JP6598709B2 - Power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータを駆動源として車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle using an electric motor as a drive source.

従来、パワーステアリング装置においては、ステアリング中立付近における過剰アシストを抑制するために、操舵トルクが所定範囲内にある場合には、操舵トルクの値に関わらず基本アシスト制御量をゼロとする所謂不感帯が設けられている。   Conventionally, in a power steering apparatus, in order to suppress excessive assist near the steering neutral position, when the steering torque is within a predetermined range, there is a so-called dead zone in which the basic assist control amount is zero regardless of the value of the steering torque. Is provided.

ここで、この不感帯による操舵性の問題に関した背景技術として、特開2009−208671号公報(特許文献1)がある。特許文献1では、以下の課題を示している。すなわち、実際の車両走行路には、排水性向上等の理由から幅方向に傾斜(カント)が付けられている場合が多い。このようなカント路を走行する際は、直進走行時であっても、そのカントによる車両偏向を抑えるべく、ステアリングに微小舵角を与え続けることが必要となる。しかしながら、これに必要な操舵トルクは、多くの場合、不感帯の範囲内に相当するような極めて小さなものである。このため、運転者は、パワーアシスト制御の恩恵を受けられない状態で、その微小なステアリング操作を継続しなければならず、特に、長時間に亘るカント路走行時においては、その負担が極めて大きなものとなるという問題がある。よって、特許文献1では、長時間に亘る保舵操作を効果的にアシストすることのできる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とし、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される操舵トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力の基礎成分を演算するとともに、判定される前記ステアリング操作の状態が保舵である場合には、前記操舵系に付与するアシスト力を増大させるべく前記基礎成分の演算に用いる前記操舵トルクを補正する電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、保舵状態の積算時間を演算し、該積算時間が大きいほど、前記操舵トルクの補正量を増大させる構成が開示されている。   Here, there is JP 2009-208671 A (Patent Document 1) as a background art related to the problem of steering performance due to the dead zone. Patent Document 1 shows the following problems. That is, there are many cases where an actual vehicle travel path is inclined in the width direction for reasons such as improved drainage. When traveling on such a cant road, it is necessary to continue to give a small steering angle to the steering in order to suppress vehicle deflection due to the cant even when traveling straight ahead. However, the steering torque required for this is often very small, corresponding to the dead zone. For this reason, the driver must continue the minute steering operation in a state where the benefits of the power assist control cannot be obtained, and the burden is particularly great when traveling on a cant road for a long time. There is a problem of becoming something. Therefore, in patent document 1, it aims at providing the electric power steering device which can assist the steering operation for a long time effectively, and assists steering operation to a steering system by using a motor as a drive source. A steering force assisting device for applying an assist force; and a control means for controlling the operation of the steering force assisting device, wherein the control means is a basic component of the assist force applied to the steering system based on a detected steering torque. Electric power steering that corrects the steering torque used to calculate the basic component so as to increase the assist force applied to the steering system when the determined steering operation state is steering The control means calculates an accumulated time of the steering holding state, and increases the amount of correction of the steering torque as the accumulated time increases. Configuration is disclosed to be.

特開2009−208671号公報JP 2009-208671 A

特許文献1では、カント路面等でアシスト不感帯内での操舵の際、操舵トルク積算値に基づいてアシストトルクを増大させる補償量を算出するようにしている。   In Patent Document 1, when steering is performed on a cant road surface or the like in an assist dead zone, a compensation amount for increasing the assist torque is calculated based on the integrated steering torque value.

しかし、特許文献1は、アシストトルク不感帯の設定が微舵域の操舵特性を劣化させてしまうという点について、考慮されていない。例えば、運転者が左方向への操舵から操舵トルク0を跨ぎ右方向への操舵へ移行する際、操舵トルク0を含む所定範囲でアシストトルク不感帯によりモータ指令信号が0となっていると、運転者は連続的に操舵操作しているにも拘わらず所定範囲において操舵アシストトルクが減少し、操舵違和感が生じる虞がある。   However, Patent Document 1 does not take into consideration that the setting of the assist torque dead zone deteriorates the steering characteristics in the fine steering area. For example, when the driver shifts from steering in the left direction to steering in the right direction across the steering torque 0, if the motor command signal is 0 in the predetermined range including the steering torque 0 due to the assist torque dead zone, Even if the person continuously steers, the steering assist torque decreases in a predetermined range, and there is a possibility that a sense of incongruity may occur.

本発明は、上記課題を解決し、アシストトルク不感帯よる微舵域の操舵特性を向上させ、操舵違和感を抑制することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, improve the steering characteristics of the fine steering area due to the assist torque dead zone, and suppress the steering discomfort.

上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、パワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を転舵させる操舵機構と、操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、記電動モータを駆動制御する制御装置とを有し、制御装置は、操舵機構に生じる操舵トルクの信号である操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において操舵トルク信号に対する電動モータへの指令信号であるモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性、および操舵トルク信号が0を含み第1所定範囲よりも狭い第2所定範囲において操舵トルク信号に対するモータ指令信号が0となる特性を有する第2の特性に基づきモータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、車両の走行状況に応じて第1の特性または第2の特性を選択する特性選択部と、モータ指令信号に基づき電動モータを駆動制御するモータ駆動信号を出力する駆動信号出力部とを有する構成とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is, as an example, a power steering device that steers a steered wheel in response to a steering operation of a steering wheel, and applies a steering force to the steering mechanism. And a control device that controls the driving of the electric motor. The control device is configured to drive the steering torque signal in a first predetermined range including a steering torque signal that is 0, which is a steering torque signal generated in the steering mechanism. The motor command signal for the steering torque signal is in a first characteristic having a characteristic that a motor command signal that is a command signal to the motor is 0, and in a second predetermined range that includes 0 and is smaller than the first predetermined range. A motor command signal calculation unit for calculating a motor command signal based on a second characteristic having a characteristic of 0, and the first characteristic or the A characteristic selecting section for selecting the second characteristic, a structure and a driving signal output unit that outputs a motor drive signal for driving and controlling the electric motor based on the motor command signal.

本発明によれば、アシストトルク不感帯よる微舵域の操舵特性を向上させ、操舵違和感を抑制するパワーステアリング装置およびその制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power steering apparatus which improves the steering characteristic of the fine steering area by an assist torque dead zone, and suppresses a steering discomfort and its control apparatus can be provided.

実施例におけるパワーステアリング装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power steering apparatus in an Example. 実施例における制御装置の構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of the control device in the embodiment. 実施例における基本アシストMAP例である。It is an example of basic assist MAP in an Example. 実施例における不感帯ゼロ化MAP例である。It is a dead zone zero MAP example in an Example. 実施例における不感帯ゼロ化MAPによるアシスト特性変化例である。It is an example of an assist characteristic change by dead zone zeroization MAP in an Example. 実施例における不感帯ゼロ化MAP適用フロ−チャートである。It is a dead zone zeroization MAP application flowchart in an Example.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施例におけるパワーステアリング装置の概略構成図である。図1において、パワーステアリング装置は、ステアリングホイール1、ステアリングシャフト2,ピニオン軸3,ラック軸4により基本的な操舵機構を構成している。この操舵機構は、運転者によってステアリングホイール1が回転操作されると、そのステアリングホイール1の回転がステアリングシャフト2を介してピニオン軸3に伝達されるとともに、そのピニオン軸3の回転運動がラック軸4の直線運動に変換され、ラック軸4の両端に連結された左右の転舵輪5が転舵する構成となっている。つまり、ラック軸4には、ピニオン軸3が噛み合いするラック歯(図示省略)が形成されており、そのラック歯とピニオン軸3との噛合をもってステアリングシャフト2の回転を転舵動作に変換する変換機構で構成される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power steering apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the power steering apparatus constitutes a basic steering mechanism by a steering wheel 1, a steering shaft 2, a pinion shaft 3, and a rack shaft 4. In this steering mechanism, when the steering wheel 1 is rotated by the driver, the rotation of the steering wheel 1 is transmitted to the pinion shaft 3 via the steering shaft 2 and the rotational motion of the pinion shaft 3 is transmitted to the rack shaft. The left and right steered wheels 5 that are converted into four linear motions and connected to both ends of the rack shaft 4 are steered. That is, the rack shaft 4 is formed with rack teeth (not shown) with which the pinion shaft 3 meshes, and the rotation of the steering shaft 2 is converted into a turning operation by meshing the rack teeth with the pinion shaft 3. It consists of a mechanism.

また、ステアリングシャフト2にはステアリングシャフト2の回転角を検出するトルクセンサ6、及び舵角センサ10が設けられている。トルクセンサ6はト―ションバを用いたセンサである。制御装置(以下、ECUとも称する)8は、トルクセンサ6の出力電圧であるト―ションバトルクおよび舵角センサ10の舵角センサ出力信号、さらに、電動モータ9のモータ回転センサ信号、また、車速センサ7から得られる車速に基づいて、電動モータ9への指令信号であるモータ指令信号を演算し電動モータ9の電流制御を行い、電動モータ9からピニオン軸3に対して操舵補助力であるアシストトルクを付与するように構成されている。   The steering shaft 2 is provided with a torque sensor 6 for detecting the rotation angle of the steering shaft 2 and a steering angle sensor 10. The torque sensor 6 is a sensor using a torsion bar. The control device (hereinafter also referred to as ECU) 8 is a torsion bar torque that is an output voltage of the torque sensor 6, a steering angle sensor output signal of the steering angle sensor 10, a motor rotation sensor signal of the electric motor 9, and Based on the vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 7, a motor command signal, which is a command signal to the electric motor 9, is calculated to control the current of the electric motor 9, and the steering assist force is applied from the electric motor 9 to the pinion shaft 3. An assist torque is applied.

本実施例では、直進走行中などで舵の座りを悪化させるシーンでは、ステアリング中立付近における過剰アシストを抑制するために、アシストトルク不感帯を設け、通常の切り返し操舵ではアシストトルク不感帯をゼロに近い特性とする。すなわち、例えば、左方向への操舵から操舵トルク0を跨ぎ右方向への操舵へ移行する際、操舵トルク0を含む所定範囲である所謂不感帯においてモータ指令信号が0となっていると、運転者は連続的に操舵操作しているにも拘わらず所定範囲において操舵アシストトルクが減少し、操舵違和感が生じる虞がある。そこで、直進走行中か切り返し操舵中か等の走行状況に応じて不感帯が小さい特性、または不感帯が限りなく0に近い特性に基づき操舵アシスト力を付与することにより、操舵違和感を抑制する。   In this embodiment, an assist torque dead zone is provided in order to suppress excessive assist in the vicinity of the steering neutral in a scene that deteriorates the rudder's seat during straight traveling, etc. And That is, for example, when shifting from steering in the left direction to steering in the right direction across the steering torque 0, if the motor command signal is 0 in a so-called dead zone that is a predetermined range including the steering torque 0, the driver However, there is a possibility that the steering assist torque is reduced in a predetermined range even though the steering operation is continuously performed, and that a feeling of steering discomfort occurs. Therefore, the steering discomfort is suppressed by applying the steering assist force based on the characteristic that the dead zone is small or the dead zone is extremely close to 0 depending on the traveling situation such as whether the vehicle is traveling straight ahead or turning back.

図2は、本実施例における制御装置8の構成ブロック図である。図2において、21は基本アシストトルク算出部であって、図3に示すような、トルクセンサ6の出力電圧であるト―ションバトルクとアシストトルクの関係を示す基本アシストMAPに基づき基本アシストトルクに対応したアシスト指令値を出力する。   FIG. 2 is a configuration block diagram of the control device 8 in the present embodiment. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a basic assist torque calculation unit, which is based on the basic assist MAP indicating the relationship between the torsion bar torque, which is the output voltage of the torque sensor 6, and the assist torque as shown in FIG. The assist command value corresponding to is output.

また、22は不感帯ゼロ化トルク算出部であって、図4に示すような、トルクセンサ6の出力電圧であるト―ションバトルクとアシストトルクの関係を示す不感帯ゼロ化MAPに基づき不感帯ゼロ化トルクに対応したアシスト指令値を出力する。   Further, reference numeral 22 denotes a dead zone zero torque calculation unit, which is shown in FIG. 4 and is based on the dead zone zero map MAP indicating the relationship between the torsional bar torque and the assist torque as the output voltage of the torque sensor 6. The assist command value corresponding to the torque is output.

23は、トルクセンサ6の出力電圧であるト―ションバトルクから得られる操舵トルク信号や、車速センサ7から得られる車速、さらに、電動モータ9のモータ回転センサ信号から得られるモータ回転数の振動周波数を検出する振動周波数検出部である。   Reference numeral 23 denotes a steering torque signal obtained from the torsional torque which is an output voltage of the torque sensor 6, a vehicle speed obtained from the vehicle speed sensor 7, and a vibration of the motor rotational speed obtained from the motor rotation sensor signal of the electric motor 9. It is a vibration frequency detector for detecting the frequency.

25は不感帯可変ゲイン算出部であって、振動周波数検出部23の出力を受けて、不感帯ゼロ化トルク算出部22で算出した不感帯ゼロ化トルクに重み付けのためのゲインを算出し、積算器26で積算することで、不感帯ゼロ化トルクに重み付けする。   A dead zone variable gain calculator 25 receives the output of the vibration frequency detector 23, calculates a gain for weighting the dead zone zero torque calculated by the dead zone zero torque calculator 22, and an integrator 26 By accumulating, the dead zone zeroing torque is weighted.

基本アシストトルク算出部21からの基本アシストトルクと積算器26の出力は、加算器27で加算されて、図5に示すような、アシストトルクに対応したアシスト指令値を出力する。図5において、(1)は不感帯ゼロ化トルクの重み付けを大きくした場合を示し、例えばゲインを1.0とした例を示している。また、(2)は不感帯ゼロ化トルクの重み付けを小さくした場合を示し、例えばゲインを0.5とした例を示している。また、(3)は不感帯ゼロ化を実施しない場合であり、ゲインを0とした場合に相当する。   The basic assist torque from the basic assist torque calculation unit 21 and the output of the integrator 26 are added by an adder 27, and an assist command value corresponding to the assist torque as shown in FIG. 5 is output. In FIG. 5, (1) shows a case where the dead zone zeroization torque weighting is increased, and for example, the gain is set to 1.0. Further, (2) shows a case where the dead zone zeroing torque weighting is reduced, for example, an example in which the gain is set to 0.5. Further, (3) is a case where the dead zone is not zeroed, and corresponds to a case where the gain is set to zero.

また、24は、操舵トルク信号に対する路面からの入力の影響度に応じてアシストトルクを減少させる外乱抑制制御を実施する外乱抑制制御トルク算出部である。なお、外乱抑制制御実施中は不感帯ゼロ化を実施しない方が望ましい。その理由は、外乱抑制制御中は、外乱の影響を受けている可能性があるため、この外乱入力に過敏に反応しないようにして、操舵安定性を向上させるためである。   Reference numeral 24 denotes a disturbance suppression control torque calculation unit that performs disturbance suppression control that reduces the assist torque in accordance with the influence of the input from the road surface on the steering torque signal. In addition, it is desirable not to implement the dead zone zero during the disturbance suppression control. The reason is that during the disturbance suppression control, there is a possibility of being influenced by the disturbance, so that the steering stability is improved by not reacting sensitively to the disturbance input.

以上のように、本実施例では、微舵域の操舵特性向上へ効果のある不感帯ゼロ設定を積極的に実施するため、直進走行中などで舵の座りを悪化させるシーンではアシストトルク不感帯を設け、通常の切り返し操舵ではアシストトルク不感帯をゼロとする。具体的には、基本アシストトルクを下記式(1)で算出する。   As described above, in this embodiment, in order to positively implement the dead zone zero setting that is effective in improving the steering characteristics in the fine steering area, an assist torque dead zone is provided in a scene that deteriorates the rudder's seating during straight traveling. In normal reverse steering, the assist torque dead zone is set to zero. Specifically, the basic assist torque is calculated by the following formula (1).

基本アシストトルク=基本アシストMAP(不感帯あり)+
不感帯ゼロ化MAP*ゲイン …(1)
これにより、操舵トルク変動が高周波のときはゲインを下げることで不感帯ゼロ化MAPの寄与率をさげ、過敏にアシストが発生することを抑制する。
Basic assist torque = Basic assist MAP (with dead zone) +
Zero dead zone MAP * gain (1)
As a result, when the steering torque fluctuation is a high frequency, the gain is decreased to reduce the contribution ratio of the dead zone zeroization MAP, thereby suppressing the occurrence of sensitive assistance.

なお、不感帯可変ゲイン算出部25は振動周波数検出部23の出力を受けてゲイン算出するとしたが、振動によらず、操舵トルク信号や、車速から得られる走行状況に応じてゲインを算出しても良い。   The dead zone variable gain calculation unit 25 calculates the gain by receiving the output of the vibration frequency detection unit 23. However, the gain may be calculated according to the steering torque signal or the driving situation obtained from the vehicle speed, regardless of the vibration. good.

図6に、本実施例における不感帯ゼロ化MAP適用のフロ−チャートを示す。図6において、ステップS10で不感帯ゼロ化を実施するかを判断する。実施しない場合は、S13で不感帯ゼロ化を未実施とし、処理を終了する。実施する場合は、S11で外乱抑制制御実施中かを判断する。外乱抑制制御実施中であればS13で不感帯ゼロ化を未実施とし、処理を終了する。外乱抑制制御実施中でなければ、S12で、車速が規定値以下かを判断し、車速が所定以上のときは、高速走行中の操舵安定性を重視しS13で不感帯ゼロ化を未実施とし、処理を終了する。車速が規定値以下であれば、S14で不感帯ゼロ化MAPを適用して、S15で不感帯ゼロ化MAPの重み付けを付加し、S16で重み付けを徐々に変化させるような徐変処理を行う。これにより、操作アシスト特性の急変に伴う操舵違和感を抑制することができる。   FIG. 6 shows a flow chart of dead zone zeroization MAP application in this embodiment. In FIG. 6, it is determined whether or not the dead zone is zeroed in step S10. If not, the dead zone is not zeroed in S13 and the process is terminated. If so, it is determined in S11 whether disturbance suppression control is being performed. If the disturbance suppression control is being performed, the dead zone is not zeroed in S13 and the process is terminated. If the disturbance suppression control is not being performed, it is determined in S12 whether the vehicle speed is equal to or less than a specified value. The process ends. If the vehicle speed is less than or equal to the specified value, the dead zone zeroing MAP is applied in S14, the dead zone zeroing MAP is weighted in S15, and a gradual change process is performed in which the weighting is gradually changed in S16. Thereby, the uncomfortable feeling of steering accompanying sudden change of the operation assist characteristic can be suppressed.

図2においては、図5に示したような不感帯を有する特性と不感帯が実質ない特性を、基本アシストトルクと不感帯ゼロ化トルクにゲインを積算したものを加算することで実現したが、これに限定されるものでなく、それぞれの特性を単純に切替える構成としても良いのは言うまでもない。例えば、操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において操舵トルク信号に対するモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性(例えば、図5の(3)の特性)、および操舵トルク信号が0を含み第1所定範囲よりも狭い第2所定範囲において操舵トルク信号に対するモータ指令信号が0となる特性を有する第2の特性(例えば、図5の(1)または(2)の特性)に基づきモータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、モータ指令信号演算部に設けられ、車両の走行状況に応じて第1の特性または第2の特性を選択する特性選択部と、モータ指令信号に基づき電動モータを駆動制御するモータ駆動信号を出力する駆動信号出力部と、を有するように構成しても良い。なお、特性選択部は、第1の特性と第2の特性のうち、何れか一方のみを用いてもよいし、両方を用いてもよい。   In FIG. 2, the characteristic having the dead band and the characteristic having no dead band as shown in FIG. 5 are realized by adding the gain obtained by adding the basic assist torque and the dead band zeroing torque to the gain. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, the respective characteristics may be simply switched. For example, in the first predetermined range including the steering torque signal of 0, the first characteristic (for example, the characteristic of (3) in FIG. 5) having the characteristic that the motor command signal for the steering torque signal is 0, and the steering torque signal are In a second characteristic (for example, the characteristic (1) or (2) in FIG. 5) having a characteristic that the motor command signal for the steering torque signal becomes zero in a second predetermined range that includes 0 and is narrower than the first predetermined range. A motor command signal calculation unit that calculates a motor command signal based on the motor command signal, a characteristic selection unit that is provided in the motor command signal calculation unit, and that selects the first characteristic or the second characteristic according to the traveling state of the vehicle; And a drive signal output unit that outputs a motor drive signal for driving and controlling the electric motor based on the above. Note that the characteristic selection unit may use only one or both of the first characteristic and the second characteristic.

これにより、直進走行中などで舵の座りを悪化させるシーンでは、不感帯を設けたアシストトルク特性とし、運転者が連続的に操舵操作し場合には、不感帯が限りなく0に近い特性に基づき操舵アシスト力を付与することにより、操舵違和感を抑制することができる。   As a result, in a scene where the rudder's seat is deteriorated during straight running, etc., the assist torque characteristic is provided with a dead zone, and when the driver performs a steering operation continuously, the dead zone is steered based on a characteristic that is almost zero. By applying the assist force, it is possible to suppress a sense of discomfort in steering.

なお、特性選択部は、操舵トルク信号に基づき第1の特性と第2の特性を選択しても良い。これは、操舵トルクは運転者の操舵状態に直結しているため、特性選択に適しており、適切な操舵アシスト力を付与することができる。   The characteristic selecting unit may select the first characteristic and the second characteristic based on the steering torque signal. This is because the steering torque is directly connected to the steering state of the driver, so that it is suitable for characteristic selection and an appropriate steering assist force can be applied.

また、特性選択部は、操舵トルク信号の周波数が所定周波数以上のとき第2の特性を選択しないようにする。これは、操舵トルク信号の周波数が高いときは、路面からの外乱入力がある可能性が高いため、この外乱入力に過敏に反応しない様、第2の特性を選択しないことにより、操舵安定性を向上させることができる。   The characteristic selection unit does not select the second characteristic when the frequency of the steering torque signal is equal to or higher than a predetermined frequency. This is because when the frequency of the steering torque signal is high, there is a high possibility that there is a disturbance input from the road surface. Therefore, the steering stability can be improved by not selecting the second characteristic so as not to react sensitively to the disturbance input. Can be improved.

また、特性選択部は、操舵トルク信号が所定周波数以下、かつ車両速度が所定車速未満のとき、第2の特性を選択するようにする。これにより、路面からの外乱の影響が少なく、かつ高速走行中でない状態における不感帯での操舵違和感を抑制することができる。   The characteristic selection unit selects the second characteristic when the steering torque signal is equal to or lower than the predetermined frequency and the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed. Thereby, the influence of the disturbance from the road surface is small, and the uncomfortable steering feeling in the dead zone when not traveling at high speed can be suppressed.

また、特性選択部は、操舵操作の方向が同一のまま、例えば右から左にステアリングホイールを切ったとき、操舵トルク信号が減少した後、0の状態を通過後、再度増加するとき、第2の特性を選択するようにする。これにより、連続的に操舵操作する際の不感帯における操舵アシスト量減少に伴う操舵違和感を抑制することができる。   In addition, when the steering operation direction remains the same, for example, when the steering wheel is turned from right to left, after the steering torque signal decreases, the characteristic selection unit passes the zero state and then increases again. Select the characteristics of As a result, it is possible to suppress a sense of incongruity caused by a decrease in the steering assist amount in the dead zone when continuously steering.

また、特性選択部は、電動モータの回転速度の周波数が所定周波数以上のとき第2の特性を選択しないようにする。これにより、電動モータの回転速度の周波数が高いときは、路面からの外乱入力がある可能性があるため、この外乱入力に過敏に反応しない様、第2の特性を選択しないことにより、操舵安定性を向上させることができる。   The characteristic selection unit does not select the second characteristic when the frequency of the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined frequency. As a result, when the frequency of the rotation speed of the electric motor is high, there is a possibility that there is a disturbance input from the road surface, so that the steering stability is not achieved by not selecting the second characteristic so that it does not react sensitively to this disturbance input. Can be improved.

また、特性選択部は、ステアリングホイールの回転角である操舵角の角速度の周波数が所定周波数以上のとき第2の特性を選択しないようにする。これにより、操舵角の角速度の周波数が高いときは、路面からの外乱入力がある可能性があるため、この外乱入力に過敏に反応しない様、第2の特性を選択しないことにより、操舵安定性を向上させることができる。   In addition, the characteristic selection unit does not select the second characteristic when the frequency of the angular velocity of the steering angle that is the rotation angle of the steering wheel is equal to or higher than a predetermined frequency. Thereby, when the frequency of the angular velocity of the steering angle is high, there is a possibility that there is a disturbance input from the road surface. Therefore, by not selecting the second characteristic so as not to react sensitively to this disturbance input, steering stability can be obtained. Can be improved.

また、第1の特性と第2の特性は、操舵トルク信号が所定トルク以上においてモータ指令信号が一致する特性を有するようにする。これは、操舵トルクが比較的大きい領域において操舵アシスト特性が異なると、逆に操舵違和感につながる虞があるためであり、両者の特性を一致させることにより、この操舵違和感を抑制することができる。   Further, the first characteristic and the second characteristic have a characteristic that the motor command signal matches when the steering torque signal is equal to or greater than a predetermined torque. This is because, if the steering assist characteristics are different in a region where the steering torque is relatively large, there is a possibility that it may lead to a sense of incongruity in steering, and this feeling of incongruity can be suppressed by matching both characteristics.

また、第1の特性と第2の特性は、操舵トルク信号の増加に伴い両者の操舵トルク信号に対するモータ指令信号が徐々に近づく特性を有するようにする。これにより、操舵トルクに対するモータ指令信号の特性が急変することを抑制することができる。   Further, the first characteristic and the second characteristic have a characteristic that the motor command signal corresponding to both the steering torque signals gradually approaches as the steering torque signal increases. Thereby, it can suppress that the characteristic of the motor command signal with respect to a steering torque changes suddenly.

また、特性選択部は、所定の走行状況において第1の特性と第2の特性の両方を選択するようにする。これにより、走行状況に適した操舵アシスト特性を得ることができる。   In addition, the characteristic selection unit selects both the first characteristic and the second characteristic in a predetermined traveling situation. Thereby, the steering assist characteristic suitable for the driving | running | working condition can be obtained.

また、特性選択部は、車両の走行状況に応じて第1の特性と第2の特性の重み付けを変化させるようにする。これにより、両者の重み付けを変化させることにより、連続して変化する様々な走行状況に応じて適切な操舵アシストを付与することができる。   Further, the characteristic selection unit changes the weighting of the first characteristic and the second characteristic in accordance with the traveling state of the vehicle. Thereby, appropriate steering assistance can be given according to various running conditions which change continuously by changing both weighting.

また、特性選択部は、車両の走行状況に応じて第1の特性と第2の特性の重み付けを徐々に変化させるようにする。これにより、操作アシスト特性の急変に伴う操舵違和感を抑制することができる。   The characteristic selection unit gradually changes the weighting of the first characteristic and the second characteristic in accordance with the traveling state of the vehicle. Thereby, the uncomfortable feeling of steering accompanying sudden change of the operation assist characteristic can be suppressed.

また、特性選択部は、第2の特性のゲインを変化させることにより第1の特性と第2の特性の重み付けを変化させるようにする。これにより、基本的な特性である第1の特性のゲインを変化させないことにより、運転者が操舵アシスト特性の大きな変化を感じることを抑制することができる。   The characteristic selection unit changes the weighting of the first characteristic and the second characteristic by changing the gain of the second characteristic. Thus, by not changing the gain of the first characteristic, which is a basic characteristic, it is possible to suppress the driver from feeling a large change in the steering assist characteristic.

また、特性選択部は、車両速度が所定車速以上のとき、第2の特性を選択しないようにする。これにより、高速走行中の操舵安定性を向上させることができる。   Further, the characteristic selection unit does not select the second characteristic when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed. Thereby, the steering stability during high-speed traveling can be improved.

なお、上記特性選択部は、図2に示したような、基本アシストトルクと不感帯ゼロ化トルクにゲインを積算したものを加算することに読み替えることができるのは言うまでもない。   Needless to say, the characteristic selection unit can be read as adding the gain obtained by adding the gain to the basic assist torque and the dead zone zeroing torque as shown in FIG.

以上のように、本実施例は、パワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を転舵させる操舵機構と、操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、記電動モータを駆動制御する制御装置とを有し、制御装置は、操舵機構に生じる操舵トルクの信号である操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において操舵トルク信号に対する電動モータへの指令信号であるモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性、および操舵トルク信号が0を含み第1所定範囲よりも狭い第2所定範囲において操舵トルク信号に対するモータ指令信号が0となる特性を有する第2の特性に基づきモータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、車両の走行状況に応じて第1の特性または第2の特性を選択する特性選択部と、モータ指令信号に基づき電動モータを駆動制御するモータ駆動信号を出力する駆動信号出力部とを有する構成とする。   As described above, the present embodiment is a power steering apparatus, which includes a steering mechanism that steers steered wheels in response to a steering operation of a steering wheel, an electric motor that applies a steering force to the steering mechanism, and an electric motor. A control device that controls the drive, and the control device is a motor command that is a command signal to the electric motor in response to the steering torque signal in a first predetermined range in which the steering torque signal that is a signal of the steering torque generated in the steering mechanism includes zero. A first characteristic having a characteristic that the signal is 0, and a second characteristic having a characteristic that the motor command signal for the steering torque signal is 0 in a second predetermined range that includes 0 and is narrower than the first predetermined range. A motor command signal calculation unit that calculates a motor command signal based on the characteristics, and a characteristic selection unit that selects the first characteristic or the second characteristic according to the traveling state of the vehicle; A structure having a driving signal output unit that outputs a motor drive signal for driving and controlling the electric motor based on the motor command signal.

また、パワーステアリング装置であって、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を転舵させる操舵機構と、操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、電動モータを駆動制御する制御装置とを有し、制御装置は、操舵機構に生じる操舵トルクの信号である操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において操舵トルク信号に対する電動モータへの指令信号であるモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性に基づき第1のモータ指令信号を算出する基本アシストトルク算出部と、操舵トルク信号が第1所定範囲において操舵トルク信号に対するモータ指令信号が0以外の値となる特性を有する第2の特性に基づき第2のモータ指令信号を算出する不感帯ゼロ化トルク算出部と、車両の走行状況に応じて不感帯ゼロ化トルク算出部から第2のモータ指令信号に乗算するゲインを算出する不感帯可変ゲイン算出部と、不感帯ゼロ化トルク算出部からの第2のモータ指令信号に不感帯可変ゲイン算出部からのゲインを乗算する乗算部と、基本アシストトルク算出部からの第1のモータ指令信号と乗算部でゲインが乗算された第2のモータ指令信号とを加算しモータ指令信号として出力する加算部とを有し、モータ指令信号に基づき電動モータを駆動制御するように構成する。   Further, the power steering apparatus includes a steering mechanism that steers the steered wheels in accordance with a steering operation of the steering wheel, an electric motor that applies a steering force to the steering mechanism, and a control device that controls driving of the electric motor. The control device has a characteristic that a motor command signal that is a command signal to the electric motor with respect to the steering torque signal is zero in a first predetermined range in which the steering torque signal that is a steering torque signal generated in the steering mechanism includes zero. A basic assist torque calculation unit that calculates a first motor command signal based on a characteristic of 1, and a second characteristic that the motor command signal for the steering torque signal is a value other than 0 when the steering torque signal is in a first predetermined range. A dead zone zeroing torque calculating unit that calculates the second motor command signal based on the characteristics, and a dead zone zeroing torque calculating unit according to the traveling state of the vehicle A dead zone variable gain calculation unit that calculates a gain to be multiplied by the second motor command signal; a multiplication unit that multiplies the second motor command signal from the dead zone zeroization torque calculation unit by a gain from the dead zone variable gain calculation unit; An addition unit that adds the first motor command signal from the basic assist torque calculation unit and the second motor command signal multiplied by the gain in the multiplication unit and outputs the sum as a motor command signal. Based on this, the electric motor is driven and controlled.

これにより、操舵トルク信号がゼロをまたぐ切り返し操舵では、不感帯ゼロとすることでアシストトルクが滑らかにつながり、操舵トルク変動が抑制できる。また、直進走行中などにおいて外乱等の影響で操舵トルク信号がゼロ付近で変動して舵の座りを悪化させる状態では、不感帯を設けることで過敏にアシストが発生することを抑制することができる。   Thereby, in the reverse steering where the steering torque signal crosses zero, the assist torque is smoothly connected by setting the dead zone to zero, and the fluctuation of the steering torque can be suppressed. In addition, in a state where the steering torque signal fluctuates near zero due to the influence of disturbance or the like during straight traveling or the like and the rudder's seat is deteriorated, it is possible to suppress the generation of sensitive assistance by providing a dead zone.

以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。   Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.

1:ステアリングホイール、2:ステアリングシャフト、3:ピニオン軸、4:ラック軸、5:転舵輪、6:トルクセンサ、7:車速センサ、8:制御装置、9:電動モータ、10:舵角センサ、21:基本アシストトルク算出部、22:不感帯ゼロ化トルク算出部、23:振動周波数検出部、24:外乱抑制制御トルク算出部、25:不感帯可変ゲイン算出部、26:積算器、27、28:加算器   1: steering wheel, 2: steering shaft, 3: pinion shaft, 4: rack shaft, 5: steered wheel, 6: torque sensor, 7: vehicle speed sensor, 8: control device, 9: electric motor, 10: steering angle sensor , 21: Basic assist torque calculation unit, 22: Dead band zeroization torque calculation unit, 23: Vibration frequency detection unit, 24: Disturbance suppression control torque calculation unit, 25: Dead band variable gain calculation unit, 26: Accumulator, 27, 28 : Adder

Claims (2)

ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記操舵機構に生じる操舵トルクの信号である操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において前記操舵トルク信号に対する前記電動モータへの指令信号であるモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性、および前記操舵トルク信号が0を含み前記第1所定範囲よりも狭い第2所定範囲において前記操舵トルク信号に対する前記モータ指令信号が0となる特性を有する第2の特性に基づき前記モータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、
車両の走行状況に応じて前記第1の特性または前記第2の特性を選択する特性選択部と、
前記モータ指令信号に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
を有し、
前記特性選択部は、前記操舵トルク信号の周波数が所定周波数以上のとき前記第2の特性を選択しないことを特徴とするパワーステアリング装置。
A steering mechanism for turning the steered wheels in accordance with the steering operation of the steering wheel;
An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism;
A control device for driving and controlling the electric motor;
The control device has a characteristic that a motor command signal that is a command signal to the electric motor with respect to the steering torque signal is zero in a first predetermined range in which a steering torque signal that is a steering torque signal generated in the steering mechanism includes zero. And a second characteristic having a characteristic that the motor command signal for the steering torque signal is zero in a second predetermined range that includes 0 and is narrower than the first predetermined range. A motor command signal calculation unit for calculating the motor command signal based on
A characteristic selection unit that selects the first characteristic or the second characteristic according to a traveling state of the vehicle;
A drive signal output unit for outputting a motor drive signal for driving and controlling the electric motor based on the motor command signal;
I have a,
The power selection device, wherein the characteristic selection unit does not select the second characteristic when the frequency of the steering torque signal is equal to or higher than a predetermined frequency .
ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を転舵させる操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記電動モータを駆動制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記操舵機構に生じる操舵トルクの信号である操舵トルク信号が0を含む第1所定範囲において前記操舵トルク信号に対する前記電動モータへの指令信号であるモータ指令信号が0となる特性を有する第1の特性、および前記操舵トルク信号が0を含み前記第1所定範囲よりも狭い第2所定範囲において前記操舵トルク信号に対する前記モータ指令信号が0となる特性を有する第2の特性に基づき前記モータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、
車両の走行状況に応じて前記第1の特性または前記第2の特性を選択する特性選択部と、
前記モータ指令信号に基づき前記電動モータを駆動制御するモータ駆動信号を出力する駆動信号出力部と、
を有し、
前記特性選択部は、前記操舵トルク信号が所定周波数以下、かつ車両速度が所定車速未満のとき、前記第2の特性を選択することを特徴とするパワーステアリング装置。
A steering mechanism for turning the steered wheels in accordance with the steering operation of the steering wheel;
An electric motor for applying a steering force to the steering mechanism;
A control device for driving and controlling the electric motor;
The control device has a characteristic that a motor command signal that is a command signal to the electric motor with respect to the steering torque signal is zero in a first predetermined range in which a steering torque signal that is a steering torque signal generated in the steering mechanism includes zero. And a second characteristic having a characteristic that the motor command signal for the steering torque signal is zero in a second predetermined range that includes 0 and is narrower than the first predetermined range. A motor command signal calculation unit for calculating the motor command signal based on
A characteristic selection unit that selects the first characteristic or the second characteristic according to a traveling state of the vehicle;
A drive signal output unit for outputting a motor drive signal for driving and controlling the electric motor based on the motor command signal;
Have
The power selection device, wherein the characteristic selection unit selects the second characteristic when the steering torque signal is equal to or lower than a predetermined frequency and the vehicle speed is lower than a predetermined vehicle speed .
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