JPH05131947A - Motor-operated power steering device - Google Patents

Motor-operated power steering device

Info

Publication number
JPH05131947A
JPH05131947A JP32373991A JP32373991A JPH05131947A JP H05131947 A JPH05131947 A JP H05131947A JP 32373991 A JP32373991 A JP 32373991A JP 32373991 A JP32373991 A JP 32373991A JP H05131947 A JPH05131947 A JP H05131947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
steering
neutral position
torque
vehicle speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32373991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Okamura
彰夫 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP32373991A priority Critical patent/JPH05131947A/en
Publication of JPH05131947A publication Critical patent/JPH05131947A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To perform simple detection of a neutral position at a low cost without using any expensive steering angle sensor by performing fuzzy inference based on a car speed, steering torque, and the rotation speed and rotation acceleration of a motor and estimating the neutral position of a steering handle. CONSTITUTION:A motor 6 which generates steering auxiliary torque is driven and controlled, by a control device 40 through a motor drive circuit 53 with the aid of a CPU 51 based on detected signals respectively from a steering torque sensor 11 and a car speed sensor 12. In this case, the current and the voltage of the motor are detected by a motor current/voltage detecting circuit 54 based on a drive pulse from the motor drive circuit 53 and inputted to the CPU 51. The rotation speed and rotation acceleration of the motor 6 are computed by the CPU 51 based on an input signal. Fuzzy inference is performed based on the car speed, the steering torque, and the rotation speed and rotation acceleration of the motor to estimate the neutral position of a steering handle. Further, the control value of the motor 6 is corrected according to an estimated value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus suitable for use in a vehicle, and more particularly to a power steering apparatus which assists a steering force with a rotational output of a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, electric power steering systems using a motor instead of a hydraulic type have been used as a vehicle power steering device, and the motor has an increasing tendency in the future due to advantages such as small size and light weight as an actuator.

【0003】図7は従来の電動式パワーステアリング装
置の機械系の一例を示す構成図であり、この図におい
て、操舵ハンドル1の回転力はハンドル軸を介してピニ
オンギアを含むステアリングギア2に伝達されるととも
に、上記ピニオンギアによりラック軸3に伝達され、さ
らにナックルアーム等を経て車輪4が転向される。ま
た、コントロール装置5により制御駆動される操舵アシ
スト(補助)モータ(DCモータ)6の回転力はピニオ
ンギアを含むステアリングギア7とラック軸3との噛み
合いによりラック軸3に伝達され、ハンドル1による操
舵を補助することになる。ハンドル1とモータ6の回転
軸はギア2、7およびラック軸3により機械的に連結さ
れている。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a mechanical system of a conventional electric power steering apparatus. In this figure, the rotational force of a steering handle 1 is transmitted to a steering gear 2 including a pinion gear via a handle shaft. At the same time, it is transmitted to the rack shaft 3 by the pinion gear, and the wheels 4 are turned through the knuckle arms and the like. Further, the rotational force of the steering assist (auxiliary) motor (DC motor) 6 controlled and controlled by the control device 5 is transmitted to the rack shaft 3 by the meshing of the steering shaft 7 including the pinion gear and the rack shaft 3, and the steering wheel 1 is used. It will assist steering. The rotating shafts of the handle 1 and the motor 6 are mechanically connected by gears 2 and 7 and a rack shaft 3.

【0004】一方、後述の操舵トルクセンサ11(図8
参照)により、操舵トルク(戻りトルク)が検出され、
車速センサ12(図8参照)より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置5によってモータ6が制御される。コントロール
装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ8
から、その動作電力が供給される。
On the other hand, a steering torque sensor 11 (see FIG.
Steering torque (return torque) is detected by
The vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12 (see FIG. 8). Then, the motor 6 is controlled by the control device 5 based on the detected torque, the vehicle speed, and the like. The control device 5 and the motor 6 have a battery 8 mounted on the vehicle.
Is supplied with its operating power.

【0005】コントロール装置5は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ6を駆動する駆動回路、モータ
6の全体的な制御を統括するコンピュータ(CPU、例
えばマイクロプロセッサ)、メモリ、コンピュータと上
記入/出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
The control device 5 includes detectors such as a current detector and a voltage detector, a drive circuit for driving the motor 6, a computer (CPU, for example, microprocessor) that controls the motor 6 as a whole, a memory, and a computer. It is composed of an interface circuit with the input / output device.

【0006】次に、図8はコントロール装置5に内蔵さ
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入/
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部10にはト
ルクセンサ11の検出トルクVTと車速センサ12の検
出車速VSとが与えられる。アシスト指令部10内のア
シストトルク値指示関数部13は検出トルクVTに応じ
てモータ6によって発生すべきアシストトルクを表す指
令値を出力する。
Next, FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device 5 in a different manner.
It is drawn together with blocks showing output devices and various circuits. In this figure, the assist command unit 10 is supplied with the detected torque V T of the torque sensor 11 and the detected vehicle speed V S of the vehicle speed sensor 12. The assist torque value instruction function unit 13 in the assist command unit 10 outputs a command value representing the assist torque to be generated by the motor 6 according to the detected torque V T.

【0007】また、乗算定数関数部14は検出車速VS
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部15にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部15から出力されるアシストトルク値
(又はモータ電流指令値)は図9に示すように、検出ト
ルクVTと検出車速VSによって定められた値となる。
Further, the multiplication constant function unit 14 detects the detected vehicle speed V S
A constant is generated according to the above, and this constant is multiplied by the above-mentioned assist torque command value in the multiplication calculator 15. As a result, the assist torque value (or motor current command value) output from the multiplication calculator 15 becomes a value determined by the detected torque V T and the detected vehicle speed V S , as shown in FIG. 9.

【0008】図9は、操舵トルクVTに応じて、一定範
囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシストト
ルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車速
Sが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を少
なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシスト
トルク)を多くするように、モータ6を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
FIG. 9 shows that when the steering torque V T is in a certain range, a motor current almost proportional to the steering torque V T flows (assist torque is generated) and exceeds the above range. as constant motor current flows (the assist torque is generated), also according to the vehicle speed V S, the motor current (assist when when the vehicle speed V S is high to reduce the motor current (assist torque), the vehicle speed V S is low It indicates that an assist command for controlling the motor 6 is generated so that the torque is increased.

【0009】検出トルクVTは位相補償部16にも与え
られ、この位相補償部16によって検出トルクVTの微
分値が乗算演算部15の出力に加算されることにより、
アシスト指令部10の出力(基準電流指令値)となって
電流制御部20に供給されるる。
The detected torque V T is also given to the phase compensator 16, and the phase compensator 16 adds the differential value of the detected torque V T to the output of the multiplication calculator 15,
The output (reference current command value) of the assist command unit 10 is supplied to the current control unit 20.

【0010】一方、電流制御部20にはアシスト指令部
10の他に、さらに回生ブレーキ指示出力部30の出力
が加算されている。回生ブレーキ指示出力部30は操舵
ハンドル1の操舵角度を検出している操舵角センサ31
の出力に基づいて操舵ハンドル1の中立位置を検出する
とともに、前述した検出トルクVTおよび検出車速VS
基づいて操舵ハンドル1の中立附近でモータ6に回生ブ
レーキをかけるように指示する指令値をアシスト指令部
10の出力に加算し、最終的な電流指令値として電流制
御部20に供給する。
On the other hand, in addition to the assist command unit 10, the output of the regenerative brake command output unit 30 is added to the current control unit 20. The regenerative braking instruction output unit 30 includes a steering angle sensor 31 that detects the steering angle of the steering wheel 1.
The command value for detecting the neutral position of the steering wheel 1 based on the output of the steering wheel 1 and for instructing the motor 6 to apply the regenerative brake near the neutral position of the steering wheel 1 based on the above-described detected torque V T and the detected vehicle speed V S. Is added to the output of the assist command unit 10 and is supplied to the current control unit 20 as a final current command value.

【0011】電流制御部20は、例えば4個のスイッチ
ング素子を含むHブリッジ駆動法に従うPWM(Pulse
Width Modulation)パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ6を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流検出部26によって
モータ6の電機子電流iaが検出され、電流偏差演算部
21において与えられた目標電流指令値と検出電流ia
との偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換
部24で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
25でPWMパルスのデューティ比が決定される。
The current control unit 20 includes a PWM (Pulse) that follows the H-bridge drive method including, for example, four switching elements.
The motor 6 is driven and controlled by a chopper operation using a (Width Modulation) pulse, and current feedback control is performed. That is, the armature current detector 26 detects the armature current ia of the motor 6, and the target current command value and the detected current ia given by the current deviation calculator 21.
The deviation from and is calculated. The absolute value of the deviation is obtained by the absolute value converter 24, and the duty generator 25 determines the duty ratio of the PWM pulse based on the absolute value.

【0012】一方、上記偏差の極性(正又は負)が正負
判別部22で判別され、生成されたデューティ比と判別
された極性はモータ駆動部23に与えられ、モータ駆動
部23はこれらの値に基づいてHブリッジ型に配線され
た4個のスイッチング素子をオン/オフ制御してモータ
6を駆動する。
On the other hand, the polarity (positive or negative) of the above-mentioned deviation is discriminated by the positive / negative discriminating section 22, and the generated duty ratio and the discriminated polarity are given to the motor drive section 23, and the motor drive section 23 determines these values. Based on the above, the four switching elements wired in the H-bridge type are turned on / off to drive the motor 6.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、操
舵性能向上、特に収斂性向上のためにハンドル中立附近
でモータの回生ブレーキをかけたり、また粘性制御する
構成となっていたため、この場合、ハンドルの中立位置
検出に高価な操舵角センサなどの検出器を必要とするこ
とから、装置のコストが上昇するという問題点があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional electric power steering apparatus, the regenerative braking of the motor is applied near the neutral position of the steering wheel and the viscous viscosity is improved in order to improve the steering performance, particularly the convergence. Since the structure is controlled, in this case, a detector such as an expensive steering angle sensor is required to detect the neutral position of the steering wheel, which causes a problem of increasing the cost of the device.

【0014】そこで本発明は、高価な操舵角センサを用
いず、既設のセンサを活用してハンドルの中立位置を検
出可能な電動式パワーステアリング装置を提供すること
を目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus which can detect the neutral position of the steering wheel by utilizing an existing sensor without using an expensive steering angle sensor.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明による電動式パワーステアリン
グ装置は、操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生す
るモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵
トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前
記モータを制御する制御値を演算する制御手段と、を備
えた電動式パワーステアリング装置において、前記モー
タのモータ電流を検出する電流検出手段と、前記モータ
のモータ電圧を検出する電圧検出手段と、これらの電流
検出手段および電圧検出手段によって検出されたモータ
電流値とモータ電圧値とに基づいてモータの回転速度、
回転加速度を演算する回転データ演算手段と、前記車
速、操舵トルク、モータの回転速度および回転加速度を
入力パラメータとして所定のファジールールに従ってフ
ァジー推論を行い、操舵ハンドルの中立位置を求める中
立位置推定手段とを設け、前記制御手段は、中立位置推
定手段の推定値に基づいて前記モータを制御する制御値
を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with an electric power steering apparatus, which is connected to a steering system and generates a steering assist torque, and a steering torque of the steering system. And a steering torque detecting means for detecting the vehicle speed, a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, and a control means for calculating a control value for controlling the motor based on the outputs of the steering torque detecting means and the vehicle speed detecting means. Type power steering apparatus, current detection means for detecting a motor current of the motor, voltage detection means for detecting a motor voltage of the motor, motor current value detected by the current detection means and voltage detection means, and motor The rotation speed of the motor based on the voltage value,
Rotation data calculation means for calculating rotation acceleration, and neutral position estimation means for determining the neutral position of the steering wheel by performing fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule with the vehicle speed, steering torque, motor rotation speed and rotation acceleration as input parameters. And the control means corrects the control value for controlling the motor based on the estimated value of the neutral position estimating means.

【0016】また、好ましい態様として前記制御手段
は、中立位置推定手段によって操舵ハンドルが中立位置
にあると推定されたとき、モータに回生ブレーキをかけ
る、あるいは粘性制御を行うことを特徴とする。
In a preferred embodiment, the control means is characterized in that when the neutral position estimating means estimates that the steering wheel is in the neutral position, the motor is regeneratively braked or the viscosity is controlled.

【0017】[0017]

【作用】本発明では、モータ電流値とモータ電圧値とが
検出され、これらの検出値に基づいてモータの回転速
度、回転加速度が演算される。そして、車速、操舵トル
ク、モータの回転速度および回転加速度を入力パラメー
タとし、所定のファジールールに従ってファジー推論が
行われて、操舵ハンドルの中立位置が推定演算され、操
舵ハンドルが中立位置附近にあると推定されたとき、モ
ータに回生ブレーキをかけたり、あるいは粘性制御が行
われて操舵性能向上、特に収斂性の向上が図られる。
In the present invention, the motor current value and the motor voltage value are detected, and the rotational speed and rotational acceleration of the motor are calculated based on these detected values. Then, using the vehicle speed, steering torque, rotation speed and rotation acceleration of the motor as input parameters, fuzzy inference is performed according to a predetermined fuzzy rule, the neutral position of the steering wheel is estimated and calculated, and if the steering wheel is near the neutral position. When it is estimated, regenerative braking is applied to the motor or viscosity control is performed to improve the steering performance, especially the convergence.

【0018】したがって、ハンドルの中立位置検出に高
価な操舵角センサなどの検出器が不要で、装置のコスト
が低減する。
Therefore, an expensive detector such as a steering angle sensor is unnecessary for detecting the neutral position of the steering wheel, and the cost of the apparatus is reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図6は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。本実施例の説明に当たり、
従来例と同一構成部分には同一番号を付して重複説明を
省略する。図1は本装置のハード構成を示すブロック図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are views showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention. In explaining the present embodiment,
The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of this apparatus.

【0020】この図において、40はコントロール装置
であり、コントロール装置40には操舵トルクセンサ
(操舵トルク検出手段)11、車速センサ(車速検出手
段)12、エンジンの回転数を検出するエンジン回転セ
ンサ41、モータ6の温度を検出する温度センサ42か
らの出力信号が入力されるとともに、コントロール装置
40はイグニションスイッチ43およびバッテリ8に接
続されている。
In the figure, reference numeral 40 denotes a control device, and the control device 40 includes a steering torque sensor (steering torque detecting means) 11, a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 12, and an engine rotation sensor 41 for detecting an engine speed. An output signal from the temperature sensor 42 that detects the temperature of the motor 6 is input, and the control device 40 is connected to the ignition switch 43 and the battery 8.

【0021】コントロール装置40はモータ6の全体的
な制御を統括するCPU51、リレー駆動回路52、モ
ータ駆動回路53、モータ電流/電圧検出回路54およ
びフェールセーフ回路55によって構成される。CPU
51は操舵トルクセンサ11、車速センサ12、エンジ
ン回転センサ41、モータ温度センサ42およびイグニ
ションスイッチ43からの信号に基づいてモータ6の駆
動制御に必要な処理値を演算し、PWMパルスをモータ
駆動回路53に出力し、モータ駆動回路53はPWMパ
ルスに従ってモータ6を駆動する。
The control device 40 is composed of a CPU 51 which controls the overall control of the motor 6, a relay drive circuit 52, a motor drive circuit 53, a motor current / voltage detection circuit 54 and a fail safe circuit 55. CPU
Reference numeral 51 calculates a processing value necessary for drive control of the motor 6 based on signals from the steering torque sensor 11, the vehicle speed sensor 12, the engine rotation sensor 41, the motor temperature sensor 42, and the ignition switch 43, and outputs a PWM pulse to the motor drive circuit. Then, the motor drive circuit 53 drives the motor 6 in accordance with the PWM pulse.

【0022】モータ電流/電圧検出回路54はモータ駆
動回路53のPWM駆動パルスからモータ電圧およびモ
ータ電流を検出してCPU51に出力する。これに応答
してCPU51は検出されたモータ電流値とモータ電圧
値とに基づいてモータ6の回転速度、回転加速度を演算
するとともに、車速、操舵トルク、モータの回転速度お
よび回転加速度を入力パラメータとして所定のファジー
ルールに従ってファジー推論を行い、操舵ハンドル1の
中立位置を推定し、操舵ハンドル1が中立位置附近にあ
ると推定したとき、モータ6に回生ブレーキをかけた
り、あるいは粘性制御を行ったりする。
The motor current / voltage detection circuit 54 detects the motor voltage and the motor current from the PWM drive pulse of the motor drive circuit 53 and outputs them to the CPU 51. In response to this, the CPU 51 calculates the rotation speed and rotation acceleration of the motor 6 based on the detected motor current value and motor voltage value, and uses the vehicle speed, steering torque, rotation speed and rotation acceleration of the motor as input parameters. Fuzzy inference is performed according to a predetermined fuzzy rule to estimate the neutral position of the steering wheel 1, and when it is estimated that the steering wheel 1 is near the neutral position, the motor 6 is regeneratively braked or the viscosity is controlled. ..

【0023】フェールセーフ回路55はモータ電流/電
圧検出回路54の出力に基づいてモータ電流等に異常が
あるときはモータ駆動回路53の作動を停止させるなど
の制御を行う。リレー駆動回路52はイグニションスイ
ッチ43がオン状態にあるとき、CPU51の指令に基
づいてパワーリレー56を作動させ、モータ駆動回路5
3にバッテリ8の電源を供給する。
The fail-safe circuit 55 performs control such as stopping the operation of the motor drive circuit 53 based on the output of the motor current / voltage detection circuit 54 when the motor current or the like is abnormal. The relay drive circuit 52 operates the power relay 56 based on a command from the CPU 51 when the ignition switch 43 is in the ON state, and the motor drive circuit 5
The power of the battery 8 is supplied to 3.

【0024】上記モータ電流/電圧検出回路54はモー
タ電流を検出する電流検出手段およびモータ電圧を検出
する電圧検出手段としての機能を有する。CPU51は
回転データ演算手段、中立位置推定手段および制御手段
としての機能を有する。
The motor current / voltage detection circuit 54 has a function as a current detection means for detecting a motor current and a voltage detection means for detecting a motor voltage. The CPU 51 has a function as a rotation data calculation means, a neutral position estimation means, and a control means.

【0025】次に、図2はコントロール装置40に内蔵
されたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入
/出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いた
ものである。この図が従来例と異なるのは、アシスト指
令部10の出力にファジー推論部60の出力が加算され
ている点である。ファジー推論部60にはモータ6の回
転速度dθ/dtおよび回転加速度d2θ/dt2が与え
られるとともに、トルクセンサ11の検出トルクVT
車速センサ12の検出車速VSとが与えられる。
FIG. 2 is a block diagram showing various functions of the computer incorporated in the control device 40, together with blocks showing other input / output devices and various circuits. The difference between this figure and the conventional example is that the output of the fuzzy inference unit 60 is added to the output of the assist command unit 10. The fuzzy inference unit 60 is supplied with the rotation speed dθ / dt and the rotation acceleration d 2 θ / dt 2 of the motor 6, and the detection torque V T of the torque sensor 11 and the detection vehicle speed V S of the vehicle speed sensor 12.

【0026】なお、以下の説明において、図面上は通常
通りに回転速度および回転加速度をθを用いてドット、
ダブルドットを文字の上に付加してそれぞれ表すが、明
細書本文ではドット表示が困難であるため、回転速度d
θ/dtをSθ、回転加速度d2θ/dt2をAθとして
適宜表すことにする。
In the following description, the rotational speed and rotational acceleration are represented by dots using θ as usual in the drawings,
Double dots are added above the characters to represent them, but since it is difficult to display the dots in the text of the specification, the rotation speed d
θ / dt will be appropriately represented as Sθ, and rotational acceleration d 2 θ / dt 2 will be represented as Aθ.

【0027】ファジー推論部60は検出トルクVT、検
出車速VS、、モータ6の回転速度Sθおよび回転加速
度Aθを入力パラメータとして所定のファジールールに
従ってファジー推論を行い、操舵ハンドル1の中立位置
を推定するとともに、操舵ハンドル1が中立位置附近に
あると推定したとき、モータ6に回生ブレーキをかけた
り、あるいは粘性制御を行ったりするための補償値Ka
vをアシスト指令部10の出力に加算して電流制御部2
0に出力する。
The fuzzy inference unit 60 performs fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule using the detected torque V T , the detected vehicle speed V S , the rotation speed Sθ of the motor 6 and the rotation acceleration Aθ as input parameters, and determines the neutral position of the steering wheel 1. In addition to the estimation, when it is estimated that the steering wheel 1 is near the neutral position, a compensation value Ka for applying regenerative braking to the motor 6 or performing viscosity control.
current control unit 2 by adding v to the output of the assist command unit 10.
Output to 0.

【0028】ここで、中立位置推定のファジールールに
ついて説明する。まず、モータ6の回転速度Sθおよび
回転加速度Aθは、モータ電圧VMと、モータ電流IM
値から次式に従って演算されるオブザーバ出力となり、
これにより操舵角センサが不要な構成になっている。 VM=RaM+KeSθ ただし、Ra:電機子電流、Ke:誘起電圧定数
The fuzzy rule for neutral position estimation will be described below. First, the rotation speed Sθ and the rotation acceleration Aθ of the motor 6 become an observer output calculated from the motor voltage V M and the value of the motor current I M according to the following equation,
As a result, the steering angle sensor is unnecessary. V M = R a I M + K e Sθ where R a is the armature current and K e is the induced voltage constant.

【0029】そして、上述した各データを入力パラメー
タとして用い、下記のルールでファジー推論を行って操
舵ハンドル1の中立位置を推定する。図3(A)、
(B)は前件部のメンバーシップ関数で、そのうち図3
(A)は検出トルクVT、モータ6の回転速度Sθおよ
び回転加速度Aθを入力パラメータとするハンドル中立
位置のメンバーシップ関数、図3(B)は検出車速VS
を入力パラメータとするハンドル中立位置のメンバーシ
ップ関数である。また、図3(C)は後件部における補
償値Kavのメンバーシップ関数である。
Then, using the above-mentioned data as input parameters, fuzzy inference is carried out according to the following rules to estimate the neutral position of the steering wheel 1. FIG. 3 (A),
(B) is the membership function of the antecedent part, of which Figure 3
(A) is the membership function of the steering wheel neutral position with the detected torque V T , the rotational speed Sθ of the motor 6, and the rotational acceleration Aθ as input parameters, and FIG. 3B shows the detected vehicle speed V S.
It is a membership function of the steering wheel neutral position that takes as an input parameter. Further, FIG. 3C is a membership function of the compensation value Kav in the consequent part.

【0030】ファジィルールを式を用いて表すと、次の
ようになる。ルールはいわゆるIF、THEN(もし、
ならば)の形式で表現される。
The fuzzy rules can be expressed as follows. The rule is so-called IF, THEN (if
If) is expressed in the form of.

【0031】ファジィルールR1は、「もし、車速VS
がある程度大きく、かつ操舵トルクVTが非常に小さく
(例えば、零)、かつモータ6の回転速度Sθが大き
く、かつ回転加速度Aθが非常に小さい場合には補償値
Kavを逆方向に大きくする(すなわち、回生ブレーキ
をかけるか、あるいは速度負帰還による粘性制御を行
う)。」という意味である。
The fuzzy rule R1 is "if the vehicle speed V S
Is large to some extent, the steering torque V T is very small (for example, zero), the rotation speed Sθ of the motor 6 is large, and the rotation acceleration Aθ is very small, the compensation value Kav is increased in the opposite direction ( That is, apply regenerative braking or perform viscosity control by negative velocity feedback). It means "."

【0032】また、ファジィルールR2は、「もし、車
速VSがある程度大きく、かつ操舵トルクVTが非常に小
さく、かつモータ6の回転速度Sθが逆方向に大きく、
かつ回転加速度Aθが非常に小さい場合には補償値Ka
vを逆方向に大きくする。」という意味である。
Further, the fuzzy rule R2 states that "if the vehicle speed V S is high to some extent, the steering torque V T is very low, and the rotation speed Sθ of the motor 6 is high in the opposite direction,
And when the rotational acceleration Aθ is very small, the compensation value Ka
Increase v in the opposite direction. It means "."

【0033】次に、パワーステアリング制御の動作につ
いて説明する。図4はパワーステアリング制御の処理を
示すメインプログラムである。イグニションスイッチ4
3がオンすると、まずステップS1で通常のパワーアシ
スト処理を実行する。これにより、通常のモータ6によ
る操舵ハンドル1のアシストが行われる。次いで、ステ
ップS2で操舵ハンドル1の中立位置に対してファジー
推定を行う。
Next, the operation of the power steering control will be described. FIG. 4 is a main program showing processing of power steering control. Ignition switch 4
When 3 is turned on, a normal power assist process is first executed in step S1. As a result, normal steering of the steering wheel 1 by the motor 6 is performed. Next, in step S2, fuzzy estimation is performed on the neutral position of the steering wheel 1.

【0034】この推定処理は図5に示すサブルーチンに
従って行われる。図5に移り、まずステップS11で図
3に示したメンバーシップ関数による評価、すなわち、
検出トルクVT、検出車速VS、、モータ6の回転速度S
θおよび回転加速度Aθを入力パラメータとしてメンバ
ーシップ関数に対する度合いが求められる。次いで、ス
テップS12で上述したファジールールに従ってファジ
ー論理演算を行う。ファジィ論理演算過程では、その前
件部で上記入力パラメータが与えられ、ファジィルール
の対応するメンバーシップ関数にどの程度適合するかが
求められる。
This estimation processing is performed according to the subroutine shown in FIG. Moving to FIG. 5, first, in step S11, evaluation by the membership function shown in FIG.
Detected torque V T , detected vehicle speed V S , and rotation speed S of the motor 6
The degree with respect to the membership function is obtained using θ and the rotational acceleration Aθ as input parameters. Then, in step S12, a fuzzy logic operation is performed according to the fuzzy rules described above. In the fuzzy logic operation process, the input parameters are given in the antecedent part of the fuzzy logic operation, and the degree of conformity to the corresponding membership function of the fuzzy rule is obtained.

【0035】そして、適合度の小さいものが選択されて
後件部に与えられ、後件部では選択された適合度より出
力のメンバーシップ関数に制限をかけて例えば、台形状
のメンバーシップ関数を得る。次いで、ステップS13
で上記メンバーシップ関数をMAX合成処理によって重
ね合わせて合成出力を生成し、その後、デファジファイ
ヤによってこの合成出力の重心を確定出力として補償値
Kavを算出し、制御対象の変数として出力する。この
ようにして操舵ハンドル1の中立位置を推定しつつ、補
償値Kavが求められて操舵性能向上、特に収斂性の向
上を目指す制御指令が出される。
Then, the one having a smaller fitness is selected and given to the consequent part. In the consequent part, the membership function of the output is restricted from the selected conformance, and for example, a trapezoidal membership function is selected. obtain. Then, step S13
Then, the membership functions are superposed by the MAX synthesizing process to generate a synthetic output, and then the defuzzifier calculates the compensation value Kav with the center of gravity of the synthetic output as a definite output and outputs it as a variable to be controlled. In this way, while the neutral position of the steering wheel 1 is being estimated, the compensation value Kav is obtained and a control command is issued to improve the steering performance, particularly the convergence.

【0036】再び、メインプログラムに戻り、ステップ
S2を経ると、次いでステップS3で走行中に操舵ハン
ドル1が収斂状態で、かつハンドル1が中立位置にある
か否を判別し、NOのときはステップS1に戻って同様
の処理を繰り返し、YESのときはステップS4に進ん
で収斂性向上のための制御、例えばモータ6の回生ブレ
ーキ制御あるいは粘性制御のうちの少なくとも1つの処
理を実行し、その後、ステップS2にリターンする。
Returning to the main program again, after step S2, it is determined in step S3 whether or not the steering wheel 1 is in the converged state and the steering wheel 1 is in the neutral position during traveling. The process returns to S1 and repeats the same process. If YES, the process proceeds to step S4 to execute at least one process of control for improving the convergence, for example, regenerative braking control of the motor 6 or viscosity control, and thereafter. It returns to step S2.

【0037】図6は高車速で、操舵ハンドル1の収斂状
態における制御波形(操舵トルクV T、モータ6の回転
速度Sθ、回転加速度Aθ、操舵角θ)を示すもので、
図中Tdは減衰振動周期を表す。このように、例えば車
速VSが大きく(高車速)、かつ操舵トルクVTが小さ
く、かつモータ6の回転速度Sθが大きく、かつ回転加
速度Aθが小さい場合には操舵ハンドル1が中立位置附
近にあると推定され、補償値Kavが逆方向に大きく補
正される。これにより、回生ブレーキをかけるか、ある
いは速度負帰還による粘性制御のうちの1つが実行され
て走行中においてハンドル1を手放したときの戻り特性
が向上する。
FIG. 6 shows the convergence state of the steering wheel 1 at a high vehicle speed.
Waveform in steering mode (steering torque V T, rotation of motor 6
Speed Sθ, rotational acceleration Aθ, steering angle θ)
In the figure, Td represents a damping vibration period. Thus, for example, a car
Speed VSIs large (high vehicle speed) and steering torque VTIs small
The rotation speed Sθ of the motor 6 is high,
When the speed Aθ is small, the steering wheel 1 is attached to the neutral position.
It is estimated that they are close to each other, and the compensation value Kav is largely compensated in the opposite direction.
To be corrected. This allows regenerative braking to be applied or
Or one of the viscosity control by velocity negative feedback is executed.
Characteristics when the steering wheel 1 is released while driving
Is improved.

【0038】なお、本実施例ではファジー推論を行う中
立位置推定手段をソフトによって実現しているが、例え
ばファジーチップを用いてハード的に実現してもい。
Although the neutral position estimating means for performing fuzzy inference is realized by software in this embodiment, it may be realized by hardware using a fuzzy chip, for example.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、ファジー推論により操
舵ハンドルの中立位置を推定しているので、例えばハン
ドルの収斂性向上制御に必要なハンドル中立位置情報を
容易に得ることができる。その結果、ハンドルの中立位
置検出のために高価な操舵角センサなどの検出器を不要
にすることができ、装置のコストを低減することができ
る。
According to the present invention, since the neutral position of the steering wheel is estimated by fuzzy reasoning, it is possible to easily obtain the steering wheel neutral position information necessary for the control for improving the convergence of the steering wheel, for example. As a result, an expensive detector such as a steering angle sensor for detecting the neutral position of the steering wheel can be eliminated, and the cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
一実施例のハード構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したコントロール装置に内蔵されたコ
ンピュータの各種機能をブロック的に示す図である。
FIG. 2 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device shown in FIG.

【図3】同実施例のファジー推論で用いられるメンバー
シップ関数を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a membership function used in fuzzy inference according to the embodiment.

【図4】同実施例のパワーステアリング制御のメインプ
ログラムのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a main program for power steering control according to the same embodiment.

【図5】同実施例のファジー推論のサブルーチンを示す
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a fuzzy reasoning subroutine of the embodiment.

【図6】同実施例の動作を説明する波形図である。FIG. 6 is a waveform chart explaining the operation of the embodiment.

【図7】従来のパワーステアリング装置の機械系の一例
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a mechanical system of a conventional power steering device.

【図8】従来のパワーステアリング装置のコントロール
装置に内蔵されたコンピュータの各種機能をブロック的
に示す図である。
FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in a control device of a conventional power steering device.

【図9】従来のパワーステアリング装置のアシストトル
クの特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of assist torque of a conventional power steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操舵ハンドル 6 モータ 10 アシスト指令部 11 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段) 12 車速センサ(車速検出手段) 20 電流制御部 40 コントロール装置 43 イグニションスイッチ 51 CPU(回転データ演算手段、中立位置推定手
段、制御手段) 52 リレー駆動回路 53 モータ駆動回路 54 モータ電流/電圧検出回路(電流検出手段、電圧
検出手段) 55 フェールセーフ回路 60 ファジー推論部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 6 Motor 10 Assist command part 11 Steering torque sensor (steering torque detection means) 12 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 20 Current control part 40 Control device 43 Ignition switch 51 CPU (rotation data calculation means, neutral position estimation means, Control means) 52 Relay drive circuit 53 Motor drive circuit 54 Motor current / voltage detection circuit (current detection means, voltage detection means) 55 Fail-safe circuit 60 Fuzzy inference section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 119:00 127:00 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B62D 119: 00 127: 00 137: 00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基
づいて前記モータを制御する制御値を演算する制御手段
と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、 前記モータのモータ電流を検出する電流検出手段と、 前記モータのモータ電圧を検出する電圧検出手段と、 これらの電流検出手段および電圧検出手段によって検出
されたモータ電流値とモータ電圧値とに基づいてモータ
の回転速度、回転加速度を演算する回転データ演算手段
と、 前記車速、操舵トルク、モータの回転速度および回転加
速度を入力パラメータとして所定のファジールールに従
ってファジー推論を行い、操舵ハンドルの中立位置を求
める中立位置推定手段とを設け、 前記制御手段は、中立位置推定手段の推定値に基づいて
前記モータを制御する制御値を補正することを特徴とす
る電動式パワーステアリング装置。
1. A motor connected to a steering system for generating a steering assist torque, a steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering system, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, the steering torque detecting means and the vehicle speed. In an electric power steering apparatus comprising: a control unit that calculates a control value for controlling the motor based on the output of the detection unit, a current detection unit that detects a motor current of the motor, and a motor voltage of the motor. Voltage detection means for detecting, rotation data calculation means for calculating the rotation speed and rotation acceleration of the motor based on the motor current value and the motor voltage value detected by these current detection means and voltage detection means, and the vehicle speed, Fuzzy inference according to predetermined fuzzy rules with steering torque, motor rotation speed and rotation acceleration as input parameters And a neutral position estimating means for determining the neutral position of the steering wheel, wherein the control means corrects the control value for controlling the motor based on the estimated value of the neutral position estimating means. Steering device.
【請求項2】 前記制御手段は、中立位置推定手段によ
って操舵ハンドルが中立位置にあると推定されたとき、
モータに回生ブレーキをかける、あるいは粘性制御を行
うことを特徴とする請求項1記載の電動式パワーステア
リング装置。
2. The control means, when the steering wheel is estimated to be in the neutral position by the neutral position estimating means,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a regenerative brake is applied to the motor or viscosity control is performed.
JP32373991A 1991-11-11 1991-11-11 Motor-operated power steering device Pending JPH05131947A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32373991A JPH05131947A (en) 1991-11-11 1991-11-11 Motor-operated power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32373991A JPH05131947A (en) 1991-11-11 1991-11-11 Motor-operated power steering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05131947A true JPH05131947A (en) 1993-05-28

Family

ID=18158077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32373991A Pending JPH05131947A (en) 1991-11-11 1991-11-11 Motor-operated power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05131947A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008040330A1 (en) 2006-10-02 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Control device in a steering system of a vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008040330A1 (en) 2006-10-02 2008-04-10 Robert Bosch Gmbh Control device in a steering system of a vehicle
US8744683B2 (en) 2006-10-02 2014-06-03 Robert Bosch Gmbh Control device in a steering system of a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6876910B2 (en) Electric power steering system
JP3082483B2 (en) Electric power steering device
JP3047598B2 (en) Electric power steering device
JP3036197B2 (en) Electric power steering device
JPH05155343A (en) Electromotive power steering device
JPH06144268A (en) Motor-driven power steering
JPH05131947A (en) Motor-operated power steering device
JPH05155352A (en) Electromotive power steering device
JPH06183355A (en) Motor-driven power steering
JPH068836A (en) Motor-driven type power steering device
JPH05213216A (en) Motor-operated power steering device
JPH06219312A (en) Electrically driven power steering device
JP3036190B2 (en) Road surface condition estimation device
JPH06153381A (en) Motor protective unit
JP3293047B2 (en) Electric power steering device
JP2782254B2 (en) Electric power steering system
JPH05208683A (en) Electrically-driven power steering device
JPS61215166A (en) Motor power steering device
JP3191520B2 (en) Electric power steering device
JPH06219307A (en) Electrically-driven power steering device
JPH05238409A (en) Electric power steering device
JP3084937B2 (en) Electric power steering device
JPH068834A (en) Motor-driven type power steering device
JPH05208682A (en) Electrically-driven power steering device
JPH05131941A (en) Motor-driven power steering device