JP2006271171A - Unit and system for vehicle-mounted actuator - Google Patents
Unit and system for vehicle-mounted actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006271171A JP2006271171A JP2005089348A JP2005089348A JP2006271171A JP 2006271171 A JP2006271171 A JP 2006271171A JP 2005089348 A JP2005089348 A JP 2005089348A JP 2005089348 A JP2005089348 A JP 2005089348A JP 2006271171 A JP2006271171 A JP 2006271171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- motor
- mounted actuator
- torque
- rotation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば、モータやソレノイドなどの車両に搭載される車両搭載アクチュエータを備える車両搭載アクチュエータユニット、及びこの車両搭載アクチュエータユニットと制御装置とを備える車両搭載アクチュエータシステムに関するものである。 The present invention relates to a vehicle mounted actuator unit including a vehicle mounted actuator mounted on a vehicle such as a motor and a solenoid, and a vehicle mounted actuator system including the vehicle mounted actuator unit and a control device.
車両の電動パワーステアリング装置は、モータ及びそのモータを制御する制御装置を備えている。この制御装置として、例えば、特許文献1に開示されたものがある。特許文献1には、モータロータの実際の電気角とモータロータの理想電気角との偏差に起因する出力トルクの低下を防止するための制御装置が開示されている。具体的には、演算した当該偏差をオフセット値(補正値)とすることにより、電気角の偏差に起因する出力トルクの低下を防止している。
ところで、電動パワーステアリングを車両に搭載する前には、モータにロック電流を流すと、モータロータは所定の位置にて停止する。しかし、電動パワーステアリング装置を車両に搭載した状態では、モータにロック電流を流した場合に、モータロータが所定の位置まで動く前に、路面とタイヤとの摩擦力によりラック軸が停止して、その結果モータロータも停止する。つまり、モータにロック電流を流したとしても、モータロータが所定の位置にて停止しないおそれがある。このような場合には、前記偏差を正確に演算することができないために、結果として出力トルクの低下を防止できないおそれがある。そのため、そもそも偏差が生じないようにするために、部品の加工精度及び組付精度を高めている。 By the way, before the electric power steering is mounted on the vehicle, when a lock current is supplied to the motor, the motor rotor stops at a predetermined position. However, in the state where the electric power steering device is mounted on the vehicle, when a lock current is supplied to the motor, the rack shaft is stopped by the frictional force between the road surface and the tire before the motor rotor moves to a predetermined position. As a result, the motor rotor also stops. That is, even if a lock current is supplied to the motor, the motor rotor may not stop at a predetermined position. In such a case, the deviation cannot be calculated accurately, and as a result, a decrease in output torque may not be prevented. Therefore, in order to prevent a deviation from occurring in the first place, the processing accuracy and assembly accuracy of the parts are increased.
ここで、部品の加工精度及び組付精度を高めることは、非常に多数の工数を要するものである。例えば、モータのエアギャップをほぼ一定にするように組み付けるために、まず、モータロータ及びモータステータなどを高精度に加工した上で、さらに、それぞれのモータロータ及びモータステータなどをさらに厳密に各寸法毎にランク分けを行っている。そして、モータロータの外径寸法に適応する内径寸法に加工されたモータステータを選定した後に、両者を組み付けている。 Here, increasing the machining accuracy and assembly accuracy of the components requires a very large number of man-hours. For example, in order to assemble the air gap of the motor to be substantially constant, first, the motor rotor and the motor stator are processed with high accuracy, and then each motor rotor and the motor stator are further strictly categorized for each dimension. Ranking is done. And after selecting the motor stator processed into the internal diameter dimension which adapts to the outer diameter dimension of a motor rotor, both are assembled | attached.
また、モータロータの回転角度を検出するために、モータロータの近傍に回転角センサが取り付けられている。この回転角センサは、モータロータの回転角度を高精度に検出するために、ヨークハウジングに一体的に取り付けられるようにしている。そのため、回転角センサの取付位置は、制約されている。 Further, a rotation angle sensor is attached in the vicinity of the motor rotor in order to detect the rotation angle of the motor rotor. The rotation angle sensor is integrally attached to the yoke housing in order to detect the rotation angle of the motor rotor with high accuracy. Therefore, the mounting position of the rotation angle sensor is restricted.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、高い加工精度及び組付精度を必要とすることなく、さらに部品のランク分けなどを必要とすることなく、さらに加えて車両搭載アクチュエータの検出センサなどの取付位置に制約されない車両搭載アクチュエータユニット及びそのシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and does not require high processing accuracy and assembly accuracy, and further does not require parts ranking or the like, and is additionally mounted on a vehicle. It is an object of the present invention to provide a vehicle-mounted actuator unit and its system that are not restricted by the mounting position of an actuator detection sensor or the like.
(1)車両搭載アクチュエータユニット
本発明の車両搭載アクチュエータユニットは、車両に搭載された車両搭載アクチュエータと、前記車両搭載アクチュエータに一体的に固定され前記車両搭載アクチュエータの特性値を記憶した記憶装置とを含む。ここで、車両搭載アクチュエータとは、車両に搭載され、機械的又は電気的に駆動する部品、又は、駆動に伴い電気信号を出力する部品などを意味する。
(1) Vehicle-mounted actuator unit The vehicle-mounted actuator unit of the present invention includes a vehicle-mounted actuator mounted on a vehicle and a storage device that is integrally fixed to the vehicle-mounted actuator and stores characteristic values of the vehicle-mounted actuator. Including. Here, the vehicle-mounted actuator means a component that is mounted on a vehicle and mechanically or electrically driven, or a component that outputs an electric signal when driven.
つまり、車両搭載アクチュエータと特性値が記憶された記憶装置とが一体的に固定されている。例えば、記憶装置は、車両搭載アクチュエータ自身に固定されるようにしてもよいし、車両搭載アクチュエータに固定的に配置される別部品に固定されるようにしてもよい。当該別部品としては、例えば、車両搭載アクチュエータを内部に収納固定するハウジングなどである。 That is, the vehicle-mounted actuator and the storage device storing the characteristic values are fixed integrally. For example, the storage device may be fixed to the vehicle-mounted actuator itself, or may be fixed to another component that is fixedly disposed on the vehicle-mounted actuator. The separate part is, for example, a housing that houses and fixes a vehicle-mounted actuator.
ここで、記憶装置に記憶される特性値は、一体的に固定される車両搭載アクチュエータ固有の特性値である。従って、ある車両搭載アクチュエータユニットに含まれる記憶装置に記憶される特性値は、当該車両搭載アクチュエータユニットに含まれる車両搭載アクチュエータ固有の特性値となる。つまり、複数製造された車両搭載アクチュエータの特性値がそれぞれ異なる場合に、それぞれの車両搭載アクチュエータに応じた特性値が当該記憶装置に記憶されている。そして、当該車両搭載アクチュエータの制御を行う場合に、当該記憶装置に記憶された特性値を用いて制御を行うことができる。 Here, the characteristic value stored in the storage device is a characteristic value unique to the vehicle-mounted actuator fixed integrally. Therefore, the characteristic value stored in the storage device included in a certain vehicle-mounted actuator unit is a characteristic value unique to the vehicle-mounted actuator included in the vehicle-mounted actuator unit. That is, when the characteristic values of the plurality of vehicle-mounted actuators are different, the characteristic values corresponding to the respective vehicle-mounted actuators are stored in the storage device. And when controlling the said vehicle-mounted actuator, it can control using the characteristic value memorize | stored in the said memory | storage device.
ここで、部品の加工精度及び組付精度を高くしない場合には、複数製造された全ての車両搭載アクチュエータの特性値が一定とはならない。しかし、本発明の車両搭載アクチュエータユニットによれば、対応する特性値を用いて車両搭載アクチュエータを制御することができるので、車両搭載アクチュエータが適切な性能を出力するようにすることができる。つまり、部品の加工精度及び組付精度を高くすることなく、さらには部品のランク分けを行うことなく、車両搭載アクチュエータが適切な性能を出力するようにすることができる。 Here, when the processing accuracy and assembly accuracy of the parts are not increased, the characteristic values of all the plurality of vehicle-mounted actuators manufactured are not constant. However, according to the vehicle-mounted actuator unit of the present invention, the vehicle-mounted actuator can be controlled using the corresponding characteristic value, so that the vehicle-mounted actuator can output appropriate performance. That is, it is possible to cause the vehicle-mounted actuator to output appropriate performance without increasing the processing accuracy and assembly accuracy of the components and without further ranking the components.
このように、本発明によれば、車両搭載アクチュエータの部品の加工精度及び組付精度を高くする必要がない。それに伴い、車両搭載アクチュエータの状態を検出する検出センサの取付位置についても高精度にする必要がなくなる。従って、検出センサの取付位置に制約がなくなる。その結果、検出センサの取付位置の自由度が増し、装置全体の小型化を図ることに寄与する。 Thus, according to the present invention, there is no need to increase the machining accuracy and assembly accuracy of the parts of the vehicle-mounted actuator. Accordingly, it is not necessary to make the mounting position of the detection sensor for detecting the state of the vehicle-mounted actuator highly accurate. Therefore, there is no restriction on the mounting position of the detection sensor. As a result, the degree of freedom of the mounting position of the detection sensor increases, contributing to the miniaturization of the entire apparatus.
ここで、前記記憶装置は、EEPROM、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであるとよい。記憶装置を不揮発性メモリとすることで、別途電源に接続されていない状態であっても、記憶内容を保持することができる。 Here, the storage device may be a nonvolatile memory such as an EEPROM or a flash memory. By using a nonvolatile memory as the storage device, the stored contents can be retained even when the storage device is not connected to a separate power source.
また、前記車両搭載アクチュエータは、電動パワーステアリング装置のモータ又は車両用伝達比可変操舵装置のモータであり、前記特性値は、前記モータのロータの基準回転角度に対する前記ロータの実回転角度のオフセット値、前記モータのトルク定数、前記モータのコギングトルク波形情報、前記モータのトルクリップル波形情報のうち選択された何れかを含むようにしてもよい。記憶装置にこれらの特性値を記憶しておくことで、モータの制御を適切に行うことができる。 The vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device or a motor of a vehicle transmission ratio variable steering device, and the characteristic value is an offset value of an actual rotation angle of the rotor with respect to a reference rotation angle of the rotor of the motor. In addition, any one selected from a torque constant of the motor, cogging torque waveform information of the motor, and torque ripple waveform information of the motor may be included. By storing these characteristic values in the storage device, the motor can be controlled appropriately.
また、記憶装置に記憶する特性値のうちの前記コギングトルク波形情報は、例えば、前記モータのコギングトルクの山谷のトルク値及び前記コギングトルクの山谷の前記ロータの実回転角度である。コギングトルクの山谷とは、例えば、所定閾値以上のコギングトルクの山の部分及び所定閾値以下のコギングトルクの谷の部分としてもよい。このように、コギングトルクの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶容量を低減することができる。 Further, the cogging torque waveform information among the characteristic values stored in the storage device is, for example, the torque value of the crest and trough of the cogging torque of the motor and the actual rotation angle of the rotor of the crest and trough of the cogging torque. The peak and valley of the cogging torque may be, for example, a peak portion of the cogging torque that is equal to or greater than a predetermined threshold value and a valley portion of the cogging torque that is equal to or less than the predetermined threshold value. As described above, by storing only information related to the peaks and valleys of the cogging torque, the storage capacity can be reduced.
また、記憶装置に記憶する特性値のうちの前記トルクリップル波形情報は、例えば、前記モータのトルクリップルの山谷のトルク値及び前記トルクリップルの山谷の前記ロータの実回転角度である。トルクリップルの山谷とは、例えば、所定閾値以上のトルクリップルの山の部分及び所定閾値以下のトルクリップルの谷の部分としてもよい。このように、トルクリップルの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶容量を低減することができる。 Further, the torque ripple waveform information among the characteristic values stored in the storage device is, for example, the torque value of the torque ripple peak of the motor and the actual rotation angle of the rotor of the torque ripple peak. The torque ripple peaks and valleys may be, for example, a torque ripple peak portion that is equal to or greater than a predetermined threshold value and a torque ripple valley portion that is equal to or less than a predetermined threshold value. As described above, the storage capacity can be reduced by storing only the information related to the peak and valley portions of the torque ripple.
また、前記車両搭載アクチュエータは、レゾルバ式回転角センサであり、前記特性値は、前記レゾルバ式回転角センサの補正値としてもよい。この補正値とは、例えば、レゾルバ式回転角センサを構成するレゾルバロータ、励起コイル、検出コイル、偏心などの補正値である。つまり、記憶装置は、レゾルバ式回転角センサによる検出角度の精度が低下することを補正するための補正値を記憶している。これにより、レゾルバ式回転角センサによる検出角度の精度を良好に確保することができる。なお、前記レゾルバ式回転角センサは、例えば、レゾルバ式トルクセンサなどである。 The vehicle-mounted actuator may be a resolver type rotation angle sensor, and the characteristic value may be a correction value of the resolver type rotation angle sensor. The correction value is, for example, a correction value for a resolver rotor, an excitation coil, a detection coil, or an eccentricity that constitutes a resolver rotation angle sensor. That is, the storage device stores a correction value for correcting that the accuracy of the detection angle by the resolver type rotation angle sensor is lowered. Thereby, the precision of the detection angle by a resolver type rotation angle sensor can be ensured favorably. The resolver rotation angle sensor is, for example, a resolver torque sensor.
(2)車両搭載アクチュエータシステム
また、本発明の車両搭載アクチュエータシステムは、車両搭載アクチュエータユニットと制御装置とを含む。車両搭載アクチュエータユニットは、車両搭載アクチュエータと、前記車両搭載アクチュエータに一体的に固定され前記車両搭載アクチュエータの特性値を記憶した記憶装置とを備える。制御装置は、前記車両搭載アクチュエータユニットに接続され、前記特性値を用いて前記車両搭載アクチュエータを制御する。
(2) Vehicle-mounted actuator system The vehicle-mounted actuator system of the present invention includes a vehicle-mounted actuator unit and a control device. The vehicle-mounted actuator unit includes a vehicle-mounted actuator and a storage device that is integrally fixed to the vehicle-mounted actuator and stores characteristic values of the vehicle-mounted actuator. The control device is connected to the vehicle-mounted actuator unit and controls the vehicle-mounted actuator using the characteristic value.
ここで、本発明の車両搭載アクチュエータシステムを構成する車両搭載アクチュエータユニットは、上記の本発明の車両搭載アクチュエータユニットに相当する。従って、本発明の車両搭載アクチュエータシステムは、上記の本発明の車両搭載アクチュエータユニットの全ての効果を奏する。つまり、部品の加工精度及び組付精度を高くすることなく、さらには部品のランク分けを行うことなく、車両搭載アクチュエータが適切な性能を出力するようにすることができる。さらに、車両搭載アクチュエータの状態を検出する検出センサの取付位置に制約がなくなる。その結果、検出センサの取付位置の自由度が増し、システム全体の小型化を図ることに寄与する。 Here, the vehicle-mounted actuator unit constituting the vehicle-mounted actuator system of the present invention corresponds to the vehicle-mounted actuator unit of the present invention described above. Therefore, the vehicle-mounted actuator system of the present invention has all the effects of the vehicle-mounted actuator unit of the present invention. That is, it is possible to cause the vehicle-mounted actuator to output appropriate performance without increasing the processing accuracy and assembly accuracy of the components and without further ranking the components. Furthermore, there is no restriction on the mounting position of the detection sensor that detects the state of the vehicle-mounted actuator. As a result, the degree of freedom of the mounting position of the detection sensor increases, contributing to the downsizing of the entire system.
また、制御装置のみを交換する場合には、交換された新たな制御装置に接続される車両搭載アクチュエータユニットの記憶装置に記憶された特性値を用いて車両搭載アクチュエータユニットを制御する。すなわち、制御装置が交換された場合であっても、何ら調整などを行うことなく適切に車両搭載アクチュエータを制御することができる。また、車両搭載アクチュエータユニットのみを交換する場合には、交換された新たな車両搭載アクチュエータユニットに接続される制御装置は、交換された新たな車両搭載アクチュエータユニットの記憶装置に記憶された特性値を用いて車両搭載アクチュエータを制御する。すなわち、当該特性値は車両搭載アクチュエータに対応する特性値となるので、何ら調整などを行うことなく適切に車両搭載アクチュエータを制御することができる。 When only the control device is replaced, the vehicle-mounted actuator unit is controlled using the characteristic value stored in the storage device of the vehicle-mounted actuator unit connected to the replaced new control device. That is, even when the control device is replaced, the vehicle-mounted actuator can be appropriately controlled without any adjustment. When only the vehicle-mounted actuator unit is replaced, the control device connected to the replaced new vehicle-mounted actuator unit uses the characteristic value stored in the storage device of the replaced new vehicle-mounted actuator unit. Used to control the on-vehicle actuator. That is, since the characteristic value is a characteristic value corresponding to the vehicle-mounted actuator, the vehicle-mounted actuator can be appropriately controlled without any adjustment.
なお、前記記憶装置は、EEPROM、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであるとよい。記憶装置を不揮発性メモリとすることで、別途電源に接続されていない状態であっても、記憶内容を保持することができる。 The storage device may be a non-volatile memory such as an EEPROM or a flash memory. By using a nonvolatile memory as the storage device, the stored contents can be retained even when the storage device is not connected to a separate power source.
また、前記車両搭載アクチュエータは、電動パワーステアリング装置のモータ又は車両用伝達比可変操舵装置のモータであり、前記特性値は、前記モータのロータの基準回転角度に対する前記ロータの実回転角度のオフセット値、前記モータのトルク定数、前記モータのコギングトルク波形情報、前記モータのトルクリップル波形情報のうち選択された何れかを含むようにしてもよい。記憶装置にこれらの特性値を記憶しておくことで、モータの制御を適切に行うことができる。 The vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device or a motor of a vehicle transmission ratio variable steering device, and the characteristic value is an offset value of an actual rotation angle of the rotor with respect to a reference rotation angle of the rotor of the motor. In addition, any one selected from a torque constant of the motor, cogging torque waveform information of the motor, and torque ripple waveform information of the motor may be included. By storing these characteristic values in the storage device, the motor can be controlled appropriately.
また、記憶装置に記憶する特性値のうちの前記コギングトルク波形情報は、例えば、前記モータのコギングトルクの山谷のトルク値及び前記コギングトルクの山谷の前記ロータの実回転角度である。コギングトルクの山谷とは、例えば、所定閾値以上のコギングトルクの山の部分及び所定閾値以下のコギングトルクの谷の部分としてもよい。このように、コギングトルクの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶容量を低減することができる。 Further, the cogging torque waveform information among the characteristic values stored in the storage device is, for example, the torque value of the crest and trough of the cogging torque of the motor and the actual rotation angle of the rotor of the crest and trough of the cogging torque. The peak and valley of the cogging torque may be, for example, a peak portion of the cogging torque that is equal to or greater than a predetermined threshold value and a valley portion of the cogging torque that is equal to or less than the predetermined threshold value. As described above, by storing only information related to the peaks and valleys of the cogging torque, the storage capacity can be reduced.
また、記憶装置に記憶する特性値のうちの前記トルクリップル波形情報は、前記モータのトルクリップルの山谷のトルク値及び前記トルクリップルの山谷の前記ロータの実回転角度である。トルクリップルの山谷とは、例えば、所定閾値以上のトルクリップルの山の部分及び所定閾値以下のトルクリップルの谷の部分としてもよい。このように、トルクリップルの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶容量を低減することができる。 In addition, the torque ripple waveform information among the characteristic values stored in the storage device is a torque value of a peak / valley of the torque ripple of the motor and an actual rotation angle of the rotor of the peak / valley of the torque ripple. The torque ripple peaks and valleys may be, for example, a torque ripple peak portion that is equal to or greater than a predetermined threshold value and a torque ripple valley portion that is equal to or less than a predetermined threshold value. As described above, the storage capacity can be reduced by storing only the information related to the peak and valley portions of the torque ripple.
また、前記特性値は、前記コギングトルク波形情報を含み、前記制御装置は、前記コギングトルク波形情報に基づきコギングトルクを低減するように前記モータを制御するとよい。つまり、モータに一体的に固定されたコギングトルク波形情報を用いて、当該コギングトルクを低減するようにモータを制御している。これにより、制御対象のモータに応じて、確実にコギングトルクを低減することができる。 The characteristic value may include the cogging torque waveform information, and the control device may control the motor so as to reduce the cogging torque based on the cogging torque waveform information. That is, using the cogging torque waveform information fixed integrally with the motor, the motor is controlled to reduce the cogging torque. Thereby, the cogging torque can be reliably reduced according to the motor to be controlled.
また、前記特性値は、前記トルクリップル波形情報を含み、前記制御装置は、前記トルクリップル波形情報に基づきトルクリップルを低減するように前記モータを制御するとよい。つまり、モータに一体的に固定されたトルクリップル波形情報を用いて、当該コギングトルクを低減するようにモータを制御している。これにより、制御対象のモータに応じて、確実にトルクリップルを低減することができる。 The characteristic value may include the torque ripple waveform information, and the control device may control the motor so as to reduce torque ripple based on the torque ripple waveform information. That is, using the torque ripple waveform information fixed integrally with the motor, the motor is controlled so as to reduce the cogging torque. Thereby, torque ripple can be reliably reduced according to the motor to be controlled.
また、前記車両搭載アクチュエータは、電動パワーステアリング装置のモータであり、前記特性値は、前記トルク定数を含み、前記制御装置は、前記トルク定数に応じて制御指令値を変更して前記モータに所定の出力トルクを出力させるように制御するとよい。ここで、モータの出力トルクは、モータのトルク定数に応じて決定される。そして、トルク定数は、モータ毎にばらつきが生じる場合がある。このようにモータ毎にトルク定数のばらつきがある場合であっても、制御装置がトルク定数に応じてモータの出力トルクを変更することで、モータ毎に出力トルクが異なることを防止できる。すなわち、どのモータが搭載されたとしても、出力トルクのばらつきを防止できる。 Further, the vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device, the characteristic value includes the torque constant, and the control device changes a control command value in accordance with the torque constant and determines the predetermined value for the motor. The output torque may be controlled so as to be output. Here, the output torque of the motor is determined according to the torque constant of the motor. The torque constant may vary from motor to motor. In this way, even when there is a variation in torque constant among the motors, the output torque of each motor can be prevented from changing by the control device changing the output torque of the motor according to the torque constant. That is, it is possible to prevent variations in output torque regardless of which motor is mounted.
また、前記車両搭載アクチュエータは、レゾルバ式回転角センサであり、前記特性値は、前記レゾルバ式回転角センサの補正値としてもよい。この補正値とは、例えば、レゾルバ式回転角センサを構成するレゾルバロータ、励起コイル、検出コイル、偏心などの補正値である。つまり、記憶装置は、レゾルバ式回転角センサによる検出角度の精度が低下することを補正するための補正値を記憶している。これにより、レゾルバ式回転角センサによる検出角度の精度を良好に確保することができる。なお、前記レゾルバ式回転角センサは、例えば、レゾルバ式トルクセンサなどである。 The vehicle-mounted actuator may be a resolver type rotation angle sensor, and the characteristic value may be a correction value of the resolver type rotation angle sensor. The correction value is, for example, a correction value for a resolver rotor, an excitation coil, a detection coil, or an eccentricity that constitutes a resolver rotation angle sensor. That is, the storage device stores a correction value for correcting that the accuracy of the detection angle by the resolver type rotation angle sensor is lowered. Thereby, the precision of the detection angle by a resolver type rotation angle sensor can be ensured favorably. The resolver rotation angle sensor is, for example, a resolver torque sensor.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本発明の車両搭載アクチュエータシステムとして、電動パワーステアリングシステムを例に挙げて説明する。ここで、図1は、電動パワーステアリングシステムを構成する電動パワーステアリング装置1の部分断面図を示す。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. An electric power steering system will be described as an example of the on-vehicle actuator system of the present invention. Here, FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the electric power steering apparatus 1 constituting the electric power steering system.
電動パワーステアリングシステムは、電動パワーステアリング装置1と、制御装置(図示せず)とから構成される。ここで、本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、本発明の車両搭載アクチュエータユニットに相当し、本実施形態の制御装置は、本発明の制御装置に相当する。また、本実施形態の電動パワーステアリング装置1を構成するアシストモータ13は、本発明の車両搭載アクチュエータに相当する。
The electric power steering system includes an electric power steering device 1 and a control device (not shown). Here, the electric power steering device 1 of the present embodiment corresponds to the vehicle-mounted actuator unit of the present invention, and the control device of the present embodiment corresponds to the control device of the present invention. Moreover, the
電動パワーステアリング装置1は、ピニオンギヤ(図示せず)と、ラックハウジング11と、ラック軸12と、アシストモータ13と、回転角センサ14と、記憶装置15とから構成される。
The electric power steering apparatus 1 includes a pinion gear (not shown), a
ピニオンギヤは、一端側をステアリングホイール21に連結されたステアリングシャフト22の他端側に形成されている。すなわち、ピニオンギヤが形成されたステアリングシャフト22は、運転者によるステアリングホイール21の操舵に応じて回転する。ラックハウジング11は、略筒状をなしており、車両の左右方向に延びるように車体に固定されている。
The pinion gear is formed on the other end side of the steering
ラック軸12は、ラック軸本体121と、ボールネジナット122とから構成される。ラック軸本体121は、略棒状からなり、ラックハウジング11内に車両左右方向へ摺動可能に支持されている。このラック軸本体121には、ピニオンギヤに噛合するラックギヤ(図示せず)が形成されている。従って、ラック軸本体121は、ピニオンギヤの回転に伴い、車両左右方向へ移動する。そして、ラック軸本体121は、ラックハウジング11の左右外側へ突出しており、両端にタイロッドを介して転舵輪23に連結されている。さらに、ラック軸本体121の外周面のうち軸方向の中央付近には、ボールネジ溝121aが形成されている。
The
ボールネジナット122は、ラック軸本体121の外周側にラック軸本体121に対して回転可能に配置されている。具体的には、ボールネジナット122は、ボールネジ溝121aの外周側にボール(図示せず)を介して係合している。すなわち、ボールネジナット122の回転に伴い、ラック軸本体121が車両左右方向へ移動する。
The
アシストモータ13は、モータロータ13aと、モータステータ13bとから構成される。モータロータ13aは、略円筒状をなしており、外周面に複数のマグネット(図示せず)を固定している。このモータロータ13aは、ボールネジナット122の外周側に固定されている。そして、モータロータ13aは、ラックハウジング11に軸受を介して回転可能に支持されている。すなわち、モータロータ13aは、ボールネジナット122と共にラックハウジング11に対して車両左右軸周りに回転可能となる。
The
モータステータ13bは、円盤状の鋼板を積層して形成されており、略円筒状をなしている。このモータステータ13bには、コイルが巻回されている。そして、モータステータ13bは、モータロータ13aのマグネットの外周側に所定間隙を介して配置され、ラックハウジング11の内周面に固定されている。このモータステータ13bのコイルに図示しない制御装置から電流が供給されることにより、モータロータ13aが回転駆動する。
The
回転角センサ14は、レゾルバ式トルクセンサからなるレゾルバ式回転角センサである。すなわち、回転角センサ14は、レゾルバロータとレゾルバステータとから構成される。レゾルバロータは、モータロータ13aの外周側に固定されている。また、レゾルバステータは、レゾルバロータの外周側に所定間隙を介して配置され、ラックハウジング11の内周面に固定されている。そして、レゾルバステータには、制御装置に電気的に接続された励起コイル及び検出コイルが巻回されている。つまり、回転角センサ14は、レゾルバステータに対するレゾルバロータの回転角、すなわちモータステータ13bに対するモータロータ13aの回転角に相当する電気信号を制御装置に出力する。
The
記憶装置15は、ラックハウジング11に固定されている。詳細には、記憶装置15は、ラックハウジング11のうちの回転角センサ14の外周側に固定されている。この記憶装置15は、ラックハウジング11に形成された制御装置に接続するためのコネクタ付近に配置されている。そして、記憶装置15は、EEPROM、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなる。不揮発性メモリとすることで、電源等に接続されていない状態であっても、記憶内容を保持することができる。
The
この記憶装置15には、アシストモータ13の特性値が記憶されている。この特性値としては、例えば、アシストモータ13のモータロータ13aの基準回転角度に対するモータロータ13aの実回転角度のオフセット値、アシストモータ13のトルク定数、アシストモータ13のコギングトルク波形情報、アシストモータ13のトルクリップル波形情報などを含む。これらの特性値は、アシストモータ13に固有の値である。これらの特性値は、予め計測した後に、記憶装置15に記憶させる。
The
ここで、コギングトルク波形情報及びトルクリップル波形情報について、図2及び図3を参照して詳細に説明する。図2は、コギングトルク波形情報を説明する図である。図3は、トルクリップル波形情報を説明する図である。具体的には、図2は、横軸がモータロータ13aの実回転角度を示し、縦軸がアシストモータ13のコギングトルクのトルク値を示す。図3は、横軸がモータロータ13aの実回転角度を示し、縦軸がアシストモータ13のトルクリップルのトルク値を示す。
Here, the cogging torque waveform information and the torque ripple waveform information will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram for explaining cogging torque waveform information. FIG. 3 is a diagram for explaining torque ripple waveform information. Specifically, in FIG. 2, the horizontal axis indicates the actual rotation angle of the
アシストモータ13のコギングトルクが図2に示すような波形となる場合に、コギングトルクの山の部分のうち第1閾値以上の部分、及び、コギングトルクの谷の部分のうち第2閾値以下の部分について選択する。そして、記憶装置15に記憶するコギングトルク波形情報としては、例えば、選択されたコギングトルクの山谷の部分のトルク値、及び、当該山谷の部分に対応するモータロータ13aの実回転角度とする。このように、コギングトルクの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶装置15の記憶容量を低減することができる。
When the cogging torque of the
また、アシストモータ13のトルクリップルが図3に示すような波形となる場合に、トルクリップルの山の部分のうち第1閾値以上の部分、及び、トルクリップルの谷の部分のうち第2閾値以下の部分について選択する。そして、記憶装置15に記憶するトルクリップル波形情報としては、例えば、選択されたトルクリップルの山谷の部分のトルク値、及び、当該山谷の部分に対応するモータロータ13aの実回転角度とする。このように、トルクリップルの山谷部分に関する情報のみを記憶することで、記憶装置15の記憶容量を低減することができる。
Further, when the torque ripple of the
次に、図示しないが制御装置について説明する。制御装置は、各種センサの検出信号を入力して、アシストモータ13を制御する。ここで、各種センサとは、例えば、ステアリングシャフト22にかかるトルクを検出するトルクセンサや、車速を検出する車速センサ、上述した回転角センサ14、モータステータ13bのコイルに流れる電流を検出する電流センサなどである。
Next, although not shown, the control device will be described. The control device inputs detection signals from various sensors and controls the
そして、制御装置は、ステアリングシャフト22にかかるトルク及び車速に基づき、アシストモータ13に出力させる出力トルクに相当する目標電流の指令値を算出する。一方、電流センサ及び回転角センサ14の検出信号に基づき、アシストモータ13のコイルに流れる実電流を算出する。そして、目標電流と実電流との偏差に基づき、比例・積分制御などを行って、アシストモータ13に電圧を印加する。このようにして、制御装置は、アシストモータ13を制御している。
Then, the control device calculates a command value of the target current corresponding to the output torque to be output to the assist
ここで、制御装置は、記憶装置15に記憶された特性値を入力している。制御装置は、入力する特性値のうちコギングトルク波形情報及びトルクリップル波形情報に基づき、コギングトルク及びトルクリップルを低減するように、モータロータ13aの実回転角度に応じてアシストモータ13に印加する電圧を適宜変更する。
Here, the control device inputs the characteristic value stored in the
さらに、制御装置は、入力する特性値のうちモータロータ13aの基準回転角度に対するモータロータ13aの実回転角度のオフセット値を考慮して、モータロータ13aの回転角度のずれに起因する出力トルクの低減を防止している。
Further, the control device considers an offset value of the actual rotation angle of the
さらに、制御装置は、入力する特性値のうちトルク定数に基づき、目標電流の指令値を変更したり、アシストモータ13のサーボアンプ(図示せず)の比例制御の係数を変更したりすることで、アシストモータ13に印加する電圧を適宜変更する。ここで、モータロータ13aとモータステータ13bとの間隙であるエアギャップが広い場合には、トルク定数が小さくなる。このようにトルク定数が小さくなる場合には、例えば、目標電流の指令値を大きくするように変更する。
Further, the control device changes the command value of the target current based on the torque constant among the input characteristic values, or changes the coefficient of proportional control of the servo amplifier (not shown) of the
ここで、アシストモータ13を複数製造する場合に、それぞれのアシストモータ13のトルク定数にばらつきが生じる場合がある。特に、アシストモータ13の構成部品を高精度に加工・組付を行わない場合には、例えばエアギャップなどに起因するトルク定数にばらつきが生じる可能性がある。
Here, when a plurality of
しかし、アシストモータ13毎にトルク定数のばらつきが生じる場合であっても、トルク定数に応じて目標電流の指令値やアシストモータ13のサーボアンプの比例制御の係数を変更することで、アシストモータ13の出力トルクのばらつきを防止することができる。例えば、ステアリングシャフト22にかかるトルク及び車速が同一の場合に、アシストモータ13の出力トルクがばらつくことを防止できる。つまり、複数製造されたアシストモータ13のうちどのアシストモータ13が搭載されたとしても、同一車両状態の場合における出力トルクのばらつきを防止できる。
However, even if the torque constant varies for each assist
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1によれば、アシストモータ13の特性値を記憶装置15に記憶させておくことで、複数製造されたアシストモータ13のうちどのアシストモータ13が選択された場合であっても、確実の所定の性能を発揮させることができる。すなわち、複数製造されるアシストモータ13の精度にばらつきが生じる場合であっても、何れのアシストモータ13も所定の性能を発揮することができる。換言すると、アシストモータ13の精度にばらつきが生じないように、構成部品の加工・組付を高精度に行う必要がない。つまり、加工・組付の工数を大きく低減することができる。
As described above, according to the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, by storing the characteristic value of the
また、上記実施形態においては、回転角センサ14は、アシストモータ13の近傍にほぼ一体的に配置したが、他の位置に配置してもよい。従来は、アシストモータ13の回転角度と回転角センサ14の回転角度を高精度に合わせる必要があったので、回転角センサ14はアシストモータ13の近傍にほぼ一体的に配置される必要があった。しかし、本実施形態の電動パワーステアリング装置1によれば、アシストモータ13の回転角度と回転角センサ14の回転角度とを高精度に合わせる必要はなく、ずれ情報を記憶装置15に記憶しておけばよい。従って、回転角センサ14の取付位置に制約がなくなり、取付位置の自由度が増す。その結果、従来のように回転角センサ14の取付位置に制約があることにより電動パワーステアリング装置1が大型化するおそれがあったが、本実施形態によれば電動パワーステアリング装置1の小型化を図ることができる位置に回転角センサ14を取り付けることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
なお、上記実施形態においては、ラック軸12とアシストモータ13とが同軸である電動パワーステアリング装置1を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ステアリングコラム搭載型の電動パワーステアリング装置、ピニオン型の電動パワーステアリング装置、ラッククロス型の電動パワーステアリング装置など種々の電動パワーステアリング装置に適用することができる。さらには、ステアバイワイヤシステムなどに適用することもできる。
In the above embodiment, the electric power steering apparatus 1 in which the
さらには、本発明の車両搭載アクチュエータユニットとして、電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば、操舵角と転舵角との伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置を本発明の車両搭載アクチュエータユニットに適用してもよい。この場合、本発明の車両搭載アクチュエータは、伝達比可変操舵装置を構成するモータとなる。もちろん、車両搭載アクチュエータユニットは、電動パワーステアリング装置及び伝達比可変操舵装置以外のアクチュエータユニットであってもよい。 Furthermore, although an electric power steering device has been described as an example of the vehicle-mounted actuator unit of the present invention, the present invention is not limited to this. For example, a variable transmission ratio steering device that changes the transmission ratio between the steering angle and the turning angle may be applied to the vehicle-mounted actuator unit of the present invention. In this case, the vehicle-mounted actuator of the present invention is a motor that constitutes the transmission ratio variable steering device. Of course, the vehicle-mounted actuator unit may be an actuator unit other than the electric power steering device and the transmission ratio variable steering device.
また、本発明の車両搭載アクチュエータは、モータのみに限られることなく、例えばレゾルバ14やソレノイド(図示せず)などの種々の車両搭載部品を含む。なお、本発明の車両搭載アクチュエータをレゾルバ14に適用した場合には、記憶装置15に記憶される特性値は、例えば、レゾルバロータ、励起コイル、検出コイル、偏心などの補正値などとする。
In addition, the vehicle-mounted actuator of the present invention is not limited to a motor alone, and includes various vehicle-mounted components such as a
なお、電動パワーステアリング装置と制御装置との接続は、ケーブルなどにより電気的に接続してもよいし、CANなどによる通信接続としてもよい。また、記憶装置15は、不揮発性メモリとしたが、揮発性メモリを用いても良い。ただし、記憶装置15として揮発性メモリを用いる場合には、記憶装置15と一体に別途電池などを備える必要がある。また、上記実施形態において記憶装置15は、ラックハウジング11に固定したが、これに限られるものではない。記憶装置15は、アシストモータ13に一体的に固定されるのであれば、アシストモータ13に直接的に固定してもよいし、間接的に固定してもよい。
The connection between the electric power steering device and the control device may be electrically connected by a cable or the like, or may be a communication connection by CAN or the like. Further, although the
1:電動パワーステアリング装置、 11:ラックハウジング、 12:ラック軸、 13:アシストモータ、 13a:モータロータ、 13b:モータステータ、 14:回転角センサ、 15:記憶装置、 21:ステアリングホイール、 22:ステアリングシャフト、 23:転舵輪、 121:ラック軸本体、 121a:ボールネジ溝、 122:ボールネジナット 1: electric power steering device, 11: rack housing, 12: rack shaft, 13: assist motor, 13a: motor rotor, 13b: motor stator, 14: rotation angle sensor, 15: storage device, 21: steering wheel, 22: steering Shaft, 23: Steering wheel, 121: Rack shaft main body, 121a: Ball screw groove, 122: Ball screw nut
Claims (17)
前記車両搭載アクチュエータに一体的に固定され前記車両搭載アクチュエータの特性値を記憶した記憶装置と、
を含む車両搭載アクチュエータユニット。 A vehicle-mounted actuator mounted on the vehicle;
A storage device that is integrally fixed to the vehicle-mounted actuator and stores characteristic values of the vehicle-mounted actuator;
In-vehicle actuator unit including
前記特性値は、前記モータのロータの基準回転角度に対する前記ロータの実回転角度のオフセット値、前記モータのトルク定数、前記モータのコギングトルク波形情報、前記モータのトルクリップル波形情報のうち選択された何れかを含む請求項1又は2に記載の車両搭載アクチュエータユニット。 The vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device or a motor of a vehicle transmission ratio variable steering device,
The characteristic value is selected from an offset value of the actual rotation angle of the rotor with respect to a reference rotation angle of the rotor of the motor, a torque constant of the motor, cogging torque waveform information of the motor, and torque ripple waveform information of the motor. The vehicle-mounted actuator unit according to claim 1 or 2, including any one.
前記特性値は、前記レゾルバ式回転角センサの補正値である請求項1〜5の何れか一項に記載の車両搭載アクチュエータユニット。 The vehicle-mounted actuator is a resolver rotation angle sensor,
The vehicle-mounted actuator unit according to claim 1, wherein the characteristic value is a correction value of the resolver rotation angle sensor.
前記車両搭載アクチュエータユニットに接続され、前記特性値を用いて前記車両搭載アクチュエータを制御する制御装置と、
を含む車両搭載アクチュエータシステム。 A vehicle-mounted actuator unit comprising: a vehicle-mounted actuator; and a storage device that is integrally fixed to the vehicle-mounted actuator and stores a characteristic value of the vehicle-mounted actuator;
A control device connected to the vehicle-mounted actuator unit and controlling the vehicle-mounted actuator using the characteristic value;
In-vehicle actuator system including
前記特性値は、前記モータのロータの基準回転角度に対するロータの実回転角度のオフセット値、前記モータのトルク定数、前記モータのコギングトルク波形情報、前記モータのトルクリップル波形情報のうち選択された何れかを含む請求項8又は9に記載の車両搭載アクチュエータシステム。 The vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device or a motor of a vehicle transmission ratio variable steering device,
The characteristic value is any one selected from an offset value of the actual rotation angle of the rotor with respect to a reference rotation angle of the rotor of the motor, a torque constant of the motor, cogging torque waveform information of the motor, and torque ripple waveform information of the motor. The vehicle-mounted actuator system of Claim 8 or 9 containing these.
前記制御装置は、前記コギングトルク波形情報に基づきコギングトルクを低減するように前記モータを制御する請求項10〜12の何れか一項に記載の車両搭載アクチュエータシステム。 The characteristic value includes the cogging torque waveform information,
The vehicle-mounted actuator system according to any one of claims 10 to 12, wherein the control device controls the motor to reduce cogging torque based on the cogging torque waveform information.
前記制御装置は、前記トルクリップル波形情報に基づきトルクリップルを低減するように前記モータを制御する請求項10〜13の何れか一項に記載の車両搭載アクチュエータシステム。 The characteristic value includes the torque ripple waveform information,
The vehicle-mounted actuator system according to any one of claims 10 to 13, wherein the control device controls the motor so as to reduce torque ripple based on the torque ripple waveform information.
前記特性値は、前記トルク定数を含み、
前記制御装置は、前記トルク定数に応じて制御指令値を変更して前記モータに所定の出力トルクを出力させるように制御する請求項10〜14の何れか一項に記載の車両搭載アクチュエータシステム。 The vehicle-mounted actuator is a motor of an electric power steering device,
The characteristic value includes the torque constant,
The vehicle-mounted actuator system according to any one of claims 10 to 14, wherein the control device controls the motor to output a predetermined output torque by changing a control command value according to the torque constant.
前記特性値は、前記レゾルバ式回転角センサの補正値である請求項8〜15の何れか一項に記載の車両搭載アクチュエータシステム。 The vehicle-mounted actuator is a resolver rotation angle sensor,
The vehicle mounted actuator system according to any one of claims 8 to 15, wherein the characteristic value is a correction value of the resolver type rotation angle sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005089348A JP2006271171A (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Unit and system for vehicle-mounted actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005089348A JP2006271171A (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Unit and system for vehicle-mounted actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006271171A true JP2006271171A (en) | 2006-10-05 |
Family
ID=37206530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005089348A Pending JP2006271171A (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Unit and system for vehicle-mounted actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006271171A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008238946A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Nsk Ltd | Data write-in device, data write-in method of electric power steering device, and electric power steering device |
JP2010011556A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Mitsubishi Motors Corp | Motor system |
-
2005
- 2005-03-25 JP JP2005089348A patent/JP2006271171A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008238946A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Nsk Ltd | Data write-in device, data write-in method of electric power steering device, and electric power steering device |
WO2008123292A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-16 | Nsk Ltd. | Data writing device and method for electric power steering device and electric power steering device |
JP2010011556A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Mitsubishi Motors Corp | Motor system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120111658A1 (en) | Vehicular steering control apparatus | |
CN1712296A (en) | Steering apparatus for steerable vehicle | |
US20120055730A1 (en) | Steering control apparatus | |
JP5267031B2 (en) | Electric power steering device | |
US20050065686A1 (en) | Electric power steering apparatus and angle compensating method therefor | |
JP7043917B2 (en) | motor | |
US7032706B2 (en) | Setting method for control parameter, setting device for control parameter, and electric power steering device | |
JP5311102B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP3990683B2 (en) | Torque sensor | |
US20110313620A1 (en) | Steering control apparatus | |
JP4900166B2 (en) | Vehicle steering system | |
US9725111B2 (en) | Electric power steering device and adjusting device and adjusting method of electric power steering device | |
JP4451631B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2006271171A (en) | Unit and system for vehicle-mounted actuator | |
US6814178B2 (en) | Electric power steering apparatus | |
US20040211619A1 (en) | Electric steering apparatus | |
JP4020013B2 (en) | Vehicle steering system | |
EP1354784B1 (en) | Electric Power Steering Apparatus | |
CN115593500A (en) | Motor for vehicle, steering feedback actuator device and steering device | |
JP4254671B2 (en) | Vehicle steering system | |
US20220153339A1 (en) | Steering apparatus and method | |
CN107532956B (en) | Torque detecting apparatus, electric power-assisted steering apparatus and vehicle | |
JP5013180B2 (en) | Vehicle steering system | |
CN115071820B (en) | Steering control device and method | |
JP2008279809A (en) | Electric power steering device |