JP4290670B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図1において、この電動パワーステアリング制御装置は、運転者の操舵によって生じる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を出力するトルクセンサ1(操舵トルク検出手段)と、操舵トルクを補助するための補助トルクを発生するモータ2と、操舵トルク信号を用いて、モータ2に通電すべき目標電流を算出する目標電流算出手段3と、モータ2に通電される駆動電流を検出してモータ駆動電流を出力する電流検出器4と、目標電流とモータ駆動電流とを比較して、モータ駆動電流が目標電流に一致するようにモータ2の端子に印加する駆動電圧指令値を設定し、例えばPWM信号を出力する電流制御器5とを備えている。
また、目標電流算出手段3は、位相補償部6と、トルク制御部7(トルク制御手段)と、補助トルク勾配検出部8(補助トルク勾配検出手段)と、操舵トルクハイパスフィルタ9(操舵成分除去手段)(以下、「操舵トルクHPF9」と略称する)と、駆動電流ハイパスフィルタ10(操舵成分除去手段)(以下、「駆動電流HPF10」と略称する)と、回転速度オブザーバ11(回転速度検出手段)と、積分部12(回転角度検出手段)と、角度制御部13(振動抑制制御手段)と、加算部14とを含んでいる。
トルク制御部7は、操舵トルクと補助トルク電流との関係が記された操舵トルク−補助トルク電流マップを有している。トルク制御部7は、補償後操舵トルク信号に基づいて操舵トルク−補助トルク電流マップから補助トルク電流を算出する。
操舵トルクHPF9は、操舵トルク信号から運転者の操舵に関する操舵周波数成分を除去してトルクHPF信号を出力する。駆動電流HPF10は、モータ駆動電流から運転者の操舵に関する操舵周波数成分を除去して電流HPF信号を出力する。
積分部12は、回転速度推定信号を積分してモータ2の回転角度を算出し、回転角度信号を出力する。
加算部14は、補助トルク電流と角度制御電流とを加算し、モータ2に通電すべき目標電流を算出して電流制御器5に出力する。
なお、本発明と背景技術との異なる点は、補助トルク勾配を用いて角度制御電流を算出し、補助トルク電流と角度制御電流とに基づいて目標電流を算出するアルゴリズムであるため、ここでは、目標電流算出手段3での上記アルゴリズムについてのみ説明する。
また、電流検出器4では、電流制御器5からモータ2に通電される電流が検出され、モータ駆動電流が出力される(ステップS32)。
トルク制御部7では、補償後トルク信号に基づいて、操舵トルク−補助トルク電流マップから補助トルク電流が算出される(ステップS34)。
また、駆動電流HPF10では、モータ駆動電流から操舵周波数成分が除去され、電流HPF信号が出力される(ステップS36)。
一般に運転者の操舵に伴う操舵周波数は3Hz程度以下とされている。また、例えばレーンチェンジ時の操舵周波数は0.2Hz付近であり、通常はこのような低周波の操舵をおこなうケースが多い。これに対して、ステアリング制御系の発振を生じやすい周波数帯域は30Hz以上とされている。そのため、操舵周波数とステアリング制御系の発振を生じやすい周波数との周波数分離は可能である。
そのため、操舵周波数帯域からステアリング制御系の発振を生じる周波数帯域までの範囲内の何れかの値に折点周波数を設定することにより、操舵トルクHPF9および駆動電流HPF10通して得られた信号のステアリング制御系の発振成分を残して操舵周波数成分を除去することができる。
積分部12では、回転速度推定信号が積分され、モータ2の回転角度が算出され、回転角度信号が出力される。(ステップS38)。
次に、角度制御部13では、補助トルク勾配信号と回転角度信号とに基づいて操舵の角度を制御するための角度制御電流が算出される(ステップS40)。
角度制御部13には、補助トルク勾配信号と回転角度信号とが入力される。角度制御部13では、補助トルク勾配信号に応じたゲインが算出され、このゲインが回転角度信号に乗算されて角度制御電流が算出される。
図3は、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図3において、目標電流算出手段3Aは、補助トルク勾配信号と回転速度推定信号とに基づいて操舵の減衰特性を制御するためのダンピング電流(補正電流)を算出するダンピング制御部15(振動抑制制御手段)を有している。ここでは、実施の形態1と同種のものについては、同一符号の後に「A」を付して、詳述は省略する。
続いて、加算部14では、補助トルク電流と角度制御電流とダンピング電流とが加算され、モータ2に通電すべき目標電流が算出される(ステップS62)。
図5は、この発明の実施の形態3に係る電動パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図5において、この電動パワーステアリング制御装置は、車両の車速を検出して車速信号を出力する車速検出器16(車速検出手段)を備えている。
補助トルク勾配検出部8は、補助トルク電流および車速と補助トルク勾配との関係が記された補助トルク電流・車速−補助トルク勾配マップを有しており、補助トルク電流と車速信号とに基づいて、補助トルク電流・車速−補助トルク勾配マップから補助トルクの勾配を検出し、補助トルク勾配信号を出力する。ここでは、実施の形態2と同種のものについては、同一符号の後に「B」を付して、詳述は省略する。
また、トルク制御部7Bでは、操舵トルク信号と車速信号とに基づいて、操舵トルク・車速−補助トルク電流マップから補助トルク電流が算出される(ステップS75)。
また、補助トルク勾配検出部8Bでは、補助トルク電流と車速信号とに基づいて、補助トルク電流・車速−補助トルク勾配マップから補助トルク勾配が検出され、補助トルク勾配信号が出力される(ステップS80)。
このものの場合、図2に示したステップS33は不要になる。
このものの場合、図2に示したステップS31は、操舵トルク信号の取り込みではなく、操舵トルク信号を位相補償したアナログの位相補償部の出力を取り込むこととなる。
このものの場合、図2に示したステップS33のステップはなくなり、S34のステップは、トルクセンサ1出力から補助トルク電流を求めることとなる。
このものの場合、図2に示したステップS32は、モータ2の回転速度を検出することとなり、ステップS36は、モータ2の回転速度をハイパスフィルタに通すこととなる。また、ステップS35およびステップS37は不要となる。
このものの場合、図2に示したステップS32は、モータ2の回転角度を検出することとなり、ステップS36は、モータ2の回転角度をハイパスフィルタに通すこととなる。また、ステップS35およびステップS37は不要となる。
このものの場合、図2に示したステップS39は、位相補償部出力から補助トルク勾配を算出することとなる。
このものの場合、図2に示したステップS39は、操舵トルク信号から補助トルク勾配を演算することとなる。
このものの場合も、上記と同様の効果を奏することができる。
このとき、任意に設定される所定のしきい値より大きい場合は、角度制御電流およびダンピング電流は、任意の第1のレベルに設定され、所定のしきい値以下の場合は、角度制御電流およびダンピング電流は、第1のレベルよりも低い第2のレベルに設定される。なお、第1のレベルおよび第2のレベルは、ともに互いの関係を保ったまま変化可能である。
このものの場合、補助トルク勾配が低い場合でも、よりトルクむらの発生を抑制することができる。
このものの場合、上記と同様に、補助トルク勾配が低い場合でも、よりトルクむらの発生を抑制することができる。
このものの場合も、上記と同様の効果を奏することができる。
Claims (8)
- 車両の運転者による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルクを補助するための補助トルクを発生するモータと、
少なくとも前記操舵トルクに基づいて、前記モータに通電すべき目標電流を算出する目標電流算出手段と
を備え、
前記目標電流算出手段は、前記操舵トルクに基づいて前記補助トルクに応じた補助トルク電流を算出するトルク制御手段と、
前記補助トルク電流から、前記補助トルク電流の前記操舵トルクに対する勾配である前記補助トルクの勾配を検出する補助トルク勾配検出手段と、
前記モータの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記回転角度に重畳する操舵周波数成分を除去する回転角度操舵成分除去手段と、
前記補助トルク勾配および前記回転角度に応じて、操舵の角度を制御して前記車両のステアリング制御系に生じる振動を抑制するための角度制御電流を算出する角度制御手段と、
前記補助トルク電流と前記角度制御電流とを加算して前記目標電流を算出する加算手段と
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 前記角度制御手段は、前記補助トルク勾配が所定のしきい値よりも大きい値を示す場合には、前記角度制御電流を第1のレベルに設定し、前記補助トルク勾配が前記しきい値以下を示す場合には、前記角度制御電流を、前記角度制御電流の第1のレベルよりも低い第2のレベルに設定する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制御装置。
- 前記角度制御手段は、前記角度制御電流の第2のレベルを0に設定することを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記目標電流算出手段は、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度に重畳する操舵周波数成分を除去する回転速度操舵成分除去手段と、
前記補助トルク勾配および前記回転速度に応じて、操舵の減衰特性を制御して前記車両のステアリング制御系に生じる振動を抑制するためのダンピング電流を算出するダンピング制御手段と、をさらに含み、
前記加算手段は、前記補助トルク電流と、前記角度制御電流と、前記ダンピング電流とを加算して前記目標電流を算出することを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング制御装置。 - 前記ダンピング制御手段は、前記補助トルク勾配が所定のしきい値よりも大きい値を示す場合には、前記ダンピング電流を第1のレベルに設定し、前記補助トルク勾配が前記しきい値以下を示す場合には、前記ダンピング電流を、前記ダンピング電流の第1のレベルよりも低い第2のレベルに設定することを特徴とする請求項4に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記ダンピング制御手段は、前記ダンピング電流の第2のレベルを0に設定することを特徴とする請求項5に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記車両の速度を検出する車速検出手段をさらに備え、
前記補助トルク勾配検出手段は、前記操舵トルクおよび前記車両の車速の少なくとも一方から前記補助トルク勾配を算出するための補助トルク勾配マップを含むことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング制御装置。 - 前記補助トルク勾配検出手段は、前記操舵トルクおよび前記補助トルクの前回検出値を記憶する前回トルク値記憶手段を含み、前記操舵トルクおよび前記補助トルクの今回検出値と前記前回検出値との差分に基づいて前記補助トルク勾配を算出することを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
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