部213は、トルク信号Tp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を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Idを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部213は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROM12に記憶しておいた、トルク信号Tp、車速信号vおよび回転速度信号Nmsと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Tpと車速信号vと回転速度信号Nmsとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。   The damper compensation current calculation unit 213 calculates a damper compensation current for limiting the rotation of the electric motor 110 based on the torque signal Tp, the vehicle speed signal v, and the rotation speed signal Nms of the electric motor 110, and information on this current A damper compensation current signal Id including is output. The damper compensation current calculation unit 213 indicates the correspondence between the torque signal Tp, the vehicle speed signal v, the rotation speed signal Nms, and the damper compensation current, which are created based on empirical rules in advance and stored in the ROM 12, for example. A damper compensation current is calculated by substituting the detected torque signal Tp, vehicle speed signal v, and rotation speed signal Nms into the map.

基準目標電流決定部215は、ベース電流算出部211が算出したベース電流、イナーシャ補償電流算出部212が算出したイナーシャ補償電流およびダンパー補償電流算出部213が算出したダンパー補償電流に基づいて基準目標電流IBを決定し、この電流の情報を含む基準目標電流信号Ibを出力する。基準目標電流決定部215は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しROM12に記憶しておいた、補償電流と目標電流との対応を示すマップに代入することにより目標電流を算出する。   The reference target current determination unit 215 determines the reference target current based on the base current calculated by the base current calculation unit 211, the inertia compensation current calculated by the inertia compensation current calculation unit 212, and the damper compensation current calculated by the damper compensation current calculation unit 213. IB is determined, and a reference target current signal Ib including information on this current is output. The reference target current determination unit 215, for example, previously created a compensation current obtained by adding the inertia compensation current to the base current and subtracting the damper compensation current based on an empirical rule, and stored in the ROM 12. The target current is calculated by substituting it into a map showing the correspondence between the compensation current and the target current.

目標電流調整部22については、後で詳述するが、目標電流調整部22は、調整電流IAを決定し、この調整電流IAの情報を含む調整電流信号Iaを出力する。
加算部23は、基準目標電流算出部21が算出した基準目標電流IBと目標電流調整部22が設定した調整電流IAとを加算し、加算後の電流を目標電流ITとして制御部30へ出力する。言い換えれば、加算部23は、基準目標電流算出部21からの出力値である基準目標電流信号Ibと目標電流調整部22からの出力値である調整電流信号Iaとを加算した値を最終的な目標電流加算信号Itとして出力する。
Although the target current adjustment unit 22 will be described in detail later, the target current adjustment unit 22 determines the adjustment current IA and outputs an adjustment current signal Ia including information on the adjustment current IA.
The adding unit 23 adds the reference target current IB calculated by the reference target current calculating unit 21 and the adjustment current IA set by the target current adjusting unit 22, and outputs the added current to the control unit 30 as the target current IT. . In other words, the adding unit 23 finally adds a value obtained by adding the reference target current signal Ib that is the output value from the reference target current calculating unit 21 and the adjustment current signal Ia that is the output value from the target current adjusting unit 22. Output as target current addition signal It.

なお、目標電流算出部20には、トルク信号Tpと、車速信号vと、電動モータ110の回転速度Nmが出力信号に変換された回転速度信号Nmsとが入力される。回転速度信号Nmsは、例えば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センサ(例えば、回転子の回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路)の出力信号が微分されることにより得られるものであることを例示することができる。
なお、制御装置10には、車速センサ170などからの信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないA/D変換部によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、目標電流算出部20に取り込んでいる。
The target current calculation unit 20 receives the torque signal Tp, the vehicle speed signal v, and the rotation speed signal Nms obtained by converting the rotation speed Nm of the electric motor 110 into an output signal. The rotational speed signal Nms is, for example, a sensor configured to detect a rotational position of a rotor (rotor) of the electric motor 110 that is a three-phase brushless motor (for example, a rotor configured by a resolver, a rotary encoder, or the like that detects the rotational position of the rotor). It can be exemplified that the output signal of the position detection circuit is obtained by differentiating.
Since a signal from the vehicle speed sensor 170 or the like is input to the control device 10 as an analog signal, the analog signal is converted into a digital signal by an A / D conversion unit (not shown) and is taken into the target current calculation unit 20. .

次に、制御部30について詳述する。図6は、制御部30の概略構成図である。
制御部30は、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. 6 is a schematic configuration diagram of the control unit 30.
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 a motor current detection unit 33 that detects the actual current Im that actually flows through the electric motor 110. And have.
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。
偏差演算部41は、目標電流算出部20からの出力値である目標電流加算信号Itとモータ電流検出部33からの出力値であるモータ電流信号Imsとの偏差の値を偏差信号41aとして出力する。
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.
The deviation calculation unit 41 outputs a deviation value between the target current addition signal It that is an output value from the target current calculation unit 20 and the motor current signal Ims that is an output value from the motor current detection unit 33 as a deviation signal 41a. .

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、入力された偏差信号41aに対して、比例要素で比例処理した信号を出力し、積分要素で積分処理した信号を出力し、加算演算部でこれらの信号を加算してフィードバック処理信号42aを生成・出力する。
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PWM信号60aを生成し、生成したPWM信号60a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 coincide with each other. For example, the input deviation signal 41a is proportionally processed with a proportional element. A signal is output, a signal obtained by integration processing by an integration element is output, and these signals are added by an addition operation unit to generate and output a feedback processing signal 42a.
The PWM signal generation unit 60 generates the PWM signal 60a based on the output value from the feedback control unit 40, and outputs the generated PWM signal 60a.

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の値を検出して、検出した実電流Imをモータ電流信号Imsに変換して出力する。
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, and converts the detected actual current Im into a motor current signal Ims. And output.

以上のように構成されたステアリング装置100において、トルクセンサ109からの出力値には、ステアリングホイール101、下部連結シャフト108等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗が外乱として含まれる。そのため、ステアリングホイール101を左から右へ操舵する場合(以下、「右回転時」と称する場合もある)のトルクセンサ109の出力値と、右から左へ操舵する場合(以下、「左回転時」と称する場合もある)のトルクセンサ109の出力値とが異なる現象(ヒステリシス)が生じる。   In the steering device 100 configured as described above, the output value from the torque sensor 109 includes mechanical frictional resistance generated in the steering system such as the steering wheel 101 and the lower connecting shaft 108 as a disturbance. Therefore, the output value of the torque sensor 109 when steering the steering wheel 101 from left to right (hereinafter sometimes referred to as “right rotation”) and the output value when steering from the right to left (hereinafter referred to as “left rotation”). A phenomenon (hysteresis) different from the output value of the torque sensor 109 occurs.

図7は、ステアリングホイール101の操作方向とトルク検出部310からの出力値Tpとが異なる現象(ヒステリシス)を示す図である。
ステアリングホイール101の操作方向によってトルクセンサ109の出力値が異なるため、ステアリングホイール101の操作方向によってトルク検出部310からの出力値Tp(検出トルク信号Tp)が異なる。そのため、図7に示すように、ステアリングホイール101の操舵トルクTが同じであるとしても、ステアリングホイール101の左回転時のトルク検出部310からの出力値Tpの方がステアリングホイール101の右回転時のトルク検出部310からの出力値Tpよりも大きくなる。
かかる事項に鑑み、本実施の形態に係るステアリング装置100においては、図3に示したようにトルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpに応じて変化する基準目標電流IBを、ヒステリシスを考慮した値に補正するために目標電流調整部22を備えている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a phenomenon (hysteresis) in which the operation direction of the steering wheel 101 and the output value Tp from the torque detection unit 310 are different.
Since the output value of the torque sensor 109 differs depending on the operation direction of the steering wheel 101, the output value Tp (detected torque signal Tp) from the torque detector 310 differs depending on the operation direction of the steering wheel 101. Therefore, as shown in FIG. 7, even if the steering torque T of the steering wheel 101 is the same, the output value Tp from the torque detection unit 310 when the steering wheel 101 rotates counterclockwise is when the steering wheel 101 rotates clockwise. Becomes larger than the output value Tp from the torque detection unit 310.
In view of such matters, in the steering device 100 according to the present embodiment, the reference target current IB that changes in accordance with the detected torque signal Tp output from the torque detector 310 as shown in FIG. The target current adjusting unit 22 is provided to correct the corrected value.

図8は、目標電流調整部22の概略構成図である。
目標電流調整部22は、トルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpに基づいて補正量αを決定する補正量決定部221と、トルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpに基づいて操舵トルクTの増減を判定する増減度合い判定部222と、を備えている。また、目標電流調整部22は、補正量決定部221にて決定された補正量αと、増減度合い判定部222にて判定された操舵トルクTの増減とに基づいて調整電流IAを決定するとともに、決定した調整電流IAの情報を含む調整電流信号Iaを加算部23へ出力する出力部223を備えている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the target current adjustment unit 22.
The target current adjustment unit 22 is based on the correction amount determination unit 221 that determines the correction amount α based on the detected torque signal Tp output from the torque detection unit 310 and the detection torque signal Tp output from the torque detection unit 310. An increase / decrease degree determination unit 222 for determining increase / decrease in the steering torque T. The target current adjustment unit 22 determines the adjustment current IA based on the correction amount α determined by the correction amount determination unit 221 and the increase / decrease of the steering torque T determined by the increase / decrease degree determination unit 222. The output unit 223 outputs an adjustment current signal Ia including information on the determined adjustment current IA to the addition unit 23.

図9は、検出トルク信号Tpと補正量αとの関係を示す図である。
補正量決定部221は、トルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpに基づいて補正量αを決定する。例えば、予め経験則に基づいてトルク検出部310から出力される検出トルク信号Tpに応じた最適な補正量αを図9に示すように導き出しておく。そして、検出トルク信号Tpと最適な補正量αとの対応を示すマップを予め作成しROM12に記憶しておく。そして、補正量決定部221は、予め作成しROM12に記憶しておいた、検出トルク信号Tpと補正量αとの対応を示すマップに、検出トルク信号Tpを代入することにより補正量αを算出する。あるいは、予め作成した検出トルク信号Tpと補正量αとの関係式に検出トルク信号Tpを代入することにより補正量αを算出してもよい。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the detected torque signal Tp and the correction amount α.
The correction amount determination unit 221 determines the correction amount α based on the detected torque signal Tp output from the torque detection unit 310. For example, an optimal correction amount α corresponding to the detected torque signal Tp output from the torque detector 310 based on an empirical rule is previously derived as shown in FIG. A map showing the correspondence between the detected torque signal Tp and the optimum correction amount α is created in advance and stored in the ROM 12. Then, the correction amount determination unit 221 calculates the correction amount α by substituting the detected torque signal Tp into a map that is created in advance and stored in the ROM 12 and indicating the correspondence between the detected torque signal Tp and the correction amount α. To do. Alternatively, the correction amount α may be calculated by substituting the detected torque signal Tp into a relational expression between the detection torque signal Tp and the correction amount α created in advance.

図9に示すように、本実施の形態においては、補正量αは、検出トルク信号Tpの絶対値が予め定められた値Toより小さい場合にはマイナスの符号であり、検出トルク信号Tpの絶対値が予め定められた値Toより大きい場合にはプラスの符号である。つまり、補正量αは、検出トルク信号Tpの絶対値が予め定められた値Toよりも小さい場合と大きい場合とで符号が反転する。   As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the correction amount α is a minus sign when the absolute value of the detected torque signal Tp is smaller than a predetermined value To, and the absolute value of the detected torque signal Tp. If the value is greater than a predetermined value To, it is a plus sign. That is, the sign of the correction amount α is inverted depending on whether the absolute value of the detected torque signal Tp is smaller or larger than the predetermined value To.

増減度合い判定部222は、トーションバーの捩れ量が零の状態を中点にし、右方向の操舵トルクTをプラス、左方向の操舵トルクTをマイナスとした場合に、現時点における操舵トルクTの増減を判定する。増減度合い判定部222は、トルク検出部310から定期的に入力された検出トルク信号Tpの履歴から現時点における操舵トルクTの増減を判定する。
より具体的には、増減度合い判定部222は、RAM13に記憶された検出トルク信号Tpの内、最新の検出トルク信号Tp(n)を含む過去k個分の検出トルク信号Tpの平均値である今回平均値Tpave(n)を算出するとともに、最新の検出トルク信号Tp(n)を含まない、つまり最新の検出トルク信号Tp(n)より前に入力された過去k個分のトルク信号Tpの平均値である前回平均値Tpave(n−1)を算出する。例えば、kが2である場合、Tpave(n)=(Tp(n)+Tp(n−1))/2、Tpave(n−1)=(Tp(n−1)+Tp(n−2))/2である。
The increase / decrease degree determination unit 222 increases / decreases the steering torque T at the current time when the torsion bar twist amount is zero, the right steering torque T is positive, and the left steering torque T is negative. Determine. The increase / decrease degree determination unit 222 determines the increase / decrease in the steering torque T at the present time from the history of the detected torque signal Tp periodically input from the torque detection unit 310.
More specifically, the increase / decrease degree determination unit 222 is an average value of past k detected torque signals Tp including the latest detected torque signal Tp (n) among the detected torque signals Tp stored in the RAM 13. The average value Tpave (n) is calculated this time, and the latest detected torque signal Tp (n) is not included, that is, the past k torque signals Tp inputted before the latest detected torque signal Tp (n) A previous average value Tpave (n−1), which is an average value, is calculated. For example, when k is 2, Tpave (n) = (Tp (n) + Tp (n−1)) / 2, Tpave (n−1) = (Tp (n−1) + Tp (n−2)) / 2.

そして、増減度合い判定部222は、今回平均値Tpave(n)から前回平均値Tpave(n−1)を減算することにより得られた平均値変化ΔTpave(=Tpave(n)−Tpave(n−1))に基づいて操舵トルクTの増減の度合いを判定する。増減度合い判定部222は、平均値変化ΔTpaveが、予め定められたの第1の判定値よりも大きい場合には、増加量が大きいと判定し、操舵トルクTが増加している場合にセットされる増加判定をRAM13にセットする。他方、増減度合い判定部222は、平均値変化ΔTpaveが、予め定められたの第2の判定値よりも小さい場合には、減少量が大きいと判定し、操舵トルクTが減少している場合にセットされる減少判定をRAM13にセットする。また、増減度合い判定部222は、平均値変化ΔTpaveが第1の判定値以下である場合には、RAM13にセットされた増加判定をクリアし、平均値変化ΔTpaveが第2の判定値以上である場合には、RAM13にセットされた減少判定をクリアする。なお、第1の判定値はプラスの値、第2の判定値はマイナスの値であることを例示することができる。   Then, the increase / decrease degree determination unit 222 calculates the average value change ΔTpave (= Tpave (n) −Tpave (n−1) obtained by subtracting the previous average value Tpave (n−1) from the current average value Tpave (n). )), The degree of increase or decrease of the steering torque T is determined. The increase / decrease degree determination unit 222 determines that the increase amount is large when the average value change ΔTpave is larger than a predetermined first determination value, and is set when the steering torque T is increasing. Increase determination is set in the RAM 13. On the other hand, the increase / decrease degree determination unit 222 determines that the amount of decrease is large when the average value change ΔTpave is smaller than a predetermined second determination value, and when the steering torque T is decreasing. The decrease determination to be set is set in the RAM 13. Further, when the average value change ΔTpave is equal to or smaller than the first determination value, the increase / decrease degree determination unit 222 clears the increase determination set in the RAM 13 and the average value change ΔTpave is equal to or larger than the second determination value. In the case, the decrease determination set in the RAM 13 is cleared. It can be exemplified that the first determination value is a positive value and the second determination value is a negative value.

出力部223は、RAM13に増加判定がセットされている場合には、補正量決定部221が決定した補正量αに「−1」を乗算した値の電流を今回の調整電流IA(n)と決定するとともに、決定した調整電流IA(n)に応じた電気信号を今回の調整電流信号Ia(n)として出力する。また、出力部223は、RAM13に減少判定がセットされている場合には、補正量決定部221が決定した補正量αを今回の調整電流IA(n)と決定するとともに、決定した調整電流IA(n)に応じた電気信号を今回の調整電流信号Ia(n)として出力する。また、出力部223は、RAM13に増加判定も減少判定もセットされていない場合には、今回の調整電流IA(n)を前回の調整電流IA(n−1)と同じにし、今回の調整電流信号Ia(n)として、前回出力した調整電流信号Ia(n−1)と同じ信号を出力する。   When the increase determination is set in the RAM 13, the output unit 223 sets the current obtained by multiplying the correction amount α determined by the correction amount determination unit 221 by “−1” as the current adjustment current IA (n). At the same time, an electric signal corresponding to the determined adjustment current IA (n) is output as the current adjustment current signal Ia (n). When the reduction determination is set in the RAM 13, the output unit 223 determines the correction amount α determined by the correction amount determination unit 221 as the current adjustment current IA (n) and the determined adjustment current IA. An electrical signal corresponding to (n) is output as the current adjustment current signal Ia (n). Further, when neither increase determination nor decrease determination is set in the RAM 13, the output unit 223 makes the current adjustment current IA (n) the same as the previous adjustment current IA (n-1), and the current adjustment current IA (n-1). As the signal Ia (n), the same signal as the adjustment current signal Ia (n−1) output last time is output.

次に、フローチャートを用いて、補正量決定部221が行う補正量決定処理について説明する。
図10は、補正量決定部221が行う補正量決定処理の手順を示すフローチャートである。補正量決定部221は、定期的に、例えば10ms毎にこの補正量決定処理を実行する。
補正量決定部221は、先ず、トルク検出部310から出力され、RAM13に記憶された最新の検出トルク信号Tp(n)を読み込む(ステップ(以下、単に、「S」と記す。)1001)。
次に、補正量決定部221は、S1001にて読み込んだ最新の検出トルク信号Tp(n)とROM12に記憶されたマップとに基づいて補正量αを決定する(S1002)。
Next, correction amount determination processing performed by the correction amount determination unit 221 will be described using a flowchart.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of correction amount determination processing performed by the correction amount determination unit 221. The correction amount determination unit 221 periodically executes this correction amount determination process, for example, every 10 ms.
First, the correction amount determination unit 221 reads the latest detection torque signal Tp (n) output from the torque detection unit 310 and stored in the RAM 13 (step (hereinafter simply referred to as “S”) 1001).
Next, the correction amount determination unit 221 determines the correction amount α based on the latest detected torque signal Tp (n) read in S1001 and the map stored in the ROM 12 (S1002).

次に、フローチャートを用いて、増減度合い判定部222が行う増減度合い判定処理について説明する。
図11は、増減度合い判定部222が行う増減度合い判定処理の手順を示すフローチャートである。増減度合い判定部222は、定期的に、例えば10ms毎にこの増減判定処理を実行する。
増減度合い判定部222は、先ず、トルク検出部310から出力され、RAM13に記憶された検出トルク信号Tp(n)を読み込む(S1101)。その後、今回平均値Tpave(n)を算出する(S1102)とともに前回平均値Tpave(n−1)を算出し(S1103)、平均値変化ΔTpaveを算出する(ΔTpave=Tpave(n)−Tpave(n−1))(S1104)。
Next, an increase / decrease degree determination process performed by the increase / decrease degree determination unit 222 will be described using a flowchart.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of an increase / decrease degree determination process performed by the increase / decrease degree determination unit 222. The increase / decrease degree determination unit 222 executes the increase / decrease determination process periodically, for example, every 10 ms.
The increase / decrease degree determination unit 222 first reads the detected torque signal Tp (n) output from the torque detection unit 310 and stored in the RAM 13 (S1101). Thereafter, the current average value Tpave (n) is calculated (S1102) and the previous average value Tpave (n−1) is calculated (S1103), and the average value change ΔTpave is calculated (ΔTpave = Tpave (n) −Tpave (n) -1)) (S1104).

その後、増減度合い判定部222は、S1104にて算出された平均値変化ΔTpaveが第1の判定値よりも大きいか否かを判別する(S1105)。そして、平均値変化ΔTpaveが第1の判定値よりも大きい場合(S1105でYes)、増加判定をRAM13にセットし(S1106)、RAM13にセットされた減少判定をクリアする(S1107)。
一方、平均値変化ΔTpaveが第1の判定値よりも大きくない場合(S1105でNo)、S1104にて算出された平均値変化ΔTpaveが第2の判定値よりも小さいか否かを判別する(S1108)。そして、平均値変化ΔTpaveが第2の判定値よりも小さい場合(S1108でYes)、減少判定をRAM13にセットし(S1109)、RAM13にセットされた増加判定をクリアする(S1110)。他方、平均値変化ΔTpaveが第2の判定値よりも小さくない場合(S1108でNo)、言い換えれば、平均値変化ΔTpaveが、第2の判定値以上、第1の判定値以下である場合、RAM13にセットされた増加判定をクリアし(S1111)、減少判定をクリアする(S1112)。
Thereafter, the increase / decrease degree determination unit 222 determines whether or not the average value change ΔTpave calculated in S1104 is larger than the first determination value (S1105). When the average value change ΔTpave is larger than the first determination value (Yes in S1105), the increase determination is set in the RAM 13 (S1106), and the decrease determination set in the RAM 13 is cleared (S1107).
On the other hand, when the average value change ΔTpave is not larger than the first determination value (No in S1105), it is determined whether or not the average value change ΔTpave calculated in S1104 is smaller than the second determination value (S1108). ). When the average value change ΔTpave is smaller than the second determination value (Yes in S1108), the decrease determination is set in the RAM 13 (S1109), and the increase determination set in the RAM 13 is cleared (S1110). On the other hand, if the average value change ΔTpave is not smaller than the second determination value (No in S1108), in other words, if the average value change ΔTpave is greater than or equal to the second determination value and less than or equal to the first determination value, the RAM 13 The increase determination set in (1) is cleared (S1111), and the decrease determination is cleared (S1112).

次に、フローチャートを用いて、出力部223が行う出力処理について説明する。
図12は、出力部223が行う出力処理の手順を示すフローチャートである。出力部223は、定期的に、例えば10ms毎にこの出力処理を実行する。
出力部223は、先ず、RAM13に増加判定がセットされているかどうかを判別する(S1201)。そして、増加判定がセットされている場合(S1201でYes)、補正量決定部221が決定した補正量αに「−1」を乗算した値の電流を今回の調整電流IA(n)(=−1×α)と決定するとともに、決定した調整電流IA(n)に応じた電気信号を今回の調整電流信号Ia(n)として出力する(S1202)。
Next, output processing performed by the output unit 223 will be described using a flowchart.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure of output processing performed by the output unit 223. The output unit 223 executes this output process periodically, for example, every 10 ms.
First, the output unit 223 determines whether or not the increase determination is set in the RAM 13 (S1201). When the increase determination is set (Yes in S1201), the current value obtained by multiplying the correction amount α determined by the correction amount determination unit 221 by “−1” is the current adjustment current IA (n) (= − 1 × α) and an electrical signal corresponding to the determined adjustment current IA (n) is output as the current adjustment current signal Ia (n) (S1202).

一方、増加判定がセットされていない場合(S1201でNo)、RAM13に減少判定がセットされているかどうかを判別する(S1203)。そして、減少判定がセットされている場合(S1203でYes)、補正量決定部221が決定した補正量αを今回の調整電流IA(n)(=α)と決定するとともに、決定した調整電流IA(n)に応じた電気信号を今回の調整電流信号Ia(n)として出力する(S1204)。   On the other hand, when the increase determination is not set (No in S1201), it is determined whether or not the decrease determination is set in the RAM 13 (S1203). When the decrease determination is set (Yes in S1203), the correction amount α determined by the correction amount determination unit 221 is determined as the current adjustment current IA (n) (= α) and the determined adjustment current IA An electrical signal corresponding to (n) is output as the current adjustment current signal Ia (n) (S1204).

他方、減少判定がセットされていない場合(S1203でNo)、今回の調整電流IA(n)を前回の調整電流IA(n−1)と同じにし、今回の調整電流信号Ia(n)として、前回出力した調整電流信号Ia(n−1)と同じ信号を出力する(S1205)。   On the other hand, when the decrease determination is not set (No in S1203), the current adjustment current IA (n) is made the same as the previous adjustment current IA (n-1), and the current adjustment current signal Ia (n) is The same signal as the adjustment current signal Ia (n-1) output last time is output (S1205).

図13は、本実施の形態に係るステアリング装置100における操舵トルクTと目標電流算出部20が算出する目標電流ITとの関係を示す図である。操舵トルクTと目標電流算出部20が算出する目標電流ITとの関係を実線で示している。また、この図13には、操舵トルクTと基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBとの関係を破線で示している。
上述したように、トルクセンサ109からの出力値にはヒステリシスが生じることから、操舵トルクTに対する基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBは、図13の破線で示したように、ステアリングホイール101の右回転時(右方向への切り増し方向)の基準目標電流IBの値と、左回転時(左方向への切り戻し方向)の基準目標電流IBの値とで異なる。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between the steering torque T and the target current IT calculated by the target current calculation unit 20 in the steering device 100 according to the present embodiment. The relationship between the steering torque T and the target current IT calculated by the target current calculator 20 is indicated by a solid line. In FIG. 13, the relationship between the steering torque T and the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 is indicated by a broken line.
As described above, since hysteresis occurs in the output value from the torque sensor 109, the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 with respect to the steering torque T is as shown by the broken line in FIG. The reference target current IB is different between the value of the reference target current IB when the wheel 101 is rotated to the right (in the direction of increase in the right direction) and the value of the reference target current IB during rotation of the wheel 101 (in the direction of return to the left).

本実施の形態に係るステアリング装置100においては、図9に示すように、トルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpの絶対値の値が小さい場合には補正量αの値がマイナスに設定される。そして、操舵トルクTの増加量が大きい場合、言い換えればステアリングホイール101の右回転時には、基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBに補正量αを−1倍した値を加算した値の電流が、目標電流算出部20により目標電流ITとして算出される。また、操舵トルクTの減少量が大きい場合、言い換えればステアリングホイール101の左回転時には、基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBに補正量αを加算した値の電流が、目標電流算出部20により目標電流ITとして算出される。それゆえ、本実施の形態に係る目標電流算出部20によれば、操舵トルクTが小さい場合には、検出トルク信号Tpのヒステリシスに起因して生じるステアリングホイール101の右回転時の基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBと左回転時の基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBとの差が小さくなる。言い換えれば、操舵トルクTが小さい場合には、本実施の形態に係る目標電流算出部20が算出する目標電流ITは、目標電流調整部22および加算部23を備えずに基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBをそのまま目標電流算出部20が算出する目標電流ITとして出力する構成の目標電流算出部20(以下、「他の形態に係る目標電流算出部20」と称する。)の場合と比べると、ステアリングホイール101の右回転時の目標電流ITと左回転時の目標電流ITとの差が小さくなる。その結果、本実施の形態に係る目標電流算出部20によれば、操舵トルクTが小さい場合には、ステアリングホイール101の操作により近い目標電流が設定されるので操舵フィーリングが向上する。   In the steering device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, when the absolute value of the detected torque signal Tp output from the torque detector 310 is small, the correction amount α is set to a negative value. Is done. When the increase amount of the steering torque T is large, in other words, when the steering wheel 101 rotates to the right, a value obtained by adding a value obtained by multiplying the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 to the correction amount α by −1 is obtained. The current is calculated as the target current IT by the target current calculation unit 20. Further, when the amount of decrease in the steering torque T is large, in other words, when the steering wheel 101 is rotated counterclockwise, a current having a value obtained by adding the correction amount α to the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 is a target current calculation. The target current IT is calculated by the unit 20. Therefore, according to the target current calculation unit 20 according to the present embodiment, when the steering torque T is small, the reference target current is calculated when the steering wheel 101 rotates clockwise due to the hysteresis of the detected torque signal Tp. The difference between the reference target current IB calculated by the unit 21 and the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 during counterclockwise rotation is reduced. In other words, when the steering torque T is small, the target current IT calculated by the target current calculation unit 20 according to the present embodiment does not include the target current adjustment unit 22 and the addition unit 23, but the reference target current calculation unit 21. Of the target current calculation unit 20 (hereinafter referred to as “target current calculation unit 20 according to another embodiment”) configured to output the reference target current IB calculated by the above as the target current IT calculated by the target current calculation unit 20 as it is. Compared to the case, the difference between the target current IT when the steering wheel 101 rotates to the right and the target current IT when the steering wheel 101 rotates to the left becomes smaller. As a result, according to the target current calculation unit 20 according to the present embodiment, when the steering torque T is small, the target current that is closer to the operation of the steering wheel 101 is set, so that the steering feeling is improved.

一方、図9に示すように、トルク検出部310から出力された検出トルク信号Tpの絶対値の値が大きい場合には、絶対値が大きくなるに従って補正量αの値がプラス方向に大きくなるように設定される。そして、ステアリングホイール101の右回転時には、基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBに補正量αを−1倍した値を加算した値の電流が、目標電流算出部20により目標電流ITとして算出され、ステアリングホイール101の左回転時には、基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBに補正量αを加算した値の電流が、目標電流算出部20により目標電流ITとして算出される。それゆえ、本実施の形態に係る目標電流算出部20によれば、操舵トルクTが大きい場合には、検出トルク信号Tpのヒステリシスに起因して生じるステアリングホイール101の右回転時の基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBと左回転時の基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBとの差が大きくなる。言い換えれば、操舵トルクTが大きい場合には、本実施の形態に係る目標電流算出部20が算出する目標電流ITは、他の形態に係る目標電流算出部20が算出する目標電流ITと比べると、ステアリングホイール101の右回転時の目標電流ITと左回転時の目標電流ITとの差が大きくなる。つまり、操舵トルクTが大きい場合には、本実施の形態に係る目標電流算出部20は、ステアリングホイール101の切り増し方向である場合には基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBよりも小さく、ステアリングホイール101の切り戻し方向である場合には基準目標電流算出部21が算出する基準目標電流IBよりも大きくするように目標電流ITを算出する。これにより、例えば、ステアリングホイール101の右回転方向への切り増しからの切り戻し時には、本実施の形態に係るステアリング装置100における電動モータ110の右回転方向へのアシストトルクは、他の形態に係る目標電流算出部20を備える構成のステアリング装置100におけるアシストトルクよりも大きくなるので、車両の挙動を安定させることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 9, when the absolute value of the detected torque signal Tp output from the torque detector 310 is large, the correction amount α increases in the positive direction as the absolute value increases. Set to When the steering wheel 101 rotates to the right, a current having a value obtained by adding a value obtained by multiplying the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 to the correction amount α by −1 is set to the target current IT by the target current calculation unit 20. When the steering wheel 101 is rotated counterclockwise, a current having a value obtained by adding the correction amount α to the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 is calculated by the target current calculation unit 20 as the target current IT. . Therefore, according to the target current calculation unit 20 according to the present embodiment, when the steering torque T is large, the reference target current is calculated when the steering wheel 101 rotates clockwise due to the hysteresis of the detected torque signal Tp. The difference between the reference target current IB calculated by the unit 21 and the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 during left rotation increases. In other words, when the steering torque T is large, the target current IT calculated by the target current calculation unit 20 according to the present embodiment is compared with the target current IT calculated by the target current calculation unit 20 according to another embodiment. The difference between the target current IT when the steering wheel 101 rotates to the right and the target current IT when it rotates to the left increases. That is, when the steering torque T is large, the target current calculation unit 20 according to the present embodiment is based on the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 when the steering wheel 101 is in the increasing direction. Is smaller and the target current IT is calculated so as to be larger than the reference target current IB calculated by the reference target current calculation unit 21 when the steering wheel 101 is in the return direction. Thereby, for example, when the steering wheel 101 is turned back from the increase in the clockwise direction, the assist torque in the clockwise direction of the electric motor 110 in the steering device 100 according to the present embodiment is related to another mode. Since it becomes larger than the assist torque in the steering device 100 having the configuration including the target current calculation unit 20, the behavior of the vehicle can be stabilized.

以上説明したように、本実施の形態に係るステアリング装置100においては、操舵トルクTが小さい場合および大きい場合の広い領域でヒステリシスを考慮して目標電流ITが調整されるので、広域で操舵感(操舵特性)を向上させることができ、操舵フィーリングの向上および安全性の向上を図ることができる。また、トルクセンサ109からの出力値のみをパラメータとしているので、簡便な構成で操舵フィーリングの向上と安全性の向上の両立を実現している。   As described above, in the steering device 100 according to the present embodiment, the target current IT is adjusted in consideration of hysteresis in a wide region when the steering torque T is small and large, so that the steering feeling ( (Steering characteristics) can be improved, and steering feeling and safety can be improved. In addition, since only the output value from the torque sensor 109 is used as a parameter, both improvement in steering feeling and improvement in safety are realized with a simple configuration.

また、図9に例示した、検出トルク信号Tpと補正量αとの関係を、任意に変更することで、操舵トルクTに対する目標電流ITを任意に変更することができる。それゆえ、本実施の形態に係るステアリング装置100が搭載される車両毎に、容易にヒステリシスを考慮した設定にすることが可能となる。   Moreover, the target current IT with respect to the steering torque T can be arbitrarily changed by arbitrarily changing the relationship between the detected torque signal Tp and the correction amount α illustrated in FIG. Therefore, for each vehicle on which the steering device 100 according to the present embodiment is mounted, it is possible to easily set the hysteresis in consideration.

10…制御装置、20…目標電流算出部、21…基準目標電流算出部、22…目標電流調整部、23…加算部、30…制御部、100…電動パワーステアリング装置、101…ステアリングホイール(ハンドル)、109…トルクセンサ、110…電動モータ、221…補正量決定部、222…増減度合い判定部、223…出力部、310…トルク検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control apparatus, 20 ... Target current calculation part, 21 ... Reference target current calculation part, 22 ... Target current adjustment part, 23 ... Addition part, 30 ... Control part, 100 ... Electric power steering apparatus, 101 ... Steering wheel (handle) 109, torque sensor, 110, electric motor, 221, correction amount determination unit, 222, increase / decrease degree determination unit, 223, output unit, 310, torque detection unit.

Claims (4)

ステアリングホイールの操舵トルクに応じた値を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した検出値に基づいて電動モータに供給する目標電流を算出する目標電流算出手段と、
を備え、
前記目標電流算出手段は、前記検出手段が検出した検出値に応じた基準目標電流と、前記検出手段が検出した検出値に応じた調整値を用いて、前記操舵トルクの絶対値が大きい場合に、前記目標電流の絶対値が、前記ステアリングホイールの切り増し方向である場合には当該基準目標電流よりも小さく、当該ステアリングホイールの切り戻し方向である場合には当該基準目標電流よりも大きくなるように当該目標電流を算出し、
前記目標電流算出手段は、前記基準目標電流と前記調整値を用いて、前記操舵トルクの絶対値が小さい場合に、前記目標電流の絶対値が、前記ステアリングホイールの切り増し方向である場合には当該基準目標電流よりも大きく、当該ステアリングホイールの切り戻し方向である場合には当該基準目標電流よりも小さくするように当該目標電流を算出することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Detection means for detecting a value corresponding to the steering torque of the steering wheel;
Target current calculation means for calculating a target current to be supplied to the electric motor based on the detection value detected by the detection means;
With
When the absolute value of the steering torque is large, the target current calculation unit uses a reference target current according to the detection value detected by the detection unit and an adjustment value according to the detection value detected by the detection unit. The absolute value of the target current is smaller than the reference target current when the steering wheel is in the increasing direction of the steering wheel, and larger than the reference target current when the steering wheel is in the return direction of the steering wheel. To calculate the target current ,
The target current calculating means uses the reference target current and the adjustment value, and when the absolute value of the steering torque is small and the absolute value of the target current is in the direction of increasing the steering wheel, An electric power steering apparatus characterized in that the target current is calculated so as to be smaller than the reference target current when the steering target is larger than the reference target current and in the steering wheel return direction .
前記目標電流算出手段の前記調整値は、前記検出手段が検出した検出値の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合と大きい場合とで符号が反転することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The adjustment value of the target current calculation means to claim 1, characterized in that the sign is reversed in the case large and if the absolute value of the detected value detected by the detection unit is smaller than a predetermined value The electric power steering apparatus as described. 前記目標電流算出手段は、前記基準目標電流を算出する基準目標電流算出手段と、前記調整値を設定する目標電流調整手段と、前記基準目標電流と前記調整値とを加算する加算手段と、を備え、
前記目標電流調整手段は、前記検出手段が検出した検出値に基づいて補正量を決定する決定手段と、前記ステアリングホイールの操作方向に応じて、当該決定手段が決定した補正量を補正するとともに補正した補正量を前記調整値として出力する出力手段と、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。
The target current calculation means includes reference target current calculation means for calculating the reference target current, target current adjustment means for setting the adjustment value, and addition means for adding the reference target current and the adjustment value. Prepared,
The target current adjusting means corrects and corrects a correction amount determined by the determining means according to a direction of operation of the steering wheel, a determining means for determining a correction amount based on a detection value detected by the detecting means. the electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the correction amount and an output means for outputting, as the adjustment value.
前記操舵トルクの方向が、前記ステアリングホイールの一方の回転方向である場合をプラス、他方の回転方向である場合をマイナスとした場合に、
前記目標電流算出手段の前記決定手段は、前記補正量の符号を、前記検出手段が検出した検出値の絶対値が予め定められた値よりも小さい場合にはマイナス、大きい場合にはプラスに決定し、前記出力手段は、前記操舵トルクが増加している場合には、当該補正量に−1を乗算することにより得た値を前記調整値とし、当該操舵トルクが減少している場合には、当該補正量を前記調整値とすることを特徴とする請求項に記載の電動パワーステアリング装置。
When the steering torque direction is one direction of rotation of the steering wheel is positive, and the other direction of rotation is negative,
The determination means of the target current calculation means determines the sign of the correction amount to be negative when the absolute value of the detection value detected by the detection means is smaller than a predetermined value, and positive when it is larger. When the steering torque is increasing, the output means uses the value obtained by multiplying the correction amount by −1 as the adjustment value, and when the steering torque is decreasing. The electric power steering apparatus according to claim 3 , wherein the correction amount is the adjustment value.
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