JPH0667739B2 - Motor control device for electric power steering device - Google Patents
Motor control device for electric power steering deviceInfo
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- JPH0667739B2 JPH0667739B2 JP18063188A JP18063188A JPH0667739B2 JP H0667739 B2 JPH0667739 B2 JP H0667739B2 JP 18063188 A JP18063188 A JP 18063188A JP 18063188 A JP18063188 A JP 18063188A JP H0667739 B2 JPH0667739 B2 JP H0667739B2
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
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Description
本発明は、車両の操舵系にモータ駆動による補助操舵力
(パワーアシスト)を与える電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置に関するものである。The present invention relates to a motor control device for an electric power steering device that applies an auxiliary steering force (power assist) by a motor drive to a steering system of a vehicle.
上述のような電動式パワーステアリング装置のモータ制
御装置としては、操舵系の捩りトルクを検出する捩りト
ルクセンサの出力に基づいて、捩りトルクの増加に伴い
絶対値が増大する特性のアシスト信号を発生するアシス
ト指令部と、捩りトルクの変化率に応じて直ちにアシス
ト補助信号を発生する位相補償指令部とを設け、これら
の加算信号を指令信号として、電動モータの回転方向,
回転トルクを制御するようにしたものが本件出願人によ
り既に提案されている(特開昭61−98675号公報参
照)。A motor control device for an electric power steering device as described above generates an assist signal having a characteristic that the absolute value increases with an increase in the torsion torque, based on the output of a torsion torque sensor that detects the torsion torque of the steering system. Is provided, and a phase compensation command unit that immediately generates an assist assist signal in accordance with the rate of change of the torsion torque. The addition signal of these signals is used as a command signal to determine the rotation direction of the electric motor.
A controllable rotating torque has already been proposed by the present applicant (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-98675).
前記位相補償指令部は、捩りトルクが小さくてもその変
化率が大きければそれに応じたアシスト補助信号を直ち
に出力するから、急ハンドルで左右転舵を繰返す場合な
どにおいて電動モータの慣性力を直ちに吸収して操舵フ
ィーリングが向上する。 しかし、車両走行中の路面振動を捩り拾ってトルクセン
サが出力した場合にもアシスト補助信号が出力してしま
い、外乱を受け易いという問題がある。もっとも捩りト
ルクの入力にヒステリシスをもたせれば外乱を除去でき
るるが、ヒステリシスの幅が大きいと制御系の応答性が
悪化する。 本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、制御の応答性を確保しつつ路面振動による制
御の外乱を有効に除去できる電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置を提供することを目的とする。The phase compensation command unit immediately outputs an assist assist signal corresponding to a large change rate even if the torsion torque is small, so that the inertial force of the electric motor is immediately absorbed when the steering wheel is repeatedly turned left and right. The steering feeling is improved. However, there is a problem that the assist assist signal is output even when the road surface vibration during traveling of the vehicle is twisted and picked up and output by the torque sensor, which easily causes disturbance. Although it is possible to remove the disturbance by giving a hysteresis to the input of the torsional torque, if the width of the hysteresis is large, the response of the control system deteriorates. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a motor control device for an electric power steering device capable of effectively removing control disturbance due to road surface vibration while ensuring control responsiveness. The purpose is to do.
この目的のため本発明による電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置は、操舵系の捩りトルクを検出す
る捩りトルクセンサの出力信号に基づく指令信号に応じ
て駆動制御部により電動モータの回転方向、回転トルク
を制御する電動式パワーステアリング装置において、上
記捩りトルクセンサの出力信号を入力し、この出力信号
の特性を捩りトルクの変化が所定値以下の範囲でゼロと
なるヒステリシスを有する特性に変換するヒステリシス
手段を有し、このヒステリシス手段を介して入力した捩
りトルクセンサの出力信号の微分値に基づいて捩りトル
クの変化率に応じたアシスト補助信号を指令信号として
出力する位相補償指令部を備え、上記ヒステリシス手段
は、車速を検出する車速センサの出力信号に基づき不感
帯幅であるヒステリシス幅が車速の増大に伴い所定値ま
で増大するよう構成したことをを手段としている。For this purpose, the motor control device of the electric power steering device according to the present invention is configured such that the drive control unit causes the drive controller to rotate and rotate the electric motor in response to a command signal based on the output signal of the torsion torque sensor that detects the torsion torque of the steering system. In an electric power steering apparatus that controls torque, a hysteresis that inputs an output signal of the torsion torque sensor and converts the characteristics of the output signal into a characteristic having hysteresis that makes the torsion torque change to zero in a range of a predetermined value or less. And a phase compensation command section for outputting an assisting auxiliary signal as a command signal according to the rate of change of the torsion torque based on the differential value of the output signal of the torsion torque sensor input via the hysteresis means, The hysteresis means is a hysteresis band which is a dead band width based on the output signal of the vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed. Cis width is the means by being configured so as to increase to a predetermined value with an increase in vehicle speed.
このような手段では、捩りトルクがヒステリシス手段を
通過する所定値以上に増加すると、その変化率に応じた
アシスト補助信号が発生して直ちに電動モータの制御用
指令信号が生起されるが、路面からの外乱による場合の
ように捩りトルクが所定値以下の時は、ヒステリシス手
段によってアシスト補助信号の出力はカットされる。 そして、ヒステリシス手段のヒステリシス幅は、路面振
動の小さい中低車速のときは小さく、路面振動が大きく
なる高車速のときはそれに応じて大きくなる。With such a means, when the torsion torque increases above a predetermined value passing through the hysteresis means, an assist assist signal corresponding to the rate of change is generated and an electric motor control command signal is immediately generated. When the torsional torque is equal to or less than a predetermined value as in the case of the disturbance, the hysteresis means cuts off the output of the assisting auxiliary signal. The hysteresis width of the hysteresis means is small when the vehicle vibration is small and the road surface vibration is small, and is large when the vehicle speed is high when the road surface vibration is large.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第1図において符号1はパワーアシスト用の電動モータ
であり、図示省略した操舵系のラック・ピニオン機構の
ピニオン軸に減速機,ジョイントなどを介して連結さ
れ、上記操舵系にアシスト力を付与できるようになって
いる。このような電動モータ1は、正負判別部21,絶対
値変換部22,デューティ制御部23,電機子電流検出部24,
電動モータ駆動部25などを備える駆動制御部2により、
後述の指令信号に基づいて回転方向,回転トルクが制御
される。すなわち、指令信号は正負判別部21と絶対値変
換部22とに入力され、正負判別部21の判別信号が電動モ
ータ駆動部25に入力されることでモータ電流の方向が指
令信号に応じて切換え制御されると共に、絶対値変換部
22の出力信号がデューティ制御部23に入力してデューテ
ィ比が定められ、これが電動モータ駆動部25に入力する
ことで指令信号の大きさに応じた回転トルクが設定され
るようになっている。なお、上記電動モータ1の回転ト
ルクは、電機子電流検出部24が電動モータ1の電機子電
流を検出し、その検出値をデューティ制御部23にフィー
ドバックすることで一定の指示値に収束するように制御
される。 ここで、前記駆動制御部2へ指令信号を出力するものと
して、本実施例では、アシスト指令部3,戻し指令部4,位
相補償指令部5,舵角位相補償指令部6が設けられてい
る。 アシスト指令部3は、基本的には操舵系の捩りトルクの
大きさおよび方向に応じたアシスト信号を発生するもの
で、ステアリング系(操舵系)の例えばピニオンに設置
されてその捩りトルクの方向および大きさを検出する捩
りトルクセンサ31と、この捩りトルクセンサ31の出力電
圧信号(第2図参照)に基づいて、基本的には第3図の
グラフの実線で示すような特性のアシスト信号、すなわ
ち、捩りトルクの大きさが所定値以下では出力せず、所
定値を越えると捩りトルクの方向に応じた極性で捩りト
ルクの値に応じて増減するアシスト信号を出力するアシ
ストトルク値指示関数部32とを備える。 また、アシスト指令部3には、車両の速度を検出する車
速センサ33が設けられると共に、この車速センサ33の出
力電圧信号に基いて、第4図のグラフに示すように車速
の増大に伴い減少する特性の加算定数信号Svを発生する
加算定数関数部34、およびこの加算定数信号Svと前記捩
りトルクセンサ31の出力信号とを入力してアシストトル
ク値指示関数部32へ出力する加算演算部35が設けられ
る。そして、この加算演算部35が捩りトルクセンサ31の
出力信号の極性に合わせてこれに加算定数信号Svを加減
算処理することで、第3図のグラフに示す特性は車速を
パラメータとしてX軸方向に平行移動されるようになっ
ている。すなわち右切りの場合の特性を例示すれば、第
5図の実線に示すようにアシストトルク値指示関数部32
の出力は、同一捩りトルクにおいて車速の増大に伴い絶
対値が減少し、同一車速では捩りトルクの絶対値の増加
に伴い出力の絶対値が増大する。そしてこのような出力
特性を、車速に応じて第5図の破線に示すように補正す
べく、乗算定数関数部36,乗算演算部37が設けられてい
る。この乗算定数関数部36は、車速センサ33の出力電圧
信号に基いて第6図に示す特性の乗算定数信号、すなわ
ち、車速が0では乗算定数が1であり、車速の増大に伴
って次第に定数が0に近づいて減少する特性の乗算定数
信号を発生するものである。また、乗算演算部37は、前
記アシストトルク値指示関数部32の出力に上記乗算定数
を乗算処理するものであり、この乗算演算部37からのア
シスト信号itは、車速に応じて、第5図の破線に示すよ
うになる。 次に、戻し指令部4は、操舵系の転舵角に応じて舵角を
中立(直進)位置に戻す方向の戻し信号を発生するもの
であり、操舵系のたとえば、ラック・ピニオン機構にお
けるラックの移動量に基いて転舵角を検出する舵角セン
サ41,およびこの舵角センサ41の出力電圧信号に基いて
第7図のグラフに示す特性の戻し信号iθを出力する戻
しトルク値指示関数部42を備えている。 ここで位相補償指令部5は、捩りトルクの変化率に応じ
たアシスト補助信号iaを指令信号として発生するもの
で、前記車速センサ33の出力信号を入力するヒステリシ
ス幅指示関数部51を有するヒステリシス手段52と、この
ヒステリシス手段52を介して前記捩りトルクセンサ31の
出力信号を入力する位相補償部53と、この位相補償部53
から信号入力する位相補償指示関数部54とを備え、また
位相補償部53の出力信号は、捩りトルクセンサ31の出力
信号に加えられてアシスト指令部3の加算演算部35に入
力される。 前記ヒステリシス幅指示関数部51は、第10図のグラフに
示すように車速の増大に伴い所定値まで比例的に増大し
てやがて一定値となる特性のヒステリシス幅信号Hを出
力するようになっている。また位相補償部53は、ヒステ
リシス手段52を介して入力する捩りトルクセンサ31の出
力信号を微分処理し、その微分値に比例する信号を発生
するようになっている。そして位相補償指示関数部54
は、第8図に示すように捩りトルクの変化度合が所定値
以内では比例的に増減し、所定値を超えると一定値とな
る特性のアシスト補助信号iaを出力するようになってい
る。 さらに舵角位相補償指令部6は、転舵操作の速度に応じ
て舵の進む方向と逆方向の減衰信号を発生するものであ
り、前記舵角センサ41の出力信号を入力し、その微分値
に比例する信号を発する舵角位相補償部61と、この舵角
位相補償部61の出力信号に基いて、例えば第9図のグラ
フに示す特性の減衰信号iを出力する舵角位相補償指
示関数部62とを備えてなる。 また本実施例においては、前記戻し指令部4からの戻し
信号iθおよび舵角位相補償指令部6からの減衰信号i
の出力を規制する車速判別部7が設けられる。この車
速判別部7は、上記戻し信号iθと減衰信号iとの加
算信号を入力し、前記車速センサ33の出力信号に基づい
て車速が例えば5km/h以上では上記加算信号をそのま
ま出力するが、車速が5km/h以下では加算信号の出力
を規制するようになっている。 そして、上記車速判別部7の規制をうけた状態で、アシ
スト指令部3からのアシスト信号itと、戻し指令部4か
らの戻し信号iθと、位相補償指令部5からのアシスト
補助信号iaと、舵角位相補償指令部6からの減衰信号i
との加算信号が指令信号として駆動制御部2へ出力さ
れるよう構成してある。 以上のような構成では、転舵操作に伴い操舵系に捩りト
ルクが発生すると、捩りトルクセンサ31がこれを検出し
て出力信号を発生するが、この時、車速センサ33および
舵角センサ41からの各情報によって、上記出力信号に基
づくアシスト信号itに補正を加える。そしてこのアシス
ト信号itの正負判別および絶対値に応じたデューティ比
制御を通じて、電動モータ1の回転方向,回転トルクが
制御される。ここで捩りトルクとアシスト信号itとの関
係をみると、基本的には、第3図のグラフに示すとおり
であり、例えば右切りの際の捩りトルクに対しては正の
アシスト信号が捩りトルクの増加に伴い増大するように
出力する。従って、電動モータ1は、右切りを補助する
回転方向に捩りトルクの大きさに応じた出力トルクで回
転駆動され、右切りの際の操舵力が軽減される。なお、
左切りの際には負のアシスト信号に基いて電動モータ1
が左切りを補助する回転方向に制御されることで、右切
りの場合と同様に作用する。 ここで捩りトルクとアシスト信号との関数特性は、本実
施例では車速センサ33の出力信号に基づいて変化する。
例えば、右切りの捩りトルクに対するアシスト信号の特
性グラフを示す第5図において、車速Oの状態をMoで示
すと、車速がV1,V2と増加するにつれ、加算定数関数部3
4からの加算定数信号Svの加算処理に基づいて特性グラ
フはM1,M2と第5図のX軸方向へ平行移動して変化す
る。そして乗算定数信号の乗算処理により特性グラフM1
はm1に、M2はm2に傾きを小さくするように変化する。従
って、捩りトルクの大きさが同一の場合、アシスト信号
の大きさは車速の増大に伴って減少する。このことは、
同一捩りトルクに対する電動モータ1の出力トルクが車
速の増加に従って減少することを意味し、車両の低速走
行時には、充分なパワーアシストが得られるものであり
ながら、高速走行時には、操舵力過剰となることがな
く、従って、転舵時にハンドルが軽すぎて不安感を持つ
ということがなくなる。 一方、転舵操作に伴い、舵角センサ41が転舵角を検出
し、これに基づいて第7図に示す特性、すなわち、舵角
Oの中立位置の近傍では出力せず、この範囲を越えて左
右の転舵角±θ0の範囲では比例的に増大し、±θ0を
越えると一定値となり、右転舵領域では負の値(左切り
方向)、左転舵領域では正の値(右切り方向)となる戻
し信号iθを出力する。 また、車両が半径の小さなカーブを急ハンドルで走行す
るなど、転舵速度が速いとき、転舵角θが急激に変化す
ることから、そのことが舵角位相補償部61で検出され、
その検出信号に基いて減衰信号iが舵角位相補償指示
関数部62から出力される。これは、第9図に示す特性と
なる。 ここで車両走行時は、車速判別部7の作用により上記戻
し信号iθ、減衰信号iは、アシスト信号itを減少す
るように加えられる。そのため急転舵の際にハンドルが
軽すぎて不安感を持つということがなくなる。また、例
えば、右転舵角θ1で保舵している場合には、前述した
捩りトルクセンサ31の出力信号に基く正のアシスト信号
itと、舵角センサ41の出力信号に基づく負の戻し信号i
θ1との加算信号により電動モータ1の制御が行なわれ
る。ここでアシスト信号itのグラフを第3図の実線で示
すとすれば、上記加算信号は破線で示すようになる。従
って、右転舵角θ1の保舵状態を解除すると、捩りトル
クTが激減することで加算信号は第3図の破線に沿って
直ちに負の値(左切り方向)になる。これにより電動モ
ータ1に左切り方向のトルクが発生して減速機などの摩
擦力や、モータの慣性モーメントなどを相殺することに
なり、このため車両の走行時にはキャスタ効果などによ
り操舵系は直進状態へスムーズに復元し得るなどハンド
ル戻り動作が良好となる。そして、転舵角θの減少に伴
い戻し信号iθの大きさは次第に0に近づくべく減少
し、転舵角が中立位置に戻ると、電動モータのトルクは
消失する。 一方、急施回(高G旋回)からのハンドル戻り時には、
モータ慣性のためハンドルが中立を越える場合もある。
しかし、舵角位相補償指令部6から減衰信号iが出力
すると、この減衰信号はハンドルの回転方向と逆の出力
トルクを指令するためハンドルが戻り過ぎることもな
く、高速走行時などにおけるハンドル手放し状態からの
収束性も向上する。 次に、車両の停止状態などにおける転舵操作、すなわち
据切り操舵について説明すると、この場合、接地抵抗が
大きいことから転舵操作に伴い捩りトルクが急増し、捩
りトルクセンサ31の出力電圧もそれに比例して急増す
る。このときヒステリシス幅はゼロであるから、捩りト
ルクセンサ31の出力電圧はそのままヒステリシス手段52
を通過する。すると、この捩りトルクの急増傾向が位相
補償指令部5の位相補償部53で検出され、捩りトルクの
増加度に応じた出力信号が捩りトルクセンサ31の出力信
号に加算されるようになる。従って、捩りトルクTが小
さく、これに伴うアシスト信号itが未だ発生しない段階
においても、捩りトルクの変化度合が大きければアシス
ト信号itが直ちに出力されるようになり、据切り操舵に
際しては電動モータ1は応答遅れなく直ちに起動するよ
うになり、また自励振動の発生も防止される。 そして据切り操舵時には、戻し指令部4の戻し信号iθ
および舵角位相補償指令部6からの減衰信号iが車速
判別部7により規制されることから、エネルギの労費が
なく軽快な操舵が実現される。 ここで車両の中低速時においては、前記ヒステリシス手
段52のヒステリシス幅は車速に応じた比較的小さな値を
とる。従って左右転舵を繰返すような場合には、捩りト
ルクセンサ31の出力信号のうちヒステリシス幅を超える
分が位相補償部53に入力する。このため位相補償指示関
数部54からはアシスト補助信号iaが捩りトルクの変化の
方向に応じて直ちの出力されるのであり、電動モータ1
の起動,停止時の慣性力を吸収して操舵フィーリングを
向上するなどの制御の応答性が良い。 また、車両の直進走行時等における路面振動は、中低速
時では比較的に小さいことから、このような外乱による
捩りトルクはヒステリシス手段52によってカットされ
る。 車両の高速時においては路面振動も大きくなるが、それ
に応じてヒステリシス手段52のヒステリシス幅が増大す
るので、路面振動に伴う外乱も有効に除去することがで
き、位相補償部53から無益な信号が出力しない。An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 is an electric motor for power assist, which is connected to a pinion shaft of a rack and pinion mechanism of a steering system (not shown) via a speed reducer, a joint, etc., and can provide an assist force to the steering system. It is like this. Such an electric motor 1 includes a positive / negative determination unit 21, an absolute value conversion unit 22, a duty control unit 23, an armature current detection unit 24,
With the drive control unit 2 including the electric motor drive unit 25,
The rotation direction and the rotation torque are controlled based on a command signal described later. That is, the command signal is input to the positive / negative determination unit 21 and the absolute value conversion unit 22, and the determination signal of the positive / negative determination unit 21 is input to the electric motor drive unit 25, whereby the direction of the motor current is switched according to the command signal. Controlled and absolute value converter
The output signal of 22 is input to the duty control unit 23 to determine the duty ratio, and by inputting this to the electric motor drive unit 25, the rotation torque according to the magnitude of the command signal is set. The rotation torque of the electric motor 1 is converged to a constant instruction value by the armature current detection unit 24 detecting the armature current of the electric motor 1 and feeding back the detected value to the duty control unit 23. Controlled by. Here, in order to output a command signal to the drive control unit 2, in this embodiment, an assist command unit 3, a return command unit 4, a phase compensation command unit 5, and a steering angle phase compensation command unit 6 are provided. . The assist command unit 3 basically generates an assist signal according to the magnitude and direction of the torsion torque of the steering system, and is installed in, for example, a pinion of the steering system (steering system), and the direction of the torsion torque and Based on a torsion torque sensor 31 for detecting the magnitude and an output voltage signal (see FIG. 2) of the torsion torque sensor 31, basically, an assist signal having a characteristic as shown by the solid line in the graph of FIG. That is, if the magnitude of the torsion torque is below a predetermined value, it is not output, and if it exceeds the predetermined value, an assist torque value instruction function unit that outputs an assist signal that increases or decreases according to the value of the torsion torque with a polarity according to the direction of the torsion torque. 32 and. Further, the assist command section 3 is provided with a vehicle speed sensor 33 for detecting the speed of the vehicle, and based on the output voltage signal of the vehicle speed sensor 33, the assist command section 3 decreases as the vehicle speed increases as shown in the graph of FIG. The addition constant function unit 34 for generating the addition constant signal Sv having the characteristics described above, and the addition calculation unit 35 for inputting the addition constant signal Sv and the output signal of the torsion torque sensor 31 and outputting the same to the assist torque value instruction function unit 32. Is provided. The addition calculation unit 35 adds and subtracts the addition constant signal Sv according to the polarity of the output signal of the torsion torque sensor 31, so that the characteristic shown in the graph of FIG. 3 has the vehicle speed as a parameter in the X-axis direction. It is designed to be translated. That is, to show an example of the characteristics in the case of right-turning, as shown by the solid line in FIG.
For the same output, the absolute value of the output decreases as the vehicle speed increases, and for the same vehicle speed, the absolute value of the output increases as the absolute value of the torsion torque increases. A multiplication constant function unit 36 and a multiplication calculation unit 37 are provided to correct such output characteristics as shown by the broken line in FIG. 5 according to the vehicle speed. This multiplication constant function unit 36 is a multiplication constant signal having the characteristic shown in FIG. 6 based on the output voltage signal of the vehicle speed sensor 33, that is, the multiplication constant is 1 when the vehicle speed is 0, and the constant gradually increases as the vehicle speed increases. Generates a multiplication constant signal having a characteristic of decreasing as 0 approaches 0. The multiplication calculation unit 37 multiplies the output of the assist torque value instruction function unit 32 by the multiplication constant, and the assist signal it from the multiplication calculation unit 37 corresponds to the vehicle speed as shown in FIG. As shown by the broken line. Next, the return command unit 4 generates a return signal in the direction of returning the steering angle to the neutral (straight) position according to the turning angle of the steering system. For example, a rack in a rack and pinion mechanism of the steering system. Steering angle sensor 41 for detecting a steering angle based on the amount of movement of the steering wheel, and a return torque value indicating function for outputting a return signal iθ having the characteristic shown in the graph of FIG. 7 based on the output voltage signal of the steering angle sensor 41. The unit 42 is provided. Here, the phase compensation command unit 5 generates an assist auxiliary signal ia corresponding to the change rate of the torsion torque as a command signal, and has a hysteresis width instruction function unit 51 for inputting the output signal of the vehicle speed sensor 33. 52, a phase compensator 53 for inputting the output signal of the torsion torque sensor 31 via the hysteresis means 52, and the phase compensator 53
And a phase compensation indicator function unit 54 for inputting a signal from the output signal of the phase compensation unit 53. The output signal of the phase compensation unit 53 is added to the output signal of the torsion torque sensor 31 and input to the addition calculation unit 35 of the assist command unit 3. As shown in the graph of FIG. 10, the hysteresis width instruction function unit 51 outputs a hysteresis width signal H having a characteristic that it increases proportionally to a predetermined value as the vehicle speed increases and then becomes a constant value. There is. Further, the phase compensator 53 differentiates the output signal of the torsion torque sensor 31 input via the hysteresis means 52, and generates a signal proportional to the differentiated value. And the phase compensation indicator function unit 54
As shown in FIG. 8, when the degree of change in the torsion torque is proportionally increased / decreased within a predetermined value and exceeds the predetermined value, an assist auxiliary signal ia having a constant value is output. Further, the steering angle phase compensation command unit 6 generates an attenuation signal in a direction opposite to the direction in which the rudder moves in accordance with the speed of the steering operation. The output signal of the rudder angle sensor 41 is input and the differential value thereof is input. Based on the output signal of the steering angle phase compensating unit 61, a steering angle phase compensating instruction function that outputs a damping signal i having the characteristic shown in the graph of FIG. And a section 62. Further, in this embodiment, the return signal iθ from the return command unit 4 and the attenuation signal i from the steering angle phase compensation command unit 6 are used.
A vehicle speed determination unit 7 that regulates the output of the vehicle is provided. The vehicle speed discriminating unit 7 inputs the addition signal of the return signal iθ and the attenuation signal i, and outputs the addition signal as it is when the vehicle speed is 5 km / h or more based on the output signal of the vehicle speed sensor 33. When the vehicle speed is 5 km / h or less, the output of the addition signal is regulated. Then, under the regulation of the vehicle speed determination unit 7, the assist signal it from the assist command unit 3, the return signal iθ from the return command unit 4, the assist auxiliary signal ia from the phase compensation command unit 5, Damping signal i from the steering angle phase compensation command unit 6
The addition signal of and is output to the drive control unit 2 as a command signal. In the above configuration, when a twisting torque is generated in the steering system due to the steering operation, the twisting torque sensor 31 detects this and generates an output signal, but at this time, the vehicle speed sensor 33 and the steering angle sensor 41 Correction is added to the assist signal it based on the above output signal by each of the above information. Then, the rotation direction and the rotation torque of the electric motor 1 are controlled through the positive / negative determination of the assist signal it and the duty ratio control according to the absolute value. Here, the relationship between the torsion torque and the assist signal it is basically as shown in the graph of FIG. 3. For example, a positive assist signal corresponds to the torsion torque when turning right. The output is increased so that Therefore, the electric motor 1 is rotationally driven by the output torque according to the magnitude of the torsion torque in the rotation direction that assists the right turning, and the steering force at the time of the right turning is reduced. In addition,
Electric motor 1 based on a negative assist signal when turning left
Is controlled in a rotation direction that assists left cutting, and thus operates in the same manner as in right cutting. Here, the functional characteristics of the torsion torque and the assist signal change based on the output signal of the vehicle speed sensor 33 in this embodiment.
For example, in FIG. 5 showing a characteristic graph of an assist signal with respect to right-turning torsion torque, when the state of the vehicle speed O is shown by Mo, as the vehicle speed increases to V 1 and V 2 , the addition constant function unit 3
On the basis of the addition processing of the addition constant signal Sv from 4, the characteristic graph changes in parallel with M 1 and M 2 in the X-axis direction of FIG. Then, the characteristic graph M 1 is obtained by the multiplication processing of the multiplication constant signal.
Changes to m 1 and M 2 decreases to m 2 . Therefore, when the magnitudes of the torsion torques are the same, the magnitude of the assist signal decreases as the vehicle speed increases. This is
This means that the output torque of the electric motor 1 with respect to the same torsional torque decreases as the vehicle speed increases. While the vehicle is traveling at low speed, sufficient power assist can be obtained, but the steering force becomes excessive during traveling at high speed. Therefore, there is no fear that the steering wheel is too light when steering. On the other hand, the steering angle sensor 41 detects the steering angle in accordance with the steering operation, and based on this, the characteristic shown in FIG. 7, that is, the steering angle O is not output in the vicinity of the neutral position and exceeds this range. The ratio increases proportionally in the range of the left and right steering angles ± θ 0 , and becomes a constant value when it exceeds ± θ 0. A negative value (left turning direction) in the right steering area, a positive value in the left steering area. A return signal i.theta. That is in the (right cutting direction) is output. Further, when the turning speed is fast, such as when the vehicle travels on a curve with a small radius with a sharp steering wheel, the turning angle θ changes abruptly, which is detected by the steering angle phase compensator 61.
A damping signal i is output from the steering angle phase compensation indicator function unit 62 based on the detection signal. This is the characteristic shown in FIG. Here, when the vehicle is traveling, the return signal iθ and the attenuation signal i are added by the action of the vehicle speed determination unit 7 so as to decrease the assist signal it. Therefore, there is no fear that the steering wheel will be too light when turning suddenly. Further, for example, when the steering is held at the right turning angle θ 1 , a positive assist signal based on the output signal of the torsion torque sensor 31 described above.
It and a negative return signal i based on the output signal of the steering angle sensor 41
The electric motor 1 is controlled by the addition signal with θ 1 . If the graph of the assist signal it is shown by the solid line in FIG. 3, the addition signal is shown by the broken line. Therefore, when the steering holding state of the right turning angle θ 1 is released, the torsional torque T is drastically reduced and the addition signal immediately becomes a negative value (left turning direction) along the broken line in FIG. 3. As a result, torque in the left-turn direction is generated in the electric motor 1 to cancel the frictional force of the speed reducer and the like, the moment of inertia of the motor, etc. Therefore, when the vehicle is running, the steering system is in a straight traveling state due to the caster effect. The steering wheel return operation is good, such as smooth restoration to. Then, as the turning angle θ decreases, the magnitude of the return signal iθ gradually decreases to approach 0, and when the turning angle returns to the neutral position, the torque of the electric motor disappears. On the other hand, when the steering wheel is returned from the quick turn (high G turn),
The handle may exceed neutral due to the inertia of the motor.
However, when the damping signal i is output from the steering angle phase compensation command unit 6, the damping signal commands an output torque opposite to the rotation direction of the steering wheel, so that the steering wheel does not return too much, and the steering wheel is released when the vehicle is traveling at high speed. The convergence property from is also improved. Next, the steering operation in the stopped state of the vehicle, that is, the stationary steering will be described. In this case, since the ground resistance is large, the torsion torque sharply increases with the steering operation, and the output voltage of the torsion torque sensor 31 also increases. Increase rapidly in proportion. At this time, since the hysteresis width is zero, the output voltage of the torsion torque sensor 31 remains unchanged as the hysteresis means 52.
Pass through. Then, the tendency of the torsional torque to increase rapidly is detected by the phase compensator 53 of the phase compensation commander 5, and an output signal corresponding to the degree of increase of the torsional torque is added to the output signal of the torsional torque sensor 31. Therefore, even when the torsion torque T is small and the assist signal it associated therewith is not yet generated, the assist signal it is immediately output if the degree of change in the torsion torque is large, and the electric motor 1 is operated during the stationary steering. Will start immediately without a delay in response, and the occurrence of self-excited vibration will be prevented. Then, at the time of stationary steering, the return signal iθ of the return command unit 4
Since the damping signal i from the steering angle phase compensation command unit 6 is regulated by the vehicle speed determination unit 7, light steering can be realized without energy labor. Here, when the vehicle is in the middle or low speed, the hysteresis width of the hysteresis means 52 takes a relatively small value according to the vehicle speed. Therefore, when the left and right steering is repeated, the output signal of the torsion torque sensor 31 that exceeds the hysteresis width is input to the phase compensation unit 53. Therefore, the assisting signal ia is immediately output from the phase compensation instruction function unit 54 in accordance with the direction of change of the torsion torque.
The control response is good, such as improving the steering feeling by absorbing the inertial force when starting and stopping. Further, since the road surface vibration when the vehicle is traveling straight ahead is relatively small at medium and low speeds, the torsion torque due to such disturbance is cut by the hysteresis means 52. Road surface vibration also increases at high speeds of the vehicle, but since the hysteresis width of the hysteresis means 52 increases accordingly, disturbances due to road surface vibration can be effectively removed, and a useless signal from the phase compensator 53 is generated. Do not output.
以上説明したように、本発明によれば、アシスト補助信
号を出力する位相補償部が、ヒステリシス手段を介して
微小入力に基づく出力をカットするのであり、ヒステリ
シス幅が車速に応じて高速では大きく,低速では小さく
なるよう変化するから、高速時においても路面振動によ
る外乱を有効に除去できると共に、低速時においては必
要な制御の応答性を十分に確保することができる。As described above, according to the present invention, the phase compensating unit that outputs the assisting auxiliary signal cuts the output based on the minute input via the hysteresis means, and the hysteresis width is large at high speed according to the vehicle speed, Since it changes so as to become smaller at low speeds, it is possible to effectively remove the disturbance due to road surface vibrations even at high speeds, and at the same time, to secure the necessary control responsiveness at low speeds.
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図は捩りトルクセンサの出力信号の特性グラフ、第3図
はアシスト信号の基本特性グラフ、第4図は加算定数信
号の特性グラフ、第5図はアシスト信号の特性変化を示
すグラフ、第6図は乗算定数信号の特性グラフ、第7図
は戻し信号の特性グラフ、第8図はアシスト補助信号の
特性グラフ、第9図は減衰信号の特性グラフ、第10図は
ヒステリシス幅の特性グラフである。 1……電動モータ 2……駆動制御部 21……正負判別部、22……絶対値変換部 23……デューティ制御部、24……電機子電流検出部 25……電動モータ駆動部 3……アシスト指令部 31……捩りトルクセンサ、32……アシストトルク値指示
関数部、33……車速センサ、34……加算定数関数部、35
……加算演算部、36……乗算定数関数部、37……乗算演
算部 4……戻し指令部 41……舵角センサ、42……戻しトルク値指示関数部 5……位相補償指令部 51……ヒステリシス幅指示関数部、52……ヒステリシス
手段、53……位相補償部、54……位相補償指示関数部 6……舵角位相補償指令部 61……舵角位相補償部、62……舵角位相補償指示関数部 7……車速判別部FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows the characteristic graph of the output signal of the torsion torque sensor, FIG. 3 shows the basic characteristic graph of the assist signal, FIG. 4 shows the characteristic graph of the addition constant signal, FIG. 5 shows the characteristic change of the assist signal, and FIG. Is a characteristic graph of a multiplication constant signal, FIG. 7 is a characteristic graph of a return signal, FIG. 8 is a characteristic graph of an assist assist signal, FIG. 9 is a characteristic graph of an attenuation signal, and FIG. 10 is a characteristic graph of hysteresis width. . 1 ... Electric motor 2 ... Drive control unit 21 ... Positive / negative discrimination unit, 22 ... Absolute value conversion unit 23 ... Duty control unit, 24 ... Armature current detection unit 25 ... Electric motor drive unit 3 ... Assist command unit 31 …… Torsion torque sensor, 32 …… Assist torque value instruction function unit, 33 …… Vehicle speed sensor, 34 …… Addition constant function unit, 35
…… Addition calculation unit, 36 …… Multiplication constant function unit, 37 …… Multiplication calculation unit 4 …… Return command unit 41 …… Steering angle sensor, 42 …… Return torque value instruction function unit 5 …… Phase compensation command unit 51 ...... Hysteresis width instruction function unit, 52 ...... Hysteresis means, 53 ...... Phase compensation unit, 54 ...... Phase compensation instruction function unit 6 ...... Steering angle phase compensation command unit 61 ...... Steering angle phase compensation unit, 62 ...... Steering angle phase compensation instruction function section 7 ... Vehicle speed determination section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−6867(JP,A) 特開 昭60−161255(JP,A) 特開 昭60−193765(JP,A) 特開 昭61−81866(JP,A) 特開 昭61−215166(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP 62-6867 (JP, A) JP 60-161255 (JP, A) JP 60-193765 (JP, A) JP 61- 81866 (JP, A) JP 61-215166 (JP, A)
Claims (1)
センサの出力信号に基づく指令信号に応じて駆動制御部
により電動モータの回転方向、回転トルクを制御する電
動式パワーステアリング装置において、 上記捩りトルクセンサの出力信号を入力し、この出力信
号の特性を捩りトルクの変化が所定値以下の範囲でゼロ
となるヒステリシスを有する特性に変換するヒステリシ
ス手段を有し、このヒステリシス手段を介して入力した
捩りトルクセンサの出力信号の微分値に基づいて捩りト
ルクの変化率に応じたアシスト補助信号を指令信号とし
て出力する位相補償指令部を備え、 上記ヒステリシス手段は、車速を検出する車速センサを
出力信号に基づき不感帯幅であるヒステリシス幅が車速
の増大に伴い所定値まで増大するよう構成したことを特
徴とする電動式パワーステアリング装置のモータ制御装
置。1. An electric power steering apparatus in which a drive control unit controls a rotation direction and a rotation torque of an electric motor according to a command signal based on an output signal of a torsion torque sensor for detecting a torsion torque of a steering system. The output signal of the torque sensor is input, and a hysteresis means for converting the characteristic of this output signal into a characteristic having hysteresis such that the change of the torsional torque becomes zero within a range of a predetermined value or less is provided, and the hysteresis signal is inputted through this hysteresis means. The phase compensation command unit outputs as a command signal an assist auxiliary signal corresponding to the rate of change of the torsion torque based on the differential value of the output signal of the torsion torque sensor. The hysteresis means outputs a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed. The hysteresis width, which is the dead band width, is configured to increase to a predetermined value as the vehicle speed increases. The motor control apparatus for an electric power steering apparatus characterized.
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Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2803487B2 (en) * | 1992-09-22 | 1998-09-24 | 三菱自動車工業株式会社 | Fuzzy control type electronic control power steering device |
US5473539A (en) * | 1992-12-11 | 1995-12-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically operated power steering apparatus |
DE4241785B4 (en) * | 1992-12-11 | 2009-03-12 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Hydraulic power steering system |
JP3525429B2 (en) * | 1998-12-25 | 2004-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | Steering control device |
US6389342B1 (en) * | 1999-04-14 | 2002-05-14 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Steering apparatus for vehicle |
JP4019813B2 (en) * | 2001-07-12 | 2007-12-12 | 株式会社豊田中央研究所 | Physical quantity estimation device, road friction state estimation device, steering angle neutral point estimation device, and air pressure drop estimation device |
US7096994B2 (en) | 2004-09-22 | 2006-08-29 | Mando Corporation | Method of controlling recovery in electric power steering system |
EP1640244B1 (en) * | 2004-09-24 | 2015-08-05 | Mando Corporation | Method of controlling recovery in electric power steering system |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589018A (en) * | 1983-06-03 | 1986-05-13 | At&T Bell Laboratories | Technique for the time frequency multiplexing on three television signals |
JPS6035664A (en) * | 1983-08-08 | 1985-02-23 | Aisin Seiki Co Ltd | Motor-driven power steering system |
JPS60161255A (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | Auxiliary steering apparatus for car |
JPS6181866A (en) * | 1984-09-12 | 1986-04-25 | Honda Motor Co Ltd | Electrically driven type power steering device |
JPH0613297B2 (en) * | 1985-03-20 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | Electric power steering device |
JPH0710672B2 (en) * | 1985-07-03 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | Electric power steering control device |
KR900005710B1 (en) * | 1986-04-29 | 1990-08-06 | 미쓰비시전기 주식회사 | Motor driven power steering system for a vehicle |
DE3629815A1 (en) * | 1986-09-02 | 1988-03-03 | Bayerische Motoren Werke Ag | METHOD FOR DAMPING THE STEERING MOVEMENTS |
JP2618240B2 (en) * | 1987-07-02 | 1997-06-11 | 富士重工業株式会社 | Motor control device for electric power steering device |
JPH01257671A (en) * | 1988-04-06 | 1989-10-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | Controller for power steering device of motor driven type for automobile |
JPH06198675A (en) * | 1993-01-05 | 1994-07-19 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | Injection molding machine and method for disk substrate |
-
1988
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB2222125B (en) | 1992-10-07 |
GB2222125A (en) | 1990-02-28 |
DE3923654C2 (en) | 1993-04-15 |
GB8915822D0 (en) | 1989-08-31 |
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DE3923654A1 (en) | 1990-02-01 |
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