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JP2005262936A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2005262936A
JP2005262936A JP2004075496A JP2004075496A JP2005262936A JP 2005262936 A JP2005262936 A JP 2005262936A JP 2004075496 A JP2004075496 A JP 2004075496A JP 2004075496 A JP2004075496 A JP 2004075496A JP 2005262936 A JP2005262936 A JP 2005262936A
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JP
Japan
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steering
torque
damping
region
assist
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004075496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Matsuoka
淳 松岡
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to DE200510011379 priority patent/DE102005011379B4/en
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    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain rapid fluctuation of damping torque by performing gradual reduction processing when steering is shifted from a restoring region to a turning region continuously, and to prevent deterioration of steering feeling. <P>SOLUTION: This electric power steering device is provided with an electric motor for generating assist torque for assisting the steering toque, and damping torque in accordance with a steering speed is applied to the assist torque. A motor command torque calculating means of a control unit is provided with a steering state determination part 39 for determining turning and restoring states of steering based on matching or mismatching of a steering torque code and a steering speed code, and the damping torque is applied for a predetermined time period while gradual reduction processing to torque zero side is performed by a gradual reduction timer 40 when it is determined that steering is shifted from the restoring region to the turning region continuously by the steering state determination part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の操舵系に対して操舵補助力(アシスト力)を発生させる電動モータを備えた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus including an electric motor that generates a steering assist force (assist force) for a steering system of a vehicle.

従来の電動パワーステアリング装置は、運転者による操舵時の操舵トルクを補助するために、トルクセンサによって操舵トルクを検出するとともに、車速センサによって車速を検出し、前記検出された車速および操舵トルクに応じてアシスト用電動モータを駆動し、操舵トルクにアシストトルクを付加してステアリングホイールの操作性を向上させるように構成されていた。   In the conventional electric power steering device, in order to assist the steering torque at the time of steering by the driver, the steering torque is detected by the torque sensor, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor, and the vehicle speed and the steering torque are detected. Thus, the assist electric motor is driven and the assist torque is added to the steering torque to improve the operability of the steering wheel.

また、従来の電動パワーステアリング装置においては、本出願人が先に出願した以下の特許文献1に記載されているものように、前記ステアリングホイールの動きをダンピングするような反力(ダンピングトルク)を与えるダンピング制御を実施し、車両の不整挙動を防止するようにするものも提供されている。   Further, in the conventional electric power steering apparatus, as described in the following Patent Document 1 filed earlier by the present applicant, a reaction force (damping torque) for damping the movement of the steering wheel is applied. There is also provided a system that performs the given damping control and prevents the irregular behavior of the vehicle.

この電動パワーステアリング装置は、ステアリングの切り込み状態と切り戻し状態とを判別し、切り戻し状態のときに、切り込み状態のときに比べて大きなダンピングトルクを付与するようになっている。
特開2003−137120号公報
This electric power steering device discriminates between a steering cut state and a cut back state, and applies a larger damping torque in the cut back state than in the cut state.
JP 2003-137120 A

前記特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置にあっては、ステアリングのダンピングトルクを、切り戻し領域ばかりか切り込み領域の場合にも付与され続けているため、このダンピングトルクが操舵アシスト抵抗となっている。   In the electric power steering device disclosed in Patent Document 1, since the steering damping torque is continuously applied not only in the switchback region but also in the cut region, this damping torque becomes the steering assist resistance. ing.

そこで、この問題を解決するために、切り戻し領域でのみダンピングトルクを付与し、切り込み領域では付与しないように制御することも考えられる。   Therefore, in order to solve this problem, it is conceivable to perform control so that the damping torque is applied only in the cut-back region and not applied in the cut-in region.

しかしながら、このようなダンピング制御においては、切り戻し領域において付与されていたダンピングトルクが切り込み領域に移行した時点で、即座にダンピングトルクが零になってしまうため、ステアリング系に振動が発生して、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。   However, in such damping control, when the damping torque applied in the switchback region shifts to the cutting region, the damping torque immediately becomes zero. The steering feeling may be deteriorated.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、操舵状態に合わせたダンピングトルクを与え、切り戻し領域から切り込み領域に移行した段階ではダンピングトルクを漸次低下させるようにして、ステアリング系の振動の発生を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a damping torque in accordance with the steering state, and gradually reduce the damping torque at the stage of transition from the return region to the infeed region. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can suppress the occurrence of vibrations in the system.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置は、とりわけ、ステアリングの切り込み、切り戻し状態を判別する操舵状態判別手段と、該操舵状態判別手段によって前記ステアリングが切り戻し領域から連続して切り込み領域へ移行中であると判別された場合に、前記切り戻し領域において付与されていたダンピングトルクを、前記切り込み領域ではトルク零側へ漸減処理しながら所定時間付与する漸減処理手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the electric power steering apparatus according to claim 1 includes, in particular, a steering state determination unit that determines whether the steering is cut or turned back, and the steering state determination unit determines whether the steering is switched back. Gradual reduction processing means for applying the damping torque applied in the cutback region for a predetermined time while gradually reducing the torque to the zero side in the cut region when it is determined that the transition is continuously made to the cutting region from It is characterized by having.

この発明によれば、操舵状態判別手段によってステアリングが切り戻し状態から切り込み領域へ移行したことを検出すると、今まで付与されていたダンピングトルクを漸減処理手段によって所定時間をかけて漸次零になるように制御する。このため、切り込み領域に移行した時点で、ダンピングトルクが急激に零になることがなくなることから、ステアリング系の振動の発生が抑制されて安定した状態になることから、操舵フィーリングが良好になる。   According to the present invention, when the steering state discriminating means detects that the steering shifts from the return state to the infeed region, the damping torque applied so far is gradually reduced to zero over a predetermined time by the gradual reduction processing means. To control. For this reason, since the damping torque does not suddenly become zero at the time of transition to the incision region, the occurrence of vibrations in the steering system is suppressed and a stable state is obtained, and the steering feeling is improved. .

請求項2に記載の発明にあっては、前記漸減処理手段は、不感帯領域内において前記ダンピングトルクを零まで減少させるようにしたことを特徴としている。   The invention according to claim 2 is characterized in that the gradual reduction processing means reduces the damping torque to zero in the dead zone region.

この発明によれば、不感帯領域ではダンピングトルクを付与するが、アシストトルクが付与される領域においてダンピングトルクを付与すると、操舵アシスト抵抗が発生して、ステアリング操作に違和感を与えるため、この不感帯領域以外のアシスト領域では、ダンピングトルクを零に制御して該アシスト領域における操舵アシスト抵抗の発生を防止する。   According to the present invention, the damping torque is applied in the dead zone region. However, if the damping torque is applied in the region where the assist torque is applied, the steering assist resistance is generated and the steering operation is uncomfortable. In this assist region, the damping torque is controlled to zero to prevent the generation of steering assist resistance in the assist region.

以下、本発明にかかる電動パワーステアリング装置の実施形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成を示している。図1において、ステアリングホイール1は、入力軸側ステアリングシャフト2a、出力軸側ステアリングシャフト2b、ユニバーサルジョイント3、中間シャフト4およびユニバーサルジョイント5を介してピニオン軸6に連繋されている。   FIG. 1 shows the overall configuration of an electric power steering apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, a steering wheel 1 is connected to a pinion shaft 6 via an input shaft side steering shaft 2 a, an output shaft side steering shaft 2 b, a universal joint 3, an intermediate shaft 4 and a universal joint 5.

このピニオン軸6の下端部は、水平に延びるラック軸7に噛合し、該ラック軸7とピニオン軸6によってラックアンドピニオン機構を構成している。ラック軸7の両端部は、タイロッド8a,8bを各々介して図外の操向車輪に接続され、ラック軸7が水平方向に移動することで左右の車輪が操舵されるようになっている。   The lower end portion of the pinion shaft 6 meshes with a horizontally extending rack shaft 7, and the rack shaft 7 and the pinion shaft 6 constitute a rack and pinion mechanism. Both end portions of the rack shaft 7 are connected to steering wheels (not shown) via tie rods 8a and 8b, respectively, and the left and right wheels are steered by moving the rack shaft 7 in the horizontal direction.

ステアリングシャフト2aには、ステアリングホイール1の操舵トルクをトーションバーの捻れによって検出するトルクセンサ9が設けられ、該ステアリングホイール1の操舵力を補助(アシスト)する電動モータ10が減速ギア機構11を介してステアリングシャフト2bに連繋されている。   The steering shaft 2 a is provided with a torque sensor 9 that detects the steering torque of the steering wheel 1 by twisting the torsion bar, and an electric motor 10 that assists (assists) the steering force of the steering wheel 1 via the reduction gear mechanism 11. Are connected to the steering shaft 2b.

図中12は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であり、バッテリ13からイグニッションスイッチ14を介して電力が供給され、トルクセンサ9で検出された操舵トルクと車速センサ15で検出された車速及びエンジン回転数センサ16に基づいてモータ駆動電流(目標電流指令値)を求め、該目標電流指令値に基づいて電動モータ10に供給する電流を制御するようになっている。   In the figure, reference numeral 12 denotes a control unit for controlling the power steering apparatus. Electric power is supplied from the battery 13 via the ignition switch 14, the steering torque detected by the torque sensor 9, the vehicle speed and engine rotation detected by the vehicle speed sensor 15. A motor drive current (target current command value) is obtained based on the number sensor 16, and a current supplied to the electric motor 10 is controlled based on the target current command value.

また、前記コントロールユニット12は、ステアリングの切り込み、切り戻し等の操舵状態を判別する操舵状態判別機能と、該判別された操舵状態に応じたダンピングトルクを与えるダンピングトルク付与機能及び切り戻し状態から連続して切り込み領域に移行した際に、前記ダンピングトルクを漸減処理する漸減処理機能等を実行する、例えばマイクロコンピュータを有しており、具体的には図2のように構成されている。   The control unit 12 is continuously operated from a steering state determination function for determining a steering state such as steering turning and returning, a damping torque applying function for applying a damping torque according to the determined steering state, and a switching back state. For example, a microcomputer is provided which executes a gradual reduction processing function for gradual reduction of the damping torque when the transition to the incision region is performed. Specifically, the microcomputer is configured as shown in FIG.

すなわち、図中21は車速センサ15の出力に基づいて車速を演算する車速算出手段、22はエンジン回転数センサ16の出力に基づいてエンジン回転数を演算するエンジン回転数算出手段である。   That is, reference numeral 21 in the figure denotes vehicle speed calculation means for calculating the vehicle speed based on the output of the vehicle speed sensor 15, and 22 denotes engine speed calculation means for calculating the engine speed based on the output of the engine speed sensor 16.

図中20はトルクセンサ9の出力と車速算出手段21及びエンジン回転数算出手段22からの検出信号に基づいてモータ指令トルクを演算するモータ指令トルク算出手段である。   In the figure, reference numeral 20 denotes motor command torque calculation means for calculating motor command torque based on the output of the torque sensor 9 and detection signals from the vehicle speed calculation means 21 and the engine speed calculation means 22.

図中23は指示電流算出手段であって、この指示電流算出手段23は、前記モータ指令トルク算出手段20の後述する基本アシストトルクや微分補正トルク及びダンピング補正トルクからのトータルなアシストトルクに基づいて指示電流を算出するようになっており、この指示電流の算出は、具体的には、例えば求められたトータルアシストトルクの1/トルクを定数を乗じるか、または、トータルアシストトルク:モータ電流対応マップを参照することによって行われる。   In the figure, reference numeral 23 denotes instruction current calculation means. The instruction current calculation means 23 is based on the total assist torque from the basic assist torque, differential correction torque and damping correction torque described later of the motor command torque calculation means 20. The command current is calculated. Specifically, the command current is calculated by multiplying a constant by, for example, 1 / torque of the obtained total assist torque or the total assist torque: motor current correspondence map. Is done by referring to

図中24はモータ電流検出手段25および指示電流算出手段23の出力に基づいて、後述のブリッジ回路29の各FETをパルス幅変調(PWM)制御するためのオン、オフのデューティ比を決定するPWMデューティ決定手段である。   In the figure, reference numeral 24 denotes a PWM for determining an on / off duty ratio for pulse width modulation (PWM) control of each FET of the bridge circuit 29 to be described later based on the outputs of the motor current detection means 25 and the instruction current calculation means 23. Duty determining means.

また、前記電動モータ10は、その端子電圧は図外のモータ端子電圧検出手段によって検出され、流れる電流は電流検出用抵抗28に流れる電流に基づいて、例えばオペアンプを備えた前記前記モータ電流検出手段25によって検出されるようになっている。   The electric motor 10 has its terminal voltage detected by a motor terminal voltage detection means (not shown), and the flowing current is based on the current flowing through the current detection resistor 28, for example, the motor current detection means having an operational amplifier. 25 is detected.

図中26はPWMデューティ決定手段24で決定されたデューティ比に基づいてブリッジ回路29の各FET(電界効果トランジスタ)をパルス幅変調(PWM)制御するパワー素子駆動手段である。   In the figure, reference numeral 26 denotes power element driving means for performing pulse width modulation (PWM) control of each FET (field effect transistor) of the bridge circuit 29 based on the duty ratio determined by the PWM duty determining means 24.

前記ブリッジ回路29は、前記複数のFET29a〜29dをブリッジ接続して成り、その橋絡点に前記電動モータ10が接続されて、該電動モータ10の駆動回路として機能している。このFET29aとFET29bの共通接続点は電流検出用抵抗28を介してバッテリ13の正極に接続されている。FET29cとFET29dの共通接続点は接地されている。   The bridge circuit 29 is formed by bridge-connecting the plurality of FETs 29 a to 29 d, and the electric motor 10 is connected to the bridging point to function as a drive circuit for the electric motor 10. The common connection point of the FET 29 a and the FET 29 b is connected to the positive electrode of the battery 13 through the current detection resistor 28. A common connection point of the FET 29c and the FET 29d is grounded.

また、前記ブリッジ回路29の制御は、一例として次のような制御が行われる。すなわち、FET29aまたは29bがパルス幅変調制御され、FET29c又は29dが連続してオン制御される。このためバッテリ13から電流検出用抵抗28を介してブリッジ回路29に供給される電流は、FET29a(または29b)→電動モータ10→FET29d(または29c)→接地なる経路で流れ、電動モータ10は右回転(又は左回転)する。これによって、ステアリングホイール1により操舵操作されている方向へ回転して操舵力をアシストする。   The bridge circuit 29 is controlled as follows, for example. That is, the FET 29a or 29b is subjected to pulse width modulation control, and the FET 29c or 29d is continuously turned on. For this reason, the current supplied from the battery 13 to the bridge circuit 29 through the current detection resistor 28 flows through a path of FET 29a (or 29b) → electric motor 10 → FET 29d (or 29c) → ground, and the electric motor 10 Rotate (or rotate left). Accordingly, the steering force is assisted by rotating in the direction in which the steering operation is performed by the steering wheel 1.

また、図中27はアシスト方向と操舵方向とが不一致と判別された場合に、逆アシスト状態としてシステムの異常と判別する異常判別手段である。   Reference numeral 27 in the figure denotes an abnormality determination means for determining that the system is abnormal as a reverse assist state when it is determined that the assist direction and the steering direction do not match.

さらに、ステアリングの舵角速度は、前記モータ端子電圧検出手段およびモータ電流検出手段25の出力信号に基づいて舵角速度が推定されるようになっている。   Further, the steering angular speed of the steering is estimated based on the output signals of the motor terminal voltage detection means and the motor current detection means 25.

ここでモータ端子電圧検出手段およびモータ電流検出手段25の各出力に基づいて舵角速度を推定することができる根拠を以下に述べる。   Here, the reason why the steering angular speed can be estimated based on the outputs of the motor terminal voltage detection means and the motor current detection means 25 will be described below.

モータの電圧方程式は次のように示される。   The motor voltage equation is shown as follows.

V=(L・dI/dt)+IR+E
=(LS+R)・I+Ke・ω…(1)
但し、Vは端子間電圧[V]、Lはインダクタンス[H]、Sはd/dt、Iは電流[A]、Rは抵抗[Ω]、Eは逆起電圧[V]、Keは逆起電圧定数[V/rad/s]、ωはモータの角速度[rad/s]である。
V = (L · dI / dt) + IR + E
= (LS + R) · I + Ke · ω (1)
Where V is the terminal voltage [V], L is the inductance [H], S is d / dt, I is the current [A], R is the resistance [Ω], E is the back electromotive voltage [V], and Ke is the reverse The electromotive voltage constant [V / rad / s], ω is the angular velocity [rad / s] of the motor.

定常状態ではインダクタンスの影響は無視できるため、前記(1)式を簡略化して、
V=IR+Ke・ω…(2)
(2)式より、モータ角速度は下式で表される。
Since the influence of inductance can be ignored in the steady state, the above equation (1) is simplified,
V = IR + Ke · ω (2)
From the equation (2), the motor angular velocity is expressed by the following equation.

ω=(V−IR)/Ke…(3)
抵抗値R[Ω]、逆起電圧定数Ke[V/rad/s]はモータ固有の定数値であるから、モータ端子間電圧V[V]とモータ電流I[A]を計測する事でモータ角速度が求められる。
ω = (V−IR) / Ke (3)
Since the resistance value R [Ω] and the back electromotive force constant Ke [V / rad / s] are constant values inherent to the motor, the motor terminal voltage V [V] and the motor current I [A] are measured to measure the motor. Angular velocity is required.

操舵角速度[rad/s]は、定常状態ではモータ角速度の1/減速ギア比として求めることができる。   The steering angular velocity [rad / s] can be obtained as 1 / speed reduction gear ratio of the motor angular velocity in a steady state.

ただし、(3)式と最終段の操舵角速度の算出は、過渡状態を無視した定常状態での簡略方法であることと、電流制御がPI制御によるフィードバック制御であること、及びモータ駆動がPWMによる電圧の高速スイッチングであることから、実測の電流値及び端子電圧値には高周波ノイズが重畳するため、(3)式を単純に適用しただけでは実用的なモータ角速度の推定、すなわち操舵角速度の推定はまず無理である。そこで、実用的には最低限(3)式の出力にLPF(ローパスフィルター)処理を施したり、電流値、端子電圧値の区間平均値を使う、移動平均を行う、すなわち入力値のLPF処理を施したりするものである。   However, the calculation of the formula (3) and the final stage steering angular velocity is a simple method in a steady state ignoring the transient state, the current control is feedback control by PI control, and the motor drive is by PWM. Since high-speed switching of voltage causes high-frequency noise to be superimposed on the measured current value and terminal voltage value, a simple estimation of the motor angular speed, that is, the estimation of the steering angular speed, is simply applied to equation (3). Is impossible. Therefore, practically, at least LPF (low-pass filter) processing is performed on the output of equation (3), the average value of the current value and the terminal voltage value is used, the moving average is performed, that is, the LPF processing of the input value is performed. It is something to give.

そして、前記モータ指令トルク算出手段20は、図3に示すように、トルクセンサ9からの操舵トルク信号と車速算出手段21からの車速信号とに基づいて基本アシストトルクを演算する基本アシストトルク算出部30を備えていると共に、前記操舵トルク信号と車速算出手段21からの車速信号に基づいて微分補正トルクを演算するトルク微分補正トルク算出部31とを備えている。また、前記操舵トルク信号と車速算出手段21からの車速信号及び前記舵角速度推定手段からの舵角速度信号の各出力信号に基づいてダンピングトルクを演算するダンピング補正トルク算出部32を備えており、これら各算出部30〜32からの信号を加算してモータ電流リミットを算出処理するモータ電流リミット処理部33からモータ指令トルク信号として前記指示電流算出手段23に出力している。   As shown in FIG. 3, the motor command torque calculating means 20 calculates a basic assist torque based on the steering torque signal from the torque sensor 9 and the vehicle speed signal from the vehicle speed calculating means 21, as shown in FIG. 30 and a torque differential correction torque calculation unit 31 that calculates a differential correction torque based on the steering torque signal and the vehicle speed signal from the vehicle speed calculation means 21. In addition, a damping correction torque calculation unit 32 that calculates a damping torque based on the steering torque signal, the vehicle speed signal from the vehicle speed calculation means 21 and the output signals of the steering angular speed signal from the steering angular speed estimation means is provided. The motor current limit processing unit 33 that calculates the motor current limit by adding signals from the calculation units 30 to 32 outputs the motor command torque signal to the command current calculation unit 23.

前記ダンピング補正トルク算出部32は、図4に示すように、基本的には、前記舵角速度を絶対値化部34によって絶対値化された数値をダンピング算出部35に出力し、このダンピング算出部35では、ダンピングトルクを演算して出力するようになっている。   As shown in FIG. 4, the damping correction torque calculation unit 32 basically outputs a numerical value obtained by converting the steering angular velocity into an absolute value by the absolute value conversion unit 34 to the damping calculation unit 35, and this damping calculation unit In 35, a damping torque is calculated and output.

前記車速検出手段21から出力された車速信号は、車速ゲイン部36においてマップによりシグナル増幅信号として出力するようになっている。   The vehicle speed signal output from the vehicle speed detection means 21 is output as a signal amplification signal by a map in the vehicle speed gain unit 36.

また、ダンピング補正トルク算出部32は、前記操舵トルク信号を符号化するトルク信号符号化部37と、前記舵角速度を符号化する舵角速度符号化部38と、該両符号化部37,38から出力された符号の一致(true)あるいは不一致(false)によって現在のステアリング状態を判定する操舵状態判別手段である操舵状態判別部39とを備えている。   The damping correction torque calculation unit 32 includes a torque signal encoding unit 37 that encodes the steering torque signal, a steering angular velocity encoding unit 38 that encodes the steering angular velocity, and both the encoding units 37 and 38. A steering state discriminating unit 39, which is a steering state discriminating means for judging the current steering state based on the coincidence (true) or mismatch (false) of the output codes, is provided.

この操舵状態判別部39は、前記両符号化部37,38から出力された符号が不一致の場合は、現在切り戻しの状態であると判別する一方、符号が一致している場合は、切り戻し状態から切り込み領域に切り替わったと判断するようになっている。また、前記切り戻しから切り込み領域に移行したと判断した場合は、その信号が漸減タイマー40(漸減処理手段)に入力されて、この漸減タイマー40によって漸減処理を行う。   The steering state discriminating unit 39 discriminates that it is in the current reverting state when the codes output from the two encoding units 37 and 38 do not match, while it switches back when the codes match. It is determined that the state has been switched to the cut area. If it is determined that the cut-back area has been shifted to the cut-in area, the signal is input to the gradual decrease timer 40 (gradual decrease processing means), and the gradual decrease timer 40 performs the gradual decrease process.

つまり、前記舵角速度によってダンピング算出部35によって求められた基本的なダンピングトルクは、切り戻し領域ではそのまま付与されるが、切り戻しから連続的に切り込み領域に移行した場合には、漸減タイマー40によってダンピングトルクが次第に0になるように処理されて、ダンピング補正トルクとして前記モータ電流リミット処理部33に出力されるようになっている。   That is, the basic damping torque obtained by the damping calculation unit 35 based on the rudder angular velocity is applied as it is in the switchback region, but when gradually shifting from the switchback to the cut region, the taper timer 40 gradually decreases. The damping torque is processed so as to gradually become 0, and is output to the motor current limit processing unit 33 as a damping correction torque.

以下、前記ダンピング補正トルク算出部32による具体的な制御を、図5のフローチャートに基づいて説明する。   Hereinafter, specific control by the damping correction torque calculation unit 32 will be described based on the flowchart of FIG.

まず、ステップ1では前記操舵トルク符号と舵角速度符号が一致しているか否かを判別し、ここで、YESであると判別した場合、つまり一致していると判別した場合は、切り戻しから切り込み領域に移行した状態であるからステップ2に移行する。   First, in step 1, it is determined whether or not the steering torque code and the steering angular velocity code are the same. If YES is determined, that is, if it is determined that they are the same, the cut-in from the reversion is performed. Since the state is shifted to the area, the process shifts to Step 2.

このステップ2では、漸減タイマー40のカウントアップ処理を行い、ステップ3に移行する。   In step 2, the gradual decrease timer 40 is incremented, and the process proceeds to step 3.

ステップ3では、カウントアップされた漸減タイマー値が漸減時間定数よりも大きいか(等しい)否かを判別し、ここで、NOと判別した場合、つまり、いまだ大きくなっていない(等しくなっていない)と判別した場合は、ステップ4に移行する。   In step 3, it is determined whether or not the counted-up gradually decreasing timer value is larger (equal) than the gradually decreasing time constant. If NO is determined here, that is, it is not yet large (not equal). If it is determined, the process proceeds to step 4.

このステップ4では、(漸減時間定数−漸減タイマー値)/漸減時間定数の式からダンピングトルク係数を算出し(0≦ダンピングトルク係数<1)、例えば、ダンピングトルク値を1から0までに漸次減少させて、そのままリターンする。   In this step 4, the damping torque coefficient is calculated from the formula of (gradually decreasing time constant−gradually decreasing timer value) / gradually decreasing time constant (0 ≦ damping torque coefficient <1). For example, the damping torque value is gradually decreased from 1 to 0. And return as it is.

前記ステップ1において、NOであると判別した場合、つまり両者の符号が不一致であると判断した場合には、切り戻し状態にあるとして、ステップ5に移行する。   If it is determined in step 1 that the answer is NO, that is, if it is determined that the two codes do not match, it is determined that the switch-back state exists and the process proceeds to step 5.

このステップ5では、漸減タイマー値を0にしてダンピングトルク係数を算出し、ダンピングトルク係数を1にする処理を行い、その後、ステップ4に移行する。ここでは、ダンピングトルク係数1になっているので、通常のダンピングトルクを付与する。   In step 5, the damping torque coefficient is calculated by setting the gradual decrease timer value to 0, and the damping torque coefficient is set to 1. Then, the process proceeds to step 4. Here, since the damping torque coefficient is 1, normal damping torque is applied.

また、前記ステップ3において、漸減タイマー値が漸減時間定数よりも大きいか等しいと判断した場合は、ステップ6に移行する。このステップ6では、漸減タイマー値を漸減時間定数と等しい値に処理してステップ4に移行する。
ここでは、漸減タイマー値が漸減時間定数に等しい値に処理されていることから、ダンピングトルク係数が0となってダンピングトルクの付与がなくなる。
If it is determined in step 3 that the gradual decrease timer value is greater than or equal to the gradual decrease time constant, the process proceeds to step 6. In step 6, the gradual decrease timer value is processed to a value equal to the gradual decrease time constant, and the process proceeds to step 4.
Here, since the gradual decrease timer value is processed to a value equal to the gradual decrease time constant, the damping torque coefficient becomes 0 and no damping torque is applied.

また、前記ダンピングトルクの漸減処理では、不感帯領域以外のアシストトルク付与領域においても前記ダンピングトルクを0まで減少させる制御を行う。   Further, in the gradual reduction processing of the damping torque, control is performed to reduce the damping torque to 0 even in the assist torque application region other than the dead zone region.

すなわち、ステップ1において操舵トルク符号と舵角速度符号が一致しており、かつステップ3において漸減タイマー値が0のとき、切り戻し状態から着込み状態へ移行した状態となる。その後、連続して切り込み状態が継続した場合には、ステップ3において漸減時間が判断され、漸減時間定数を越えた場合には、ステップ6においてダンピングトルクが0となるように処理される。よって、ステップ1において操舵トルク符号と舵角速度符号とを比較するだけで、継続して切り込み、切り戻し状態であるか、切り戻しから切り込み状態へ移行した状態であるかを判断する。   That is, when the steering torque code and the steering angular velocity code match in step 1 and the gradual decrease timer value is 0 in step 3, the state changes from the switchback state to the wearing state. Thereafter, if the cutting state continues continuously, the gradual decrease time is determined in Step 3, and if the gradual decrease time constant is exceeded, the damping torque is processed to be 0 in Step 6. Therefore, only by comparing the steering torque code and the rudder angular velocity code in Step 1, it is determined whether the current state is a continuous cut-back state or a state where the cut-back state is shifted to the cut-in state.

また、、不感帯領域ではダンピングトルクを若干付与するが、これ以外のアシストトルクを付与すべき領域では、ダンピングトルクを付与すると、操舵アシスト抵抗が発生して、ステアリング操作に違和感を与えるおそれがある。このため、この不感帯領域以外のアシストトルク付与領域では、ダンピングトルクを0に制御してアシスト領域における操舵アシスト抵抗の発生を防止することができる。しかしながら、運転者に操舵違和感を与えない程度にアシストトルク付与領域でダンピングトルクを付与してもよい。   Further, although a little damping torque is applied in the dead zone region, if a damping torque is applied in a region where the assist torque other than this is to be applied, a steering assist resistance is generated, which may cause a feeling of strangeness in the steering operation. For this reason, in the assist torque application region other than the dead zone region, the damping torque can be controlled to 0 to prevent the generation of steering assist resistance in the assist region. However, the damping torque may be applied in the assist torque application region to such an extent that the driver does not feel uncomfortable steering.

また、前記異常検出手段27は、前記車速算出手段21とエンジン回転数算出手段22及び指示電流算出手段23からの出力信号を入力すると共に、前記モータ電流検出手段25からの出力信号を入力する。   The abnormality detection means 27 receives the output signals from the vehicle speed calculation means 21, the engine speed calculation means 22, and the command current calculation means 23 and the output signals from the motor current detection means 25.

そして、具体的には図示しないが、前記それぞれの入力信号に基づいて電動モータ10のアシスト方向を判別するアシスト方向判別部と、ステアリングの操舵方向を判別する操舵方向判別部と、これらアシスト方向と操舵方向とを比較する比較部とを備えていると共に、該比較部によってアシスト方向と操舵方向とが、所定時間の間で不一致状態が継続している判別された場合に、逆アシスト状態としてシステムの異常と判別する異常判別部とを備えている。   Although not specifically illustrated, an assist direction determining unit that determines the assist direction of the electric motor 10 based on the respective input signals, a steering direction determining unit that determines the steering direction of the steering, and the assist directions A comparison unit for comparing the steering direction, and when the comparison unit determines that the inconsistency state between the assist direction and the steering direction continues for a predetermined time, the system is set as a reverse assist state. An abnormality discriminating unit for discriminating from the above abnormalities.

そして、前記異常判別部は、システム異常と判別した場合には、前記ダンピングトルクの漸減処理が完了する所定時間経過後に異常判別処理を行う。   When the abnormality determining unit determines that the system is abnormal, the abnormality determining unit performs the abnormality determining process after a predetermined time elapses when the damping torque gradually decreasing process is completed.

以上のように、この実施形態によれば、操舵状態判別部39によってステアリングが切り戻し状態から切り込み領域へ移行したことを検出すると、今まで付与されていたダンピングトルクを漸減タイマー40によって所定時間をかけて漸次零になるように制御する。   As described above, according to this embodiment, when the steering state discriminating unit 39 detects that the steering shifts from the return state to the infeed region, the damping torque that has been applied so far is reduced by the gradual reduction timer 40 for a predetermined time. And gradually control to zero.

このため、切り込み領域に移行した時点で、ダンピングトルクが0になって急変することがなくなることから、ステアリング系の振動の発生が抑制されて安定した状態になる。この結果、操舵フィーリングが良好になる。   For this reason, at the time of shifting to the incision region, the damping torque does not become 0 and does not change suddenly, so that the occurrence of vibration of the steering system is suppressed and a stable state is obtained. As a result, the steering feeling is improved.

また、前述のように、操舵アシスト方向の異常検出は、異常判別部が、電動モータ10によるアシスト方向とステアリングの操舵方向との一致、不一致の状態が所定時間以上継続したかどうかによって判別している。   Further, as described above, the abnormality detection in the steering assist direction is determined by whether the abnormality determination unit determines whether or not the state in which the assist direction by the electric motor 10 matches the steering direction of the steering has continued for a predetermined time or more. Yes.

そのため、ステアリングの切り込み領域におけるダンピング制御が時間以外のパラメータで制御される場合には、場合によってはダンピング制御自体が操舵アシスト方向の異常(逆アシスト状態)であると誤認してしまう場合がある。 そこで、本実施形態における前記異常検出手段27では、漸減処理が完了する所定時間経過後に、操舵アシスト方向の異常検出を行うようにした。これによって、ダンピング制御と操舵アシスト方向の異常との混同を防止することが可能になる。   Therefore, when the damping control in the steering incision region is controlled by a parameter other than time, the damping control itself may be erroneously recognized as being abnormal in the steering assist direction (reverse assist state). Therefore, the abnormality detection means 27 in the present embodiment detects the abnormality in the steering assist direction after a predetermined time has elapsed when the gradual reduction process is completed. This can prevent the confusion between the damping control and the steering assist direction abnormality.

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。   The technical ideas other than the invention described in the claims, as grasped from the embodiment, will be described below.

前記モータのアシスト方向を判別するアシスト方向判別手段と、
前記ステアリングの操舵方向を判別する操舵方向判別手段と、
前記アシスト方向判別手段によって判別されたアシスト方向と前記操舵方向判別手段によって判別された操舵方向とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記アシスト方向と操舵方向とが不一致と判別された場合に、逆アシスト状態としてシステムの異常と判別する異常判別手段とを備え、
前記異常判別手段は、前記漸減処理手段によって前記ダンピングトルクの漸減処理が完了する所定時間経過後に異常判別処理を行うようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。
Assist direction determining means for determining an assist direction of the motor;
Steering direction determining means for determining the steering direction of the steering;
Comparing means for comparing the assist direction determined by the assist direction determining means with the steering direction determined by the steering direction determining means;
When the comparing means determines that the assist direction and the steering direction do not match, an abnormality determining means for determining a system abnormality as a reverse assist state,
3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the abnormality determination unit performs an abnormality determination process after a lapse of a predetermined time when the damping torque gradual decrease process is completed by the gradual decrease process unit.

操舵アシスト方向の異常検出を行うには、電動モータによるアシスト方向とステアリングの操舵方向との一致、不一致の状態が所定時間以上継続したかどうかによって判別している。   In order to detect an abnormality in the steering assist direction, determination is made based on whether or not the state in which the assist direction by the electric motor matches the steering direction of the steering continues for a predetermined time or more.

そのため、ステアリングの切り込み領域におけるダンピング制御が時間以外のパラメータで制御される場合には、場合によってはダンピング制御自体が操舵アシスト方向の異常(逆アシスト状態)であると誤認してしまう場合がある。 そこで、この発明では、漸減処理が完了する所定時間経過後に、操舵アシスト方向の異常検出を行うようにしたことによって、ダンピング制御と操舵アシスト方向の異常との混同を防止することができる。   Therefore, when the damping control in the steering incision region is controlled by a parameter other than time, the damping control itself may be erroneously recognized as being abnormal in the steering assist direction (reverse assist state). Therefore, in the present invention, the abnormality in the steering assist direction is detected after the elapse of the predetermined time after the gradual reduction process is completed, so that the confusion between the damping control and the abnormality in the steering assist direction can be prevented.

本発明を適用した電動パワーステアリング装置の一例を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an example of an electric power steering device to which the present invention is applied. 本発明に供されるコントロールユニットの制御ブロック図である。It is a control block diagram of a control unit provided for the present invention. 本発明の制御に供されるモータ指令トルク算出手段の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the motor command torque calculation means used for the control of the present invention. 前記モータ指令トルク算出手段のダンピングトルク補正トルク算出部の制御ブロック図である。It is a control block diagram of a damping torque correction torque calculation unit of the motor command torque calculation means. 本実施形態に供されるコントロールユニットの制御フローチャート図である。It is a control flowchart figure of the control unit provided to this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリングホイール
9…トルクセンサ
10…電動モータ
12…コントロールユニット
15…車速センサ
16…エンジン回転数センサ
20…モータ指令トルク算出手段
21…車速算出手段
22…エンジン回転数算出手段
23…指示電流算出手段
24…PWMデューティ決定手段
25…モータ電流検出手段
26…パワー素子駆動手段
27…異常検出手段
28…電流検出用抵抗
29…ブリッジ回路
29a〜29d…FET
30…基本アシストトルク算出部
31…微分補正トルク算出部
32…ダンピング補正トルク算出部
33…モータ電流リミット処理部
35…ダンピング算出部
39…操舵状態判別部
40…漸減タイマー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel 9 ... Torque sensor 10 ... Electric motor 12 ... Control unit 15 ... Vehicle speed sensor 16 ... Engine speed sensor 20 ... Motor command torque calculation means 21 ... Vehicle speed calculation means 22 ... Engine speed calculation means 23 ... Instruction current calculation Means 24 ... PWM duty determining means 25 ... Motor current detecting means 26 ... Power element driving means 27 ... Abnormality detecting means 28 ... Current detecting resistor 29 ... Bridge circuits 29a to 29d ... FET
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Basic assist torque calculation part 31 ... Differential correction torque calculation part 32 ... Damping correction torque calculation part 33 ... Motor current limit process part 35 ... Damping calculation part 39 ... Steering state discrimination | determination part 40 ... Gradually decreasing timer

Claims (2)

運転者による操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる電動モータを備え、該電動モータによってステアリング系の操舵力を補助すると共に、操舵角速度に応じたダンピングトルクを前記アシストトルクに付与する電動パワーステアリング装置において、
ステアリングの切り込み、切り戻し状態を判別する操舵状態判別手段と、
該操舵状態判別手段によって前記ステアリングが切り戻し領域から連続して切り込み領域へ移行中であると判別された場合に、前記切り戻し領域において付与されていたダンピングトルクを、前記切り込み領域ではトルク零側へ漸減処理しながら所定時間付与する漸減処理手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering apparatus including an electric motor that generates an assist torque for assisting a steering torque by a driver, assisting a steering force of the steering system by the electric motor, and applying a damping torque corresponding to a steering angular velocity to the assist torque In
Steering state determination means for determining steering infeed and return state;
When it is determined by the steering state determination means that the steering is continuously shifting from the switchback region to the cut region, the damping torque applied in the switch region is set to the torque zero side in the switch region. An electric power steering apparatus comprising: a gradual decrease processing unit that applies a predetermined time while gradually decreasing the amount of the electric power.
前記漸減処理手段は、不感帯領域内において前記ダンピングトルクを零まで減少させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the gradual reduction processing means reduces the damping torque to zero within a dead zone region.
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