WO2018142650A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2018142650A1
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steering
target
gain
speed
unit
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PCT/JP2017/028610
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聡 下川邊
徹也 北爪
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日本精工株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column

Definitions

  • the present invention relates to an electric power steering apparatus that applies an assist torque to a steering system by PWM control of a motor by an inverter based on a current command value, and in particular, PID (proportional / integral / In steering wheel return control for performing differential control, etc., only the steering input intended by the driver or the vehicle motion characteristic based on the steering input included in the steering torque and assist torque (current command value) is used for calculating the target steering angular speed.
  • PID proportional / integral / In steering wheel return control for performing differential control, etc., only the steering input intended by the driver or the vehicle motion characteristic based on the steering input included in the steering torque and assist torque (current command value) is used for calculating the target steering angular speed.
  • the present invention relates to an electric power steering apparatus having a function of performing a steering wheel return control suitable for a driver's intention.
  • An electric power steering apparatus that applies assist torque to a steering mechanism of a vehicle by the rotational force of a motor steers the driving force of the motor to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reduction mechanism. Auxiliary power is applied.
  • EPS electric power steering device
  • Such a conventional electric power steering device performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque.
  • the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the steering assist command value (current command value) and the motor current detection value is small. This is done by adjusting the duty of modulation) control.
  • a column shaft (steering shaft, handle shaft) 2 of the handle 1 is a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, a rack and pinion mechanism 5, and a tie rod 6a. , 6b, and further connected to the steering wheels 8L, 8R via hub units 7a, 7b. Further, the column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 for detecting the steering torque Td of the steering wheel 1 and a steering angle sensor 14 for detecting the steering angle ⁇ , and a motor 20 for assisting the steering force of the steering wheel 1 is a reduction gear. 3 is connected to the column shaft 2 through 3.
  • the control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 13 and also receives an ignition key signal via the ignition key 11.
  • the control unit 30 calculates a current command value of an assist (steering assist) command based on the steering torque Td detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates the current command value.
  • the current supplied to the motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref subjected to.
  • the steering angle sensor 14 is not essential and may not be arranged.
  • the control unit 30 is connected to a CAN (Controller Area Network) 50 that transmits and receives various types of vehicle information, and the vehicle speed V can also be received from the CAN 50.
  • the control unit 30 can be connected to a non-CAN 51 that exchanges communications, analog / digital signals, radio waves, and the like other than the CAN 50.
  • the control unit 30 is mainly composed of a CPU (Central Processing Unit) (including MCU (Micro Controller Unit), MPU (Micro Processing Unit), etc.), and shows general functions executed by programs inside the CPU. And as shown in FIG.
  • CPU Central Processing Unit
  • MCU Micro Controller Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • the function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 2.
  • the steering torque Td detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 (or from the CAN 50) are represented by the current command value Iref 1.
  • the current command value calculation unit 31 to be calculated is input.
  • the current command value calculation unit 31 calculates a current command value Iref1, which is a control target value of the current supplied to the motor 20, using an assist map or the like based on the input steering torque Td and the vehicle speed V.
  • the voltage control command value Vref whose characteristics are improved by the PI control unit 35 is input to the PWM control unit 36, and the motor 20 is PWM driven via an inverter 37 as a drive unit.
  • the current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 38 and fed back to the subtraction unit 32B.
  • the inverter 37 uses a FET as a drive element, and is configured by a bridge circuit of the FET.
  • a compensation signal CM from the compensation signal generator 34 is added to the adder 32A, and the compensation of the steering system system is performed by adding the compensation signal CM to improve the convergence and inertia characteristics.
  • the compensation signal generation unit 34 adds the self-aligning torque (SAT) 343 and the inertia 342 by the addition unit 344, and further adds the convergence 341 to the addition result by the addition unit 345, and compensates the addition result of the addition unit 345.
  • the signal CM is used.
  • the SAT is large in the high vehicle speed range where the SAT is large, the steering angular speed of the steering wheel return tends to be higher than the low vehicle speed.
  • the inertia torque is large because the inertia moment is large, and the steering wheel is at the neutral point of the steering angle. Since the vehicle does not converge and overshoots, the vehicle characteristics are felt unstable.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 4658557
  • a controller configured to follow a target rudder angular velocity calculates a target rudder angular velocity by multiplying the base target rudder angular velocity by vehicle speed and torque and correcting for addition. At the time of steering intervention by the driver, the uncomfortable feeling at the time of driver steering is reduced by correcting the target rudder angular velocity in the direction in which torque is applied.
  • the rudder angular velocity should be zero at the rudder angle neutral point without largely varying the rudder angular acceleration.
  • the assist torque is generally set so as to decrease as the vehicle speed increases, the correction by the steering torque and the vehicle speed requires a troublesome calculation of a preferable correction amount. Further, when the set value is excessive, the steering wheel return control works excessively, which may make the driver feel uncomfortable.
  • the present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is included in steering torque and assist current in steering wheel return control in which PID control or the like is performed according to a deviation between a target steering angular speed and a steering angular speed.
  • An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus having a steering wheel return control function that matches a driver's intention by using only the driver's steering intention or vehicle motion characteristics for calculation of a target rudder angular velocity.
  • the present invention relates to an electric power steering apparatus that calculates a current command value based on at least a steering torque, drives a motor based on the current command value, and assists a steering system by driving control of the motor.
  • the object is to calculate a target rudder angular velocity for steering wheel return based on the steering torque, the current command value, the vehicle speed, and the rudder angle, and to calculate a steering wheel return control current based on a deviation between the rudder angular velocity and the target rudder angular velocity.
  • a steering wheel return control unit having a filter for attenuating a frequency component more than a steering input or a vehicle motion characteristic based on the steering input in a calculation path of the target rudder angular velocity, and the current command value by the steering wheel return control current This is achieved by driving the motor with correction.
  • the object of the present invention is such that the steering wheel return control unit calculates a target return speed based on the steering angle and the vehicle speed, and a steering for obtaining a steering torque gain based on the steering torque.
  • a first steering system characteristic unit that obtains a first target speed value from the added value of the assist torque obtained in this way and the viscosity coefficient C; the filter that filters the first target speed value; A third target speed value obtained by correcting the target return speed with the second target speed value from the filter is input, and the target steering angular speed is calculated from the viscosity coefficient C and the inertia moment J of the steering system.
  • a second steering system characteristic unit for obtaining a steering wheel return control gain calculating unit for obtaining a steering wheel return control gain by multiplying the deviation of the target steering angular velocity and the steering angular velocity by the vehicle speed gain and the steering torque gain, and the steering wheel Handle return control current calculation for obtaining the handle return control current by performing at least one control calculation of proportional control calculation, integral control calculation, and derivative control calculation for the return control gain, and limiting the output by the vehicle speed gain and steering torque gain.
  • the filter is an LPF, and the filter characteristic has an attenuation of 3 dB or more at 10 Hz.
  • a virtual moment of inertia and viscosity coefficient can be set in a simple virtual vehicle model, when the inertial moment and viscosity coefficient are undesirable as steering system characteristics,
  • it is possible to approximate the virtual moment of inertia and viscosity coefficient by obtaining the target rudder angular velocity using the virtual steering system model and performing feedback control.
  • Steering wheel return control that operates as intended by the driver can be realized by not reflecting as much as possible the component that is not intended by the driver, such as road surface disturbance, in the calculated value of the target rudder angular velocity.
  • the operation is hindered by the friction of the reduction gear and rack and pinion for transmitting the assist force, and the steering wheel does not return to the neutral point even though it is in the traveling state where it is desired to return to the straight traveling state. It may be difficult to go straight. Therefore, by correcting (compensating) the current command value with the steering wheel return control current according to the steering angle and the vehicle speed, the steering wheel can be actively returned to the neutral point in the traveling state in which the vehicle returns to the straight traveling state.
  • a target return speed is defined according to the steering angle and the vehicle speed, a target speed value calculated from the steering torque and assist torque (current command value) added to the column shaft is added to the target return speed,
  • the target steering angular speed is calculated by multiplying the addition result by a transfer characteristic corresponding to the virtual steering system characteristic.
  • At least one of P (proportional) control, I (integral) control, and D (differential) control is performed on the deviation between the target rudder angular velocity and the actual rudder angular velocity. Steering by the driver by performing feedback control using the target rudder angular speed obtained by correcting the target return speed with the target speed value calculated by dividing the steering torque and assist torque (current command value) by the viscosity coefficient. It is possible to realize a handle returning control with a natural feeling even during intervention.
  • the present invention calculates an assist torque (steering shaft torque) using a steering torque and a current command value (assist current), and applies a steering wheel return control current based on a deviation between a target steering angular speed and a steering angular speed (EPS).
  • EPS steering angular speed
  • a (low-pass filter) By inserting a (low-pass filter), the noise component of EPS, vibration due to resonance, unnecessary road noise component, torque fluctuations and vehicle fluctuations that are not intended by the driver are cut, and smoother steering wheel return performance is provided. To do.
  • the simple virtual vehicle model in the present invention is the sum of the target return speed ⁇ t ( ⁇ t), the steering torque Td and the assist torque Ta obtained from the steering angle ⁇ and the vehicle speed V, and the virtual inertia moment J of the steering system. And a target steering angular velocity ⁇ 0 by applying a steering system transfer function corresponding to the viscosity coefficient C.
  • the vehicle characteristics can be arbitrarily determined. Further, since the virtual vehicle model takes into account the driver's steering intervention in consideration of the assist torque Ta, a smooth steering wheel return can be provided even when the driver is steering.
  • Equation 7 Equation 7 below.
  • SAT / C can be considered as the steering angular velocity generated by the self-aligning torque SAT as the return steering angular velocity set according to the vehicle characteristics.
  • the return steering angular speed is configured to be set according to the vehicle speed V and the steering angle ⁇ . Since the steering torque Td can be detected by a torque sensor and the assist torque Ta can be calculated from the current command value in consideration of the motor torque constant Kt, the virtual steering viscosity with respect to the sum of the steering torque Td and the assist torque Ta. By dividing by the coefficient C, the steering angular velocity generated by the steering torque Td and the assist torque Ta is calculated, and these are summed to obtain the target steering angular velocity ⁇ 0 .
  • the steering torque Td and assist torque Ta include fluctuation components due to road surface disturbances, but this is not due to the driver's intention. If this is reflected in the target rudder angular velocity ⁇ 0 , the vehicle will behave unintentionally by the driver, which may cause a sense of incongruity. For this reason, in the present invention, the target speed value ⁇ 1 calculated by the steering torque Td and the assist torque Ta has a higher frequency than the steering input intended by the driver or a vehicle motion characteristic (yaw, roll, etc.) based on the steering input.
  • a filter (LPF) for attenuating components is provided to achieve stable control, smooth return, and a steering feeling that matches the driver's intention.
  • the filter characteristic is 10 Hz, and it has an attenuation characteristic that is 3 dB or more lower than the gain 0.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the steering wheel return control unit 100 according to the present invention, in which the steering torque Td is input to the steering torque gain unit 110 and the addition unit 102 that output the steering torque gain Th, and the steering angle ⁇ is the target This is input to the target return speed calculator 120 that calculates the return speed ⁇ t.
  • the vehicle speed V is input to the target return speed calculation unit 120, the vehicle speed gain unit 130 that outputs the vehicle speed gain KP, and the viscosity coefficient output unit 133 that outputs the viscosity coefficient C, and the actual steering angular speed ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 103.
  • the current command value Iref is multiplied by the gain Kt by the gain unit 111 and input to the adding unit 102 as the assist torque Ta. Therefore, the addition result of the adding unit 102 is the sum of the steering torque Td and the assist torque Ta, and the total value is input to the steering system characteristic unit 150 of the transfer function “1 / C”.
  • the target speed value ⁇ 1 from the steering system characteristic unit 150 is input to a low-pass filter (LPF) 151, and the LPF 151 attenuates a frequency (10 Hz to) higher than the driver's steering input or higher than the vehicle motion characteristic based on the steering input.
  • the target speed value ⁇ 2 is input to the adding unit 101.
  • the target return speed ⁇ t calculated by the target return speed calculation unit 120 based on the steering angle ⁇ and the vehicle speed V is inverted ( ⁇ t) by the inversion unit 121 and input to the addition unit 101.
  • the target speed value ⁇ 3 as the addition result is input to the steering system characteristic unit 160 of the transfer function “1 / (J / Cs + 1)”.
  • the viscosity coefficient C from the viscosity coefficient output unit 133 is input to the steering system characteristic units 150 and 160, and the steering system characteristic unit 160 determines the transfer function according to the equation 6 from the moment of inertia J and the viscosity coefficient C, and multiplies the steering system by multiplication.
  • target steering angular velocity omega 0 is output from the target steering angular velocity omega 0 is input added to the subtraction unit 103.
  • the steering angular velocity ⁇ is subtracted and input to the subtracting unit 103, the deviation SG1 between the target steering angular velocity ⁇ 0 and the steering angular velocity ⁇ is calculated by the subtracting unit 103, and the deviation SG 1 is input to the multiplying unit 132.
  • the steering torque gain Th output from the steering torque gain unit 110 is input to the multiplication unit 132 and the limiter 142, and the vehicle speed gain KP from the vehicle speed gain unit 130 is also input to the multiplication unit 132 and the limiter 142.
  • the steering wheel return control gain SG2 (proportional control value) from the multiplication unit 132 obtained by multiplying the deviation SG1 by the steering torque gain Th and the vehicle speed gain KP is input to the addition unit 104, and the integration unit 140 and integration for improving characteristics are provided.
  • the signal SG4 which is input to the integral control unit including the gain unit 141, is further input to the limiter 142 through the integral gain unit 141, and the output is limited by the limiter 142 in accordance with the steering torque gain Th and the vehicle speed gain KP, is added to the addition unit 104.
  • it is added to the handle return control gain SG2 and output as the handle return control current HR.
  • the integration of the integration unit 140 compensates for a low steering torque range that is easily affected by friction, and makes use of the integration particularly in a region that is let go and loses friction.
  • the addition unit 105 corrects (compensates) the steering wheel return control current HR by adding it to the current command value Iref, and the corrected compensation current command value Irefn is input to the motor drive system.
  • the subtraction unit 103 and the multiplication unit 132 constitute a steering wheel return control gain calculation unit
  • the viscosity coefficient output unit 133, the steering system characteristic unit 1 (150), and the steering system characteristic unit 2 (160) constitute a steering system characteristic unit
  • the integration unit 140, the integration gain unit 141, the limiter 142, and the addition unit 104 constitute a handle return control current calculation unit.
  • the steering torque gain unit 110 has a characteristic as shown in FIG. 4, and outputs a constant value gain Th1 until the steering torque Td exceeds T1, and gradually decreases when the torque exceeds T1, and becomes an output characteristic where the gain becomes zero when T2 or more. ing. Although it decreases linearly in FIG. 4, it may be non-linear.
  • the target return speed calculation unit 120 has an output characteristic in which the target return speed ⁇ t gradually increases as the steering angle ⁇ increases with the vehicle speed V as a parameter. As shown in B), the target return speed ⁇ t changes with output characteristics that do not increase purely as the vehicle speed V increases.
  • the vehicle speed gain unit 130 has the characteristics shown in FIG.
  • the viscosity coefficient output unit 133 that varies the viscosity coefficient C according to the vehicle speed V has the characteristics shown in FIG. 7, and is constant at a small viscosity coefficient C1 at least up to the vehicle speed V3, and is higher than the vehicle speed V3 (> V3). ) In the following, it gradually increases and is constant at a large viscosity coefficient C2 above the vehicle speed V4, but is not limited to such characteristics.
  • the steering torque Td, the current command value Iref, the vehicle speed V, the steering angle ⁇ , and the steering angular speed ⁇ are input (read) (step S1), and the steering torque gain unit 110 outputs the steering torque gain Th (step S2).
  • the gain unit 111 calculates the assist torque Ta by multiplying the current command value Iref by the gain Kt (step S3), adds the steering torque Td by the adding unit 102, and adds the total value to the steering system characteristic unit 1 (150). Input (step S4).
  • the target return speed calculation unit 120 calculates the target return speed ⁇ t based on the input steering angle ⁇ and the vehicle speed V (step S10), and the reversing unit 121 reverses the sign of the target return speed ⁇ t (step S11). Then, the inverted target return speed “ ⁇ t” is input to the adding unit 101 to perform addition.
  • the vehicle speed gain unit 130 outputs the vehicle speed gain KP according to the vehicle speed V (step S12), and the viscosity coefficient output unit 133 outputs the viscosity coefficient C according to the vehicle speed V (step S13).
  • Viscous coefficient C is input to the steering system characteristics unit 150 (step S14), and is multiplied by the transmission characteristic 1 / C outputs the target velocity value omega 1 (step S15), and with a target speed value omega 1 is inputted to the LPF151 Filter processing is performed (step S16).
  • the target speed value ⁇ 2 filtered by the LPF 151 is added to the target return speed “ ⁇ t” by the adding unit 101, and the added target speed value ⁇ 3 is input to the steering system characteristic unit 160 (step S30).
  • the target rudder angular velocity ⁇ 0 from the steering system characteristic unit 160 is added to the subtractor 103, and the actual rudder angular velocity ⁇ is subtracted to the subtractor 103, and the deviation SG1 is calculated by the subtractor 103 (step S31).
  • the deviation SG1 is input to the multiplication unit 132, multiplied by the steering torque gain Th and the vehicle speed gain KP (step S32), and the steering wheel return control gain SG2 is obtained by the multiplication.
  • the handle return control gain SG2 is integrated by the integration control unit 140 (step S33), further proportionally processed by the proportional control unit 141 (step S34), and the handle return control gain SG3 is output.
  • the steering wheel return control gain SG3 is input to the limiter 142, and limit processing is performed by the limiter 142 using the steering torque gain Th and the vehicle speed gain KP (step S35).
  • the handle return control gain SG4 subjected to the limit process by the limiter 142 is input to the adder 104, added to the handle return control gain SG2 (step S36), and the handle return control current HR is output.
  • the steering wheel return control current HR is added to the current command value Iref by the adder 105 for correction (step S37), and the compensation current command value Irefn is output (step S38).
  • the steering angular velocity ⁇ can also be obtained by the motor angular velocity ⁇ gear ratio, and the transmission characteristics of the virtual steering system model may be varied in accordance with the vehicle speed, the steering angle, the increase / return / remaining state. Further, the order of data input, calculation and processing in FIGS. 8 and 9 can be changed as appropriate.
  • the frequency characteristic of the LPF 151 used in the present invention is not limited to the characteristic A as long as it has an attenuation of 3 dB or more at 10 Hz as shown in FIG. good.

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Abstract

【課題】目標舵角速度と舵角速度の偏差に応じてＰＩＤ制御等を行うハンドル戻り制御において、操舵トルク及びアシスト電流に含まれる運転者の操舵意図若しくは車両運動特性のみを目標舵角速度の算出に用いることで、運転者の意図に合ったハンドル戻り制御の機能を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】操舵トルクに基づいて演算された電流指令値によりモータを駆動し、モータの駆動制御によって操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、操舵トルク、電流指令値、車速、舵角によってハンドル戻しのための目標舵角速度を演算し、舵角速度と目標舵角速度の偏差に基づいてハンドル戻し制御電流を演算すると共に、目標舵角速度の演算経路に操舵入力以上若しくは車両運動特性以上の周波数成分を減衰させるフィルタを介挿したハンドル戻し制御部を備え、ハンドル戻し制御電流で電流指令値を補正してモータを駆動する。

Description

電動パワーステアリング装置
　本発明は、電流指令値に基づいてインバータによりモータをＰＷＭ制御して操舵系にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に関し、特に目標舵角速度と舵角速度の偏差に応じてＰＩＤ（比例・積分・微分）制御等を行うハンドル戻し制御において、操舵トルク及びアシストトルク（電流指令値）に含まれる運転者の意図した操舵入力若しくは操舵入力に基づく車両運動特性のみを目標舵角速度の算出に用いることで、運転者の意図に合ったハンドル戻し制御を行う機能を有する電動パワーステアリング装置に関する。
　車両のステアリング機構にモータの回転力でアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、モータの駆動力を減速機構を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、アシストトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。
　電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ラック・ピニオン機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクＴｄを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｄと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良い。
　コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller　Area　Network）５０が接続されており、車速ＶはＣＡＮ５０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ５０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ５１も接続可能である。
　コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ(Central　Processing　Unit)（ＭＣＵ（Micro　Controller　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。
　図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｄ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ５０からの）車速Ｖは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｄ及び車速Ｖに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（=Irefm-Im）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。インバータ３７は駆動素子としてＦＥＴが用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。
　加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
　このような電動パワーステアリング装置では、減速ギアやラック・ピニオンにより摩擦が大きく、また、アシストトルクを発生させるためのモータによりステアリング軸回りの等価慣性モーメントが大きい。そのため、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）が小さい低車速域などでは、摩擦の方が大きいことによりハンドル戻りが悪くなる。これは直進状態においてＳＡＴのみでは舵角が中立点まで戻ってこないため、運転者の操舵介入により中立点まで戻す必要があり、運転者の負担となる。
　一方、ＳＡＴが大きい高車速域ではＳＡＴが大きいため、ハンドル戻りの舵角速度は低車速に比べて速くなる傾向にあるが、慣性モーメントが大きいため慣性トルクも大きく、舵角の中立点でハンドルが収束せず、オーバーシュートしてしまうため、車両特性が不安定に感じられる。
　従って、低車速ではハンドル戻りを補助するため、また、高車速では車両特性を安定にするために収れん性を増加させることが必要となり、それらを達成するために様々なハンドル戻り時に適度なアシストをするための制御手法が提案されている。それらのハンドル戻り制御の中でも、運転者による操舵介入時でも滑らかなハンドル戻り制御を行うことを目的とした先行技術として、特許第４６８５５５７号公報（特許文献１）に示される電動パワーステアリング装置がある。
　特許文献１の装置では、目標舵角速度に追従するように構成された制御器において、ベース目標舵角速度を車速及びトルクによる乗算及び加算の補正で、目標舵角速度を算出している。運転者による操舵介入時には、トルクが加わった方向に目標舵角速度を補正することで、運転者操舵時の違和感を減少させている。
特許第４６８５５５７号公報
　手放し状態で滑らかなハンドル戻りを実現させるためには、舵角加速度が大きく変動せずに、舵角中立点で舵角速度が０となることが良い。しかしながら、特許文献１記載の装置では、目標舵角速度を設定する際には、操舵トルクによる補正を行っているが、アシストトルクによる補正は行っていない。アシストトルクは一般的に車速が大きくなるほど小さくなるように設定するため、操舵トルク及び車速による補正では、好ましい補正量の算出に手間がかかることが課題となっている。また、過大な設定値となっている場合にはハンドル戻り制御が過大に働き、運転者にとって違和感になることがある。
　本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、目標舵角速度と舵角速度の偏差に応じてＰＩＤ制御等を行うハンドル戻り制御において、操舵トルク及びアシスト電流に含まれる運転者の操舵意図若しくは車両運動特性のみを目標舵角速度の算出に用いることで、運転者の意図に合ったハンドル戻り制御の機能を備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
　本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記操舵トルク、前記電流指令値、車速、舵角によってハンドル戻しのための目標舵角速度を演算し、舵角速度と前記目標舵角速度の偏差に基づいてハンドル戻し制御電流を演算すると共に、前記目標舵角速度の演算経路に操舵入力以上若しくは前記操舵入力に基づく車両運動特性以上の周波数成分を減衰させるフィルタを介挿したハンドル戻し制御部を備え、前記ハンドル戻し制御電流で前記電流指令値を補正して前記モータを駆動することにより達成される。
　また、本発明の上記目的は、前記ハンドル戻し制御部が、前記舵角及び前記車速に基づいて目標戻り速度を演算する目標戻り速度演算部と、前記操舵トルクに基づいて操舵トルクゲインを求める操舵トルクゲイン部と、前記車速に基づいて前記操舵系の粘性係数Ｃを求める粘性係数出力部と、前記車速に基づいて車速ゲインを求める車速ゲイン部と、前記操舵トルク及び前記電流指令値をゲイン倍して求めたアシストトルクの加算値と、前記粘性係数Ｃとから第１の目標速度値を求める第１の操舵系特性部と、前記第１の目標速度値をフィルタ処理する前記フィルタと、前記目標戻り速度を前記フィルタからの第２の目標速度値で補正した第３の目標速度値を入力し、前記粘性係数Ｃ及び前記操舵系の慣性モーメントＪから前記目標舵角速度を求める第２の操舵系特性部と、前記目標舵角速度及び前記舵角速度の偏差に前記車速ゲイン及び前記操舵トルクゲインを乗算してハンドル戻し制御ゲインを求めるハンドル戻し制御ゲイン算出部と、前記ハンドル戻し制御ゲインに対して比例制御演算、積分制御演算、微分制御演算の少なくとも１つの制御演算を行い、前記車速ゲイン及び操舵トルクゲインによって出力制限して前記ハンドル戻し制御電流を求めるハンドル戻し制御電流演算部とで構成されていることにより、或いは前記フィルタがＬＰＦであり、フィルタ特性が１０Ｈｚで３ｄＢ以上の減衰を有していることにより、より効果的に達成される。
　本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、簡易的な仮想車両モデルには仮想的な慣性モーメント、粘性係数を設定できるため、操舵系特性として好ましくない慣性モーメント、粘性係数を持っている場合においても、仮想操舵系モデルを用いて目標舵角速度を求めてフィードバック制御することで仮想的な慣性モーメント、粘性係数に近づけることが可能となる。目標舵角速度の算出値に路面外乱などの運転者の意図しない成分を極力反映しないようにすることで、運転者の意図通りに動作するハンドル戻り制御を実現することができる。
電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。 電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の構成例を示すブロック図である。 操舵トルクゲイン部の出力ゲイン例を示す特性図である。 目標戻りトルク演算部の出力例を示す特性図である。 車速ゲイン部の出力例を示す特性図である。 粘性係数出力部の出力例を示す特性図である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 フィルタの特性例を示すゲイン図である。
　電動パワーステアリング装置において、アシスト力を伝達するための減速ギアやラック・ピニオンの摩擦により動作が阻害され、直進状態に戻したい走行状態であるにも拘わらずハンドルが中立点まで戻らず、車両が直進状態になり難いことがある。そのため、舵角及び車速に応じたハンドル戻し制御電流により電流指令値を補正（補償）することで、直進状態に戻す走行状態においてハンドルを積極的に中立点に戻すことができる。
　本発明では、舵角及び車速に応じて目標戻り速度を定義し、コラム軸に付加される操舵トルク及びアシストトルク（電流指令値）から算出される目標速度値を目標戻り速度に加算し、その加算結果に、仮想的な操舵系特性に応じた伝達特性を乗算することで目標舵角速度を算出する。その目標舵角速度と実舵角速度との偏差に対してＰ（比例）制御、Ｉ（積分）制御、Ｄ（微分）制御のうちの少なくとも１つの制御を実施する。目標戻り速度を操舵トルク及びアシストトルク（電流指令値）を粘性係数で除算して算出された目標速度値で補正して求めた目標舵角速度を用いてフィードバック制御を行うことで、運転者による操舵介入時にも自然なフィーリングのハンドル戻り制御を実現することができる。
　本発明は、操舵トルクと電流指令値（アシスト電流）を用いてアシストトルク（ステアリング軸トルク）を算出し、目標舵角速度と舵角速度の偏差によりハンドル戻し制御電流を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に関し、主たる運転者の意図した操舵入力以上若しくは操舵入力に基づく車両運動特性以上の周波数（１０Ｈｚ～）を減衰させるように、アシストトルク（ステアリング軸トルク）から目標舵角速度を算出する経路にＬＰＦ（ローパスフィルタ）を介挿することで、ＥＰＳの持つノイズ成分や共振による振動、不要なロードノイズ成分や運転者が意図しないトルク変動や車両変動などをカットし、より滑らかなハンドル戻し性能を提供する。
　本発明における簡易的な仮想車両モデルとは、舵角θ及び車速Ｖから求めた目標戻り速度ωｔ（－ωｔ）、操舵トルクＴｄ及びアシストトルクＴａの合計に、操舵系の仮想的な慣性モーメントＪ及び粘性係数Ｃに応じた操舵系伝達関数を適用することで、目標舵角速度ω０を算出するモデルである。
　仮想車両モデルを用いることで、操舵系の仮想的な慣性モーメントＪ、粘性係数Ｃを設定することができるため、車両特性を任意に決めることが可能となる。また、仮想車両モデルにはアシストトルクＴａも加味した運転者の操舵介入も考慮されているため、運転者が操舵している状態でも滑らかなハンドル戻りを提供することができる。
　ここにおいて、操舵系に静止摩擦、クーロン摩擦及び弾性項がないと仮定した場合、セルフアライニングトルクＳＡＴ、操舵トルクＴｄ、アシストトルクＴａの力の釣り合い方程式は、下記数１となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｊは仮想的な操舵系の慣性モーメント、Ｃは仮想的な操舵系の粘性係数である。
そして、実舵角速度ωは舵角θの時間微分であるので、下記数２が成立する。
（数２）
ω＝ｄθ／ｄｔ
よって、目標舵角速度をω０とすると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 が成立し、ｓをラプラス演算子とすると下記数４となり、数４を整理すると下記数５となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 よって、目標舵角速度ω０は上記数５より
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  
となり、数６を整理すると下記数７となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
  
　上記数７より、目標舵角速度ω０が求まる。ここで、ＳＡＴ／ＣはセルフアライニングトルクＳＡＴによって発生する舵角速度として、車両特性に応じて設定する戻り舵角速度として考えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 は仮想車両モデルから求められる伝達特性であり、また、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 は操舵トルクＴｄ、アシストトルクＴａによって発生する舵角速度である。
　セルフアライニングトルクＳＡＴは一般的に舵角θ及び車速Ｖによって決まるため、戻り舵角速度は車速Ｖ及び舵角θに応じて設定できるように構成する。操舵トルクＴｄはトルクセンサによって検出でき、アシストトルクＴａは電流指令値からモータトルク定数Ｋｔを考慮して算出可能であるため、操舵トルクＴｄとアシストトルクＴａの合計に対して仮想的なステアリングの粘性係数Ｃで除算することで、操舵トルクＴｄとアシストトルクＴａによって発生する舵角速度を算出し、それらを合計することで目標舵角速度ω０とする。
　操舵トルクＴｄ、アシストトルクＴａには路面外乱による変動成分などが含まれるが、これは運転者の意図によるものではない。これを目標舵角速度ω０に反映すると、車両は運転者の意図しない挙動となり、違和感となる可能性がある。このため、本発明では、操舵トルクＴｄ及びアシストトルクＴａによって算出する目標速度値ω１の後段に、運転者の意図した操舵入力若しくは操舵入力に基づく車両運動特性(ヨーやロールなど)より高い周波数成分を減衰させるフィルタ（ＬＰＦ）を設け、安定した制御、滑らかな戻り、運転者の意図に合った操舵感を実現する。一般的に運転者の操舵周波数や運転者の操舵による車両運動は１０Ｈｚ程度までと言われているため、フィルタ特性として１０Ｈｚで、ゲイン０より３ｄＢ以上低下する減衰特性を有するものとする。
　以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
　図３は本発明に係るハンドル戻し制御部１００の構成例を示しており、操舵トルクＴｄは、操舵トルクゲインＴｈを出力する操舵トルクゲイン部１１０及び加算部１０２に入力され、舵角θは目標戻り速度ωｔを演算する目標戻り速度演算部１２０に入力される。また、車速Ｖは目標戻り速度演算部１２０、車速ゲインＫＰを出力する車速ゲイン部１３０及び粘性係数Ｃを出力する粘性係数出力部１３３に入力され、実舵角速度ωは減算部１０３に減算入力される。電流指令値Ｉｒｅｆはゲイン部１１１でゲインＫｔ倍され、アシストトルクＴａとして加算部１０２に入力される。従って、加算部１０２の加算結果は、操舵トルクＴｄとアシストトルクＴａの合計となり、その合計値が伝達関数“１／Ｃ”の操舵系特性部１５０に入力される。操舵系特性部１５０からの目標速度値ω１はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５１に入力され、ＬＰＦ１５１で運転者の操舵入力以上若しくは操舵入力に基づく車両運動特性以上の周波数（１０Ｈｚ～）を減衰された目標速度値ω２は加算部１０１に入力される。
　舵角θ及び車速Ｖに基づいて目標戻り速度演算部１２０で演算された目標戻り速度ωｔは、反転部１２１で符号を反転（－ωｔ）されて加算部１０１に入力され、加算部１０１での加算結果である目標速度値ω３が伝達関数“１／（Ｊ／Ｃｓ＋１）”の操舵系特性部１６０に入力される。粘性係数出力部１３３からの粘性係数Ｃは操舵系特性部１５０及び１６０に入力され、操舵系特性部１６０は、慣性モーメントＪ、粘性係数Ｃから前記数６に従って伝達関数を決め、乗算により操舵系特性部１６０から目標舵角速度ω０が出力され、目標舵角速度ω０が減算部１０３に加算入力される。舵角速度ωは減算部１０３に減算入力され、目標舵角速度ω０と舵角速度ωの偏差ＳＧ１が減算部１０３で算出され、偏差ＳＧ１は乗算部１３２に入力されている。
　また、操舵トルクゲイン部１１０から出力される操舵トルクゲインＴｈは乗算部１３２及びリミッタ１４２に入力され、車速ゲイン部１３０からの車速ゲインＫＰも乗算部１３２及びリミッタ１４２に入力される。
　偏差ＳＧ１に操舵トルクゲインＴｈ及び車速ゲインＫＰを乗算した乗算部１３２からのハンドル戻し制御ゲインＳＧ２（比例制御値）は、加算部１０４に入力されると共に、特性改善のための積分部１４０及び積分ゲイン部１４１で成る積分制御部に入力され、更に積分ゲイン部１４１を経てリミッタ１４２に入力され、リミッタ１４２で操舵トルクゲインＴｈ及び車速ゲインＫＰに応じて出力を制限された信号ＳＧ４が加算部１０４で、ハンドル戻し制御ゲインＳＧ２と加算され、ハンドル戻し制御電流ＨＲとして出力される。積分部１４０の積分は、摩擦の影響を受け易い低操舵トルク域を補償し、特に手放しで摩擦に負ける領域で積分を利かせる。加算部１０５で電流指令値Ｉｒｅｆにハンドル戻し制御電流ＨＲを加算して補正（補償）され、補正された補償電流指令値Ｉｒｅｆｎがモータ駆動系に入力される。
　減算部１０３及び乗算部１３２でハンドル戻し制御ゲイン算出部を構成し、粘性係数出力部１３３、操舵系特性部１（１５０）及び操舵系特性部２（１６０）で操舵系特性部を構成し、積分部１４０、積分ゲイン部１４１、リミッタ１４２、加算部１０４でハンドル戻し制御電流演算部を構成している。
　操舵トルクゲイン部１１０は図４に示すような特性であり、操舵トルクＴｄがＴ１までは一定値ゲインＴｈ１を出力し、Ｔ１を超えると次第に減少し、Ｔ２以上でゲイン０となる出力特性となっている。図４では線形に減少しているが、非線形でも良い。また、目標戻り速度演算部１２０は図５（Ａ）に示すように、車速Ｖをパラメータとして、舵角θが大きくなるに従って目標戻り速度ωｔが次第に大きくなる出力特性であり、また、図５（Ｂ）に示すように、車速Ｖが高速になるに従って純増しない出力特性で、目標戻り速度ωｔが変化する。車速ゲイン部１３０は図６に示す特性であり、少なくとも車速Ｖ１までは小さいゲインＫＰ１で一定であり、車速Ｖ１以上では次第に大きくなり、車速Ｖ２以上では大きなゲインＫＰ２で一定であるが、このような特性に限定されるものではない。また、車速Ｖに応じて粘性係数Ｃを可変する粘性係数出力部１３３は図７に示す特性であり、少なくとも車速Ｖ３までは小さい粘性係数Ｃ１で一定であり、車速Ｖ３以上で車速Ｖ４（＞Ｖ３）以下では次第に大きくなり、車速Ｖ４以上では大きな粘性係数Ｃ２で一定であるが、このような特性に限定されるものではない。
　このような構成において、その動作例を図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。
　先ず操舵トルクＴｄ、電流指令値Ｉｒｅｆ、車速Ｖ、舵角θ、舵角速度ωを入力（読み取り）し（ステップＳ１）、操舵トルクゲイン部１１０は操舵トルクゲインＴｈを出力する（ステップＳ２）。ゲイン部１１１は電流指令値ＩｒｅｆにゲインＫｔ倍してアシストトルクＴａを算出し（ステップＳ３）、加算部１０２で操舵トルクＴｄと加算して、その合計値を操舵系特性部１（１５０）に入力する（ステップＳ４）。
　また、目標戻り速度演算部１２０は入力された舵角θ及び車速Ｖに基づいて目標戻り速度ωｔを演算し（ステップＳ１０）、反転部１２１が目標戻り速度ωｔの符号反転を行い（ステップＳ１１）、反転された目標戻り速度“－ωｔ”を加算部１０１に入力して加算を行う。車速ゲイン部１３０は車速Ｖに従った車速ゲインＫＰを出力し（ステップＳ１２）、粘性係数出力部１３３は車速Ｖに従った粘性係数Ｃを出力する（ステップＳ１３）。粘性係数Ｃは操舵系特性部１５０に入力され（ステップＳ１４）、伝達特性１／Ｃを乗算されて目標速度値ω１を出力し（ステップＳ１５）、目標速度値ω１がＬＰＦ１５１に入力されてフィルタ処理される（ステップＳ１６）。
　ＬＰＦ１５１でフィルタ処理された目標速度値ω２は加算部１０１で目標戻り速度“－ωｔ”と加算され、加算された目標速度値ω３が操舵系特性部１６０に入力される（ステップＳ３０）。操舵系特性部１６０からの目標舵角速度ω０は減算部１０３に加算入力され、実舵角速度ωは減算部１０３に減算入力され、減算部１０３で偏差ＳＧ１が算出される（ステップＳ３１）。偏差ＳＧ１は乗算部１３２に入力され、操舵トルクゲインＴｈ及び車速ゲインＫＰが乗算され（ステップＳ３２）、その乗算によってハンドル戻し制御ゲインＳＧ２が求められる。ハンドル戻し制御ゲインＳＧ２は積分制御部１４０で積分処理され（ステップＳ３３）、更に比例制御部１４１で比例処理され（ステップＳ３４）、ハンドル戻し制御ゲインＳＧ３が出力される。ハンドル戻し制御ゲインＳＧ３はリミッタ１４２に入力され、リミッタ１４２で操舵トルクゲインＴｈ及び車速ゲインＫＰを用いてリミット処理される（ステップＳ３５）。
　リミッタ１４２でリミット処理されたハンドル戻し制御ゲインＳＧ４は加算部１０４に入力され、ハンドル戻し制御ゲインＳＧ２と加算され（ステップＳ３６）、ハンドル戻し制御電流ＨＲが出力される。ハンドル戻し制御電流ＨＲを加算部１０５で電流指令値Ｉｒｅｆに加算して補正し（ステップＳ３７）、補償電流指令値Ｉｒｅｆｎを出力する（ステップＳ３８）。
　なお、舵角速度ωはモータ角速度×ギア比で求めることも可能であり、仮想操舵系モデルの伝達特性は車速、舵角、切増し／切戻し／保舵状態に応じて可変させても良い。また、図８及び図９のデータ入力、演算や処理の順番は適宜変更可能である。
　また、本発明で使用するＬＰＦ１５１の周波数特性は、図１０に示すように１０Ｈｚで３ｄＢ以上の減衰を有しているものであれば良く、特性Ａに限られず，特性ＢやＣであっても良い。
１　　　　　　　　　　ハンドル
２　　　　　　　　　　コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０　　　　　　　　　トルクセンサ
１２　　　　　　　　　車速センサ
１４　　　　　　　　　舵角センサ
２０　　　　　　　　　モータ
３０　　　　　　　　　コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１　　　　　　　　　電流指令値演算部
３３　　　　　　　　　電流制限部
３４　　　　　　　　　補償信号生成部
３５　　　　　　　　　ＰＩ制御部
３６　　　　　　　　　ＰＷＭ制御部
３７　　　　　　　　　インバータ
５０　　　　　　　　　ＣＡＮ
１００　　　　　　　　ハンドル戻し制御部
１１０　　　　　　　　操舵トルクゲイン部
１１１　　　　　　　　ゲイン部
１２０　　　　　　　　目標戻り速度演算部
１２１　　　　　　　　反転部
１３０　　　　　　　　車速ゲイン部
１３３　　　　　　　　粘性係数出力部
１４０　　　　　　　　積分部
１４１　　　　　　　　積分ゲイン部
１４２　　　　　　　　リミッタ
１５０　　　　　　　　操舵系特性部（１／Ｃ）
１５１　　　　　　　　ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１６０　　　　　　　　操舵系特性部（１／（Ｊ／Ｃｓ＋１））

Claims (3)

  1. 少なくとも操舵トルクに基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
    前記操舵トルク、前記電流指令値、車速、舵角によってハンドル戻しのための目標舵角速度を演算し、舵角速度と前記目標舵角速度の偏差に基づいてハンドル戻し制御電流を演算すると共に、前記目標舵角速度の演算経路に操舵入力以上若しくは前記操舵入力に基づく車両運動特性以上の周波数成分を減衰させるフィルタを介挿したハンドル戻し制御部を備え、
    前記ハンドル戻し制御電流で前記電流指令値を補正して前記モータを駆動することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 前記ハンドル戻し制御部が、
    前記舵角及び前記車速に基づいて目標戻り速度を演算する目標戻り速度演算部と、
    前記操舵トルクに基づいて操舵トルクゲインを求める操舵トルクゲイン部と、
    前記車速に基づいて前記操舵系の粘性係数Ｃを求める粘性係数出力部と、
    前記車速に基づいて車速ゲインを求める車速ゲイン部と、
    前記操舵トルク及び前記電流指令値をゲイン倍して求めたアシストトルクの加算値と、前記粘性係数Ｃとから第１の目標速度値を求める第１の操舵系特性部と、
    前記第１の目標速度値をフィルタ処理する前記フィルタと、
    前記目標戻り速度を前記フィルタからの第２の目標速度値で補正した第３の目標速度値を入力し、前記粘性係数Ｃ及び前記操舵系の慣性モーメントＪから前記目標舵角速度を求める第２の操舵系特性部と、
    前記目標舵角速度及び前記舵角速度の偏差に前記車速ゲイン及び前記操舵トルクゲインを乗算してハンドル戻し制御ゲインを求めるハンドル戻し制御ゲイン算出部と、
    前記ハンドル戻し制御ゲインに対して比例制御演算、積分制御演算、微分制御演算の少なくとも１つの制御演算を行い、前記車速ゲイン及び操舵トルクゲインによって出力制限して前記ハンドル戻し制御電流を求めるハンドル戻し制御電流演算部と、
    で構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 前記フィルタがＬＰＦであり、フィルタ特性が１０Ｈｚで３ｄＢ以上の減衰を有している請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020070428A1 (fr) * 2018-10-03 2020-04-09 Jtekt Europe Procédé de détermination d'un couple consigne à partir d'une fonction de réversibilité calculant une vitesse cible d'un volant en fonction d'un angle volant et d'une vitesse de lacet
CN112693521A (zh) * 2021-01-08 2021-04-23 北京理工大学 静液驱动履带车辆神经网络pid转向控制方法
WO2021111874A1 (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 コベルコ建機株式会社 フィードバック制御装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7102692B2 (ja) * 2017-09-12 2022-07-20 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
EP3495244B1 (en) * 2017-10-24 2020-12-30 NSK Ltd. Electric power steering apparatus
WO2019225289A1 (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
JP6835301B2 (ja) * 2018-12-14 2021-02-24 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
CN109946979B (zh) * 2019-04-25 2022-03-22 广东省智能机器人研究院 一种伺服系统灵敏度函数的自适应调整方法
US11603132B2 (en) * 2019-05-15 2023-03-14 Nissan Motor Co., Ltd. Steering control method and steering control device
KR20210085611A (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 현대모비스 주식회사 전동식 조향장치의 제어장치 및 그 방법
KR20210128531A (ko) * 2020-04-16 2021-10-27 현대모비스 주식회사 자율주행 모드에서의 조향 제어 장치 및 방법
US11447175B2 (en) * 2020-05-31 2022-09-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Steer ratio synchronization for steer-by-wire systems
DE102021202482B4 (de) * 2021-03-15 2023-06-29 Continental Automotive Technologies GmbH Regelungseinrichtung und Verfahren zur Lenkwinkelregelung eines Fahrzeugs
CN113844531B (zh) * 2021-10-20 2022-06-17 上海汽车工业(集团)总公司 Eps目标转速、助力力矩计算方法和模块及转角跟随控制方法和系统
CN115107858B (zh) * 2022-07-26 2023-08-29 山东临工工程机械有限公司 一种装载机转向控制方法、装置、设备和存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003072573A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Mitsubishi Electric Corp ステアリング制御装置
JP2003175850A (ja) * 2001-12-13 2003-06-24 Toyoda Mach Works Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4685557B2 (ja) 2005-08-31 2011-05-18 株式会社ショーワ 電動パワーステアリング装置
JP2012218498A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Asmo Co Ltd 電動パワーステアリング制御装置
WO2014167631A1 (ja) * 2013-04-08 2014-10-16 三菱電機株式会社 操舵制御装置および操舵制御方法
JP2017007663A (ja) * 2014-12-02 2017-01-12 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2017013625A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 ダイハツ工業株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4367383B2 (ja) * 2005-07-08 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の操舵アシスト装置
JP4872298B2 (ja) * 2005-10-04 2012-02-08 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4852964B2 (ja) * 2005-10-14 2012-01-11 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
CN100564133C (zh) * 2006-02-09 2009-12-02 株式会社电装 用于电动转向系统的控制装置
CN101081626B (zh) * 2007-05-24 2011-04-20 上海交大神舟汽车设计开发有限公司 一种汽车电动助力转向控制方法及其装置
CN104583056B (zh) * 2013-03-08 2017-02-22 日本精工株式会社 电动助力转向装置
EP3025932B1 (en) * 2014-07-31 2018-04-04 NSK Ltd. Electric power steering device
CN106794863B (zh) * 2014-09-22 2018-10-23 日本精工株式会社 电动助力转向装置
JP6578143B2 (ja) * 2015-06-30 2019-09-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置の制御装置及びパワーステアリング装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003072573A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Mitsubishi Electric Corp ステアリング制御装置
JP2003175850A (ja) * 2001-12-13 2003-06-24 Toyoda Mach Works Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4685557B2 (ja) 2005-08-31 2011-05-18 株式会社ショーワ 電動パワーステアリング装置
JP2012218498A (ja) * 2011-04-05 2012-11-12 Asmo Co Ltd 電動パワーステアリング制御装置
WO2014167631A1 (ja) * 2013-04-08 2014-10-16 三菱電機株式会社 操舵制御装置および操舵制御方法
JP2017007663A (ja) * 2014-12-02 2017-01-12 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2017013625A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 ダイハツ工業株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020070428A1 (fr) * 2018-10-03 2020-04-09 Jtekt Europe Procédé de détermination d'un couple consigne à partir d'une fonction de réversibilité calculant une vitesse cible d'un volant en fonction d'un angle volant et d'une vitesse de lacet
FR3086920A1 (fr) * 2018-10-03 2020-04-10 Jtekt Europe Procede de determination d’un couple consigne a partir d’une fonction de reversibilite calculant une vitesse cible d’un volant en fonction d’un angle volant et d’une vitesse de lacet
US11597433B2 (en) 2018-10-03 2023-03-07 Jtekt Europe Method for determining a setpoint torque on the basis of a reversibility function calculating a target speed of a steering wheel depending on a steering wheel angle and a yaw rate
WO2021111874A1 (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 コベルコ建機株式会社 フィードバック制御装置
JP2021089624A (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 コベルコ建機株式会社 フィードバック制御装置
JP7257943B2 (ja) 2019-12-05 2023-04-14 コベルコ建機株式会社 フィードバック制御装置
CN112693521A (zh) * 2021-01-08 2021-04-23 北京理工大学 静液驱动履带车辆神经网络pid转向控制方法

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Publication number Publication date
CN110139793B (zh) 2021-05-07
US11214298B2 (en) 2022-01-04
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CN108778904B (zh) 2021-02-05

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