JPH05155351A - Electromotive power steering device - Google Patents

Electromotive power steering device

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JPH05155351A
JPH05155351A JP34400391A JP34400391A JPH05155351A JP H05155351 A JPH05155351 A JP H05155351A JP 34400391 A JP34400391 A JP 34400391A JP 34400391 A JP34400391 A JP 34400391A JP H05155351 A JPH05155351 A JP H05155351A
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steering
assist
torque
steering torque
motor
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Yoshihiro Ueda
佳弘 上田
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Omron Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the operation feeling by providing a control means to correct the assist instruction value according to an inertia control signal and a inertia control signal, and to control the drive of an assisting motor. CONSTITUTION:A torque sensor signal process is applied so that a signal made by removing a vibration component from the output signal of a torque sensor 11 is used when an assist force is generated in case of steering a handle, while a signal including the vibration component to the output signal of the torque sensor 11 is used when a vibration owing to the rigidity of the torque sensor 11 is controlled. As a result, a phenomenon to generate a resonance owing to the rigidity of the torque sensor 11 between an assist motor 6 and a handle at both of the torque sensor is prevented, and by preventing the transmission of the resonance to the steering assist torque, a good steering feeling can be obtained, as well as a sufficient rigidity compensation can be given.

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】従来のパワーステアリング装置では、トル
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。
In the conventional power steering system, the torque sensor detects the steering torque of the steering system, the vehicle speed sensor detects the vehicle speed, and the drive of the motor connected to the steering system is controlled based on the detection results. , Power assist is done. Generally, it is a vehicle speed sensitive type, and the assist force is controlled according to the torque sensor input so that it is light in the low speed range and heavy in the high speed range.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
アシストモータの回転加速度に基づいて作成した補償値
により、アシストモータの慣性モーメントを補償する加
速度の正帰還を付加した場合に、アシストモータの慣性
を十分に補償する加速度正帰還を付加すると、ハンドル
とモータ駆動部との間に備え付けられているトルクセン
サの剛性が悪影響を及ぼし、アシストモータとハンドル
とがトルクセンサを挟んで共振を起こすような状態とな
り、不安定になるという問題点があった。
However, in such a conventional electric power steering apparatus,
When the positive feedback of acceleration that compensates the inertia moment of the assist motor is added by the compensation value created based on the rotational acceleration of the assist motor, if the acceleration positive feedback that sufficiently compensates the inertia of the assist motor is added, There is a problem in that the rigidity of the torque sensor provided between the motor drive unit and the motor drive unit adversely affects the assist motor and the steering wheel so that the assist motor and the handle resonate with each other across the torque sensor, resulting in instability.

【0005】このため、トルクセンサ部の剛性が低いと
きには、アシストモータの慣性を十分に補償できないと
いう欠点があった。また、このような状況からハンドル
手放し時のハンドル戻り時間が短くなり、安定性が悪化
したり、ハンドル操作が軽過ぎりして操作性が悪化す
る。さらに、共振信号がアシスト指令部に伝わるため、
操作フィーリングが悪くなる。
Therefore, there is a drawback that the inertia of the assist motor cannot be sufficiently compensated when the rigidity of the torque sensor is low. Further, from such a situation, the steering wheel return time becomes short when the steering wheel is released, and the stability deteriorates, or the steering operation becomes too light and the operability deteriorates. Furthermore, since the resonance signal is transmitted to the assist command unit,
The operation feeling becomes poor.

【0006】そこで本発明は、トルクセンサ部の剛性が
低いときでも、アシストモータの慣性を十分に補償で
き、操作フィーリングを向上できる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 capable of sufficiently compensating for the inertia of the assist motor even when the rigidity of the torque sensor portion is low and improving the operation feeling.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本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アシストモ
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、操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵角検出手段の出力に基づいて操舵角加速度を検出
し、検出した操舵角加速度に応じて前記アシストモータ
の慣性を補償する慣性制御信号を発生する慣性制御手段
と、前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵ト
ルクの微分値を作成し、この微分値に応じて操舵トルク
検出手段の粘性を制御する粘性制御信号を発生する粘性
制御手段と、前記操舵トルク検出手段によって検出され
た操舵トルクの共振成分を除去するとともに、共振成分
を除去した操舵トルク検出手段の出力に基づいて前記ア
シストモータを駆動するアシスト指令値を設定するアシ
スト指令手段と、前記慣性制御信号および粘性制御信号
に応じてアシスト指令値を補正し、前記アシストモータ
の駆動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to the present invention detects an assist motor connected to a steering system to generate a steering assist torque and a steering torque of the steering system. Steering torque detecting means, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering system,
Inertia control means for detecting a steering angular acceleration based on the output of the steering angle detection means, and generating an inertia control signal for compensating the inertia of the assist motor in accordance with the detected steering angular acceleration, and detected by the steering torque detection means. Viscosity control means for generating a viscosity control signal for controlling the viscosity of the steering torque detecting means in accordance with the differentiated steering torque, and resonance of the steering torque detected by the steering torque detecting means. And an assist command in response to the inertia control signal and the viscosity control signal, and an assist command means for setting an assist command value for driving the assist motor based on the output of the steering torque detecting means for removing the resonance component. Control means for correcting the value and controlling the drive of the assist motor.

【0008】また、好ましくは、前記アシスト指令手段
は、走行状態あるいは運転状態のうち少なくとも1つ以
上に基づいて操舵トルク検出手段によって検出された操
舵トルクの共振成分を除去するとよく、例えば、低車速
では操舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分の
減衰率を小さくし、高車速では該減衰率を大きくして共
振周波数成分を除去する。
Further, it is preferable that the assist commanding means removes the resonance component of the steering torque detected by the steering torque detecting means based on at least one of the running state and the driving state, for example, a low vehicle speed. Then, the damping rate of the resonance frequency component due to the rigidity of the steering torque detecting means is reduced, and at high vehicle speed, the damping rate is increased to remove the resonance frequency component.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、走行状態あるいは運転状態に応じ
て操舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分が除
去され、共振周波数成分を除去した操舵トルク検出手段
の出力に基づいてアシスト指令値が作成され、アシスト
モータが駆動される。すなわち、アシスト力を発生する
ときには操舵トルク検出手段の出力信号から振動成分を
取り除いた信号が用いられ、一方、操舵トルク検出手段
の剛性による振動を制御するときには操舵トルク検出手
段の出力信号に上記振動成分を含んだ信号が用いられる
ように信号処理が行われる。したがって、操舵トルク検
出手段の剛性による振動が低減し、かつアシストフィー
リングが向上する。
According to the present invention, the resonance frequency component due to the rigidity of the steering torque detecting means is removed according to the running state or the driving state, and the assist command value is created based on the output of the steering torque detecting means from which the resonance frequency component is removed. , The assist motor is driven. That is, when the assist force is generated, the signal obtained by removing the vibration component from the output signal of the steering torque detecting means is used, while when controlling the vibration due to the rigidity of the steering torque detecting means, the above-mentioned vibration is output to the steering torque detecting means. Signal processing is performed so that the signal containing the component is used. Therefore, the vibration due to the rigidity of the steering torque detecting means is reduced and the assist feeling is improved.

【0010】[0010]

【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。図1は本装置の全体を機能
的に示すブロック図である。図2はこのパワーステアリ
ング装置が適用されるステアリング機械系の一例を示す
構成図である。
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. FIG. 1 is a block diagram functionally showing the entire apparatus. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a steering mechanical system to which the power steering device is applied.

【0011】まず、図2に示すパワーステアリング機械
系について説明しておく。図2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。
First, the power steering mechanical system shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, the rotational force of the steering wheel 1 is transmitted to the steering gear 2 including the pinion gear via the handle shaft, is transmitted to the rack shaft 3 by the pinion gear, and the wheels 4 are turned through the knuckle arm and the like. To be done. 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.

【0012】一方、後述の操舵トルクセンサ11(操舵
トルク検出手段:図1参照)により操舵トルク(戻りト
ルク)Thが検出され、車速センサ12(図1参照)よ
り車速Vcが検出される。また、操舵角センサ(操舵角
検出手段)13により舵角Pが検出され、電流センサ1
4によりモータ6の電機子電流iaが検出される。そし
て、これらの検出トルクTh、車速Vc、舵角P、電機
子電流ia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 (steering torque detecting means: see FIG. 1), which will be described later, detects a steering torque (return torque) Th, and a vehicle speed sensor 12 (see FIG. 1) detects a vehicle speed Vc. In addition, the steering angle P (steering angle detection means) 13 detects the steering angle P, and the current sensor 1
The armature current ia of the motor 6 is detected by 4. Then, the control device 5 controls the motor 6 based on the detected torque Th, the vehicle speed Vc, the steering angle P, and the armature current ia. The control device 5 and the motor 6 are supplied with operating power from a battery 8 mounted on the vehicle.

【0013】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, a microprocessor) for controlling the overall control of the motor 6, a memory, and a computer. It is composed of an interface circuit with the input / output device.

【0014】次に、図1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(アシスト
指令手段)20にはトルクセンサ11の検出トルクTh
と車速センサ(車速検出手段)12の検出車速Vcとが
与えられる。
Next, FIG. 1 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device 5 for other input / output.
It is drawn together with blocks showing output devices and various circuits. In this figure, the assist command unit (assist command unit) 20 includes a detected torque Th of the torque sensor 11.
And the detected vehicle speed Vc of the vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 12 are given.

【0015】検出トルクThはアシスト指令部20内の
共振信号除去部28に与えられ、共振信号除去部28は
検出トルクThからトルクセンサ剛性による共振周波数
成分を取り除く。共振信号除去部28としては、例えば
ノッチ周波数フィルタなどが用いられる。好ましくは、
振動成分の低減衰率を走行状態や運転者の運転状態に応
じて可変することが望ましい。例えば、車速を検出し低
車速では減衰率を小さく、高車速では減衰率を大きくし
て操舵感に違和感がないようにすることが考えられる。
The detected torque Th is given to the resonance signal removing section 28 in the assist command section 20, and the resonance signal removing section 28 removes the resonance frequency component due to the rigidity of the torque sensor from the detected torque Th. As the resonance signal removing unit 28, for example, a notch frequency filter or the like is used. Preferably,
It is desirable to change the low damping rate of the vibration component according to the running state and the driving state of the driver. For example, it is conceivable to detect the vehicle speed and reduce the damping rate at low vehicle speeds and increase the damping rate at high vehicle speeds so that the steering feel does not feel uncomfortable.

【0016】そのため、車速センサ12の出力は減衰率
関数部29に与えられ、減衰率関数部29は検出車速V
cに基づき、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくするような指令信号を共振信号除去部28
に出力する。共振信号除去部28は減衰率関数部29か
らの指令信号に基づいて振動成分の低減衰率を変える
(すなわち、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくする)。共振信号除去部28の出力はアシ
ストトルク値指示関数部23に与えられる。
Therefore, the output of the vehicle speed sensor 12 is given to the damping rate function section 29, and the damping rate function section 29 detects the detected vehicle speed V.
Based on c, the resonance signal removing unit 28 outputs a command signal that decreases the damping rate at low vehicle speeds and increases the damping rate at high vehicle speeds.
Output to. The resonance signal removal unit 28 changes the low damping rate of the vibration component based on the command signal from the damping rate function unit 29 (that is, the damping rate is low at low vehicle speeds and high at high vehicle speeds). The output of the resonance signal removal unit 28 is given to the assist torque value instruction function unit 23.

【0017】アシストトルク値指示関数部23は検出ト
ルクTh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。また、乗算定数関数部
27は検出車速Vcに応じて定数を発生し、この定数が
乗算演算部25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25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3に示す
ように、検出トルクThと検出車速Vcによって定めら
れた値となる。
The assist torque value instruction function unit 23 outputs a command value representing the assist torque to be generated by the motor 6 according to the detected torque Th. Further, the multiplication constant function unit 27 generates a constant according to the detected vehicle speed Vc, and this constant is multiplied in the multiplication calculation unit 25 by the assist torque command value. As a result, the assist torque value (or motor current command value) output from the multiplication calculator 25 becomes a value determined by the detected torque Th and the detected vehicle speed Vc, as shown in FIG.

【0018】図3は、操舵トルクThに応じて、一定範
囲の操舵トルクTh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Vcに応じて、車速
Vc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Vc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。
In FIG. 3, according to the steering torque Th, a motor current almost proportional to the steering torque Th within a certain range flows (assist torque is generated), and beyond the above range, a certain constant value is obtained. The motor current (assist torque) is decreased when the vehicle speed Vc is high and the motor current (assist torque) is increased when the vehicle speed Vc is low, so that the motor current flows (the assist torque is generated). Thus, it indicates that an assist command for controlling the motor 6 is generated.

【0019】乗算演算部25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、アシスト指令部2
0の出力(基準電流指令値)となって電流制御部(制御
手段)30に供給される。この場合、基準電流指令値に
は後述する粘性制御部40の粘性補償値、慣性制御部5
0の慣性補償値およびトルク・センサ部粘性制御部60
のトルク・センサ部粘性補償値が加算された後、目標電
流指令値として電流制御部30に与えられる。電流制御
部30はその全部をハードウエアの回路で構成してもよ
いし、その一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現す
ることもできる。
The assist torque value (or motor current command value) output from the multiplication calculator 25 is the assist command unit 2
The output of 0 (reference current command value) is supplied to the current control unit (control means) 30. In this case, the reference current command value includes the viscosity compensation value of the viscosity control unit 40 and the inertia control unit 5 which will be described later.
Inertia compensation value and torque sensor viscosity controller 60
After the torque-sensor viscosity compensation value of is added, it is given to the current controller 30 as a target current command value. The current control unit 30 may be entirely configured by a hardware circuit, or a part thereof may be implemented by computer software.

【0020】電流制御部30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、電機子電流センサ14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
31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34で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
35でPWMパルスのデューティ比が決定される。
The current control section 30 is 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 sensor 14 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 31 are detected.
The deviation from and is calculated. The absolute value of this deviation is obtained by the absolute value conversion unit 34, and the duty ratio of the PWM pulse is determined by the duty generation unit 35 based on this absolute value.

【0021】一方、上記偏差の極性(正又は負)が正負
判別部32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33に与えられ、モータ駆動
部33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 deviation is discriminated by the positive / negative discriminating section 32, and the generated duty ratio and the discriminated polarity are given to the motor driving section 33, and the motor driving section 33 determines these values. Based on the above, the four switching elements wired in the H bridge type are controlled to be turned on / off to drive the motor 6.

【0022】トルク・センサ部粘性制御部(粘性制御手
段)60はトルクセンサ11が設けられている部分の粘
性を補償するもので、後述する慣性制御部50による慣
性補償が働いたときに生じやすいアシストトルク6とハ
ンドル1との共振を抑え、系を安定にする働きをする。
トルクセンサ11の検出トルクThは微分値算出部61
で微分される。その微分値ΔThはトルク・センサ部粘
性補償値算出部62で所定の係数Kcが乗算されること
により、トルク・センサ部粘性補償値に変換される。こ
のトルク・センサ部粘性補償値はアシスト指令部20か
ら出力されるアシスト指令値に加算される。
The torque sensor viscosity control unit (viscosity control means) 60 is for compensating the viscosity of the portion where the torque sensor 11 is provided, and is likely to occur when inertia compensation by the inertia control unit 50, which will be described later, works. It suppresses the resonance between the assist torque 6 and the steering wheel 1 and stabilizes the system.
The detected torque Th of the torque sensor 11 is calculated by the differential value calculation unit 61.
Is differentiated by. The differential value ΔTh is converted into a torque / sensor part viscosity compensation value by being multiplied by a predetermined coefficient Kc in the torque / sensor part viscosity compensation value calculation part 62. This torque / sensor viscosity compensation value is added to the assist command value output from the assist command unit 20.

【0023】なお、好ましくは上記係数Kcは車速Vc
に応じて変化する値である。この係数Kcは図4に示す
ように、後述する慣性制御部50の慣性補償値算出部5
2で用いられる係数Kaに連動して変化し、これと比例
関係にある。この係数Kaは図5に示すように、車速V
cの増大に伴い増大する値である。したがって、係数係
数Kcもまた車速Vcの増大に伴って増大する。
The coefficient Kc is preferably the vehicle speed Vc.
Is a value that changes according to. This coefficient Kc is, as shown in FIG. 4, an inertia compensation value calculation unit 5 of an inertia control unit 50 described later.
It changes in conjunction with the coefficient Ka used in 2 and has a proportional relationship with this. This coefficient Ka is, as shown in FIG.
It is a value that increases as c increases. Therefore, the coefficient Kc also increases as the vehicle speed Vc increases.

【0024】粘性制御部40は基本的には舵角の中立位
置へ戻す力、すなわち復元力を生じさせるものである。
舵角センサ13の検出舵角Pは舵角速度検出部41に与
えられ、微分されることにより、舵角速度vが得られ
る。この舵角速度vは粘性補償値算出部42に与えら
れ、この算出部42から、例えば速度vが大きいほど絶
体値が大きくかつ逆のトルクを発生させる粘性補償値が
出力される。この粘性補償値はアシスト指令部20から
出力されるアシスト指令値に加算(実際には減算)され
る。
The viscosity control unit 40 basically produces a force for returning the steering angle to the neutral position, that is, a restoring force.
The detected steering angle P of the steering angle sensor 13 is given to the steering angular velocity detector 41 and differentiated to obtain the steering angular velocity v. The steering angular velocity v is given to the viscosity compensation value calculation unit 42, and the calculation unit 42 outputs, for example, a viscosity compensation value that produces a larger absolute value and reverse torque as the velocity v increases. This viscosity compensation value is added (actually subtracted) to the assist command value output from the assist command unit 20.

【0025】必要ならば車速Vcを考慮して粘性補償値
を算出してもよい。例えば、車速Vcが大きいほど大き
な定数が乗算されて粘性補償値が算出される。このよう
にすることにより、粘性制御部40の出力は舵角速度v
が大きいほどアシスト指令部20の出力をより大きく減
らすように働く。また、車速Vcが大きくなるほどより
大きな定数が乗算されるために大きくなり、粘性制動の
効果は大きくなる。これによって高車速時ほど不安定に
なる傾向にある手放し戻り時の不安定を抑え、良好なハ
ンドル・フィーリングが達成される。また、低車速時に
は粘性を減らせるような補償が働くことになり、ハンド
ルの粘性感が減少し、良好なハンドル・フィーリングが
得られることになる。なお、粘性制御部40に他の粘性
制御機能を持たせてもよいことはいうまでもない。
If necessary, the viscosity compensation value may be calculated in consideration of the vehicle speed Vc. For example, as the vehicle speed Vc is higher, a larger constant is multiplied to calculate the viscosity compensation value. By doing so, the output of the viscosity control unit 40 is the steering angular velocity v
Is larger, the output of the assist command unit 20 is further reduced. Further, the larger the vehicle speed Vc is, the larger the constant is multiplied and the larger the vehicle speed Vc becomes, and the larger the effect of viscous braking becomes. This suppresses the instability when returning to the vehicle, which tends to become unstable at higher vehicle speeds, and achieves a good steering feel. Further, at a low vehicle speed, the compensation that reduces the viscosity works, so that the viscous feeling of the steering wheel is reduced and a good steering wheel feeling is obtained. Needless to say, the viscosity control unit 40 may have another viscosity control function.

【0026】慣性補償部(慣性制御手段)50はモータ
6のロータ慣性があたかも小さくなったかのように制御
するもので、急ハンドル時にモータ6がハンドルの回転
に追従しないことにより生じる重さを解消したり、手放
し時の戻りスピードを早くしたりするように作用する。
舵角センサ13の検出舵角Pは舵角加速度検出部51に
与えられ、その2回微分により舵角加速度Aが得られ
る。この舵角加速度Aは慣性補償値算出部52に与えら
れ、上述した係数Kaが乗算されることにより、慣性補
償値が算出される。この慣性補償値はアシスト指令部2
0のアシスト指令値に加算される。
The inertia compensating section (inertia control means) 50 controls the motor 6 as if the rotor inertia of the motor 6 were reduced, and eliminates the weight caused by the fact that the motor 6 does not follow the rotation of the steering wheel during a sudden steering. It also acts to speed up the return speed when released.
The detected steering angle P of the steering angle sensor 13 is given to the steering angular acceleration detection unit 51, and the steering angular acceleration A is obtained by the second differentiation thereof. The steering angular acceleration A is given to the inertia compensation value calculation unit 52, and the inertia compensation value is calculated by being multiplied by the coefficient Ka described above. This inertia compensation value is the assist command unit 2
It is added to the assist command value of 0.

【0027】好ましくは、上記係数Kaは図5に示すよ
うに、車速に応じて変化する値である。また、舵角加速
度Aとしては一次遅れ要素を通したのちの値を採用する
ことが好ましい。
Preferably, the coefficient Ka is a value that changes according to the vehicle speed, as shown in FIG. Further, as the steering angular acceleration A, it is preferable to adopt a value after passing through the first-order lag element.

【0028】なお、舵角センサ13、舵角速度検出部4
1および舵角加速度検出部51に代えて舵角、舵角速度
および舵角加速度を推定するオブザーバを設けてもよ
い。このオブザーバは、モータ6の印加電圧と電機子電
流とに基づいて舵角、舵角速度、舵角加速度(モータの
回転角度位置、回転速度、回転加速度)のいずれか1
つ、2つあるいは全部を推定する。
The steering angle sensor 13 and the steering angular velocity detection unit 4
An observer for estimating the steering angle, the steering angular velocity, and the steering angular acceleration may be provided instead of 1 and the steering angular acceleration detection unit 51. This observer selects one of the steering angle, the steering angular velocity, and the steering angular acceleration (rotational angular position of the motor, rotational speed, rotational acceleration) based on the voltage applied to the motor 6 and the armature current.
Estimate one, two or all.

【0029】図6はハンドル1を操舵したときのトルク
センサ11の出力の一例を示す図である。この図から明
らかであるように、トルクセンサ11の出力にはハンド
ル軸のねじれに対応する出力信号が表れるとともに、こ
の他にハンドル軸の共振による共振信号(振動成分)が
重畳して加わっている。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the output of the torque sensor 11 when the steering wheel 1 is steered. As is clear from this figure, an output signal corresponding to the twist of the handle shaft appears in the output of the torque sensor 11, and in addition to this, a resonance signal (vibration component) due to the resonance of the handle shaft is superimposed and added. ..

【0030】この場合、本実施例では上述したようにト
ルクセンサ11の剛性による共振周波数成分は共振信号
除去部28によって除去され、共振周波数成分を除去し
たトルクセンサ11の出力に基づいてアシスト指令値が
作成され、アシストモータ6が駆動される。すなわち、
アシスト力を発生するときにはトルクセンサ11の出力
信号から振動成分を取り除いた信号が用いられ、一方、
トルクセンサ11の剛性による振動を制御するときには
トルクセンサ11の出力信号に上記振動成分を含んだ信
号が用いられるようにトルクセンサ信号処理が施され
る。
In this case, in this embodiment, the resonance frequency component due to the rigidity of the torque sensor 11 is removed by the resonance signal removing section 28 as described above, and the assist command value is obtained based on the output of the torque sensor 11 with the resonance frequency component removed. Is created and the assist motor 6 is driven. That is,
When the assist force is generated, a signal obtained by removing the vibration component from the output signal of the torque sensor 11 is used.
When controlling the vibration due to the rigidity of the torque sensor 11, the torque sensor signal processing is performed so that the output signal of the torque sensor 11 includes the above-mentioned vibration component.

【0031】したがって、アシストモータ6(ハンドル
下部)と、ハンドル1(ハンドル上部に相当)がトルク
センサ11の剛性によりトルクセンサ11を挟んで共振
を起こす現象を防止するとともに、上記共振が操舵アシ
ストトルクに伝わらないようにすることにより、十分な
剛性補償をすることができる同時に良好な操舵感を得る
ことができる。
Accordingly, the phenomenon that the assist motor 6 (lower part of the handle) and the handle 1 (corresponding to the upper part of the handle) cause resonance due to the rigidity of the torque sensor 11 while sandwiching the torque sensor 11 is prevented, and the resonance causes the steering assist torque. Therefore, sufficient rigidity compensation can be performed and at the same time a good steering feeling can be obtained.

【0032】言換えれば、トルクセンサ11の剛性によ
る振動を低減することができ、十分な剛性補償を行うこ
とができる。また、共振信号がアシスト指令値に伝わら
ないため、操作フィーリングを向上させることができ
る。さらに、トルクセンサ11の剛性による振動を低減
することができるため、ハンドル手放し時のハンドル戻
り時間が短くなり、安定性を高めることができる。ま
た、同様の理由でハンドル操作が軽くなり、操作性が向
上する。
In other words, vibration due to the rigidity of the torque sensor 11 can be reduced, and sufficient rigidity compensation can be performed. Moreover, since the resonance signal is not transmitted to the assist command value, the operation feeling can be improved. Further, since the vibration due to the rigidity of the torque sensor 11 can be reduced, the handle return time when the handle is released can be shortened, and the stability can be improved. Further, for the same reason, the handle operation becomes light and the operability is improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、操舵トルク検出手段の
剛性による振動を低減することができ、十分な剛性補償
を行うことができる。また、共振信号がアシスト指令値
に伝わらないため、操作フィーリングを向上させること
ができる。さらに、操舵トルク検出手段の剛性による振
動を低減することができるため、ハンドル手放し時のハ
ンドル戻り時間が短くなり、安定性を高めることができ
るとともに、ハンドル操作が軽くなり、操作性を向上さ
せることができる。
According to the present invention, the vibration due to the rigidity of the steering torque detecting means can be reduced, and the rigidity can be sufficiently compensated. Moreover, since the resonance signal is not transmitted to the assist command value, the operation feeling can be improved. Further, since the vibration due to the rigidity of the steering torque detecting means can be reduced, the steering wheel return time when the steering wheel is released can be shortened, the stability can be improved, and the steering wheel operation becomes light and the operability can be improved. You can

【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
一実施例の機能的ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.

【図2】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a power steering mechanical system of the same embodiment.

【図3】同実施例のアシストトルクの特性を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing characteristics of assist torque in the same example.

【図4】同実施例のトルク・センサ部粘性補償値を算出
するための係数Kcが他の係数Kaと関連していること
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing that a coefficient Kc for calculating a torque sensor unit viscosity compensation value in the same embodiment is related to another coefficient Ka.

【図5】同実施例の慣性補償値を算出するための係数K
aが車速に応じて変化する様子を示すグラフである。
FIG. 5 is a coefficient K for calculating an inertia compensation value in the embodiment.
It is a graph which shows how a changes according to vehicle speed.

【図6】同実施例のトルクセンサの出力特性を示すグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing output characteristics of the torque sensor of the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操舵ハンドル 6 モータ 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 アシスト指令部(アシスト指令手段) 28 共振信号除去部 29 減衰率関数部 30 電流制御部(制御手段) 40 粘性制御部 50 慣性制御部(慣性制御手段) 60 トルク・センサ部粘性制御部(粘性制御手段) 1 Steering Handle 6 Motor 11 Steering Torque Sensor (Steering Torque Detecting Means) 12 Vehicle Speed Sensor (Vehicle Speed Detecting Means) 20 Assist Command Unit (Assist Command Means) 28 Resonance Signal Removal Unit 29 Damping Factor Function Unit 30 Current Control Unit (Control Means) 40 Viscosity control unit 50 Inertia control unit (inertia control unit) 60 Torque sensor unit Viscosity control unit (Viscosity control unit)

───────────────────────────────────────────────────── 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 119:00 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location B62D 119: 00 137: 00

Claims (3)

【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
生するアシストモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 操舵角検出手段の出力に基づいて操舵角加速度を検出
し、検出した操舵角加速度に応じて前記アシストモータ
の慣性を補償する慣性制御信号を発生する慣性制御手段
と、 前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルク
の微分値を作成し、この微分値に応じて操舵トルク検出
手段の粘性を制御する粘性制御信号を発生する粘性制御
手段と、 前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルク
の共振成分を除去するとともに、共振成分を除去した操
舵トルク検出手段の出力に基づいて前記アシストモータ
を駆動するアシスト指令値を設定するアシスト指令手段
と、 前記慣性制御信号および粘性制御信号に応じてアシスト
指令値を補正し、前記アシストモータの駆動を制御する
制御手段と、 を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。
1. An assist motor connected to a steering system for generating a steering assist torque, steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering system, steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering system, and steering. Inertia control means for detecting a steering angular acceleration based on the output of the angle detection means, and generating an inertia control signal for compensating the inertia of the assist motor in accordance with the detected steering angular acceleration; and the steering torque detection means. A viscosity control means for generating a differential value of the steering torque and generating a viscosity control signal for controlling the viscosity of the steering torque detecting means according to the differential value; and a resonance component of the steering torque detected by the steering torque detecting means. And an assist command value for driving the assist motor based on the output of the steering torque detecting means from which the resonance component is removed. Doo and command means, and corrects the assist command value in response to the inertia control signals and viscosity control signals, and control means for controlling the driving of the assist motor, an electric power steering apparatus characterized by comprising a.
【請求項2】 前記アシスト指令手段は、走行状態ある
いは運転状態のうち少なくとも1つ以上に基づいて操舵
トルク検出手段によって検出された操舵トルクの共振成
分を除去する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 assist command means removes a resonance component of the steering torque detected by the steering torque detection means based on at least one of a running state and a driving state. Electric power steering device.
【請求項3】 前記アシスト指令手段は、低車速では操
舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分の減衰率
を小さくし、高車速では該減衰率を大きくして共振周波
数成分を除去することを特徴とする請求項2記載の電動
式パワーステアリング装置。
3. The assist command means reduces the attenuation rate of the resonance frequency component due to the rigidity of the steering torque detecting means at a low vehicle speed and increases the attenuation rate at a high vehicle speed to remove the resonance frequency component. The electric power steering device according to claim 2.
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