JP6387657B2 - Electric power steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、ドライバが行う車両のハンドル操作をモータでアシストする電動パワーステアリングシステムに備えられて、このシステムを制御する電動パワーステアリング制御装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering control apparatus that is provided in an electric power steering system that assists a steering operation of a vehicle performed by a driver with a motor and controls the system.
特許文献1の電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルクとアシストトルク指令値から負荷を推定し、推定した負荷から目標操舵トルクを設定する。そして、操舵トルクがその目標操舵トルクと一致するようにするため、操舵トルクと目標操舵トルクの偏差からアシストトルク指令値を演算する。
The electric power steering control device of
制御対象である操舵系機械要素の摩擦力が増えると操舵に要するトルクが増えるため、特許文献1の技術では、操舵系機械要素の摩擦力が増えるとアシストトルク指令値を大きくしなければならない。このアシストトルク指令値は、負荷推定にも用いているため、アシストトルク指令値が大きくなると、推定する負荷が高い値になる。
Since the torque required for steering increases when the frictional force of the steering system mechanical element to be controlled increases, in the technique of
この摩擦力の影響により、切り込み状況下では、操舵時の目標操舵トルクが大きくなってしまい、それに追従して操舵トルクも大きくなってしまう。また、戻し状況下では、摩擦力の影響により、ハンドル角が0度に戻る前に操舵トルクが0になってしまう。したがって、ハンドル角の復元性が悪化し、ハンドル角を0度まで戻すためには、ドライバがハンドルを切る必要が生じる。 Due to the influence of this frictional force, the target steering torque at the time of steering increases under the cutting condition, and the steering torque increases accordingly. Further, under the return condition, the steering torque becomes zero before the steering wheel angle returns to 0 degrees due to the influence of the frictional force. Therefore, the handle angle restoration performance deteriorates, and in order to return the handle angle to 0 degrees, the driver needs to cut the handle.
特に、低μ路では路面反力が小さくなるため、路面μが低くない時と比較すると、相対的に操舵系機械要素の摩擦力の影響が大きくなる。そのため、低μ路では、摩擦力が小さいときと比較して切り込み状況下での操舵トルクが特に増えてしまい、また、摩擦力が小さいときに比較してハンドル角の復元性が特に悪化してしまう。 In particular, since the road surface reaction force is small on a low μ road, the influence of the frictional force of the steering system mechanical element is relatively greater than when the road surface μ is not low. Therefore, on low-μ roads, the steering torque under cutting conditions is particularly increased compared to when the frictional force is small, and the handle angle resilience is particularly worse than when the frictional force is small. End up.
また、低速走行時は、高速走時行に比較してセルフアライニングトルクが小さくなるので、低速走行時も、高速走行時に比較して、相対的に操舵系機械要素の摩擦力の影響が大きくなる。そのため、低速走行時も、高速走行時に比較して切り込み状況下での操舵トルクが増えてしまい、また、ハンドル角の復元性が悪化してしまう。 In addition, since the self-aligning torque is smaller during low-speed driving compared to high-speed driving, the influence of the frictional force of the steering system mechanical elements is relatively greater during low-speed driving than during high-speed driving. Become. For this reason, the steering torque under the cutting condition is increased even when traveling at a low speed as compared with when traveling at a high speed, and the restoring property of the steering wheel angle is deteriorated.
このように、従来は、操舵系機械要素の摩擦力自体が変化したり、また、路面μの変化や車速の変化により、相対的に操舵系機械要素の摩擦力の影響が変化すると、操舵感が変化してしまっていた。 Thus, conventionally, when the frictional force of the steering system mechanical element itself changes, or when the influence of the frictional force of the steering system mechanical element relatively changes due to a change in the road surface μ or a change in the vehicle speed, the steering feeling Has changed.
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、操舵系機械要素の摩擦力の影響の相対的な変化に対してロバストな操舵感を実現できる電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。 The present invention has been made based on this situation, and an object of the present invention is to provide an electric power steering system that can realize a steering feeling that is robust against a relative change in the influence of the frictional force of a steering system mechanical element. It is to provide a control device.
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。また、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The above object is achieved by a combination of the features described in the independent claims, and the subclaims define further advantageous embodiments of the invention. Further, the reference numerals in parentheses described in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the present invention. is not.
上記目的を達成するための本発明は、車両のハンドルの回転を操舵輪に伝達するトルク伝達経路の一部に設けられたトーションバーのねじれ角に基づいて、そのトーションバーに加えられているトルクである操舵トルクを検出するトルク検出部(4)と、ハンドルの操作による操舵輪の操舵時にハンドルの操作をアシストするためのアシストトルクを発生させるモータ(6)と、を備えた電動パワーステアリングシステム(1)に設けられ、モータを制御することによりアシストトルクを制御する電動パワーステアリング制御装置(100、200、300)であって、路面負荷を推定する負荷推定部(110)と、負荷推定部が推定した路面負荷に基づいて、操舵トルクの補正前の目標値である補正前目標操舵トルクを決定する補正前目標決定部(120)と、ハンドルの操作に伴い回転する部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出部(11)と、操舵角検出部が検出した操舵角に基づいて補正前目標操舵トルクを補正して目標操舵トルクを決定する目標補正部(130、230、330)と、目標操舵トルクと操舵トルクの偏差から、アシストトルク指令値を決定する指令値決定部(170、180)と、を備え、目標補正部は、操舵角に基づいて、目標操舵トルクの下限トルクおよび上限トルクを決定する上下限決定部(231、232、335、336、337、338)と、補正前目標操舵トルクを、上下限決定部が決定した下限トルクおよび上限トルクで制限して目標操舵トルクとする制限部(233)と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a torque applied to a torsion bar based on a torsion angle of a torsion bar provided in a part of a torque transmission path for transmitting the rotation of a vehicle handle to a steered wheel An electric power steering system comprising: a torque detector (4) for detecting a steering torque, and a motor (6) for generating an assist torque for assisting the operation of the steering wheel when the steering wheel is steered by the operation of the steering wheel. An electric power steering control device (100, 200, 300) provided in (1) for controlling an assist torque by controlling a motor, a load estimation unit (110) for estimating a road load, and a load estimation unit Based on the road load estimated by the vehicle, a pre-correction target steering torque that is a target value before correction of the steering torque is determined. A fixed part (120), a steering angle detection part (11) for detecting a steering angle that is a rotation angle of a member that rotates as the steering wheel is operated, and a target steering before correction based on the steering angle detected by the steering angle detection part A target correction unit (130, 230, 330) for correcting the torque to determine the target steering torque, and a command value determination unit (170, 180) for determining the assist torque command value from the deviation between the target steering torque and the steering torque. The target correction unit includes upper and lower limit determination units (231, 232, 335, 336, 337, 338) for determining a lower limit torque and an upper limit torque of the target steering torque based on the steering angle, and target steering before correction. torque restriction unit restricts at lower torque and an upper limit torque upper limit determination section has determined that the target steering torque (the 233), and wherein a call with a.
本発明によれば、目標操舵トルクと操舵トルクの偏差から、アシストトルク指令値を決定している。そして、目標操舵トルクは、路面負荷に基づいて決定した補正前目標操舵トルクを、操舵角に基づいて補正して決定している。操舵系機械要素に生じる摩擦力が操舵トルクに与える影響は操舵角に応じて変化するので、本発明のように、路面負荷に基づいて決定した補正前目標操舵トルクを操舵角に基づいて補正することで、操舵系機械要素に生じる摩擦力の影響の変化を低減できる。したがって、操舵系機械要素の摩擦力の影響の相対的な変化に対してロバストな操舵感が実現できる。 According to the present invention, the assist torque command value is determined from the deviation between the target steering torque and the steering torque. The target steering torque is determined by correcting the target steering torque before correction determined based on the road load based on the steering angle. Since the influence of the frictional force generated in the steering system mechanical element on the steering torque changes according to the steering angle, the target steering torque before correction determined based on the road load is corrected based on the steering angle as in the present invention. Thus, it is possible to reduce the change in the influence of the frictional force generated in the steering system mechanical element. Therefore, it is possible to realize a steering feeling that is robust against the relative change in the influence of the frictional force of the steering system mechanical element.
<第1実施形態>
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示す電動パワーステアリングシステム1は、ドライバによるハンドル2の操作をモータ6によってアシストするものである。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. An electric
ハンドル2は、入力軸であるステアリングシャフト3の一端に固定されている。ステアリングシャフト3の他端にはトルクセンサ4が接続されており、このトルクセンサ4の他端には、インターミディエイトシャフト5が接続されている。
The
トルクセンサ4は、操舵トルクTsを検出するためのセンサであり、請求項のトルク検出部に相当する。このトルクセンサ4は、ステアリングシャフト3とインターミディエイトシャフト5とを連結するトーションバーを有し、このトーションバーのねじれ角に基づいて、そのトーションバーに加えられているトルクを検出する。
The
モータ6は、ハンドル2の操舵力をアシストするものであり、その回転軸の先端にウォームギアが設けられ、このウォームギアが、インターミディエイトシャフト5に設けられたウォームホイールと噛み合っている。これにより、モータ6の回転がインターミディエイトシャフト5に伝達される。逆に、ハンドル2の操作や路面から入力されるトルクによってインターミディエイトシャフト5が回転されると、その回転がモータ6に伝達されてモータ6も回転する。
The
インターミディエイトシャフト5における、トルクセンサ4が接続された一端とは反対側の他端は、ステアリングギアボックス7に接続されている。ステアリングギアボックス7は、図示しないラックとピニオンギアからなるギア機構にて構成されており、インターミディエイトシャフト5の他端に設けられたピニオンギアに、ラックの歯が噛み合っている。そのため、ドライバがハンドル2を回すと、インターミディエイトシャフト5が回転し、これによりラックが左右に移動する。ラックの両端にはそれぞれタイロッド8が取り付けられており、ラックとともにタイロッド8が左右の往復運動を行う。これにより、タイロッド8がその先のナックルアーム9を引っ張ったり押したりすることで、操舵輪10の向きが変わる。
The other end of the
また、ステアリングシャフト3には、ステアリングシャフト3の回転角を検出する舵角センサ11が設けられている。この舵角センサ11は請求項の操舵角検出部に相当する。
The steering shaft 3 is provided with a
ステアリングシャフト3はハンドル2と一体回転するため、舵角センサ11が検出する角度は操舵角θを意味する。操舵角θは、車両が直進するときの角度を0度として、左右いずれか一方がプラス、他方がマイナスの値で表される。この操舵角θを示す信号はEPSECU100に入力される。また、車両における所定の部位には、車速Vcを検出するための車速センサ12も設けられている。車速Vcを示す信号もEPSECU100に入力される。
Since the steering shaft 3 rotates integrally with the
このような構成により、ドライバがハンドル2を回転させると、その回転がステアリングシャフト3、トルクセンサ4、インターミディエイトシャフト5を介してステアリングギアボックス7に伝達される。そして、ステアリングギアボックス7内で、インターミディエイトシャフト5の回転がタイロッド8の左右移動に変換され、タイロッド8が動くことによって、左右の操舵輪10が操舵される。
With this configuration, when the driver rotates the
電動パワーステアリング制御装置であるEPSECU100は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作する。このEPSECU100は、トルクセンサ4にて検出された操舵トルクTs、舵角センサ11により検出された操舵角θ、および車速センサ12にて検出された車速Vcに基づいて、アシストトルク指令値Ta*を演算する。そして、そのアシストトルク指令値Ta*に基づいてモータ6を駆動制御することにより、ドライバがハンドル2を回す力をアシストするアシストトルクを制御する。
図2にEPSECU100が備える構成要素を示す。EPSECU100は、負荷推定部110、補正前目標決定部120、目標補正部130、減算部170、サーボコントローラ180、電流フィードバック部190を備えている。
FIG. 2 shows components included in
負荷推定部110は、加算器111とローパスフィルタ112を備えた構成である。加算器111は、アシストトルク指令値Ta*と操舵トルクTsを加算する。加算した値はローパスフィルタ112にて高周波ノイズが除去される。ローパスフィルタ112から出力された値は、路面負荷の推定値である。以下、この推定値を推定負荷Txという。
The
通常、ドライバは主に10Hz以下の操舵反力情報を頼りに運転をしていることが知られている。そのため、ローパスフィルタ112は、たとえば、10Hz以下の周波数成分を通過するようになっている。
Usually, it is known that a driver is driving mainly by relying on steering reaction force information of 10 Hz or less. For this reason, the low-
補正前目標決定部120は、絶対値生成部121、符号生成部122、目標トルク生成部123、乗算部124を備える。
The pre-correction
負荷推定部110が出力した推定負荷Txは、絶対値生成部121、符号生成部122に入力される。絶対値生成部121は、推定負荷Txの絶対値を生成する。一方、符号生成部122は符号関数を備えており、入力された推定負荷Txが正の値であれば1を生成し、推定負荷Txが負であれば−1を生成する。
The estimated load Tx output from the
絶対値生成部121で絶対値とされた推定負荷Txは目標トルク生成部123に入力される。また、目標トルク生成部123には車速Vcも入力される。目標トルク生成部123は、図3に例示する目標操舵トルク生成マップを備えている。この目標操舵トルク生成マップは、20Km/h毎に、推定負荷Txと補正前目標操舵トルクTid1との関係を表したマップである。どの車速Vcにおける推定負荷Txと補正前目標操舵トルクTid1との関係も、推定負荷Txの上昇に対して対数的に補正前目標操舵トルクTid1が増加する。目標トルク生成部123は、図3のマップを、入力された車速Vc、推定負荷Txをもとに線形補間することで、補正前目標操舵トルクTid1の絶対値を求める。
The estimated load Tx determined as an absolute value by the absolute
乗算部124は、目標トルク生成部123が求めた補正前目標操舵トルクTid1の絶対値に、符号生成部122が生成した1または−1の値を乗算する。乗算後の値が補正前目標操舵トルクTid1である。
The
第1実施形態では、この補正前目標操舵トルクTid1を減算部170に入力するのではなく、目標補正部130を備えており、補正前目標操舵トルクTid1を補正して最終的な目標操舵トルクTidとする。
In the first embodiment, instead of inputting the target steering torque Tid1 before correction to the
この目標補正部130で補正を行う理由を説明する。図4は、操舵角θの時間変化がsin波形となるように操舵した状況で、補正前目標操舵トルクTid1をそのまま減算部170に入力した場合の操舵角θと操舵トルクTsとの関係を示す図である。図4において、実線は通常時、一点鎖線は、通常時よりも操舵系機械要素の摩擦が増大した時、破線は通常時よりも操舵系機械要素の摩擦が増大し、かつ、低μ路(摩擦係数μ=0.2)の場合である。なお、操舵系機械要素とは、ステアリングシャフト3から操舵輪10に至るまでのトルク伝達経路を構成する機械部品を意味する。
The reason why correction is performed by the
図4のグラフは、原点を中心にして、ほぼ点対称のグラフであるので、以下、操舵角θが正の値であるときを例にして説明する。図4のグラフの第1象限において、通常時と摩擦増大時とを比較すると分かるように、摩擦が増大することにより、切り込み状況における操舵トルクTsが増大していることが分かる。 Since the graph of FIG. 4 is a graph that is substantially point-symmetric with the origin at the center, the following description will be given taking an example in which the steering angle θ is a positive value. In the first quadrant of the graph of FIG. 4, it can be seen that the steering torque Ts in the cutting state is increased by increasing the friction, as can be seen by comparing the normal time and the friction increasing time.
また、ハンドルを戻していく時、すなわち操舵角θが小さくなっていくとき、通常時には、操舵トルクTsが0になるのは操舵角θが約4度であるのに対して、摩擦増大時は約10度で操舵トルクTsが0になっている。そして、通常時の波形よりも摩擦増大時の波形は第4象限において下側に膨らんだ形状となっている。このことから、摩擦が増大すると、ハンドルの復元性が悪くなることが分かる。したがって、操舵角θを0度に戻す際に切り込むような操舵が必要となる。 Further, when the steering wheel is returned, that is, when the steering angle θ decreases, normally, the steering torque Ts becomes zero when the steering angle θ is about 4 degrees, whereas when the friction increases. The steering torque Ts is 0 at about 10 degrees. And the waveform at the time of friction increase from the waveform at the time of normal time has a shape which swelled below in the 4th quadrant. From this, it is understood that when the friction is increased, the restoring property of the handle is deteriorated. Therefore, it is necessary to steer when turning the steering angle θ back to 0 degrees.
摩擦が増大し、かつ、低μ路の場合である破線の波形は、摩擦が増大しているだけの一点鎖線の波形よりも、さらに第4象限において下側に膨らんだ形状となる。これはハンドルを操舵した際のタイヤ横力が限界に達しやすくなり、タイヤ側からの復元力が低下したためである。復元力が小さいことで操舵トルクとしては通常時より下回ったり、第4象限側つまりは戻す際に切り込むような操舵が必要となってくるのである。 The waveform of the broken line in the case where the friction is increased and the road is low μ has a shape swelled further downward in the fourth quadrant than the waveform of the one-dot chain line in which the friction is increased. This is because the tire lateral force when the steering wheel is steered easily reaches the limit, and the restoring force from the tire side is reduced. Since the restoring force is small, the steering torque becomes lower than usual, or the fourth quadrant, that is, steering that is turned on when returning is required.
この図4に示したように、摩擦が増大したり、路面μが低下することにより、操舵トルクTsが変化することから、操舵感が変化してしまうことになる。また、図4には示していなが、低速走行時は同一ハンドル角に対するセルフアライニングトルクは高速走行時に比べて小さくなるため、摩擦が増大したときはその影響を強く受けて、操舵角θと操舵トルクTsとの関係は変化してしまう。しかし、ドライバにとっては操舵系機械要素の摩擦力、路面反力、車速Vcが増加して操舵感が変化することは好ましくない。そこで、補正前目標操舵トルクTid1をそのまま減算部170に入力するのではなく、目標補正部130により補正を行うのである。
As shown in FIG. 4, when the friction increases or the road surface μ decreases, the steering torque Ts changes, so that the steering feeling changes. Although not shown in FIG. 4, the self-aligning torque with respect to the same steering wheel angle is smaller than that during high-speed driving when traveling at low speeds. The relationship with the steering torque Ts changes. However, it is not preferable for the driver to change the feeling of steering by increasing the frictional force, road surface reaction force, and vehicle speed Vc of the steering system mechanical elements. Therefore, the
その目標補正部130は、加算器131、目標補正トルク生成部140を備える。そして、目標補正トルク生成部140は、加算部に相当する加算器141と、舵角基準目標補正部150と、ヒステリシス補正部160とを備える。
The
舵角基準目標補正部150は、絶対値生成部151、符号生成部152、目標トルク補正部153、乗算部154を備える。絶対値生成部151には、舵角センサ11が検出した操舵角θが入力され、その操舵角θの絶対値を生成する。符号生成部152にも、舵角センサ11が検出した操舵角θが入力される。符号生成部152は符号関数を備えており、入力された操舵角θが正の値であれば1を生成し、負の値であれば−1を生成する。
The steering angle reference target correction unit 150 includes an absolute
目標トルク補正部153は、補正トルク生成マップを備えている。この補正トルク生成マップは、操舵角θと舵角基準補正トルクTid2との関係を表したマップである。補正トルク生成マップは、入力値が図3の目標操舵トルク生成マップとは異なっているが、入力値に対する出力値の傾向は同じである。すなわち、補正トルク生成マップは、操舵角θが大きくなるほど大きい舵角基準補正トルクTid2を出力するマップである。また、操舵角θと舵角基準補正トルクTid2が定まる関係を複数の車速Vcに対して記憶しており、車速Vcが高くなるほど、舵角基準補正トルクTid2が大きくなる点も、目標操舵トルク生成マップと同じである。目標トルク補正部153は、補正トルク生成マップを、車速Vc、操舵角θをもとに線形補間することで、舵角基準補正トルクTid2の絶対値を求める。
The target
乗算部154は、目標トルク補正部153が決定した舵角基準補正トルクTid2の絶対値に、符号生成部152が生成した1または−1の値を乗算する。乗算後の値が舵角基準補正トルクTid2である。
The
ヒステリシス補正部160は、減算部161、制限部162、減算部163、前回値保持部164、増幅部165を備える。
The
減算部161は、逐次入力される操舵角θの今回値θ(n)から、前回値保持部164が保持している値、即ち操舵角θの前回値θ(n−1)と値d3の前回値d3(n−1)との差を減算する。以下、減算した値をd2とする。この値d2を制限部162に入力する。
The subtracting
制限部162は、上限値およびその上限値と絶対値が同じであり符号が反対符号である下限値を備えており、減算部161から入力された値d2が上限値と下限値の間であれば、その値d2をそのまま出力する。制限部162が出力する値をd3とする。入力された値d2が上限値以上であれば、d3として上限値を出力する。また、入力された値d2が下限値以下であれば、d3として下限値を出力する。
The limiting
減算部163は、操舵角θの今回値θ(n)から制限部162が出力した値d3を減算する。前回値保持部164は、減算部163が減算した値を保持する。保持している値をd1とする。前回値保持部164が保持している値d1は、次回、操舵角θが減算部161に入力されたときに、減算部161に出力される。次回の操舵角θを基準にすると、前回値保持部164が保持している値d1は、前回の操舵角θ(n−1)を用いて演算した値である。増幅部165は、制限部162が出力した値d3を、予め設定されたゲインKhで増幅する。増幅後の値がヒステリシス補正トルクTid3である。このようにして決定するヒステリシス補正トルクTid3は、操舵角θが変化すると、所定のヒステリシストルクで一定となり、操舵角θの変化方向が反転すると、逆符号のヒステリシストルクまで変化し、その後は一定となる。
The subtracting
図5は、操舵角θの時間変化がsin波形となるように操舵したときの操舵角θ、値d1、d2、d3、ヒステリシス補正トルクTid3の時間変化波形を説明する図である。値d3(n)は、下記式1のように変形できる。なお、式1において、Guard()は、所定範囲、たとえば、±1degで制限することを表し、nは今回値、n−1は1演算周期前の値を表す。
(式1) d3(n)=Guard(d2(n))
= Guard(θ(n)−d1(n))
= Guard(θ(n)−(θ(n−1)−d3(n−1)))
= Guard(θ(n)−θ(n−1)+d3(n−1))
FIG. 5 is a diagram for explaining a time change waveform of the steering angle θ, the values d1, d2, d3, and the hysteresis correction torque Tid3 when steering is performed so that the time change of the steering angle θ becomes a sin waveform. The value d3 (n) can be transformed as shown in
(Formula 1) d3 (n) = Guard (d2 (n))
= Guard (θ (n) -d1 (n))
= Guard (θ (n) − (θ (n−1) −d3 (n−1)))
= Guard (θ (n) −θ (n−1) + d3 (n−1))
式1の最終行より、値d3(n)は、制限範囲内では、操舵角θの1演算周期前からの変化が毎回積み上げられることが分かる。よって、制限範囲内では、操舵角θ(n)と同じ変化を示すことになる。図5の時間変化波形においては、時刻t0〜t1、t2〜t3の区間などのd3の波形がこれに相当する。
From the last line of
そして、Guard()内の値が上限値または下限値に達すると、上限値または下限値を維持することになる。図5の時間変化波形においては、時刻t1〜t2、t3〜t4の区間などのd3の波形がこれに相当する。 When the value in Guard () reaches the upper limit value or the lower limit value, the upper limit value or the lower limit value is maintained. In the time change waveform of FIG. 5, the waveform of d3 such as a section between times t1 to t2 and t3 to t4 corresponds to this.
この図5に示した操舵角θ、d3の変化から、操舵角θに対する値d3の変化を表すと、図6に示すようなリサージュ波形になる。すなわち、値d3は、上限値または下限値である制限値で一定となり、方向が反転すると、逆符号の制限値までは操舵角θと同じ値になり、逆符号の制限値に達すると、その制限値で一定になる。 If the change of the value d3 with respect to the steering angle θ is expressed from the change of the steering angles θ and d3 shown in FIG. 5, a Lissajous waveform as shown in FIG. 6 is obtained. That is, the value d3 is constant at a limit value that is an upper limit value or a lower limit value. When the direction is reversed, the value d3 becomes the same value as the steering angle θ up to the limit value of the opposite sign, and when the limit value of the opposite sign is reached, It becomes constant at the limit value.
この値d3にゲインkhを乗じるとヒステリシス補正トルクTid3となるので、図7に示すヒステリシス補正トルクTid3のリサージュ波形も、図6の波形と同様の形状となる。 When this value d3 is multiplied by the gain kh, the hysteresis correction torque Tid3 is obtained. Therefore, the Lissajous waveform of the hysteresis correction torque Tid3 shown in FIG. 7 has the same shape as the waveform of FIG.
説明を図2に戻す。加算器141は、舵角基準目標補正部150が出力した舵角基準補正トルクTid2と、ヒステリシス補正部160が出力したヒステリシス補正トルクTid3を加算する。加算した値Tid2+Tid3が、請求項の補正トルクに相当する。
Returning to FIG. The
この値Tid2+Tid3は、加算器131にて補正前目標操舵トルクTid1に加算される。加算器131で加算された後の値が最終的な目標操舵トルクTidである。
This value Tid2 + Tid3 is added to the pre-correction target steering torque Tid1 by the
図7は、これまでに説明した補正前目標操舵トルクTid1、舵角基準補正トルクTid2、ヒステリシス補正トルクTid3、目標操舵トルクTidの操舵角θに対する変化をそれぞれ例示するリサージュ波形である。 FIG. 7 is a Lissajous waveform that illustrates changes in the target steering torque Tid1, the steering angle reference correction torque Tid2, the hysteresis correction torque Tid3, and the target steering torque Tid with respect to the steering angle θ described above.
左上図に示すように、操舵角θが大きくなっていくときは、操舵角θの増加に伴い、補正前目標操舵トルクTid1は増加する。操舵角θの変化が反対方向になると、操舵角θが大きくなるときよりも小さい値で、操舵角θの減少に伴い、補正前目標操舵トルクTid1も小さくなる。 As shown in the upper left figure, when the steering angle θ increases, the pre-correction target steering torque Tid1 increases as the steering angle θ increases. When the change of the steering angle θ is in the opposite direction, the target steering torque Tid1 before correction becomes smaller as the steering angle θ decreases with a smaller value than when the steering angle θ increases.
右上図に示すように、舵角基準補正トルクTid2は、操舵角θが大きくなるにつれて増加する。この舵角基準補正トルクTid2はヒステリシス幅を持っていない。そのため、舵角基準補正トルクTid2を補正前目標操舵トルクTid1に乗算しただけでは、トルクの絶対量に対するヒステリシス幅の割合が小さくなり、ハンドルの戻され感が強くなる。そこで、左下図に示すリサージュ波形の変化をするヒステリシス補正トルクTid3を加算している。ヒステリシス補正トルクTid3を加算することにより、最終的な目標操舵トルクTidのリサージュ波形は右下図に示すように、トルクの絶対量に対するヒステリシス幅の割合が補正前目標操舵トルクTid1と同等以上となる。 As shown in the upper right diagram, the steering angle reference correction torque Tid2 increases as the steering angle θ increases. This steering angle reference correction torque Tid2 has no hysteresis width. Therefore, simply multiplying the steering angle reference correction torque Tid2 by the target steering torque Tid1 before correction reduces the ratio of the hysteresis width to the absolute amount of torque and increases the feeling of returning the steering wheel. Therefore, hysteresis correction torque Tid3 that changes the Lissajous waveform shown in the lower left diagram is added. By adding the hysteresis correction torque Tid3, the ratio of the hysteresis width to the absolute amount of torque becomes equal to or greater than the target steering torque Tid1 before correction, as shown in the lower right diagram of the final Lissajous waveform of the target steering torque Tid.
この目標操舵トルクTidは減算部170に入力される。減算部170は、目標操舵トルクTidから操舵トルクTsを減算する。すなわち、減算部170では目標操舵トルクTidと操舵トルクTsとの偏差であるトルク偏差ΔTが演算される。このトルク偏差ΔTがサーボコントローラ180に入力される。サーボコントローラ180は、トルク偏差ΔTがゼロになるように、すなわち、操舵トルクTsが目標操舵トルクTidになるように、アシストトルク指令値Ta*を演算する。なお、減算部170とサーボコントローラ180とにより請求項の指令値決定部が構成される。
The target steering torque Tid is input to the
そのサーボコントローラ180は、比例器181、積分器182、微分器183、加算器184を備える。比例器181はトルク偏差ΔTをゲインKp倍する。積分器182はトルク偏差ΔTを積分定数Kiで積分演算する。微分器183は微分定数Kdでトルク偏差ΔTを微分演算する。なお、sはラプラス演算子、τは時定数である。
The
アシストトルク指令値Ta*は、電流フィードバック部190、および、前述した加算器111に入力される。電流フィードバック部190は、アシストトルク指令値Ta*に基づき、そのアシストトルク指令値Ta*に対応したアシストトルクがトルクセンサ4よりも操舵輪10側に付与されるようにモータ6へ駆動電圧Vdを印加する。具体的には、アシストトルク指令値Ta*に基づいて、モータ6の各相へ通電すべき目標電流を設定する。そして、各相の通電電流値Imを検出し、検出した各相の通電電流値Imがそれぞれ目標電流と一致するように駆動電圧Vdを制御することで、所望のアシストトルクを発生させる。
The assist torque command value Ta * is input to the
図8は、補正前目標操舵トルクTid1、目標操舵トルクTidでそれぞれ制御した場合のリサージュ波形を比較して示す図である。この図8は、図4と同様に、操舵角θの時間変化がsin波形となるように操舵した状況での操舵角θと操舵トルクTsとの関係を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a comparison of Lissajous waveforms when control is performed with the pre-correction target steering torque Tid1 and the target steering torque Tid. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts in a situation where steering is performed so that the time change of the steering angle θ becomes a sin waveform, as in FIG. 4.
この図8において、実線、短一点鎖線、短破線は、それぞれ、補正前目標操舵トルクTid1をそのまま減算部170に入力した場合である。よって、図8の実線、短一点鎖線、短破線は、それぞれ、図4における実線、短一点鎖線、短破線と同じ形状である。
In FIG. 8, the solid line, the short one-dot chain line, and the short broken line are the cases where the pre-correction target steering torque Tid1 is input to the
長一点鎖線、長破線は、目標操舵トルクTidを減算部170に入力した場合である。短一点鎖線と長一点鎖線との比較から、摩擦が増大した状況でも、操舵角θに基づいた補正を行うことで、ハンドル2を戻している状況下、すなわち、操舵角θが0度に向かう状況下での、戻す方向に対抗する操舵トルクTsが小さくなっていることが分かる。
A long one-dot chain line and a long broken line are when the target steering torque Tid is input to the
より具体的に説明すると、たとえば、操舵角θが正、操舵トルクTsが負である第4象限では、ハンドル2を中立位置に戻す操作をしている。ここでは、ハンドル2を左から中立位置に戻す右回転操作をしているとする。ハンドル2がスムーズに左位置から中立位置に戻るためには、ハンドル2が左位置から中立位置になるまでは、操舵トルクTsは0に近い値か若干の正の値になることが好ましい。
More specifically, for example, in the fourth quadrant where the steering angle θ is positive and the steering torque Ts is negative, an operation of returning the
しかし、第4象限では、操舵トルクTsが負になっているため、ハンドル2を操作する方向に対抗する操舵トルクTsが発生していることになり、ドライバはハンドル2を中立位置に戻すために、ハンドル2を中立位置に戻す方向に力を加える必要がある。
However, in the fourth quadrant, since the steering torque Ts is negative, the steering torque Ts that opposes the direction in which the
これに対して、長一点鎖線で示すリサージュ波形は、第4象限を通る部分が少なくなっている。したがって、補正前目標操舵トルクTid1を操舵角θに基づいて補正した目標操舵トルクTidとすることで、ハンドル2を中立位置にスムーズに戻せることが分かる。
On the other hand, the Lissajous waveform indicated by the long and short dash line has fewer portions passing through the fourth quadrant. Therefore, it can be seen that the
また、長破線と短破線との比較から、摩擦が増大し、かつ、低μ路である状況でも、同様に、操舵角θに基づいた補正を行うことで、ハンドルを戻している状況下での戻す方向に対抗する操舵トルクTsが小さくなっていることが分かる。 Further, from the comparison between the long broken line and the short broken line, even in a situation where the friction increases and the road is a low μ road, similarly, by performing correction based on the steering angle θ, It can be seen that the steering torque Ts that opposes the return direction of is reduced.
以上、説明した第1実施形態によれば、減算部170、サーボコントローラ180において、目標操舵トルクTidと操舵トルクTsの偏差であるトルク偏差ΔTから、アシストトルク指令値Ta*を決定している。そして、目標操舵トルクTidは、推定負荷Txに基づいて決定した補正前目標操舵トルクTid1を、操舵角θに基づいて補正して決定している。
As described above, according to the first embodiment described above, the assist torque command value Ta * is determined from the torque deviation ΔT that is the deviation between the target steering torque Tid and the steering torque Ts in the
第1実施形態における補正は、具体的には、操舵角θが大きくなるほど大きくなる舵角基準補正トルクTid2に、ヒステリシス補正トルクTid3を加えた補正トルクを、推定負荷Txに基づいて決定した補正前目標操舵トルクTid1に加算する補正である。 Specifically, the correction in the first embodiment is a pre-correction in which a correction torque obtained by adding a hysteresis correction torque Tid3 to a steering angle reference correction torque Tid2 that increases as the steering angle θ increases is determined based on the estimated load Tx. This is a correction to be added to the target steering torque Tid1.
操舵系機械要素に生じる摩擦力が操舵トルクTsに与える影響は操舵角θに応じて変化するので、上記補正により、操舵系機械要素に生じる摩擦力が操舵トルクTsに与える影響の変化を低減できる。したがって、操舵系機械要素の摩擦力の影響の相対的な変化に対してロバストな操舵感が実現できる。 Since the influence of the frictional force generated in the steering system mechanical element on the steering torque Ts changes according to the steering angle θ, the above correction can reduce the change in the influence of the frictional force generated in the steering system mechanical element on the steering torque Ts. . Therefore, it is possible to realize a steering feeling that is robust against the relative change in the influence of the frictional force of the steering system mechanical element.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態を説明する。この第2実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the following description of the second embodiment, elements having the same reference numerals as those used so far are the same as elements having the same reference numerals in the previous embodiments unless otherwise specified. Further, when only a part of the configuration is described, the above-described embodiment can be applied to the other parts of the configuration.
第2実施形態の電動パワーステアリングシステムは、図2に示したEPSECU100に代えて、図9に示す構成のEPSECU200を備える。その他の構成は、第1実施形態の電動パワーステアリングシステム1と同じである。
The electric power steering system according to the second embodiment includes an
EPSECU200は、第1実施形態と同じ負荷推定部110、補正前目標決定部120、減算部170、サーボコントローラ180、電流フィードバック部190を備えている。そして、目標補正部130に代えて目標補正部230を備える。
The
目標補正部230は、下限決定部231、上限決定部232、制限部233を備えている。下限決定部231は下限マップを備える。図10は下限マップの一例である。図10に示すように、下限マップは、0km/hでは、操舵角θによらず一定の値である。0km/h以外は、操舵角θが大きくなるに従い、制限トルクが大きくなる。また、操舵角θが正の範囲では、車速Vcが高いほど制限トルクが高くなる。反対に、操舵角θが負の範囲では、車速Vcが高いほど制限トルクが低くなる。下限決定部231は、この図10に例示した下限マップを、操舵角θと車速Vcをもとに線形補間することで、目標操舵トルクTidの下限値となる下限トルクを決定する。
The
上限決定部232は上限マップを備える。上限マップは図示していないが、下限マップと点対称の関係にある。上限決定部232は、上限マップを、操舵角θと車速Vcをもとに線形補間することで、目標操舵トルクTidの上限値となる上限トルクを決定する。この上限決定部232、および、上述の下限決定部231が請求項の上下限決定部に相当する。
The upper
なお、下限マップと上限マップとは点対称の関係にあることから、操舵角θの符号を反転させ、下限マップ、操舵角θ、車速Vcから値を求め、その値の符号を反転させて上限トルクを決定してもよい。 Since the lower limit map and the upper limit map have a point-symmetric relationship, the sign of the steering angle θ is inverted, a value is obtained from the lower limit map, the steering angle θ, and the vehicle speed Vc, and the sign of the value is inverted and the upper limit map is inverted. Torque may be determined.
制限部233には、補正前目標操舵トルクTid1が入力される。制限部233は、この補正前目標操舵トルクTid1が下限トルクと上限トルクとの間であれば、入力された補正前目標操舵トルクTid1の値をそのまま目標操舵トルクTidとして出力する。入力された補正前目標操舵トルクTid1が下限トルク以下であれば、下限トルクを目標操舵トルクTidとして出力する。入力された補正前目標操舵トルクTid1が上限トルク以上であれば、上限トルクを目標操舵トルクTidとして出力する。
The limiting
図11は、第2実施形態において、補正前目標操舵トルクTid1、目標操舵トルクTidでそれぞれ制御した場合の操舵角θと操舵トルクTsとの関係を表すリサージュ波形を比較して示す図である。この図11も、図4、図8と同様に、操舵角θの時間変化がsin波形となるように操舵した状況での操舵角θと操舵トルクTsとの関係を示す図である。また、図8と同様、実線、短一点鎖線、短破線は、それぞれ、補正前目標操舵トルクTid1をそのまま減算部170に入力した場合である。
FIG. 11 is a diagram showing a comparison of Lissajous waveforms representing the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts when controlled by the target steering torque Tid1 before correction and the target steering torque Tid in the second embodiment. FIG. 11 is also a diagram showing the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts in a situation where steering is performed so that the time change of the steering angle θ becomes a sin waveform, as in FIGS. 4 and 8. Further, as in FIG. 8, the solid line, the short alternate long and short dash line, and the short dashed line are the cases where the target steering torque Tid1 before correction is input to the
長一点鎖線、長破線は、目標操舵トルクTidを減算部170に入力した場合である。短一点鎖線や短破線の波形は、通常時の波形である実線の波形との乖離が大きいのに対して、長一点鎖線、長破線の波形は、実線の波形に近い形状である。したがって、操舵角θに基づいて目標操舵トルクTidの上限、下限を制限する補正を行うと、操舵系機械要素の摩擦力が増大しても、さらには、低μ路になっても、操舵角θ−操舵トルクTsの特性はほぼ変化しないことが分かる。
A long one-dot chain line and a long broken line are when the target steering torque Tid is input to the
したがって、第2実施形態の電動パワーステアリングシステムは、操舵系機械要素の摩擦力の変化や、路面反力の変化、すなわち、操舵系機械要素の摩擦力が操舵トルクTsに与える影響が相対的に増大する変化に対して、操舵感はロバストであると言える。 Therefore, in the electric power steering system of the second embodiment, the change in the friction force of the steering system machine element and the change in the road surface reaction force, that is, the influence of the friction force of the steering system machine element on the steering torque Ts is relatively It can be said that the steering feeling is robust against the increasing change.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態を説明する。第3実施形態は、第2実施形態の改良である。第3実施形態の電動パワーステアリングシステムは、図9に示したEPSECU200に代えて、図12に示す構成のEPSECU300を備える。その他の構成は、第2実施形態の電動パワーステアリングシステムと同じである。EPSECU300は、目標補正部330の構成が第2実施形態の目標補正部230と相違する。その他の構成は第2実施形態のEPSECU200と同じである。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is an improvement over the second embodiment. The electric power steering system according to the third embodiment includes an
目標補正部330も、第2実施形態の目標補正部230が備えている制限部233を備える。これらに加えて、擬似微分部331、絶対値生成部332、増幅部333、補正量決定部334、補正前下限決定部335、減算部336、補正前上限決定部337、加算部に相当する加算器338を備える。
The
擬似微分部331は、フィルタにより操舵角θを擬似微分する。擬似微分後の値は操舵速度Vsを意味する。絶対値生成部332は、擬似微分部331が生成した操舵速度Vsの絶対値を生成して増幅部333に出力する。増幅部333は、絶対値生成部332が出力した操舵速度Vsの絶対値を、予め設定されたゲインKgで増幅する。補正量決定部334は、補正前下限トルク、補正前上限トルクを補正する補正量を決定する。この補正量決定部334は、補正量マップを備える。補正量マップは、増幅部333が出力した値を入力値とし、補正量を出力値とするマップである。この補正量マップは、補正量の下限値、上限値が定まっており、その下限値、上限値の範囲では、入力値と同じ値を出力する。補正量決定部334は、この補正量マップと、増幅部333が出力した値から補正量を決定する。
The pseudo differentiating
補正前下限決定部335は、第2実施形態の下限決定部231と同じである。ただし、第3実施形態では、この補正前下限決定部335が決定した値を補正前下限トルクとする。
The lower
減算部336は、補正前下限決定部335が決定した補正前下限トルクから補正量決定部334が決定した補正量を減算する。第3実施形態では、減算部336で減算した後の値が下限トルクである。
The
補正前上限決定部337は、第2実施形態の上限決定部232と同じである。ただし、第3実施形態では、この補正前上限決定部337が決定した値を補正前上限トルクとする。
The pre-correction upper
加算器338は、補正前上限決定部337が決定した補正前上限トルクに補正量決定部334が決定した補正量を加算する。第3実施形態では、加算器338で加算した後の値が上限トルクである。第3実施形態では、補正前下限決定部335、減算部336、補正前上限決定部337、加算器338が、請求項の上下限決定部に相当する。
The
制限部233は、第2実施形態と同じである。ただし、第3実施形態では、下限値と上限値との間の範囲が、補正量×2だけ、第2実施形態よりも広がっている。また、操舵速度Vsが高くなるほど補正量は大きくなるので、操舵速度Vsが高くなるほど、下限値と上限値との間の範囲が広がることになる。
The limiting
図13は、第3実施形態において、補正前目標操舵トルクTid1、目標操舵トルクTidでそれぞれ制御した場合の操舵角θと操舵トルクTsとの関係を表すリサージュ波形を比較して示す図である。この図13も、図4、図8、図11と同様に、操舵角θの時間変化がsin波形となるように操舵した状況での操舵角θと操舵トルクTsとの関係を示す図である。また、図8、図11と同様、実線、短一点鎖線、短破線は、それぞれ、補正前目標操舵トルクTid1をそのまま減算部170に入力した場合である。
FIG. 13 is a diagram showing a comparison of Lissajous waveforms representing the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts when controlled by the target steering torque Tid1 before correction and the target steering torque Tid in the third embodiment. FIG. 13 is also a diagram showing the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts in a situation where steering is performed so that the time change of the steering angle θ becomes a sin waveform, as in FIGS. 4, 8, and 11. . Further, as in FIGS. 8 and 11, the solid line, the short alternate long and short dash line, and the short dashed line are the cases where the pre-correction target steering torque Tid1 is input to the
長一点鎖線、長破線は、目標補正部330で補正した目標操舵トルクTidを減算部170に入力した場合である。図11における長一点鎖線、長破線の波形は、ほぼ実線と同じ波形であったが、第3実施形態では、長一点鎖線、長破線の波形は、実線の波形よりもヒステリシス幅が広がっている。また、ヒステリシス幅は、操舵速度Vsが高いほど広くなる。
A long one-dot chain line and a long broken line are when the target steering torque Tid corrected by the
操舵速度Vsが高い場合に、操舵角θ−操舵トルクTsの関係におけるヒステリシス幅が広くなるため、ドライバが意図的に切り返しを行う場合には、このヒステリシス幅が広くなる。これにより、ハンドルが戻ろうとする復元力から、ハンドルを止めようとする抵抗力への変化が緩やかになる。 When the steering speed Vs is high, the hysteresis width in the relationship between the steering angle θ and the steering torque Ts is widened. Therefore, when the driver intentionally turns back, the hysteresis width is widened. As a result, the change from the restoring force for returning the handle to the resistance force for stopping the handle becomes gradual.
ドライバが意図的に切り返しを行った場合など、操舵速度Vsが速いと、通常時のリサージュ波形が示すループでは、操舵トルクTsが短時間で反対符号に切り替わることになる。したがって、ドライバがハンドル2から受ける力が急に変化することになってしまう。
When the steering speed Vs is high, such as when the driver intentionally switches back, the steering torque Ts is switched to the opposite sign in a short time in the loop indicated by the normal Lissajous waveform. Therefore, the force that the driver receives from the
これに対して、第3実施形態では、操舵速度Vsが速いと、操舵角θ−操舵トルクTsの関係におけるヒステリシス幅が広くなり、これにより、操舵トルクTsの変化が緩やかになる。したがって、操舵速度Vsが速い場合にも、ドライバがハンドル2から受ける力が急に変化することが抑制されるので、操舵感が向上する。
On the other hand, in the third embodiment, when the steering speed Vs is fast, the hysteresis width in the relationship of the steering angle θ-steering torque Ts is widened, and thereby the change in the steering torque Ts becomes gentle. Accordingly, even when the steering speed Vs is fast, the force that the driver receives from the
なお、操舵速度Vsに応じて制限部233の制限幅を変化させているものの、第2実施形態と同様に、操舵角θに応じて目標操舵トルクTidを制限している。したがって、第3実施形態でも、操舵系機械要素の摩擦力の影響の相対的な変化に対しては、操舵感はロバストである。
Although the limit width of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The following modification is also contained in the technical scope of this invention, Furthermore, the summary other than the following is also included. Various modifications can be made without departing from the scope.
<変形例1>
たとえば、前述の実施形態では、ハンドル2の操作に伴い回転する部材の回転角である操舵角θとして、ステアリングシャフト3の回転角を用いていたが、操舵角θを検出する部材はステアリングシャフト3にかぎられない。たとえば、インターミディエイトシャフト5の回転角、モータ6の回転角、操舵輪10の回転角を操舵角θとしてもよい。
<
For example, in the above-described embodiment, the rotation angle of the steering shaft 3 is used as the steering angle θ, which is the rotation angle of the member that rotates in accordance with the operation of the
<変形例2>
第1実施形態では、補正前目標操舵トルクTid1に、舵角基準補正トルクTid2とヒステリシス補正トルクTid3を加算して目標操舵トルクTidとしていた。しかし、ヒステリシス補正トルクTid3は加算せず、補正前目標操舵トルクTid1に、舵角基準補正トルクTid2を加算して目標操舵トルクTidとしてもよい。
<
In the first embodiment, the target steering torque Tid is obtained by adding the steering angle reference correction torque Tid2 and the hysteresis correction torque Tid3 to the pre-correction target steering torque Tid1. However, the hysteresis correction torque Tid3 may not be added, and the steering angle reference correction torque Tid2 may be added to the target steering torque Tid1 before correction to obtain the target steering torque Tid.
<変形例3>
また、第1実施形態あるいは変形例2と、第2実施形態または第3実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、舵角基準補正トルクTid2、または、舵角基準補正トルクTid2にヒステリシス補正トルクTid3である補正トルクを、補正前目標操舵トルクTid1に加えた値を、目標補正部230、330で制限してもよい。
<Modification 3>
Further, the first embodiment or the second modification may be combined with the second embodiment or the third embodiment. That is, the
<変形例4>
第3実施形態では、操舵角θを擬似微分して操舵速度Vsを算出していたが、これに限られない。たとえば、モータ6の回転速度を検出して操舵速度Vsとしてもよい。
<
In the third embodiment, the steering speed Vs is calculated by pseudo-differentiating the steering angle θ, but is not limited thereto. For example, the rotational speed of the
<変形例5>
また、前述の第1実施形態では、操舵角θが変化しても、所定のトルクで一定となるヒステリシス補正トルクTid3を演算していたが、これに限られない。操舵角θによってゲインKhを変えることで、操舵角θに応じてヒステリシス幅を大きくしてもよい。
<
In the first embodiment described above, the hysteresis correction torque Tid3 that is constant at a predetermined torque is calculated even when the steering angle θ is changed, but is not limited thereto. The hysteresis width may be increased according to the steering angle θ by changing the gain Kh according to the steering angle θ.
ヒステリシス幅を操舵角θに応じて変化させると、操舵角θの絶対値が大きくなるに従い、目標操舵トルクTidは、絶対量に対するヒステリシス幅の割合が大きくなることになる。そのため、よりドライバに好ましい操舵フィールに調整することができる。 When the hysteresis width is changed according to the steering angle θ, the ratio of the hysteresis width to the absolute amount of the target steering torque Tid increases as the absolute value of the steering angle θ increases. Therefore, it is possible to adjust to a steering feel that is more preferable for the driver.
<変形例6>
また、前述の実施形態では、電動パワーステアリングシステムの方式として、インターミディエイトシャフト5の回転をモータ6でアシストする、いわゆるシャフトアシスト式の構成を例に挙げて説明した。しかし、これもあくまでも一例である。例えばタイロッド8の往復運動、即ちステアリングギアボックス7内のラックの往復運動をモータでアシストする、いわゆるラックアシスト式のものにも適用できるなど、種々のアシスト方式の電動パワーステアリングシステムに対して本発明を適用することが可能である。
<
Further, in the above-described embodiment, as a method of the electric power steering system, a so-called shaft assist type configuration in which the rotation of the
1:電動パワーステアリングシステム、 100:EPSECU、 110:負荷推定部、 120:補正前目標決定部、 121:絶対値生成部、 122:符号生成部、 123:目標トルク生成部、 124:乗算部、 130:目標補正部、 150:舵角基準目標補正部、 160:ヒステリシス補正部、 170:減算部 200:EPSECU、 230:目標補正部、 300:EPSECU、 330:目標補正部、 Im:通電電流値、 Tid:目標操舵トルク、 Tid1:補正前目標操舵トルク、 Tid2:舵角基準補正トルク、 Tid3:ヒステリシス補正トルク、 Ts:操舵トルク、 Tx:推定負荷、 Vs:操舵速度、 θ:操舵角 1: electric power steering system, 100: EPSECU, 110: load estimation unit, 120: pre-correction target determination unit, 121: absolute value generation unit, 122: code generation unit, 123: target torque generation unit, 124: multiplication unit, 130: Target correction unit, 150: Steering angle reference target correction unit, 160: Hysteresis correction unit, 170: Subtraction unit 200: EPSECU, 230: Target correction unit, 300: EPSECU, 330: Target correction unit, Im: Current-carrying current value Tid: target steering torque, Tid1: target steering torque before correction, Tid2: steering angle reference correction torque, Tid3: hysteresis correction torque, Ts: steering torque, Tx: estimated load, Vs: steering speed, θ: steering angle
Claims (5)
前記ハンドルの操作による前記操舵輪の操舵時に前記ハンドルの操作をアシストするためのアシストトルクを発生させるモータ(6)と、を備えた電動パワーステアリングシステム(1)に設けられ、
前記モータを制御することにより前記アシストトルクを制御する電動パワーステアリング制御装置(100、200、300)であって、
路面負荷を推定する負荷推定部(110)と、
前記負荷推定部が推定した路面負荷に基づいて、前記操舵トルクの補正前の目標値である補正前目標操舵トルクを決定する補正前目標決定部(120)と、
前記ハンドルの操作に伴い回転する部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出部
(11)と、
前記操舵角検出部が検出した操舵角に基づいて前記補正前目標操舵トルクを補正して目標操舵トルクを決定する目標補正部(130、230、330)と、
前記目標操舵トルクと前記操舵トルクの偏差から、アシストトルク指令値を決定する指令値決定部(170、180)と、
を備え、
前記目標補正部は、
前記操舵角に基づいて、前記目標操舵トルクの下限トルクおよび上限トルクを決定する上下限決定部(231、232、335、336、337、338)と、
前記補正前目標操舵トルクを、前記上下限決定部が決定した前記下限トルクおよび前記上限トルクで制限して前記目標操舵トルクとする制限部(233)と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 A torque detector that detects a steering torque, which is a torque applied to the torsion bar, based on a torsion angle of a torsion bar provided in a part of a torque transmission path that transmits the rotation of the steering wheel of the vehicle to the steering wheel. 4) and
A motor (6) for generating an assist torque for assisting the operation of the steering wheel when the steering wheel is steered by the operation of the steering wheel, and provided in an electric power steering system (1),
An electric power steering control device (100, 200, 300) for controlling the assist torque by controlling the motor,
A load estimation unit (110) for estimating a road surface load;
A pre-correction target determination unit (120) for determining a pre-correction target steering torque, which is a target value before correction of the steering torque, based on the road surface load estimated by the load estimation unit;
A steering angle detector (11) for detecting a steering angle that is a rotation angle of a member that rotates in accordance with the operation of the handle;
A target correction unit (130, 230, 330) that determines the target steering torque by correcting the pre-correction target steering torque based on the steering angle detected by the steering angle detection unit;
A command value determining unit (170, 180) for determining an assist torque command value from a deviation between the target steering torque and the steering torque;
Equipped with a,
The target correction unit includes:
Upper and lower limit determining units (231, 232, 335, 336, 337, 338) for determining a lower limit torque and an upper limit torque of the target steering torque based on the steering angle;
Electric power at which the pre-correction target steering torque, limiting unit to the target steering torque limit by the lower torque and the upper limit torque the upper and lower limit determining section determines that (233), characterized that you provided with Steering control device.
前記目標補正部(130)は、前記操舵角に基づいて補正トルクを決定し、その補正トルクを、前記補正前目標決定部が決定した前記補正前目標操舵トルクに加算して、前記目標操舵トルクとすることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 In claim 1,
The target correction unit (130) determines a correction torque based on the steering angle, and adds the correction torque to the pre-correction target steering torque determined by the pre-correction target determination unit, to thereby calculate the target steering torque. An electric power steering control device.
前記目標補正部は、
前記操舵角に基づいて、前記操舵角が大きいほど大きくなる舵角基準補正トルクを決定する舵角基準目標補正部(150)と、
前記操舵角の変化に対して、所定のヒステリシストルクを付与し、前記操舵角の変化方向が反転すると、逆符号の前記ヒステリシストルクを付与するヒステリシス補正トルクを決定するヒステリシス補正部(160)と、
前記舵角基準目標補正部が決定した前記舵角基準補正トルクと、前記ヒステリシス補正部が決定した前記ヒステリシス補正トルクを加算して前記補正トルクとする加算部(141)と
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 In claim 2,
The target correction unit includes:
A steering angle reference target correction unit (150) for determining a steering angle reference correction torque that increases as the steering angle increases based on the steering angle;
A hysteresis correction unit (160) for applying a predetermined hysteresis torque to the change in the steering angle and determining a hysteresis correction torque for applying the hysteresis torque having an opposite sign when the direction of change in the steering angle is reversed;
An addition unit (141) that adds the steering angle reference correction torque determined by the steering angle reference target correction unit and the hysteresis correction torque determined by the hysteresis correction unit to obtain the correction torque. Electric power steering control device.
前記上下限決定部(335、336、337、338)は、操舵速度が高くなるほど前記上限トルクと前記下限トルクとの間が広がるように、前記上限トルク、前記下限トルクを変更することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 In any one of Claims 1-3 ,
The upper and lower limit determining units (335, 336, 337, 338) change the upper limit torque and the lower limit torque so that a gap between the upper limit torque and the lower limit torque increases as a steering speed increases. Electric power steering control device.
前記負荷推定部は、前記トルク検出部が検出した操舵トルクと、前記アシストトルクを指示するアシストトルク指令値とに基づいて前記路面負荷を推定することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
In any one of Claims 1-4 ,
The electric power steering control device, wherein the load estimation unit estimates the road load based on a steering torque detected by the torque detection unit and an assist torque command value for instructing the assist torque.
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