KR100884449B1 - 전동 파워 스티어링 제어 장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 제어 장치 Download PDF

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타카유키 야마모토
류우지 오카무라
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Abstract

본 발명은, 핸들 유지상태(steering holding state) 또는 핸들 미동상태(slight steering state)라도, 운전자에게 불괘감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감할 수 있는 전동 파워 스티어링 제어 장치를 제공하는 것으로서,
이를 위한 수단은, 차량의 운전자에 의한 조타 토오크를 검출하는 토오크 센서(1)와, 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생하는 모터(2)와, 모터(2)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기(6)와, 조타 토오크에 의거하여, 보조 토오크에 응한 보조 토오크 전류를 연산하는 토오크 제어부(8)와, 보조 토오크 전류에 가산되고, 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를 연산하는 댐핑 제어부(9)를 구비하고, 댐핑 제어부(9)는, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에, 댐핑 전류를 연산하기 위한 댐핑 제어 게인을 저감하는 것이다.
Figure R1020070090405
토오크 센서, 모터, 목표 전류 연산부

Description

전동 파워 스티어링 제어 장치{ELECTRIC POWER STEERING CONTROL APPARATUS}
본 발명은, 모터에 의해 운전자의 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생하는 전동 파워 스티어링 제어 장치에 관한 것이다.
일반적인 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 운전자에 의한 조타 토오크를 검출하는 조타 토오크 검출기와, 조타 토오크의 주파수 특성을 개선하는 위상 보상기와, 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크 전류를 조타 토오크에 의거하여 연산하는 토오크 제어기와, 조타 토오크를 보조하는 보조 토오크를 보조 토오크 전류에 응하여 발생하는 모터를 구비하고 있다.
이때, 토오크 제어기에서 연산된 보조 토오크 전류는, 위상 보상기에서 주파수 특성이 개선된 조타 토오크 검출기로부터의 조타 토오크에 거의 비례하는 값으로 된다. 또한, 토오크 제어기로 설정된 토오크 비례 게인이 커질수록, 보조 토오크 전류 및 보조 토오크가 커져서 운전자의 조타 토오크가 경감된다.
그러나, 토오크 비례 게인을 크게 하면, 스티어링계의 진동 발생이 생겨서 핸들의 진동이 일어나기 쉬워지고, 운전자에게 불쾌감을 준다는 문제점이 있다.
그래서, 상기한 문제점을 해결하기 위해, 종래의 전동식 파워 스티어링 제어 장치는, 모터의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 센서와, 검출된 모터의 회전 속도로부터 조타에 의한 속도 성분을 제거하는 회전 속도 하이패스 필터(이하, 「HPF」라고 약칭한다)와, 회전 속도 HPF의 출력에 의거하여 댐핑 전류를 연산하는 댐핑 제어기를 구비하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
여기서, 회전 속도 HPF의 출력에 의거하여 댐핑 전류를 연산함에 의해, 핸들의 진동을 억제하여, 운전자에게 불쾌감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제3712876호 공보
종래의 전동 파워 스티어링 제어 장치에서는, 조타 상태에 관계없이 회전 속도 HPF의 출력에 의거하여 댐핑 전류가 연산되고, 스티어링계에 생기는 진동을 억제하는 댐핑 제어가 실행된다.
그 때문에, 핸들을 유지(steering holding)하고 있는 상태(모터의 회전 속도가 제로인 상태, 이하「유지상태」라고 칭한다), 또는, 핸들 미동(slight steering)으로 핸들을 조타하고 있는 상태(모터의 회전 속도가 낮은 상태, 이하「미동상태」라고 칭한다)에서는, 댐핑 제어가 과보상으로 되어 핸들의 진동이 발생하고, 운전자에게 불쾌감을 준다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로서 , 그 목적은, 핸들 유지상태 또는 미동상태라도, 핸들의 진동을 억제하여 운전자에게 불쾌감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감할 수 있는 전동 파워 스티어링 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 차량의 운전자에 의한 조타 토오크를 검출하는 조타 토오크 검출 수단과, 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생하는 모터와, 모터의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단과, 조타 토오크에 의거하여, 보조 토오크에 응한 보조 토오크 전류를 연산하는 토오크 제어 수단과, 보조 토오크 전류에 가산되고, 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를 연산하는 댐핑 제어 수단을 구비하고, 댐핑 제어 수단은, 모터의 회전 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 댐핑 전류를 연산하기 위한 댐핑 제어 게인을 저감하는 것이다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 댐핑 제어 수단은, 모터의 회전 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 저감하여 댐핑 전류를 연산한다.
그 때문에, 댐핑 제어의 과보상을 방지하여 핸들의 진동을 억제함에 의해, 핸들 유지상태 또는 미동상태라도, 운전자에게 불쾌감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 각 실시의 형태에 관해 도면에 의거하여 설명하지만, 각 도면에 있어서 동일, 또는 상당하는 부재, 부위에 대해서는 동일 부호를 붙여서 설명한다.
(실시의 형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 1에서, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 토오크 센서(1)(조타 토오크 검출 수단)와, 모터(2)와, 목표 전류 연산부(3)와, 전류 검출기(4)(전류 검출 수단)와, 전류 제어기(5)(전압 연산 수단)와, 회전 속도 검출기(6)(회전 속도 검출 수단)를 구비하고 있다.
토오크 센서(1)는, 차량의 운전자의 조타에 의해 생기는 조타 토오크를 검출하여 조타 토오크 신호를 출력한다. 모터(2)는, 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생한다.
목표 전류 연산부(3)는, 조타 토오크 신호 등을 받아들여서 A/D 변환하고, 모터(2)에 통전하기 위한 모터 목표 전류를 연산하여, 모터 목표 전류 신호를 출력 한다. 전류 검출기(4)는, 모터(2)에 통전되는 모터 구동 전류를 검출하여 모터 구동 전류 신호를 출력한다.
전류 제어기(5)는, 모터 목표 전류 신호와 모터 구동 전류 신호를 비교하여, 모터 구동 전류가 모터 목표 전류와 일치하도록, 모터(2)의 단자에 인가하는 모터 목표 전압을 연산하고, 예를 들면 PWM 신호로서 모터 목표 전압 신호를 출력한다.
회전 속도 검출기(6)는, 모터(2)의 회전 속도를 검출하여 회전 속도 신호(검출치)를 출력한다.
목표 전류 연산부(3)는, 위상 보상부(7)와, 토오크 제어부(8)(토오크 제어 수단)와, 댐핑 제어부(9)(댐핑 제어 수단)와, 가산부(10)(가산 수단)를 포함하고 있다.
여기서, 목표 전류 연산부(3)는, 연산 처리를 실행하는 CPU, 프로그램 데이터나 고정치 데이터를 기억하는 R0M 및 저장되어 있는 데이터를 재기록할 수 있는 RAM을 갖는 마이크로 프로세서(도시 생략)로 구성되어 있다. 목표 전류 연산부(3)를 구성하는 각 블록은, R0M 내에 소프트웨어로서 기억되어 있다.
위상 보상부(7)는, 조타 토오크 신호를 위상 보상하여 주파수 특성을 개선하고, 보상 후 조타 토오크 신호를 출력한다.
토오크 제어부(8)는, 보상 후 조타 토오크 신호에 의거하여, 모터(2)가 발생하는 보조 토오크에 응한 보조 토오크 전류를 연산하고, 보조 토오크 전류 신호를 출력한다.
즉, 토오크 제어부(8)는, 조타 토오크와 보조 토오크 전류의 관계가 기록된 조타 토오크-보조 토오크 전류 맵을 R0M 내에 기억하고 있고, 보상 후 조타 토오크 신호에 의거하여, 이 맵으로부터 보조 토오크 전류를 연산한다.
댐핑 제어부(9)는, 보조 토오크 전류 신호와 회전 속도 신호에 의거하여, 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를 연산하고, 댐핑 전류 신호를 출력한다.
즉, 댐핑 제어부(9)는, 보조 토오크 전류와, 상기한 진동을 억제하기 위한 진동 억제 전류의 관계가 기록된 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵, 및 모터(2)의 회전 속도와, 댐핑 전류를 연산하기 위한 댐핑 제어 게인과의 관계가 기록된 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 R0M 내에 기억하고 있다.
댐핑 제어부(9)는, 보조 토오크 전류 신호에 의거하여 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵으로부터 진동 억제 전류를 연산하고, 회전 속도 신호에 의거하여 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵으로부터 댐핑 제어 게인을 설정하고, 진동 억제 전류에 댐핑 제어 게인을 승산하여 댐핑 전류를 연산한다.
여기서, 댐핑 제어부(9)는, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 저감한다.
도 2는, 댐핑 제어부(9)에 마련된 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 도시하는 설명도이다.
도 2에서, 댐핑 제어 게인은, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R)보다 큰 경우에는, 「1」로 설정되고, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에는, 소정 게인 K(<1)으로 설정된다.
이로써, 필요한 경우에만 댐핑 제어를 실행할 수 있고, 댐핑 제어의 과보상을 방지할 수 있다.
가산부(10)는, 보조 토오크 전류 신호와 댐핑 전류 신호를 가감산하고, 모터(2)에 통전하여야 할 모터 목표 전류를 연산하여, 모터 목표 전류 신호를 출력한다.
이하, 도 3의 플로우 차트를 참조하면서, 상기 구성의 전동 파워 스티어링 제어 장치에서의 목표 전류 연산부(3)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 목표 전류 연산부(3)는, 소정의 샘플링 주기마다, 토오크 센서(1)로부터의 조타 토오크 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S31).
또한, 목표 전류 연산부(3)는, 회전 속도 검출기(6)로부터의 회전 속도 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S32).
계속해서, 위상 보상부(7)는, 조타 토오크 신호를 위상 보상하여 주파수 특성을 개선하고, 보상 후 조타 토오크 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S33).
다음에, 토오크 제어부(8)는, 보상 후 조타 토오크 신호에 의거하여, 전술한 조타 토오크-보조 토오크 전류 맵으로부터 보조 토오크 전류를 연산하고, 보조 토오크 전류 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S34).
계속해서, 댐핑 제어부(9)는, 보조 토오크 전류 신호에 의거하여, 전술한 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵으로부터 진동 억제 전류를 연산한다(스텝 S35).
다음에, 댐핑 제어부(9)는, 회전 속도 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인지의 여부(즉, 핸들 유지상태 또는 미동상태인지의 여부)를 판정한다(스텝 S36).
스텝 S36에서, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하이다(즉, Yes)라고 판정된 경우, 댐핑 제어부(9)는, 도 2에 도시한 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵에 응하여, 전술한 바와 같이 댐핑 제어 게인을 저감한다(스텝 S37).
계속해서, 댐핑 제어부(9)는, 진동 억제 전류에 댐핑 제어 게인(여기서는, 소정 게인(K))을 승산하여 댐핑 전류를 연산하고, 댐핑 전류 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S38).
한편, 스텝 S36에서, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하가 아니다(즉, No)라고 판정된 경우, 댐핑 제어부(9)는, 진동 억제 전류에 댐핑 제어 게인(여기서는, 「1」)을 승산하여 댐핑 전류를 연산하고, 댐핑 전류 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S38).
다음에, 가산부(10)는 보조 토오크 전류 신호와 댐핑 전류 신호를 가감산하고, 모터(2)에 통전하여야 할 모터 목표 전류를 연산하여, 모터 목표 전류 신호를 RAM에 기억하고(스텝 S39), 도 3의 처리를 종료한다.
본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 댐핑 제어부(9)는 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)으로 저감하여 댐핑 전류를 연산한다.
그 때문에, 댐핑 제어의 과보상을 방지하여 핸들의 진동을 억제함에 의해 핸들 유지상태 또는 미동상태라도, 운전자에게 불쾌감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감할 수 있다.
(실시의 형태 2)
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 4에서, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 도 1에 도시한 회전 속도 검출기(6)에 대신하여, 조타 토오크 하이패스 필터(11)(조타 토오크용 조타 성분 제거 수단)(이하, 「조타 토오크 HPF(11)」라고 약칭한다)와, 구동 전류 하이패스 필터(12)(모터 전류용 조타 성분 제거 수단)(이하, 「구동 전류 HPF(12)」라고 약칭한다)와, 회전 속도 옵저버(13)를 구비하고 있다.
또한, 조타 토오크 HPF(11), 구동 전류 HPF(12) 및 회전 속도 옵저버(13)는, 목표 전류 연산부(3A)에 포함되어 있다.
조타 토오크 HPF(11)는, 조타 토오크 신호로부터 운전자의 조타에 의한 주파수 성분을 제거하여 제거 후 조타 토오크 신호(제거 후 조타 토오크)를 출력한다. 구동 전류 HPF(12)는, 모터 구동 전류 신호로부터 운전자의 조타에 의한 주파수 성분을 제거하여 제거 후 모터 구동 전류 신호(제거 후 모터 전류)를 출력한다.
회전 속도 옵저버(13)에는, 모터(2)의 관성 모멘트를 관성항(慣性項)으로 하고, 토오크 센서(1)의 강성(剛性)을 스프링항(項)으로 하는 진동 방정식이 편입되어 있다. 회전 속도 옵저버(13)는, 제거 후 조타 토오크 신호와 제거 후 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여 회전 속도 신호(추정치)를 출력한다.
그 밖의 구성에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 그 설명을 생략한 다.
여기서, 조타 토오크 HPF(11) 및 구동 전류 HPF(12)의 작용에 관해 설명한다.
일반적으로, 운전자의 조타에 의한 주파수는, 3Hz 정도 이하로 되어 있다. 예를 들면, 레인 체인지를 행하는 경우, 운전자의 조타에 의한 주파수는, 0.2Hz 부근이고, 통상은 이와 같은 저주파의 조타가 많이 행하여진다. 이에 대해, 스티어링계의 발진이 생기기 쉬운 주파수대역은, 30Hz 이상으로 되어 있다.
그래서, 운전자의 조타에 의한 주파수와, 스티어링계의 발진이 생기기 쉬운 주파수는, 용이하게 분리할 수 있다.
따라서, 조타 토오크 HPF(11) 및 구동 전류 HPF(12)를 이용함에 의해, 조타 토오크 신호 및 모터 구동 전류 신호로부터 운전자의 조타에 의한 주파수 성분을 각각 제거하고, 회전 속도 옵저버(13)에서 추정되는 모터(2)의 회전 속도에 운전자의 조타에 의한 주파수 성분이 중첩하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 5의 플로우 차트를 참조하고 참조하면서, 상기 구성의 전동 파워 스티어링 제어 장치에서의 목표 전류 연산부(3A)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 목표 전류 연산부(3A)는, 소정의 샘플링 주기마다, 토오크 센서(1)로부터의 조타 토오크 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S31).
또한, 목표 전류 연산부(3A)는, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S41).
계속해서, 조타 토오크 HPF(11)는, 조타 토오크 신호로부터 조타에 의한 주 파수 성분을 제거하여 제거 후 조타 토오크 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S42).
또한, 구동 전류 HPF(12)는, 모터 구동 전류 신호로부터 조타에 의한 주파수 성분을 제거하여 제거 후 모터 구동 전류 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S43).
다음에, 회전 속도 옵저버(13)는, 제거 후 조타 토오크 신호와 제거 후 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하고, 회전 속도 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S44).
계속해서, 위상 보상부(7)는, 조타 토오크 신호를 위상 보상하여 주파수 특성을 개선하고, 보상 후 조타 토오크 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S33).
또한, 이 이후의 동작에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 설명을 생략한다.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 회전 속도 옵저버(13)는, 조타 토오크 HPF(11)로부터의 제거 후 조타 토오크 신호와, 구동 전류 HPF(12)로부터의 제거 후 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정한다. 또한, 댐핑 제어부(9)는, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)으로 저감하여 댐핑 전류를 연산한다.
그 때문에, 전술한 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있음과 함께, 모터(2)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기(6)를 필요로 하지 않기 때문에, 비용 저감을 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태 2의 회전 속도 옵저버(13)는, 모터 구동 전류 신호 (전류 검출기(4)의 출력)로부터 조타에 의한 주파수 성분이 제거된 제거 후 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하였지만, 이로 한정되지 않는다.
회전 속도 옵저버(13)는, 모터 목표 전류 신호(목표 전류 연산부(3A)의 출력)로부터 조타에 의한 주파수 성분이 제거된 제거 후 모터 목표 전류 신호(제거 후 모터 전류)에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여도 좋다.
이 경우도, 상기 실시의 형태 2와 같은 효과를 이룰 수 있다.
(실시의 형태 3)
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 6에서, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 도 1에 도시한 회전 속도 검출기(6)에 대신하여, 단자 간 전압 검출기(14)(전압 검출 수단)와, 회전 속도 추정부(15)(회전 속도 추정 수단)를 구비하고 있다.
또한, 회전 속도 추정부(15)는, 목표 전류 연산부(3B)에 포함되어 있다.
단자 간 전압 검출기(14)는, 모터(2)의 단자에 인가되는 모터 구동 전압을 검출하여 모터 구동 전압 신호를 출력한다. 회전 속도 추정부(15)는, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호와, 모터 구동 전압 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여 회전 속도 신호(추정치)를 출력한다.
그 밖의 구성에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 그 설명을 생략한다.
이하, 도 7의 플로우 차트를 참조하면서, 상기 구성의 전동 파워 스티어링 제어 장치에서의 목표 전류 연산부(3B)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 목표 전류 연산부(3B)는, 소정의 샘플링 주기마다, 토오크 센서(1)로부터의 조타 토오크 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S31).
또한, 목표 전류 연산부(3B)는, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S41).
계속해서, 목표 전류 연산부(3B)는, 단자 간 전압 검출기(14)로부터의 모터 구동 전압 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S51).
다음에, 회전 속도 추정부(15)는, 모터 구동 전류 신호와 모터 구동 전압 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하고, 회전 속도 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S52).
계속해서, 위상 보상부(7)는, 조타 토오크 신호를 위상 보상하여 주파수 특성을 개선하고, 보정 후 조타 토오크 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S33).
또한, 이 이후의 동작에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 설명을 생략한다.
본 발명의 실시의 형태 3에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 회전 속도 추정부(15)는, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호와, 단자 간 전압 검출기(14)로부터의 모터 구동 전압 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정한다. 또한, 댐핑 제어부(9)는, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)으로 저감하여 댐핑 전류를 연산한다.
그 때문에, 전술한 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있음과 함께, 모터(2)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기(6)를 필요로 하지 않기 때문에, 비용 저감을 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태 3의 회전 속도 추정부(15)는, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호와, 단자 간 전압 검출기(14)로부터의 모터 구동 전압 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하였지만, 이로 한정되지 않는다.
회전 속도 추정부(15)는, 목표 전류 연산부(3B)로부터의 모터 목표 전류 신호와, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여도 좋다.
또한, 회전 속도 추정부(15)는, 전류 제어기(5)로부터의 모터 목표 전압 신호와, 전류 검출기(4)로부터의 모터 구동 전류 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여도 좋다.
이들의 경우도, 상기 실시의 형태 3과 같은 효과를 이를 수 있다.
(실시의 형태 4)
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 8에서, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 도 1에 도시한 회전 속도 검출기(6)에 대신하여, 회전각 검출기(16)(회전각 검출 수단)와, 회전 속도 추정부(15C)(회전 속도 추정 수단)를 구비하고 있다.
또한, 회전 속도 추정부(15C)는, 목표 전류 연산부(3C)에 포함되어 있다.
회전각 검출기(16)는, 모터(2)의 회전각을 검출하여 회전각 신호를 출력한다. 회전 속도 추정부(15C)는, 회전각 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하여 회전 속도 신호(추정치)를 출력한다.
그 밖의 구성에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 그 설명을 생략한다.
이하, 도 9의 플로우 차트를 참조하면서, 상기 구성의 전동 파워 스티어링 제어 장치에서의 목표 전류 연산부(3C)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 목표 전류 연산부(3C)는, 소정의 샘플링 주기마다, 토오크 센서(1)로부터의 조타 토오크 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S3l).
또한, 목표 전류 산출부(3C)는, 회전각 검출기(16)로부터의 회전각 신호를 판독하여 RAM에 기억한다(스텝 S61).
계속해서, 회전 속도 추정부(15C)는, 회전각 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정하고, 회전 속도신호를 RAM에 기억한다(스텝 S62).
계속해서, 위상 보상부(7)는 조타 토오크 신호를 위상 보상하여 주파수 특성을 개선하고, 보상 후 조타 토오크 신호를 RAM에 기억한다(스텝 S33).
또한, 이 이후의 동작에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 설명을 생략한다.
본 발명의 실시의 형태 4에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 회전 속도 추정부(15C)는, 회전각 검출기(16)로부터의 회전각 신호에 의거하여, 모터(2)의 회전 속도를 추정한다. 또한, 댐핑 제어부(9)는, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)으로 저감하여 댐핑 전류를 연산한다.
그 때문에, 전술한 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있음과 함께, 모터(2)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기(6)를 필요로 하지 않기 때문에, 비용 저감을 실현할 수 있다.
(실시의 형태 5)
도 10은, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도이다.
도 10에서, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 차량의 차속을 검출하여 차속 신호를 출력하는 차속 검출기(17)(차속 검출 수단)를 구비하고 있다. 또한, 이 전동 파워 스티어링 제어 장치는, 도 1에 도시한 댐핑 제어부(9)에 대신하여, 댐핑 제어부(9D)를 구비하고 있다. 또한, 댐핑 제어부(9D)는, 목표 전류 산출부(3D)에 포함되어 있다.
댐핑 제어부(9D)는, 보조 토오크 전류 신호, 회전 속도 신호 및 차속 신호에 의거하여, 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를 연산하고, 댐핑 전류 신호를 출력한다.
즉, 댐핑 제어부(9D)는, 보조 토오크 전류 신호에 의거하여 전술한 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵으로부터 진동 억제 전류를 연산하고, 회전 속도 신호에 의거하여 전술한 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵으로부터 댐핑 제어 게인을 설정하고, 진동 억제 전류에 댐핑 제어 게인을 승산하여 댐핑 전류를 연산한다.
여기서, 댐핑 제어부(9D)는, 차속 신호에 의거하여, 차량의 차속이 소정 차속(V) 이하인 경우에, 댐핑 전류를 예를 들면 「0」으로 저감하여 댐핑 전류 신호를 출력한다.
또한, 댐핑 전류는 진동 억제 전류와 댐핑 제어 게인으로부터 연산된 값보다도 작으면, 「0」으로 한정되지 않는다.
그 밖의 구성에 관해서는, 전술한 실시의 형태 1과 같고, 그 설명을 생략한다.
본 발명의 실시의 형태 5에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치에 의하면, 댐핑 제어부(9D)는 차량의 차속이 소정 차속(V) 이하인 경우에, 댐핑 전류를 저감하여 댐핑 전류 신호를 출력한다.
그 때문에, 전술한 실시의 형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있음과 함께, 예를 들면 차량이 정지하고 있는 경우(차량의 차속이 소정 차속(V) 이하인 경우)에 댐핑 전류를 「0」으로 저감하여 댐핑 제어를 정지함에 의해, 또한 운전자에게 불쾌감을 주는 일 없이 조타 토오크를 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태 1 내지 5의 댐핑 제어부(9, 9D)는, 도 2에 도시한 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵에 응하여, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R)보다도 큰 경우에는, 댐핑 제어 게인을 「1」로 설정하고, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에는, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)으로 설정하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.
댐핑 제어부는, 도 11에 도시하는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵에 응하여, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R)보다도 큰 경우에는, 댐핑 제어 게인을 「1」로 설정하고, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에는, 댐핑 제어 게인을 「0」으로 설정하여도 좋다.
또한, 댐핑 제어부는, 도 12에 도시하는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵에 응하여, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R)보다도 큰 경우에는, 댐핑 제어 게인을 「1」로 설정하고, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에는, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<1)까지 선형적으로 저감하여도 좋다.
또한, 댐핑 제어부는, 도 13에 도시하는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵에 응하여, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R)보다도 큰 경우에는, 댐핑 제어 게인을 「1」로 설정하고, 모터(2)의 회전 속도가 소정 속도(R) 이하인 경우에는, 댐핑 제어 게인을 소정 게인(K)(<l)까지 비선형적으로 저감하여도 좋다.
이들의 경우도, 상기 실시의 형태 1 내지 5와 같은 효과를 이를 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 댐핑 제어부에 마련된 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 목표 전류 연산부의 동작을 도시하는 플로우 차트.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 목표 전류 연산부의 동작을 도시하는 플로우 차트.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 목표 전류 연산부의 동작을 도시하는 플로우 차트.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 목표 전류 연산부의 동작을 도시하는 플로우 차트.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 전동 파워 스티어링 제어 장치를 도시하는 블록도.
도 11은 댐핑 제어부에 마련되는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 도시하는 다른 설명도.
도 12는 댐핑 제어부에 마련되는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 도시하는 다른 설명도.
도 13은 댐핑 제어부에 마련되는 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵을 도시하는 다른 설명도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 토오크 센서(조타 토오크 검출 수단)
2 : 모터
3, 3A 내지 3D : 목표 전류 연산부
4 : 전류 검출기(전류 검출 수단)
5 : 전류 제어기(전압 연산 수단)
6 : 회전 속도 검출기(회전 속도 검출 수단)
8 : 토오크 제어부(토오크 제어 수단)
9, 9D : 댐핑 제어부(댐핑 제어 수단)
10 : 가산부(가산 수단)
11 : 조타 토오크 HPF(조타 토오크용 조타 성분 제거 수단)
12 : 구동 전류 HPF(모터 전류용 조타 성분 제거 수단)
13 : 회전 속도 옵저버
14 : 단자 간 전압 검출기(전압 검출 수단)
15, 15C : 회전 속도 추정부(회전 속도 추정 수단)
16 : 회전각 검출기(회전각 검출 수단)
17 : 차속 검출기(차속 검출 수단)
K : 소정 게인
R : 소정 속도
V : 소정 차속

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 차량의 운전자에 의한 조타 토오크를 검출하는 조타 토오크 검출 수단과,
    상기 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생하는 모터와,
    상기 모터의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단과,
    상기 조타 토오크에 의거하여, 상기 보조 토오크에 응한 보조 토오크 전류를 연산하는 토오크 제어 수단과,
    상기 보조 토오크 전류에 가산되고, 상기 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를, 상기 보조 토오크 전류에 의거하여 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵으로부터 상기 진동을 억제하기 위한 진동 억제 전류를 연산하고, 상기 회전 속도에 의거하여 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵으로부터 상기 댐핑 전류를 연산하기 위한 댐핑 제어 게인을 설정하고, 상기 진동 억제 전류에 상기 댐핑 제어 게인을 승산하여 연산하는 댐핑 제어 수단을 구비하고,
    상기 댐핑 제어 수단은, 상기 모터의 회전 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 상기 댐핑 제어 게인을 저감하며,
    상기 회전 속도 검출 수단은,
    전류 검출 수단 및 가산 수단의 적어도 한쪽과,
    조타 토오크용 조타 성분 제거 수단과,
    모터 전류용 조타 성분 제거 수단과,
    회전 속도 옵저버를 포함하고,
    상기 전류 검출 수단은, 상기 모터에 통전되는 모터 구동 전류를 검출하고,
    상기 가산 수단은, 상기 보조 토오크 전류와 상기 댐핑 전류를 서로 가산하여 상기 모터에 통전하여야 할 모터 목표 전류를 연산하고,
    상기 조타 토오크용 조타 성분 제거 수단은, 상기 조타 토오크로부터 조타에 의한 주파수 성분을 제거하여 제거 후 조타 토오크를 출력하고,
    상기 모터 전류용 조타 성분 제거 수단은, 상기 모터 구동 전류 또는 상기 모터 목표 전류로부터 조타에 의한 주파수 성분을 제거하여 제거 후 모터 전류를 출력하고,
    상기 회전 속도 옵저버는, 상기 제거 후 조타 토오크 및 상기 제거 후 모터 전류에 의거하여 상기 모터의 회전 속도를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 제어 장치.
  3. 차량의 운전자에 의한 조타 토오크를 검출하는 조타 토오크 검출 수단과,
    상기 조타 토오크를 보조하기 위한 보조 토오크를 발생하는 모터와,
    상기 모터의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단과,
    상기 조타 토오크에 의거하여, 상기 보조 토오크에 응한 보조 토오크 전류를 연산하는 토오크 제어 수단과,
    상기 보조 토오크 전류에 가산되고, 상기 차량의 스티어링계에 생기는 진동을 억제하기 위한 댐핑 전류를, 상기 보조 토오크 전류에 의거하여 보조 토오크 전류-진동 억제 전류 맵으로부터 상기 진동을 억제하기 위한 진동 억제 전류를 연산하고, 상기 회전 속도에 의거하여 회전 속도-댐핑 제어 게인 맵으로부터 상기 댐핑 전류를 연산하기 위한 댐핑 제어 게인을 설정하고, 상기 진동 억제 전류에 상기 댐핑 제어 게인을 승산하여 연산하는 댐핑 제어 수단을 구비하고,
    상기 댐핑 제어 수단은, 상기 모터의 회전 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 상기 댐핑 제어 게인을 저감하며,
    상기 회전 속도 검출 수단은,
    전류 검출 수단 및 가산 수단의 적어도 한쪽과,
    전압 연산 수단과,
    회전 속도 추정 수단을 포함하고,
    상기 전류 검출 수단은, 상기 모터에 통전되는 모터 구동 전류를 검출하고,
    상기 가산 수단은, 상기 보조 토오크 전류와 상기 댐핑 전류를 서로 가산하여 상기 모터에 통전하여야 할 모터 목표 전류를 연산하고,
    상기 전압 연산 수단은, 상기 모터에 인가하여야 할 모터 목표 전압을 연산하고,
    상기 회전 속도 추정 수단은, 상기 모터 목표 전류 또는 상기 모터 목표 전압과, 상기 모터 구동 전류에 의거하여 상기 모터의 회전 속도를 추청하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 차량의 차속을 검출하는 차속 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 댐핑 제어 수단은, 상기 차량의 차속이 소정 차속 이하인 경우에, 상기 댐핑 전류를 저감하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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