JPH0939809A - Control device for electric power steering device - Google Patents

Control device for electric power steering device

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Publication number
JPH0939809A
JPH0939809A JP21651495A JP21651495A JPH0939809A JP H0939809 A JPH0939809 A JP H0939809A JP 21651495 A JP21651495 A JP 21651495A JP 21651495 A JP21651495 A JP 21651495A JP H0939809 A JPH0939809 A JP H0939809A
Authority
JP
Japan
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motor
value
steering wheel
current
steering
Prior art date
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Pending
Application number
JP21651495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Kobayashi
秀行 小林
Shuji Endo
修司 遠藤
Hirosuke Itakura
裕輔 板倉
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0939809A publication Critical patent/JPH0939809A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-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
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0466Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the state of steering wheel-return by detecting the state of the steering wheel-return based on how frequently the differentiated value of motor-current detected within a specified time exceeds a preset specified value when the motor-current becomes oscillating current at the time of steering wheel-return. SOLUTION: An electronic control circuit 13 containing a structure of detecting the state of steering wheel-return receives signals from a torque sensor 3, a speed sensor 12 to calculate a command-current value, and to detect the duty ratio of a PWM signal and motor-current. Then, an estimate value of motor-angular velocity is calculated based on the motor-current and the duty ratio of the PWM signal, and further a differentiated value of the motor-current is calculated. Next, how frequently the differentiated value of the motor-current exceeds a specified value, is counted, and whether the count-value computed when a specified time has elapsed exceeds a preset, specified frequency or not, is judged. In this case, when the specified frequency is exceeded, it is judged that a handle is in the state of steering wheel-return.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電動パワ−ステアリ
ング装置の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an electric power steering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクその他を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タの制御目標値である電流指令値を演算し、
電流フイ−ドバツク制御回路において、前記した制御目
標値である電流指令値と実際にモ−タに流れる電流との
差を電流制御値として求め、電流制御値によりモ−タを
制御して操向ハンドルの操舵力を補助するものがある。
2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus for a vehicle detects a steering torque or the like generated in a steering shaft by operating a steering wheel, and based on the detection signal, a current which is a control target value of a motor. Calculate the command value,
In the current feedback control circuit, the difference between the current command value, which is the above-mentioned control target value, and the current actually flowing in the motor is obtained as a current control value, and the motor is controlled by the current control value for steering. There is something that assists the steering force of the steering wheel.

【0003】このような電動パワ−ステアリング装置で
は、図10に示すように、4個の電界効果型トランジス
タFET1 〜FET4 をブリツジに接続して第1及び第
2の2つのア−ムを備えたHブリツジ回路を構成し、そ
の入力端子間に電源を、出力端子間にモ−タMを接続し
たモ−タ駆動回路が使用されている。
In such an electric power steering apparatus, as shown in FIG. 10, four field effect transistors FET1 to FET4 are connected to a bridge and two first and second arms are provided. A motor drive circuit is used in which an H-bridge circuit is formed, a power supply is connected between the input terminals of the H-bridge circuit, and a motor M is connected between the output terminals.

【0004】その動作を簡単に説明すると、モ−タ駆動
回路を構成するHブリツジ回路の、第1のア−ムのFE
T1 (或いは第2のア−ムのFET2 )を電流制御値に
基づいて決定されるデユ−テイ比DのPWM信号(パル
ス幅変調信号)で駆動することによりモ−タ電流の大き
さが制御される。
The operation thereof will be briefly described. The FE of the first arm of the H-bridge circuit which constitutes the motor drive circuit.
The magnitude of the motor current is controlled by driving T1 (or the FET2 of the second arm) with a PWM signal (pulse width modulation signal) having a duty ratio D determined based on the current control value. To be done.

【0005】また、電流制御値の符号に基づいて第2の
ア−ムのFET3 をON、第1のア−ムのFET4 をO
FF(或いは第2のア−ムのFET3 をOFF、第1の
ア−ムのFET4 をON)とすることによりモ−タMの
回転方向が制御される。
Further, based on the sign of the current control value, the FET 3 of the second arm is turned on and the FET 4 of the first arm is turned on.
The rotation direction of the motor M is controlled by turning off FF (or turning off the FET 3 of the second arm and turning on the FET 4 of the first arm).

【0006】一方、一般にステアリング機構は、走行中
に操向ハンドルを回転操作した後、操向ハンドルから手
を放した場合(以下、「ハンドル戻し」という)には、
タイヤからの反力によるセルフアライニングトルクによ
りステアリング機構を中立位置に復帰させる力が作用
し、ステアリング機構は自動的に直進走行位置(中立位
置)に復帰する。
On the other hand, in general, the steering mechanism, when the steering handle is rotated during traveling and then released from the steering handle (hereinafter referred to as "handle return"),
The self-aligning torque due to the reaction force from the tire exerts a force to return the steering mechanism to the neutral position, and the steering mechanism automatically returns to the straight traveling position (neutral position).

【0007】電動パワ−ステアリング装置において上記
したハンドル戻しの状態をみると、ステアリング機構を
駆動するモ−タに慣性があるため、低速走行時には操向
ハンドルの戻りが悪く、また高速走行時には中立位置を
越えて反対側に振れたり戻つたりする振動が発生する。
また、高速走行時には路面からのキツクバツクによるス
テアリング機構の振動の発生や、自動車のヨ−角速度の
収束が悪いなどの不都合がある。
Looking at the above-mentioned steering wheel return state in the electric power steering apparatus, since the motor for driving the steering mechanism has inertia, the steering wheel does not return well at low speeds and the neutral position at high speeds. Vibration occurs that swings back and forth on the other side across the distance.
In addition, when traveling at high speed, there are inconveniences such as occurrence of vibration of the steering mechanism due to backlash from the road surface and poor convergence of the yaw angular velocity of the automobile.

【0008】このため、従来から電動パワ−ステアリン
グ装置には、低速走行時には操向ハンドルが戻り易くす
るようにステアリング機構を制御し、高速走行時にはス
テアリング機構の振動を抑えるようにステアリング機構
を制御することが提案されている。
Therefore, in the conventional electric power steering apparatus, the steering mechanism is controlled so that the steering handle can be easily returned when traveling at a low speed, and the steering mechanism is controlled so as to suppress the vibration of the steering mechanism during traveling at a high speed. Is proposed.

【0009】このような制御を行うためには、ステアリ
ング機構がハンドル戻しの状態にあるか否かを検出する
ことが必要になる。従来の電動パワ−ステアリング装置
では、モ−タ角速度を検出するセンサを備え、操舵トル
クが所定値以下で、且つ検出されたモ−タの角速度が所
定値以上であるとき、ハンドル戻しの状態であると判定
する手段を採用するものが提案されている(特開昭62
−244761号公報参照)。
In order to perform such control, it is necessary to detect whether or not the steering mechanism is in the steering wheel returning state. A conventional electric power steering device is provided with a sensor for detecting a motor angular velocity, and when the steering torque is a predetermined value or less and the detected motor angular velocity is a predetermined value or more, the steering wheel is returned. There has been proposed a method which adopts a means for determining that there is (Japanese Patent Laid-Open No. 62-62160).
(See JP-A-244761).

【0010】また、このようなハンドル戻しの状態の検
出に、モ−タ角速度を検出するセンサを設けることな
く、電動パワ−ステアリング装置を制御する電流フイ−
ドバツク制御回路内において検出されたモ−タ電流とモ
−タ端子間電圧などからモ−タ角速度を推定し、モ−タ
角速度の推定値と操舵トルクとに基づいてハンドル戻し
の状態か否かを判定する手段を採用するものも提案され
ている(特開平3−182874号公報参照)。
In order to detect such a steering wheel return state, a current sensor for controlling the electric power steering apparatus is not provided without a sensor for detecting the motor angular velocity.
Whether or not the steering wheel is returned based on the estimated motor angular velocity and the steering torque by estimating the motor angular velocity from the motor current detected in the feedback control circuit and the voltage between the motor terminals. It has been proposed to employ a means for determining (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-182874).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た前者のハンドル戻しの状態を検出する手段では、モ−
タ角速度を検出するセンサを必要とするため、構成部品
数が増えて製造コストを増加させる結果となる。また、
上記した後者のハンドル戻しの状態を検出する手段で
は、モ−タ角速度を検出するセンサを必要としない点で
有利ではあるが、以下のような問題がある。
However, in the above-mentioned means for detecting the return state of the handlebar, the above-mentioned means is used.
Since a sensor for detecting the angular velocity is required, the number of components increases, resulting in an increase in manufacturing cost. Also,
The latter means for detecting the state of returning the steering wheel is advantageous in that it does not require a sensor for detecting the motor angular velocity, but has the following problems.

【0012】即ち、モ−タ駆動回路におけるデユ−テイ
比DのPWM信号(パルス幅変調信号)とモ−タ電流i
との関係は、通常の状態、即ちモ−タ角速度ω=0の状
態では、図11の線(a)に示すようにデユ−テイ比D
とモ−タ電流iとは線形特性を示す。
That is, the PWM signal (pulse width modulation signal) having the duty ratio D and the motor current i in the motor drive circuit are
In the normal state, that is, when the motor angular velocity ω = 0, the duty ratio D is as shown in FIG.
And the motor current i exhibit linear characteristics.

【0013】しかしながら、ハンドル戻しの状態におい
ては、操舵トルクがほぼ0であり、且つモ−タがセルフ
アラインメントトルクにより逆方向に回転するために、
モ−タ角速度ωはω<0、或いはω>0となり、図11
の線(b)或いは線(c)に示すようにモ−タの逆起電
力に相当するだけ上或いは下にずれ、デユ−テイ比D=
0の付近においてモ−タ電流iに不連続部分がある非線
形特性が生ずる。
However, when the steering wheel is returned, the steering torque is almost 0, and the motor rotates in the opposite direction due to the self-alignment torque.
The motor angular velocity ω becomes ω <0 or ω> 0, and FIG.
As shown in the line (b) or the line (c) of FIG. 3, the duty ratio D = is shifted up or down by the amount corresponding to the counter electromotive force of the motor.
A non-linear characteristic having a discontinuity in the motor current i occurs near zero.

【0014】ハンドル戻しの状態においては、この非線
形特性を通過するために電流フイ−ドバツク制御回路の
モ−タ電流iは振動電流となる。振動電流であるモ−タ
電流から推定したモ−タ角速度には誤差を生ずるため、
ハンドル戻しの状態を正確に検出することができないと
いう不都合がある。この発明は上記課題を解決すること
を目的とする。
When the steering wheel is returned, the motor current i of the current feedback control circuit becomes an oscillating current because it passes through this non-linear characteristic. Since an error occurs in the motor angular velocity estimated from the oscillating current, the motor current,
There is an inconvenience that the state of returning the steering wheel cannot be accurately detected. An object of the present invention is to solve the above problems.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項1の発明は、少なくともステアリ
ングシヤフトに発生する操舵トルク信号と車速信号に基
づいて演算された電流指令値と検出されたモ−タ電流値
から演算した電流制御値に基づいてステアリング機構に
操舵補助力を与えるモ−タの出力を制御するフイ−ドバ
ツク制御手段を備えた電動パワ−ステアリング装置の制
御装置において、半導体素子4個をHブリツジに接続し
て構成したブリツジ回路の入力端子間に電源を、出力端
子間に前記モ−タを接続したモ−タ駆動回路と、所定時
間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め設定された
所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状態を検
出するハンドル戻し検出手段と、ハンドル戻しの状態が
検出されたとき、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems, and the invention of claim 1 is to detect a current command value calculated based on at least a steering torque signal and a vehicle speed signal generated in a steering shaft. In a controller for an electric power steering apparatus having a feedback control means for controlling the output of a motor for applying a steering assisting force to a steering mechanism based on a current control value calculated from the motor current value A motor drive circuit in which a power source is connected between the input terminals of the bridge circuit formed by connecting four semiconductor elements to the H bridge and the motor is connected between the output terminals, and a motor detected within a predetermined time. Steering wheel return detecting means for detecting a steering wheel return state based on the frequency at which the differential value of the steering current exceeds a preset predetermined value, and when the steering wheel return state is detected, Characterized by comprising a correction means for correcting the current command value by a handle return compensation value is set in accordance with the order speed.

【0016】そして、さらに、モ−タ電流検出値とHブ
リツジ回路の半導体素子を駆動するPWM信号のデユ−
テイ比に基づいてモ−タ角速度を推定するモ−タ角速度
推定手段と、検出された操舵トルクとモ−タ角速度推定
値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第2のハン
ドル戻し検出手段とを備え、2つのハンドル戻し検出手
段のいずれかがハンドル戻しの状態を検出したとき、ハ
ンドル戻しの状態が検出されたものと判定して、予め車
速に応じて設定されているハンドル戻し補正値により電
流指令値を補正する補正手段を作動させるようにしても
よい。
Further, a PWM current signal for driving the semiconductor element of the H-bridge circuit and the detected value of the motor current are also used.
A motor angular velocity estimating means for estimating the motor angular velocity based on the Tay ratio, and a second steering wheel return detecting means for detecting a steering wheel returning state based on the detected steering torque and the estimated motor angular velocity value. When either one of the two steering wheel return detecting means detects the steering wheel returning state, it is determined that the steering wheel returning state is detected, and the steering wheel returning correction value preset according to the vehicle speed is used. You may make it operate | move the correction | amendment means which correct | amends a current command value.

【0017】また請求項3の発明は、少なくともステア
リングシヤフトに発生する操舵トルク信号と車速信号に
基づいて演算された電流指令値と検出されたモ−タ電流
値から演算した電流制御値に基づいてステアリング機構
に操舵補助力を与えるモ−タの出力を制御するフイ−ド
バツク制御手段を備えた電動パワ−ステアリング装置の
制御装置において、半導体素子4個をHブリツジに接続
して構成したブリツジ回路の入力端子間に電源を、出力
端子間に前記モ−タを接続したモ−タ駆動回路と、モ−
タ電流検出値とHブリツジ回路の半導体素子を駆動する
PWM信号のデユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度推定
値を演算するモ−タ角速度推定手段と、所定時間内に検
出されたモ−タ電流検出値とデユ−テイ比に基づいて演
算されたモ−タ角速度推定値の微分値が予め設定された
所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状態を検
出するハンドル戻し検出手段と、ハンドル戻しの状態が
検出されたとき、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, at least the current command value calculated based on the steering torque signal generated in the steering shaft and the vehicle speed signal and the current control value calculated from the detected motor current value. In a controller for an electric power steering apparatus having a feedback control means for controlling an output of a motor for giving a steering assist force to a steering mechanism, a bridge circuit of four semiconductor elements is connected to an H bridge. A motor drive circuit having a power supply connected between the input terminals and the motor connected between the output terminals, and a motor drive circuit.
A motor angular velocity estimation means for calculating an estimated motor angular velocity value based on the duty ratio of the PWM signal for driving the semiconductor element of the H-bridge circuit and the motor detected within a predetermined time. Steering wheel return detection means for detecting the state of steering wheel return based on the frequency at which the differential value of the estimated motor angular velocity calculated based on the detected motor current value and the duty ratio exceeds a preset predetermined value, When a steering wheel return state is detected, a correction means for correcting the current command value with the steering wheel return correction value set in advance according to the vehicle speed is provided.

【0018】さらに、検出された操舵トルクとモ−タ角
速度推定値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第
2のハンドル戻し検出手段とを備え、2つのハンドル戻
し検出手段のいずれかがハンドル戻しの状態を検出した
とき、ハンドル戻しの状態が検出されたものと判定し
て、予め車速に応じて設定されているハンドル戻し補正
値により電流指令値を補正する補正手段を作動させるよ
うにしてもよい。
Further, there is provided a second steering wheel return detecting means for detecting the steering wheel returning state based on the detected steering torque and the estimated motor angular velocity value, and one of the two steering wheel returning detection means is provided for steering wheel returning. When the state of the steering wheel return is detected, it is determined that the state of the steering wheel return has been detected, and the correction means for correcting the current command value by the steering wheel return correction value set in advance according to the vehicle speed may be operated. Good.

【0019】[0019]

【作用】請求項1の発明では、ハンドル戻しの状態にお
いて、デユ−テイ比D=0の付近におけるモ−タ電流i
の不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電流となつて
も、所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め
設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻し
の状態を検出するから、ハンドル戻しの状態を正確に検
出することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the handle is returned, the motor current i near the duty ratio D = 0.
Even if the motor current becomes an oscillating current due to the discontinuity characteristic of the handlebar, the handle return is performed based on the frequency at which the differential value of the motor current detected within a predetermined time exceeds a preset predetermined value. Since the state is detected, the state of the handle return can be accurately detected.

【0020】また、請求項3の発明では、ハンドル戻し
の状態において、デユ−テイ比D=0の付近におけるモ
−タ電流iの不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電
流となつても、所定時間内に検出されたモ−タ電流検出
値とデユ−テイ比に基づいて演算されたモ−タ角速度推
定値の微分値が予め設定された所定値を越える頻度に基
づいてハンドル戻しの状態を検出するから、ハンドル戻
しの状態を正確に検出することができる。
Further, in the third aspect of the invention, when the handle is returned, the motor current becomes an oscillating current due to the discontinuous characteristic of the motor current i in the vicinity of the duty ratio D = 0. However, the steering wheel is manipulated based on the frequency at which the differential value of the estimated motor angular velocity calculated based on the detected motor current value and the duty ratio detected within the predetermined time exceeds the preset predetermined value. Since the return state is detected, the handle return state can be accurately detected.

【0021】[0021]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、図1乃至図3により、この発明を実施するに適し
た電動パワ−ステアリング装置の概略を説明する。図1
は電動パワ−ステアリング装置の構成の概略を説明する
図で、操向ハンドル1の軸2は減速ギア4、ユニバ−サ
ルジョイント5a、5b、ピニオンラツク機構7を経て
操向車輪のタイロツド8に結合されている。軸2には操
向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ3が
設けられており、また、操舵力を補助するモ−タ10が
クラツチ9、減速ギア4を介して軸2に結合している。
Embodiments of the present invention will be described below.
First, an outline of an electric power steering apparatus suitable for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
Is a diagram for explaining the outline of the configuration of the electric power steering device. The shaft 2 of the steering handle 1 is connected to the steering wheel 8 of the steering wheel through the reduction gear 4, the universal joints 5a, 5b, and the pinion rack mechanism 7. Has been done. The shaft 2 is provided with a torque sensor 3 for detecting the steering torque of the steering handle 1, and a motor 10 for assisting the steering force is connected to the shaft 2 via a clutch 9 and a reduction gear 4. I have.

【0022】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路13は、バツテリ14からイグニツシヨンキ−1
1でON/OFFされるリレ−を経て電力が供給され
る。電子制御回路13は、トルクセンサ3で検出された
操舵トルクと車速センサ12で検出された車速に基づい
て電流指令値の演算を行い、演算された電流指令値に基
づいてモ−タ10に供給する電流を制御する。
The electronic control circuit 13 for controlling the power steering device is supplied from the battery 14 to the ignition key-1.
Power is supplied through a relay that is turned on / off at 1. The electronic control circuit 13 calculates a current command value based on the steering torque detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 12, and supplies the current command value to the motor 10 based on the calculated current command value. Control the current.

【0023】クラツチ9は電子制御回路13により制御
される。クラツチ9は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路13によりパワ−ステアリング装置の
故障と判断された時、及び電源がOFFとなつている時
に切離される。
The clutch 9 is controlled by an electronic control circuit 13. The clutch 9 is engaged in a normal operation state, and is disconnected when the electronic control circuit 13 determines that the power steering device has failed and when the power is off.

【0024】図2は、電子制御回路13の構成を示すブ
ロツク図である。この実施例では電子制御回路13は主
としてCPUから構成されるが、ここではそのCPU内
部においてプログラムで実行される機能を示してある。
例えば、安定化補償器21は独立したハ−ドウエアとし
ての安定化補償器21を示すものではなく、CPUで実
行される安定化補償機能を示す。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the electronic control circuit 13. In this embodiment, the electronic control circuit 13 is mainly composed of a CPU, but the functions executed by a program inside the CPU are shown here.
For example, the stabilization compensator 21 does not show the stabilization compensator 21 as an independent hardware, but shows the stabilization compensation function executed by the CPU.

【0025】以下、電子制御回路13の機能と動作を説
明する。トルクセンサ3から入力された操舵トルク信号
は、安定化補償器21で操舵系の安定を高めるために位
相補償され、電流指令値演算器22に入力される。ま
た、車速センサ12で検出された車速信号は車速演算器
23で車速が演算された上、電流指令値演算器22に入
力される。
Hereinafter, functions and operations of the electronic control circuit 13 will be described. The steering torque signal input from the torque sensor 3 is phase-compensated by the stabilization compensator 21 in order to enhance the stability of the steering system, and is input to the current command value calculator 22. The vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor 12 is input to the current command value calculator 22 after the vehicle speed calculator 23 calculates the vehicle speed.

【0026】電流指令値メモリ24は、通常状態(ハン
ドル戻しでない状態)における操舵トルクに対応した電
流指令値を示すマツプを記憶したメモリで、また、車速
補正メモリ25は、通常状態(ハンドル戻しでない状
態)における車速に対応した補正値を示すマツプを記憶
したメモリである。
The current command value memory 24 is a memory that stores a map indicating the current command value corresponding to the steering torque in the normal state (the state where the steering wheel is not returned), and the vehicle speed correction memory 25 is the normal state (the steering wheel is not returned). It is a memory that stores a map indicating a correction value corresponding to the vehicle speed in the (state).

【0027】電流指令値演算器22は、入力された操舵
トルクに基づいて電流指令値メモリ24を参照して電流
指令値を求め、また、入力された車速に基づいて車速補
正メモリ25を参照して電流指令値を補正し、操舵トル
クと車速に対応した通常状態における電流指令値I0 を
出力する。
The current command value calculator 22 obtains a current command value by referring to the current command value memory 24 based on the input steering torque, and also refers to the vehicle speed correction memory 25 based on the input vehicle speed. Then, the current command value is corrected to output the current command value I0 in the normal state corresponding to the steering torque and the vehicle speed.

【0028】27は加算器で、電流指令値I0 と後述す
るハンドル戻しの状態においてステアリング機構のダン
ピングを補正する補正値Is が加算され、モ−タ10に
供給する電流の制御目標値である電流指令値Iが出力さ
れる。
Reference numeral 27 denotes an adder, which is a current control target value of the current supplied to the motor 10 by adding the current command value I0 and a correction value Is for correcting the damping of the steering mechanism in the steering wheel returning state described later. The command value I is output.

【0029】比較器28、微分補償器29、比例演算器
30、積分演算器31、加算器32から構成される回路
は、実際のモ−タ電流値iが電流指令値Iに一致するよ
うにフイ−ドバツク制御を行う回路である。
The circuit composed of the comparator 28, the differential compensator 29, the proportional calculator 30, the integral calculator 31, and the adder 32 ensures that the actual motor current value i matches the current command value I. This is a circuit for performing feedback control.

【0030】比較器28では、加算器27から出力され
たモ−タの制御目標値である電流指令値Iと、後述する
モ−タ電流検出器35で検出された実際のモ−タ電流値
iとが比較され、その差の信号が出力される。
In the comparator 28, the current command value I which is the control target value of the motor output from the adder 27 and the actual motor current value detected by the motor current detector 35 which will be described later. i is compared, and the signal of the difference is output.

【0031】比例演算器30では、電流指令値Iと実際
のモ−タ電流値iとの差に比例した比例値が出力され
る。また、微分補償器29は、電流指令値Iに対する実
際にモ−タに流れるモ−タ電流値iの応答速度を高める
ために、電流指令値Iの微分値に比例した値が出力され
る。積分演算器31においてはフイ−ドバツク系の特性
を改善するために積分され、積分値に比例した値が出力
される。
The proportional calculator 30 outputs a proportional value proportional to the difference between the current command value I and the actual motor current value i. Further, the differential compensator 29 outputs a value proportional to the differential value of the current command value I in order to increase the response speed of the motor current value i actually flowing to the motor with respect to the current command value I. The integration calculator 31 performs integration in order to improve the characteristics of the feedback system, and outputs a value proportional to the integrated value.

【0032】微分補償器29から出力された電流指令値
Iの微分値、比例演算器30から出力された比例値、積
分演算器31から出力された積分値は加算器32におい
て加算演算され、演算結果である電流制御値Eがモ−タ
制御回路33に出力され、モ−タ駆動回路34を介して
モ−タ10が駆動される。モ−タ電流iはモ−タ電流検
出器35により検出される。
The differential value of the current command value I output from the differential compensator 29, the proportional value output from the proportional calculator 30 and the integrated value output from the integral calculator 31 are added and calculated in the adder 32, and calculated. The resulting current control value E is output to the motor control circuit 33, and the motor 10 is driven via the motor drive circuit 34. The motor current i is detected by the motor current detector 35.

【0033】モ−タ角速度推定器41は、モ−タ10を
駆動するPWM信号のデユ−テイ比Dの情報、モ−タ電
流検出器35により検出されたモ−タ電流i、及びバツ
テリ電圧Vb に基づいてモ−タ角速度ωの推定値を演算
する。モ−タ角速度ωの推定値の演算については、後で
詳細に説明する。
The motor angular velocity estimator 41 has information on the duty ratio D of the PWM signal for driving the motor 10, the motor current i detected by the motor current detector 35, and the battery voltage. An estimated value of the motor angular velocity ω is calculated based on Vb. The calculation of the estimated value of the motor angular velocity ω will be described later in detail.

【0034】ハンドル戻し検出器42は、検出されたモ
−タ電流の微分値を求め、所定の時間内における微分値
が予め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を
越える回数が予め設定した所定回数以上のとき、ハンド
ル戻しの状態であると判定する第1の構成と、また、モ
−タ角速度推定値の微分値を求め、所定の時間内におけ
る微分値が予め設定した所定値を越える回数を計数し、
所定値を越える回数が予め設定した所定回数以上のと
き、ハンドル戻しの状態であると判定する第2の構成と
があるが、これ等については、図6乃至図9のフロ−チ
ヤ−トにより後で詳細に説明する。図2に示す電子制御
回路13の上ではハンドル戻し検出器42として示して
おく。
The handle return detector 42 obtains the differential value of the detected motor current, counts the number of times the differential value exceeds a preset predetermined value within a predetermined time, and the number of times the preset value exceeds the predetermined value is preset. A first configuration for determining that the steering wheel is returned when the number of times is equal to or greater than a set number of times, and a differential value of a motor angular velocity estimated value is obtained, and the differential value within a predetermined time is a predetermined value set in advance. Count the number of times
There is a second configuration in which it is determined that the steering wheel is returned when the number of times exceeding a predetermined value is a preset number of times or more. Regarding these, there is a flow chart of FIGS. 6 to 9. It will be described in detail later. It is shown as a handle return detector 42 on the electronic control circuit 13 shown in FIG.

【0035】また、ハンドル戻し検出器42には、推定
されたモ−タ角速度ωと操舵トルクに基づいてハンドル
戻しの状態を検出する構成が前記第1の構成、第2の構
成に付加されている。これについても、図6乃至図9の
フロ−チヤ−トにより後で詳細に説明する。
Further, the steering wheel return detector 42 is provided with a configuration for detecting the steering wheel return state based on the estimated motor angular velocity ω and the steering torque in addition to the first and second configurations. There is. This will also be described later in detail with reference to the flowcharts of FIGS.

【0036】ダンピング補正メモリ44は、車速演算器
23で演算された車速に応じたステアリング機構のダン
ピング補正値Is を示すマツプが記憶されたメモリであ
る。ダンピング補正値を示すマツプは、車速が低速の場
合にハンドル戻しの状態で生じるハンドル戻りの遅さを
改善するダンピング補正値Is と、車速が高速の場合に
ハンドル戻しの状態で生じるハンドルの振動等、ハンド
ル戻りの不安定さを改善するダンピング補正値Is が記
録されている。
The damping correction memory 44 is a memory in which a map indicating the damping correction value Is of the steering mechanism according to the vehicle speed calculated by the vehicle speed calculator 23 is stored. The map indicating the damping correction value is a damping correction value Is that improves the slowness of the steering wheel return that occurs when the vehicle speed is low and the steering wheel returns when the vehicle speed is low, and the vibration of the steering wheel that occurs when the vehicle speed is high. , The damping correction value Is that improves the instability of the steering wheel return is recorded.

【0037】ダンピング補正制御器43は、ハンドル戻
しの状態を示す信号がハンドル戻し検出器42から入力
されたとき、車速演算器23で演算された車速を参照
し、ダンピング補正メモリ44からその時の車速に応じ
たステアリング機構のダンピング補正値Is を求め、加
算器27に出力する。
When a signal indicating the steering wheel return state is input from the steering wheel return detector 42, the damping correction controller 43 refers to the vehicle speed calculated by the vehicle speed calculator 23, and from the damping correction memory 44, the current vehicle speed. Then, a damping correction value Is of the steering mechanism corresponding to the above is calculated and output to the adder 27.

【0038】図3にモ−タ制御回路33、モ−タ駆動回
路34、及びモ−タ電流検出器35の構成の一例を示
す。モ−タ制御回路33は加算器32から入力された電
流制御値Eに基づいて決定されるデユ−テイ比DのPW
M信号を発生させると共に、電流制御値Eの符号に基づ
いてモ−タの回転方向を決定する回転方向信号を出力す
るPWM回路331、Hブリツジ回路のFET1 〜FE
T4 のゲ−トを駆動するゲ−ト駆動回路332から構成
される。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the motor control circuit 33, the motor drive circuit 34, and the motor current detector 35. The motor control circuit 33 controls the PW of the duty ratio D determined on the basis of the current control value E input from the adder 32.
A PWM circuit 331 that generates a M signal and outputs a rotation direction signal that determines the rotation direction of the motor based on the sign of the current control value E, and FET1 to FE of the H bridge circuit
It is composed of a gate drive circuit 332 for driving the gate of T4.

【0039】モ−タ駆動回路34は、4個の電界効果型
トランジスタFET1 〜FET4 をブリツジに接続して
第1及び第2の2つのア−ムを備えたHブリツジ回路で
あり、その入力端子にはバツテリ14からイグニツシヨ
ンキ−11によつて操作されるリレ−を経て電圧Vb の
電力が供給され、出力端子間にはモ−タ10が接続され
る。
The motor driving circuit 34 is an H-bridge circuit having two first and second arms by connecting four field-effect transistors FET1 to FET4 to the bridge, and its input terminal. The battery 14 is supplied with electric power of the voltage Vb from the battery 14 through a relay operated by the ignition key 11, and the motor 10 is connected between the output terminals.

【0040】FET1 とFET2 は前記した電流制御値
Eに基づいて決定されるデユ−テイ比DのPWM信号に
基づいてゲ−トがON/OFFされ、モ−タに流れる電
流iの大きさが制御される。また、FET3 とFET4
は電流制御値Eの符号に基づいて決定される回転方向信
号によりゲ−トがON/OFFされる。
The gates of FET1 and FET2 are turned ON / OFF based on the PWM signal of the duty ratio D determined based on the current control value E, and the magnitude of the current i flowing through the motor is determined. Controlled. Also, FET3 and FET4
The gate is turned on / off by the rotation direction signal determined based on the sign of the current control value E.

【0041】FET3 が導通状態にあるときは、電流は
FET1 、モ−タ10、FET3 、抵抗R1 を経て流
れ、モ−タ10に正方向の電流が流れる。また、FET
4 が導通状態にあるときは、電流はFET2 、モ−タ1
0、FET4 、抵抗R2 を経て流れ、モ−タ10に負方
向の電流が流れる。
When the FET3 is in a conducting state, a current flows through the FET1, the motor 10, the FET3 and the resistor R1 and a forward current flows through the motor 10. In addition, FET
When 4 is conducting, the current is FET2, motor 1
0, FET4, and resistor R2, and a negative current flows through the motor 10.

【0042】モ−タ電流検出器35は、FET3 の下流
側に挿入された抵抗R1 、FET4の下流側に挿入され
た抵抗R2 、抵抗R1 及び抵抗R2 の両端の電圧降下を
検出してモ−タ電流を検出する電流検出回路351から
構成される。検出されたモ−タ電流iはフイ−ドバツク
制御系の比較器28にフイ−ドバツクされるほか、モ−
タ角速度推定器41に入力される。
The motor current detector 35 detects the voltage drop across the resistor R1 inserted in the downstream side of the FET3, the resistor R2 inserted in the downstream side of the FET4, the resistor R1 and the resistor R2, and the motor current detector 35 detects the voltage drop. It is composed of a current detection circuit 351 for detecting the input current. The detected motor current i is fed back to the comparator 28 of the feed back control system, and the
Is input to the angular velocity estimator 41.

【0043】次に、モ−タ角速度推定器41におけるモ
−タ角速度ωの推定値の演算について説明する。
Next, the calculation of the estimated value of the motor angular velocity ω in the motor angular velocity estimator 41 will be described.

【0044】モ−タの端子間に電圧を印加するとモ−タ
は回転するが、モ−タが回転するとその回転数に比例し
て逆起電力が発生し、モ−タ印加電圧に加算される。
When a voltage is applied between the terminals of the motor, the motor rotates, but when the motor rotates, a counter electromotive force is generated in proportion to the number of rotations, and the counter electromotive force is added to the voltage applied to the motor. It

【0045】モ−タ印加電圧とモ−タの逆起電力との関
係は、以下の式(1)で表すことができる。
The relationship between the motor applied voltage and the back electromotive force of the motor can be expressed by the following equation (1).

【0046】 Vm =(Ls+R)i+KT ω ・・・・・・・・・・・・(1) ここで、Vm :モ−タ印加電圧、 L:モ−タのインダ
クタンス s:ラプラス演算子、 R:モ−タの端子間抵抗 i:モ−タ電流 KT :モ−タの逆起電力定数 ω:モ−タの角速度 式(1)をωで解くと、モ−タの角速度ωは、以下の式
(2)で表すことができる。
Vm = (Ls + R) i + K T ω (1) where Vm is the motor applied voltage, L is the motor inductance s is the Laplace operator, R: resistance between terminals of motor i: motor current KT : counter electromotive force constant of motor ω: angular velocity of motor When the equation (1) is solved by ω, the angular velocity ω of the motor is , Can be expressed by the following equation (2).

【0047】 ω={Vm −(Ls+R)i}/KT ・・・・・・・・(2) 先に説明したとおり、フイ−ドバツク制御系から出力さ
れる電流制御値Eは、モ−タ制御回路33及びモ−タ駆
動回路34においてデユ−テイ比DのPWM信号に変換
され、Hブリツジ回路のFET1 〜FET4 のゲ−トが
駆動される。このため、モ−タにはデユ−テイ比DのP
WM信号がONとなる時間だけバツテリ電圧Vb が印加
されるから、モ−タ印加電圧Vm は平均的には(Vb ・
D)で表すことができる。また、モ−タ電流iはモ−タ
電流検出器35で検出される。
Ω = {Vm- (Ls + R) i} / K T (2) As described above, the current control value E output from the feedback control system is In the motor control circuit 33 and the motor drive circuit 34, the PWM signals having the duty ratio D are converted to drive the gates of FET1 to FET4 of the H-bridge circuit. For this reason, the motor has a duty ratio D of P
Since the battery voltage Vb is applied only while the WM signal is ON, the motor applied voltage Vm is (Vb.
It can be represented by D). The motor current i is detected by the motor current detector 35.

【0048】したがつて、モ−タのインダクタンスLと
モ−タの端子間抵抗Rで決定されるモ−タのモデル(L
s+R)と、モ−タの逆起電力定数KT を知れば、モ−
タの角速度ωを推定することができる。
Therefore, the model of the motor (L is determined by the inductance L of the motor and the resistance R between the terminals of the motor).
s + R) and the back electromotive force constant K T of the motor,
The angular velocity ω of the data can be estimated.

【0049】モ−タの角速度とその推定値を区別するた
めに、推定値をω1 とすれば、モ−タの角速度推定値ω
1 は、以下の式(3)で表すことができる。
In order to distinguish the angular velocity of the motor and its estimated value, if the estimated value is ω1, the estimated angular velocity of the motor ω
1 can be represented by the following formula (3).

【0050】 ω1 ={Vm −(Ls+R)i}/KT ={(Vb ・D)−(Ls+R)i}/KT ・・・(3) これをCPUにおいてプログラムで演算するためには、
(Ls+R)の項が演算できないので、公知の離散化手
段を使用して、例えば s=2/h ・(z-1)/(z+1) と置き、da′(s)=(Ls+
R)i(s) に代入すると、da′(k)=b1i(k) +b2i(k
-1) −a1・da′(k-1)となり、計算可能となる。ここ
で(k) は現時点のサンプルを、(k-1) は1つ前の時点の
サンプルを示す。
Ω1 = {Vm− (Ls + R) i} / K T = {(Vb · D) − (Ls + R) i} / K T (3) In order to calculate this by the program in the CPU,
Since the term of (Ls + R) cannot be calculated, a known discretization means is used, for example, s = 2 / h. (Z-1) / (z + 1) is set, and da '(s) = (Ls +
R) i (s), da ′ (k) = b1i (k) + b2i (k
-1) -a1 · da '(k-1), which allows calculation. Here, (k) shows the sample at the present time, and (k-1) shows the sample at the previous time.

【0051】モ−タの角速度推定値ω1 は以下の式
(4)で表すことができ、プログラムに記述可能とな
る。
The estimated angular velocity .omega.1 of the motor can be expressed by the following equation (4) and can be described in the program.

【0052】 ω1(k)=(Vb(k)・D(k) /KT )−(i(k) ・da′(k) /KT ) ・・・・・・・(4) ここで、Vb(k)は、現時点のバツテリ電圧のサンプルを
表す。
Ω1 (k) = (Vb (k) · D (k) / K T ) − (i (k) · da ′ (k) / K T ) ... (4) where , Vb (k) represent samples of the current battery voltage.

【0053】次に、ハンドル戻しの状態の検出について
説明する。ハンドル戻しの状態の検出は、操舵トルクが
0(或いは殆ど0)で、且つモ−タが回転していると
き、即ちモ−タ角速度が有限の値のとき、ハンドル戻し
の状態にあると判定することができる。
Next, the detection of the steering wheel return state will be described. The steering wheel return state is detected when the steering torque is 0 (or almost 0) and the motor is rotating, that is, when the motor angular velocity has a finite value, it is determined that the steering wheel is returning. can do.

【0054】しかしながら、先に、発明が解決しようと
する課題において、図11を参照して説明したとおり、
モ−タ駆動回路におけるデユ−テイ比DのPWM信号と
モ−タ電流iとの関係は、図11の線(b)或いは線
(c)に示すように、デユ−テイ比Dが0の付近におい
て、モ−タ電流iに不連続部分が生じる。
However, as described above with reference to FIG. 11 in the problem to be solved by the invention,
The relationship between the PWM signal of the duty ratio D and the motor current i in the motor drive circuit is that the duty ratio D is 0 as shown in the line (b) or the line (c) of FIG. In the vicinity, a discontinuity occurs in the motor current i.

【0055】ハンドル戻しの状態(例えばω<0)で
は、モ−タを含むステアリング機構の慣性のため、ハン
ドルを戻すことを妨げる方向に電流指令値Iret が与え
られる。電流フイ−ドバツク制御系はこの電流指令値I
ret に追従するように制御するが、電流指令値Iret は
図11の部分Aにあるため、Iret に対応するデユ−テ
イ比Dが存在しない。このため、ハンドル戻しの状態に
おいては、電流フイ−ドバツク制御回路のモ−タ電流i
は振動電流となるため、検出したモ−タ電流iを使用し
たのでは、モ−タの角速度を正確に推定することができ
ず、この結果、ハンドル戻しの状態を検出することがで
きない。
In the state where the steering wheel is returned (eg, ω <0), the current command value Iret is given in the direction in which the steering wheel is prevented from being returned due to the inertia of the steering mechanism including the motor. The current feedback control system uses this current command value I
Although the control is performed so as to follow ret, the duty ratio D corresponding to Iret does not exist because the current command value Iret is in the portion A of FIG. Therefore, when the steering wheel is returned, the motor current i of the current feedback control circuit is reduced.
Is an oscillating current, the use of the detected motor current i cannot accurately estimate the angular velocity of the motor, and as a result, the steering wheel return state cannot be detected.

【0056】そこで、この発明のハンドル戻しの状態を
検出する第1の構成は、検出されたモ−タ電流の微分値
を求め、所定の時間内における微分値の振幅が予め設定
した所定値を越える回数(頻度)を計数し、所定値を越
える回数が予め設定した所定回数以上のとき、ハンドル
戻しの状態であると判定するものである。
Therefore, according to the first structure for detecting the state of the handle return of the present invention, the differential value of the detected motor current is obtained, and the amplitude of the differential value within a predetermined time is set to a predetermined value. The number of times (frequency) of exceeding is counted, and when the number of times exceeding a predetermined value is equal to or more than a predetermined number set in advance, it is determined that the steering wheel is returned.

【0057】即ち、図4はモ−タ電流iの変動の状態を
示した一例で、通常の操舵状態では領域(a)で示すよ
うに、モ−タ電流iはハンドル操作に応答して緩やかに
変動しているが、ハンドル戻しの状態においては領域
(b)で示すように振動電流となる。
That is, FIG. 4 is an example showing the state of fluctuation of the motor current i. In the normal steering state, as shown in the area (a), the motor current i is gentle in response to the steering wheel operation. However, when the handle is returned, an oscillating current is generated as shown in the area (b).

【0058】一般に、ある信号の微分値はその信号の変
化率を示すから、振動電流を微分した波形は、微分前の
振動電流の波形よりも振幅が拡大される。通常の操舵状
態においては、図5の領域(a)で示すように、モ−タ
電流iの微分値は大きく振れないが、ハンドル戻しの状
態においては、領域(b)で示すように、モ−タ電流i
の微分値は大きく振れる。したがつて、モ−タ電流iの
微分値が予め設定した所定値を越える回数(頻度)を計
数し、所定値を越える回数が予め設定した所定回数以上
出現するとき、ハンドル戻しの状態であると判定するこ
とができる。
Generally, since the differential value of a signal indicates the rate of change of the signal, the waveform obtained by differentiating the oscillating current has a larger amplitude than the waveform of the oscillating current before the differentiating. In the normal steering state, the differential value of the motor current i does not fluctuate largely as shown in the area (a) of FIG. 5, but in the steering wheel returning state, as shown in the area (b), -Current i
The differential value of fluctuates greatly. Therefore, the number of times (frequency) that the differential value of the motor current i exceeds a preset predetermined value is counted, and when the number of times the preset value exceeds the preset value appears more than a preset number of times, the steering wheel is returned. Can be determined.

【0059】図6及び図7は、この発明のハンドル戻し
の状態を検出する第1の構成を含む電子制御回路13の
制御動作を説明するフロ−チヤ−トである。まず、トル
クセンサ、車速センサからの信号を入力し、電流指令値
I0 を演算する(ステツプP1、P2、P3)。PWM
信号のデユ−テイ比D、及びモ−タ電流iを検出する
(ステツプP4、P5)。
FIGS. 6 and 7 are flow charts for explaining the control operation of the electronic control circuit 13 including the first construction for detecting the handle return state according to the present invention. First, the signals from the torque sensor and the vehicle speed sensor are input, and the current command value I0 is calculated (steps P1, P2, P3). PWM
The duty ratio D of the signal and the motor current i are detected (steps P4 and P5).

【0060】モ−タ電流iとPWM信号のデユ−テイ比
Dに基づいてモ−タの角速度推定値ω1 を演算し(ステ
ツプP6)、さらにモ−タ電流iの微分値を演算する
(ステツプP7)。
Based on the motor current i and the duty ratio D of the PWM signal, the estimated angular velocity value ω1 of the motor is calculated (step P6), and the differential value of the motor current i is calculated (step P6). P7).

【0061】モ−タ電流iの微分値が予め設定された所
定値を越える否かを判定し(ステツプP8)、所定値を
越える時はその所定値を越える回数をカウントする(ス
テツプP9)。
It is judged whether or not the differential value of the motor current i exceeds a predetermined value set in advance (step P8), and when it exceeds the predetermined value, the number of times exceeding the predetermined value is counted (step P9).

【0062】所定時間の経過を判定し(ステツプP1
0)、所定時間が経過しているときはステツプP9で計
数したカウント値が予め設定された所定回数を越えたか
否かを判定する(ステツプP11)。所定回数を越えた
ときは、ハンドル戻しの状態であると判定できる。
The elapse of a predetermined time is judged (step P1
0) When the predetermined time has elapsed, it is judged whether or not the count value counted in step P9 exceeds a preset predetermined number of times (step P11). When it exceeds the predetermined number of times, it can be determined that the steering wheel is returned.

【0063】ステツプP10の判定で所定時間が経過し
ていないとき、及びステツプP11の判定で所定回数を
越えていないときは、さらに、操舵トルクが所定値を越
え、且つ、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたか否か
を判定し(ステツプP12、P13)、操舵トルクが所
定値を越え、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたとき
は、ハンドル戻しの状態であると判定する。これは、ス
テツプP8からP11までの処理で実行した、予め設定
された所定値を越えるモ−タ電流iの微分値が所定回数
を越えて出現するという条件によるハンドル戻しの状態
の判定を補い、ハンドル戻し状態の判定を確実にするた
めである。
When it is determined in step P10 that the predetermined time has not elapsed and when the determination in step P11 does not exceed the predetermined number of times, the steering torque exceeds the predetermined value and the motor angular velocity estimated value is further exceeded. Is above the predetermined value (steps P12 and P13), and when the steering torque exceeds the predetermined value and the estimated motor angular velocity exceeds the predetermined value, it is determined that the steering wheel is returned. . This supplements the determination of the steering wheel return state under the condition that the differential value of the motor current i exceeding the preset predetermined value, which is executed in the processing from steps P8 to P11, appears over the predetermined number of times, This is to ensure the determination of the handle return state.

【0064】車速を判定し、ダンピング補正メモリから
車速に応じた補正値Is を読み出し、電流指令値Iを補
正する(ステツプP14、P15、P16)。即ち、低
車速であれば電流指令値I0 にハンドルの戻りを向上さ
せる補正値Is を加算し、高車速であれば電流指令値I
0 に収斂性を向上させる補正値Is を加算し、補正され
た電流指令値Iに基づいて電流制御値Eを求め、電流制
御値Eに基づいてPWM信号のデユ−テイ比Dを決定し
てモ−タ制御を行い(ステツプP17)、ステツプP1
に戻る。
The vehicle speed is determined, the correction value Is corresponding to the vehicle speed is read from the damping correction memory, and the current command value I is corrected (steps P14, P15, P16). That is, if the vehicle speed is low, the correction value Is for improving the steering wheel return is added to the current command value I0. If the vehicle speed is high, the current command value I0 is added.
The correction value Is for improving the convergence is added to 0, the current control value E is obtained based on the corrected current command value I, and the duty ratio D of the PWM signal is determined based on the current control value E. Motor control is performed (step P17), and step P1
Return to

【0065】次に、この発明のハンドル戻しの状態を検
出する第2の構成について説明する。前記したハンドル
戻しの状態を検出する第1の構成は、検出されたモ−タ
電流の微分値を求め、所定の時間内における微分値が予
め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を越え
る回数が予め設定した所定回数以上出現するとき、ハン
ドル戻しの状態であると判定するものであるが、第2の
構成は、モ−タ角速度を推定した後、モ−タ角速度推定
値の微分値を求め、所定の時間内における微分値の振幅
が予め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を
越える回数が予め設定した所定回数以上出現するとき、
ハンドル戻しの状態であると判定するものである。
Next, the second configuration for detecting the handle return state of the present invention will be described. The first configuration for detecting the state of the handle return is to obtain the differential value of the detected motor current, count the number of times the differential value exceeds a preset predetermined value within a predetermined time, and set the predetermined value. When the number of times exceeds the predetermined number of times appears more than a preset number of times, it is determined that the steering wheel is in the return state. In the second configuration, after estimating the motor angular velocity, the motor angular velocity estimated value is Obtain the differential value, count the number of times the amplitude of the differential value exceeds a preset predetermined value within a predetermined time, and when the number of times the predetermined value exceeds the preset number of times appears,
It is determined that the steering wheel is returned.

【0066】図8及び図9は、この発明のハンドル戻し
の状態を検出する第2の構成を含む電子制御回路13の
制御動作を説明するフロ−チヤ−トである。まず、トル
クセンサ、車速センサからの信号を入力し、電流指令値
I0 を演算する(ステツプP21、P22、P23)。
PWM信号のデユ−テイ比D、及びモ−タ電流iを検出
する(ステツプP24、P25)。
8 and 9 are flow charts for explaining the control operation of the electronic control circuit 13 including the second structure for detecting the return state of the handle according to the present invention. First, the signals from the torque sensor and the vehicle speed sensor are input, and the current command value I0 is calculated (steps P21, P22, P23).
The duty ratio D of the PWM signal and the motor current i are detected (steps P24 and P25).

【0067】モ−タ電流iとPWM信号のデユ−テイ比
Dに基づいてモ−タの角速度推定値ω1 を演算し(ステ
ツプP26)、さらにモ−タの角速度推定値ω1 の微分
値を演算する(ステツプP27)。
Based on the motor current i and the duty ratio D of the PWM signal, the estimated motor angular velocity .omega.1 is calculated (step P26), and the differential value of the estimated motor angular velocity .omega.1 is calculated. (Step P27).

【0068】モ−タの角速度推定値ω1 の微分値が予め
設定された所定値を越える否かを判定し(ステツプP2
8)、所定値を越える時はその所定値を越える回数をカ
ウントする(ステツプP29)。
It is determined whether or not the differential value of the estimated motor angular velocity .omega.1 exceeds a preset predetermined value (step P2).
8) If it exceeds the predetermined value, the number of times the predetermined value is exceeded is counted (step P29).

【0069】所定時間の経過を判定し(ステツプP3
0)、所定時間が経過しているときはステツプP29で
計数したカウント値が予め設定された所定回数を越えた
か否かを判定する(ステツプP31)。所定回数を越え
たときは、ハンドル戻しの状態であると判定できる。
The elapse of a predetermined time is judged (step P3
0) When the predetermined time has elapsed, it is determined whether the count value counted in step P29 has exceeded a preset predetermined number of times (step P31). When it exceeds the predetermined number of times, it can be determined that the steering wheel is returned.

【0070】ステツプP30の判定で所定時間が経過し
ていないとき、及びステツプP31の判定で所定回数を
越えていないときは、さらに、操舵トルクが所定値を越
え、且つ、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたか否か
を判定し(ステツプP32、P33)、操舵トルクが所
定値を越え、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたとき
は、ハンドル戻しの状態であると判定する。これは、ス
テツプP28からP31までの処理で実行した、予め設
定された所定値を越えるモ−タ角速度推定値の微分値が
所定回数を越えて出現するという条件によるハンドル戻
しの状態の判定を補い、ハンドル戻しの状態の判定を確
実にするためである。
When it is determined in step P30 that the predetermined time has not elapsed, and when the determination in step P31 has not exceeded the predetermined number of times, the steering torque exceeds the predetermined value and the motor angular velocity estimated value is further exceeded. Is above the predetermined value (steps P32 and P33), and when the steering torque exceeds the predetermined value and the estimated motor angular velocity exceeds the predetermined value, it is determined that the steering wheel is returned. . This supplements the determination of the steering wheel return state under the condition that the differential value of the estimated motor angular velocity value exceeding the preset predetermined value, which is executed in the processing from steps P28 to P31, appears over the predetermined number of times. This is to ensure the determination of the steering wheel return state.

【0071】車速を判定し、ダンピング補正メモリから
車速に応じた補正値Is を読み出し、電流指令値Iを補
正する(ステツプP34、P35、P36)。即ち、低
車速であれば電流指令値I0 にハンドルの戻りを向上さ
せる補正値Is を加算し、高車速であれば電流指令値I
0 に収斂性を向上させる補正値Is を加算し、補正され
た電流指令値Iに基づいて電流制御値Eを求め、電流制
御値Eに基づいてPWM信号のデユ−テイ比Dを決定し
てモ−タ制御を行い(ステツプP37)、ステツプP2
1に戻る。
The vehicle speed is determined, the correction value Is corresponding to the vehicle speed is read from the damping correction memory, and the current command value I is corrected (steps P34, P35, P36). That is, if the vehicle speed is low, the correction value Is for improving the steering wheel return is added to the current command value I0. If the vehicle speed is high, the current command value I0 is added.
The correction value Is for improving the convergence is added to 0, the current control value E is obtained based on the corrected current command value I, and the duty ratio D of the PWM signal is determined based on the current control value E. Motor control is performed (step P37), and step P2
Return to 1.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置は、ハンドル戻しの時
に、デユ−テイ比D=0の付近におけるモ−タ電流iの
不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電流となつて
も、所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め
設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻し
の状態を検出するか、或いは所定時間内に検出されたモ
−タ電流検出値とデユ−テイ比に基づいて演算されたモ
−タ角速度の推定値が予め設定された所定値を越える頻
度に基づいてハンドル戻しの状態を検出するものである
から、ハンドル戻しの状態を正確に検出することができ
る。そして、モ−タ角速度を検出するセンサなどを必要
とせず、製造コストを増大させることもないなど、顕著
な作用効果を奏するものである。
As described above, the control device for the electric power steering apparatus of the present invention is caused by the discontinuous characteristic of the motor current i in the vicinity of the duty ratio D = 0 when the steering wheel is returned. Even if the motor current becomes an oscillating current, the handle return state is detected based on the frequency at which the differential value of the motor current detected within a predetermined time exceeds a preset predetermined value, or Detecting the steering wheel return state based on the frequency at which the estimated motor angular velocity calculated based on the detected motor current value and duty ratio detected within a predetermined time exceeds a preset predetermined value. Therefore, the state of returning the handle can be accurately detected. Further, it is possible to obtain a remarkable action and effect such that a sensor for detecting the motor angular velocity is not required and the manufacturing cost is not increased.

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

【図1】電動式パワ−ステアリング装置の構成の概略を
説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration of an electric power steering device.

【図2】電動式パワ−ステアリング装置の電子制御回路
のブロツク図。
FIG. 2 is a block diagram of an electronic control circuit of the electric power steering device.

【図3】モ−タ制御回路、モ−タ駆動回路、及びモ−タ
電流検出回路のブロツク図。
FIG. 3 is a block diagram of a motor control circuit, a motor drive circuit, and a motor current detection circuit.

【図4】モ−タ電流の変動の状態の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a variation state of a motor current.

【図5】モ−タ電流の抽出を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating extraction of a motor current.

【図6】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
13の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト(その1)。
FIG. 6 is a flow chart (No. 1) for explaining the control operation of the electronic control circuit 13 including the detection of the steering wheel return state.

【図7】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
13の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト(その2)。
FIG. 7 is a flowchart (part 2) for explaining the control operation of the electronic control circuit 13 including the detection of the steering wheel return state.

【図8】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
13の第2の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト(その
1)。
FIG. 8 is a flowchart (No. 1) for explaining the second control operation of the electronic control circuit 13 including the detection of the steering wheel return state.

【図9】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
13の第2の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト(その
2)。
FIG. 9 is a flowchart (No. 2) for explaining the second control operation of the electronic control circuit 13 including the detection of the steering wheel return state.

【図10】FET1 で構成したHブリツジ回路からなる
モ−タ駆動回路のブロツク図。
FIG. 10 is a block diagram of a motor drive circuit including an H-bridge circuit composed of FET1.

【図11】モ−タ角速度、モ−タ電流、及びデユ−テイ
比の関係を説明する図。
FIG. 11 is a diagram for explaining a relationship among a motor angular velocity, a motor current, and a duty ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 トルクセンサ 10 モ−タ 12 車速センサ 13 電子制御回路 21 安定化補償器 22 電流指令値演算器 23 車速演算器 24 静特性指令値メモリ 25 静特性車速補正メモリ 27 加算器 28 比較器 29 微分補償器 30 比例演算器 31 積分演算器 32 加算器 33 モ−タ制御回路 34 モ−タ駆動回路 35 モ−タ電流検出回路 41 モ−タ角速度推定器 42 ハンドル戻し検出器 43 ダンピング補正制御器 44 ダンピング補正メモリ 3 torque sensor 10 motor 12 vehicle speed sensor 13 electronic control circuit 21 stabilization compensator 22 current command value calculator 23 vehicle speed calculator 24 static characteristic command value memory 25 static characteristic vehicle speed correction memory 27 adder 28 comparator 29 differential compensation 30 Proportional calculator 31 Integral calculator 32 Adder 33 Motor control circuit 34 Motor drive circuit 35 Motor current detection circuit 41 Motor angular velocity estimator 42 Handle return detector 43 Damping correction controller 44 Damping Correction memory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルク信号と車速信号に基づいて演算された電
流指令値と検出されたモ−タ電流値から演算した電流制
御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与える
モ−タの出力を制御するフイ−ドバツク制御手段を備え
た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、 半導体素子をHブリツジに接続して構成したブリツジ回
路の入力端子間に電源を、出力端子間に前記モ−タを接
続したモ−タ駆動回路と、 所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め設定
された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状
態を検出するハンドル戻し検出手段と、 ハンドル戻しの状態が検出されたとき、予め車速に応じ
て設定されているハンドル戻し補正値により電流指令値
を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置。
1. A steering assist force for a steering mechanism based on a current command value calculated from at least a steering torque signal generated in a steering shaft and a vehicle speed signal and a current control value calculated from a detected motor current value. In a control device for an electric power steering apparatus having a feedback control means for controlling the output of a motor, a power source is output between input terminals of a bridge circuit constituted by connecting a semiconductor element to an H bridge. A motor drive circuit in which the motor is connected between terminals, and the handle return state is detected based on the frequency at which the differential value of the motor current detected within a predetermined time exceeds a preset predetermined value. When the steering wheel return detection means and the steering wheel return state are detected, the current command value is corrected by the steering wheel return correction value set in advance according to the vehicle speed. A controller for an electric power steering apparatus, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の電動パワ−ステアリング
装置の制御装置において、さらに、モ−タ電流検出値と
Hブリツジ回路の半導体素子を駆動するPWM信号のデ
ユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度を推定するモ−タ角
速度推定手段と、検出された操舵トルクとモ−タ角速度
推定値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第2の
ハンドル戻し検出手段とを備え、 2つのハンドル戻し検出手段のいずれかがハンドル戻し
の状態を検出したとき、ハンドル戻しの状態が検出され
たものと判定し、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段を
作動させることを特徴とする電動パワ−ステアリング装
置の制御装置。
2. A controller for an electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a motor current detection value and a duty ratio of a PWM signal for driving a semiconductor element of the H-bridge circuit. A motor wheel angular velocity estimating means for estimating the motor angular velocity; and a second steering wheel returning detecting means for detecting a steering wheel returning state based on the detected steering torque and the estimated motor angular velocity value. When any one of the detecting means detects the steering wheel return state, it is determined that the steering wheel return state is detected, and the current instruction value is corrected by the steering wheel return correction value set in advance according to the vehicle speed. A control device for an electric power steering device, characterized in that the control device operates.
【請求項3】 少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルク信号と車速信号に基づいて演算された電
流指令値と検出されたモ−タ電流値から演算した電流制
御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与える
モ−タの出力を制御するフイ−ドバツク制御手段を備え
た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、 半導体素子をHブリツジに接続して構成したブリツジ回
路の入力端子間に電源を、出力端子間に前記モ−タを接
続したモ−タ駆動回路と、 モ−タ電流検出値とHブリツジ回路の半導体素子を駆動
するPWM信号のデユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度
推定値を演算するモ−タ角速度推定手段と、 所定時間内に検出されたモ−タ電流検出値とデユ−テイ
比に基づいて演算されたモ−タ角速度推定値の微分値が
予め設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル
戻しの状態を検出するハンドル戻し検出手段と、 ハンドル戻し状態が検出されたとき、予め車速に応じて
設定されているハンドル戻し補正値により電流指令値を
補正する補正手段とを備えたことを特徴とする電動パワ
−ステアリング装置の制御装置。
3. A steering assist force is applied to a steering mechanism based on a current command value calculated from at least a steering torque signal generated in a steering shaft and a vehicle speed signal and a current control value calculated from a detected motor current value. In a control device for an electric power steering apparatus having a feedback control means for controlling the output of a motor, a power source is output between input terminals of a bridge circuit constituted by connecting a semiconductor element to an H bridge. A motor drive circuit in which the motor is connected between terminals, and a motor angular velocity estimated value is obtained based on a motor current detection value and a duty ratio of a PWM signal for driving a semiconductor element of the H-bridge circuit. The motor angular velocity estimating means for calculating and the differential value of the motor angular velocity estimated value calculated based on the detected motor current value and the duty ratio within a predetermined time are previously calculated. When the steering wheel return state is detected, the steering wheel return detection means detects the steering wheel return state based on the frequency of exceeding the set predetermined value. A controller for an electric power steering apparatus, comprising:
【請求項4】 請求項3記載の電動パワ−ステアリング
装置の制御装置において、さらに、検出された操舵トル
クとモ−タ角速度推定値に基づいてハンドル戻しの状態
を検出する第2のハンドル戻し検出手段とを備え、 2つのハンドル戻し検出手段のいずれかがハンドル戻し
の状態を検出したとき、ハンドル戻しの状態が検出され
たものと判定し、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段を
作動させることを特徴とする電動パワ−ステアリング装
置の制御装置。
4. The control device for an electric power steering system according to claim 3, further comprising a second steering wheel return detection for detecting a steering wheel return state based on the detected steering torque and the estimated motor angular velocity value. When either one of the two steering wheel return detecting means detects the steering wheel return state, it is determined that the steering wheel return state is detected, and the steering wheel return correction value set in advance according to the vehicle speed. A control device for an electric power steering apparatus, characterized in that a correction means for correcting the current command value is operated by means of.
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