JP2003175837A - Control device for electric power steering device - Google Patents
Control device for electric power steering deviceInfo
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 不感帯幅の設定を操舵トルクに応じて変動さ
せることにより、逆起電力の測定誤差による影響を避け
ると共に、操舵感を向上させた電動パワーステアリング
装置の制御装置を提供する。
【解決手段】 ステアリングシャフトに発生する操舵ト
ルクに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、
モータの電流値とから演算した電流制御値に基いてステ
アリング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御す
るようになっている電動パワーステアリング装置の制御
装置において、前記モータの電圧及び電流からモータ角
加速度を推定し、前記モータ角加速度推定値が所定の微
小範囲にある場合に角加速度を零とみなす不感帯幅を与
える機能を設け、前記モータ角加速度推定値の不感帯幅
を操舵トルクの関数とする。
(57) [Problem] To provide a control device for an electric power steering device in which a setting of a dead zone width is varied according to a steering torque, thereby avoiding an influence due to a measurement error of a back electromotive force and improving a steering feeling. provide. SOLUTION: A steering assist command value calculated by a calculation means based on a steering torque generated in a steering shaft;
A control device for an electric power steering device adapted to control the motor for applying a steering assisting force to a steering mechanism based on a current control value calculated from the current value of the motor and a motor angle based on a voltage and a current of the motor. A function of estimating acceleration and providing a dead band width that assumes angular acceleration to be zero when the motor angular acceleration estimated value is within a predetermined minute range is provided, and the dead band width of the motor angular acceleration estimated value is set as a function of steering torque. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に角加
速度に対する不感帯幅の設定を操舵トルク(入力トル
ク)の関数、又は車両のヨーレート及び横加速度の関数
で可変させ、運転のすっきりさと安定性を向上した電動
パワーステアリング装置の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an electric power steering system which applies a steering assisting force by a motor to a steering system of an automobile or a vehicle, and more particularly to setting a dead band width for an angular acceleration by a steering torque ( The present invention relates to a control device for an electric power steering device that is made variable by a function of input torque) or a function of a yaw rate and lateral acceleration of a vehicle to improve driving cleanliness and stability.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車や車両のステアリング装置をモー
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機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
ック軸に補助負荷付勢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は、アシストトルク
(操舵補助トルク)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、電流制御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−ティ比の調整で行っている。2. Description of the Related Art An electric power steering system for energizing a steering system of an automobile or a vehicle with an auxiliary load by a rotational force of a motor uses a transmission mechanism such as a gear or a belt to transmit a driving force of the motor through a reduction gear to a steering shaft or An auxiliary load is applied to the rack shaft. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of the motor current in order to accurately generate the assist torque (steering assist torque). The feedback control adjusts the motor applied voltage so that the difference between the current control value and the motor current detection value becomes small. The adjustment of the motor applied voltage is generally PWM (pulse width modulation).
This is done by adjusting the duty ratio of control.
【0003】ここで、電動パワーステアリング装置の一
般的な構成を図9に示して説明すると、ステアリングホ
イール1の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント
4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て走行車輪の
タイロッド6に結合されている。軸2には、ステアリン
グホイール1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10
が設けられており、ステアリングホイール1の操舵力を
補助するモータ20が減速ギア3を介して軸2に結合さ
れている。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14からイ
グニションキー11を経て電力が供給され、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T、車速センサ12で検出された車速Vに基いて
アシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算さ
れた操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電
流を制御する。Here, a general structure of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 9, in which the shaft 2 of the steering wheel 1 passes through a reduction gear 3, universal joints 4a and 4b, and a pinion rack mechanism 5 to form a traveling wheel. It is connected to the tie rod 6. The shaft 2 has a torque sensor 10 for detecting the steering torque of the steering wheel 1.
Is provided and a motor 20 for assisting the steering force of the steering wheel 1 is coupled to the shaft 2 via a reduction gear 3. Electric power is supplied to the control unit (ECU) 30 that controls the power steering device from the battery 14 via the ignition key 11, and the control unit 30 detects the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed sensor 12. The steering assist command value I of the assist command is calculated based on the vehicle speed V, and the current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I.
【0004】コントロールユニット30は主としてCP
U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10のようにな
る。The control unit 30 is mainly a CP
Although it is composed of U, the general function executed by the program inside the CPU is shown in FIG.
【0005】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で検出されて入力され
る操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相
補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルク
TAが操舵補助指令値演算器32に入力される。また、
車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演
算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、
入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ2
0に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値I
を決定する。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力さ
れると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワー
ド系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差
(I−i)は比例演算器35に入力されると共に、フィ
ードバック系の特性を改善するための積分演算器36に
入力される。微分補償器34及び積分補償器36の出力
も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算
結果である電流制御値Eが、モータ駆動信号としてモー
タ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流
値iはモータ電流検出回路38で検出され、検出された
モータ電流値iは減算器30Aに入力されてフィードバ
ックされる。To explain the function and operation of the control unit 30, the steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated and phase-compensated by the phase compensator 31 in order to enhance the stability of the steering system. The steering torque TA is input to the steering assist command value calculator 32. Also,
The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value calculator 32 is
The motor 2 based on the input steering torque TA and vehicle speed V
Steering assist command value I which is the control target value of the current supplied to 0
To decide. The steering assist command value I is input to the subtractor 30A and also to the feed-forward differential compensator 34 for increasing the response speed, and the deviation (I-i) of the subtractor 30A is input to the proportional calculator 35. At the same time, it is input to the integration calculator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integral compensator 36 are also added and input to the adder 30B, and the current control value E that is the addition result of the adder 30B is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal. The motor current value i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and the detected motor current value i is input to the subtractor 30A and fed back.
【0006】ここにおいて、電動パワーステアリング装
置では操舵感を良くするため、モータの電流及び電圧か
らモータ角加速度の推定を行ったり、別途センサを設け
てモータ角加速度を検出したりしている。このように検
出したり推定したモータ角加速度の値をモータの制御演
算に利用することがあるが、推定により角加速度を得て
いる場合、一般に逆起電力の測定誤差による影響を避け
るため、角加速度の小さい領域に不感帯を設けている
(例えば特開平10−338152、特許第28249
26号、特開平8−175404)。舵角センサを用い
たとしても、微分によるノイズ、LSBの影響から何ら
かの不感帯が必要となる。この角加速度推定値を操舵感
向上のための制御に利用している場合、この制御も不感
帯の影響を受けることになる。Here, in the electric power steering device, in order to improve the steering feeling, the motor angular acceleration is estimated from the current and voltage of the motor, or a separate sensor is provided to detect the motor angular acceleration. The value of the motor angular acceleration detected or estimated in this way may be used for motor control calculation.However, when the angular acceleration is obtained by estimation, in order to avoid the influence of the measurement error of the back electromotive force, A dead zone is provided in a region where the acceleration is small (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-338152 and Japanese Patent No. 28249).
26, JP-A-8-175404). Even if the steering angle sensor is used, some dead zone is necessary due to the influence of noise due to differentiation and LSB. When this estimated angular acceleration value is used for control for improving the steering feeling, this control is also affected by the dead zone.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述のように角加速度
の小さい領域に不感帯を設けた場合、不感帯幅を狭くす
れば、軽い力で操舵しているときなど角加速度が小さい
領域でも、角加速度を利用した制御を有効にし、操舵感
を高めることができる。しかしながら、不感帯幅を狭く
した場合には、角加速度小での角加速度推定値の誤差が
目立ち易く、ステアリングホイールの微小振動やフィー
リングの悪化を招く。つまり、不感帯幅を狭くすれば、
精度の良い中立点付近の操舵感向上の制御を行うことが
できるが、その精度の問題からむらや振動を引き起こし
たりする。また、不感帯幅を広く設定すれば逆の問題が
起きてしまう。角加速度推定値は角速度推定値(の微
分)から求められるので、この誤差はモータ電流が大き
くなるほど、抵抗値モデルの誤差等の影響で大きくなっ
てしまう。When the dead zone is provided in the area where the angular acceleration is small as described above, if the dead zone width is narrowed, even if the angular acceleration is small such as when steering with a light force, the angular acceleration is small. It is possible to make effective the control utilizing, and to enhance the steering feeling. However, when the dead zone width is narrowed, an error in the estimated value of angular acceleration when the angular acceleration is small is conspicuous, which causes minute vibration of the steering wheel and deterioration of feeling. In other words, if the dead band width is narrowed,
Although it is possible to control the steering feeling improvement in the vicinity of the neutral point with high accuracy, unevenness or vibration is caused due to the problem of the accuracy. If the dead zone width is set wide, the opposite problem will occur. Since the estimated value of angular acceleration is obtained from (differential of) the estimated value of angular velocity, this error becomes larger due to the influence of the error of the resistance value model as the motor current increases.
【0008】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、角加速度推定値に対する不
感帯幅の設定を操舵トルク、車両のヨーレート、横加速
度に応じて変動させることにより、常時運転のすっきり
さと安定性を向上できるようにした電動パワーステアリ
ング装置の制御装置を提供することにある。The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to change the setting of the dead band width for the estimated value of the angular acceleration in accordance with the steering torque, the yaw rate of the vehicle, and the lateral acceleration. An object of the present invention is to provide a control device for an electric power steering device that can improve the cleanliness and stability of constant driving.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
シャフトに発生する操舵トルクに基いて演算手段で演算
された操舵補助指令値と、モータの電流値とから演算し
た電流制御値に基いてステアリング機構に操舵補助力を
与える前記モータを制御するようになっている電動パワ
ーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明
の上記目的は、前記モータの電圧及び電流からモータ角
加速度を推定し、前記モータ角加速度推定値が所定の微
小範囲にある場合に角加速度を零とみなす不感帯幅を与
える機能を設け、前記不感帯幅を前記操舵トルクの関数
(例えば線形関数)とすることにより達成される。The present invention is directed to steering based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated by a calculation means based on a steering torque generated on a steering shaft and a motor current value. The present invention relates to a control device for an electric power steering device configured to control the motor that applies a steering assist force to a mechanism. The object of the present invention is to estimate a motor angular acceleration from a voltage and a current of the motor, This is achieved by providing a function of giving a dead band width in which the angular acceleration is regarded as zero when the motor angular acceleration estimated value is within a predetermined minute range, and using the dead band width as a function (for example, a linear function) of the steering torque.
【0010】また、前記不感帯を車両のヨーレート、横
加速度の関数とすることで、車両のアライメントや路面
の摩擦係数の影響を低減することができる。Further, by making the dead zone a function of the yaw rate and lateral acceleration of the vehicle, it is possible to reduce the influence of the vehicle alignment and the friction coefficient of the road surface.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】電動パワーステアリング装置で
は、操舵感を良くするために、センサで検出したモータ
角加速度又は演算で推定したモータ角加速度の値を、モ
ータの制御演算に利用することがある。この場合、角加
速度推定値が所定の微小範囲にあるとき、角加速度を零
として扱う不感帯幅を持たせるのが一般的である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In an electric power steering apparatus, a motor angular acceleration detected by a sensor or a motor angular acceleration value estimated by calculation may be used for motor control calculation in order to improve steering feeling. . In this case, when the estimated value of angular acceleration is within a predetermined minute range, it is common to have a dead zone width in which the angular acceleration is treated as zero.
【0012】本発明では、モータ角加速度推定値の不感
帯幅の設定を操舵トルク、車両のヨーレート、横加速度
の関数にし、操舵トルク、車両のヨーレート、横加速度
が小さいときに不感帯幅を小さくし、操舵トルクが大き
いときに不感帯幅を大きくすることにより、直進時など
ドライバが軽い力で中立点付近の操舵をしているとき
も、操舵感を高めるための制御を有効にし、なおかつ高
トルクでの操舵をした際のむらや振動も抑えるようにし
ている。In the present invention, the setting of the dead band width of the motor angular acceleration estimated value is made a function of the steering torque, the vehicle yaw rate, and the lateral acceleration, and the dead band width is reduced when the steering torque, the vehicle yaw rate, and the lateral acceleration are small, By increasing the dead band width when the steering torque is large, the control for enhancing the steering feeling is enabled even when the driver is steering near the neutral point with a light force such as when going straight, and the high torque The unevenness and vibration when steering is also suppressed.
【0013】以下に、本発明の実施例を、図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は本発明の制御機能ブロック図であ
り、トルクセンサからの操舵トルクTは操舵補助指令値
演算部100及びセンタ応答性改善部101に入力さ
れ、各出力が加算器102に入力され、その加算結果が
トルク制御演算部103に入力されている。センタ応答
性改善部101は、アシスト特性不感帯での安定性確
保、静摩擦の補償を行う。トルク制御演算部103の出
力信号はモータロス電流補償部104に入力され、その
出力が加算器105を経て最大電流制限部106に入力
され、最大電流制限部106で最大電流値が制限されて
電流制御部110に入力される。モータロス電流補償部
104は、モータ電流が流れてもモータ出力に現れない
電流を上乗せして、モータ出力トルク0からの立ち上り
を改善し、最大電流制限部106は、電流指令値の最大
値が定格電流となるように制限している。電流制御部1
10の出力は、Hブリッジ特性補償部111を経て電流
ドライブ回路112に入力され、これによりモータ11
3を駆動する。FIG. 1 is a control function block diagram of the present invention. The steering torque T from a torque sensor is input to a steering assist command value calculation unit 100 and a center responsiveness improvement unit 101, and each output is input to an adder 102. The addition result is input to the torque control calculation unit 103. The center responsiveness improving unit 101 secures stability in the assist characteristic dead zone and compensates for static friction. The output signal of the torque control calculation unit 103 is input to the motor loss current compensation unit 104, the output thereof is input to the maximum current limiting unit 106 via the adder 105, and the maximum current limiting unit 106 limits the maximum current value to control the current. It is input to the section 110. The motor loss current compensating unit 104 improves the rise from the motor output torque 0 by adding a current that does not appear in the motor output even if the motor current flows, and the maximum current limiting unit 106 sets the maximum value of the current command value to the rated value. It is limited to the current. Current control unit 1
The output of 10 is input to the current drive circuit 112 via the H-bridge characteristic compensating section 111, whereby the motor 11
Drive 3
【0015】モータ113のモータ電流iは、モータ電
流オフセット補正部120を経てモータ角速度推定部1
21、電流ドライブ切換部122及び電流制御部110
に入力され、モータ端子電圧Vmはモータ角速度推定部
121に入力される。モータ角速度推定部121で推定
された角速度ωはモータ角加速度推定部・慣性補償部1
23、モータロストルク補償部124及びヨーレート推
定部125に入力され、ヨーレート推定部125の出力
は収れん制御部126に入力され、収れん制御部126
及びモータロストルク補償部124の各出力は加算器1
27で加算され、その加算結果が加算器102に入力さ
れる。モータ角加速度推定部・慣性補償部123はモー
タ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクから排除し、
慣性感のない操舵感にし、収れん制御部126は車両の
ヨーの収れん性を改善するために、ステアリングホイー
ルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっ
ており、モータロストルク補償部124はモータ113
のロストルクの発生する方向、つまりモータ113の回
転方向に対してロストルク相当のアシストを行う。ロス
トルクはモ−タの出力トルクのうち、モ−タの構造に基
く摩擦損失及び磁気的要因に基く損失であり、このよう
なロストルクは、直進走行時に僅かな操舵が行われたと
きに操舵方向に対して意図しない力が付加されたり、反
対方向の力が付加されたりして操舵感覚を悪化させるも
のである。また、電流ディザ信号発生部130が設けら
れており、電流ディザ信号発生部130及びモータ角加
速度推定部・慣性補償部123の各出力が加算器131
で加算され、その加算結果が加算器105に入力されて
いる。電流ディザ信号発生部130は、モータが静摩擦
で張り付いてしまうのを防止する。The motor current i of the motor 113 passes through the motor current offset correction unit 120 and the motor angular velocity estimation unit 1
21, current drive switching unit 122 and current control unit 110
The motor terminal voltage Vm is input to the motor angular velocity estimation unit 121. The angular velocity ω estimated by the motor angular velocity estimation unit 121 is the motor angular acceleration estimation unit / inertia compensation unit 1
23, the motor loss torque compensating unit 124, and the yaw rate estimating unit 125, and the output of the yaw rate estimating unit 125 is input to the convergence control unit 126, and the convergence control unit 126.
And each output of the motor loss torque compensation unit 124 is an adder 1
The addition is performed at 27, and the addition result is input to the adder 102. The motor angular acceleration estimator / inertia compensator 123 removes the torque that accelerates / decelerates the motor inertia from the steering torque,
In order to make the steering feeling without inertia, and to improve the convergence of the yaw of the vehicle, the convergence control unit 126 applies a brake to the swinging motion of the steering wheel. Motor 113
In the direction in which the loss torque is generated, that is, in the rotation direction of the motor 113, assistance corresponding to the loss torque is performed. The loss torque is a friction loss based on the structure of the motor and a loss due to a magnetic factor in the output torque of the motor, and such a loss torque is a steering direction when a slight steering is performed during straight running. An unintended force is applied to the steering wheel or a force in the opposite direction is applied to the steering wheel to deteriorate the steering feeling. Further, a current dither signal generation unit 130 is provided, and the outputs of the current dither signal generation unit 130 and the motor angular acceleration estimation unit / inertia compensation unit 123 are added by an adder 131.
Is added and the addition result is input to the adder 105. The current dither signal generator 130 prevents the motor from sticking due to static friction.
【0016】ここにおいて、本発明ではモータ角加速度
推定部・慣性補償部123のモータ角加速度推定におい
て、モータ角加速度推定値が所定の微小範囲にある場合
に角加速度を零とみなす不感帯を設けている。即ち、モ
ータ角加速度推定部・慣性補償部123はモータ角速度
推定部121からの角速度推定値ωを微分することによ
って角加速度推定値*ωを得るが、図2に示すように、
この角加速度推定値*ω(角加速度推定値1)に更に不
感帯幅aを設けたもの(角加速度推定値2)を加算器1
31に出力して制御演算に利用する。また、舵角センサ
を用いる場合でも、同様の不感帯を設けて加算器131
に出力する。図2に示す不感帯幅aの設定を、操舵トル
クT及び定数bを用いて、下記(1)式の線形関数に基
づいて可変する。According to the present invention, in the estimation of the motor angular acceleration of the motor angular acceleration estimator / inertia compensator 123, a dead zone is provided in which the angular acceleration is regarded as zero when the estimated value of the motor angular acceleration is within a predetermined minute range. There is. That is, the motor angular acceleration estimation unit / inertia compensation unit 123 obtains the angular acceleration estimated value * ω by differentiating the angular velocity estimated value ω from the motor angular velocity estimation unit 121, but as shown in FIG.
The estimated value of angular acceleration * ω (estimated value of angular acceleration 1) further provided with a dead zone width a (estimated value of angular acceleration 2) is the adder 1
It is output to 31 and used for control calculation. Even when the rudder angle sensor is used, a similar dead zone is provided and the adder 131
Output to. The setting of the dead zone width a shown in FIG. 2 is changed based on the linear function of the following equation (1) using the steering torque T and the constant b.
【0017】a=b×T …(1)
従って、操舵トルクTが大きくなると不感帯aが大きく
なり、操舵トルクTが小さくなると不感帯aが小さくな
る。A = b × T (1) Therefore, the dead zone a increases as the steering torque T increases, and the dead zone a decreases as the steering torque T decreases.
【0018】或いは、同じく不感帯幅aの設定を、車両
のヨーレートγ及び定数b、又は車両の横加速度G及び
定数bを用いて、下記(2)式及び(3)式の線形関数
に基づいて可変する。Alternatively, similarly, the dead zone width a is set by using the yaw rate γ and the constant b of the vehicle or the lateral acceleration G and the constant b of the vehicle based on the linear functions of the following equations (2) and (3). Change.
【0019】a=b×γ …(2)
a=b×G …(3)
或いは、以下のように不感帯幅aを操舵トルクT、ヨー
レートγ、横加速度Gのうちの2つ以上を組み合わせた
関数とすることもできる。A = b × γ (2) a = b × G (3) Alternatively, the dead zone width a is combined with two or more of the steering torque T, the yaw rate γ, and the lateral acceleration G as follows. It can also be a function.
【0020】a=f(T,γ,G) …(4)
なお、モータ角速度ω[rad/sec]の推定は、次の
ようにして行われる。モータ端子電圧Vm[V]は、モー
タ逆起電力定数をKe[V・s/rad]、モータ電流を
i[A]、モータ巻線抵抗をRm[Ω]とすると、下記
(5)式で表される。A = f (T, γ, G) (4) The motor angular velocity ω [rad / sec] is estimated as follows. The motor terminal voltage Vm [V] is expressed by the following formula (5), where the motor back electromotive force constant is Ke [Vs / rad], the motor current is i [A], and the motor winding resistance is Rm [Ω]. expressed.
【0021】
Vm=Ke・ω+i・Rm …(5)
従って、モータ角速度ω[rad/sec]は、下記
(6)式となる。Vm = Keω + iRm (5) Therefore, the motor angular velocity ω [rad / sec] is expressed by the following equation (6).
【0022】
ω=(Vm−i・Rm)/Ke …(6)
上述のように本発明では、角加速度推定値*ωに対する
不感帯幅aを操舵トルクTの小さいときに狭く、操舵ト
ルクTの大きいときに広くするようになっており、ドラ
イバが軽い力で中立点付近の操舵をしているときも、操
舵感を高めるための制御が有効に作用する。また、据え
切り、高G旋回時等の高トルクでの操舵では不感帯幅a
が広くなるので、むらや振動を抑えることができる。更
に、車両のヨーレートや横加速度の関数で不感帯幅aを
設定した場合、車両のアライメントや路面の摩擦係数変
化の影響を受けずに上記効果を得ることができる。Ω = (Vm−i · Rm) / Ke (6) As described above, in the present invention, the dead zone width a for the estimated angular acceleration value * ω is narrow when the steering torque T is small and the steering torque T is small. When the driver is steering near the neutral point with a light force, the control for enhancing the steering feeling works effectively. In addition, dead zone width a in steering with high torque such as stationary steering and high G turning.
Since it becomes wider, unevenness and vibration can be suppressed. Further, when the dead zone width a is set by a function of the yaw rate or lateral acceleration of the vehicle, the above effect can be obtained without being affected by the alignment of the vehicle and the change of the friction coefficient of the road surface.
【0023】次に、図1の他の部分の構成を簡単に説明
する。本例では先ずセンタ応答性改善部101を図3に
示すように、位相補償部101A、近似微分部101B
及びゲイン設定部101Cで構成とし、位相補償部10
1Aを図4に示す周波数特性とし、近似微分部101B
を図5に示す周波数特性とする。これにより、位相補償
と近似微分との合成特性は図6に示すようになる。ま
た、ゲイン設定部101Cでは、車速V及び操舵トルク
Tによってゲインを切り換えて設定する。更に、ステア
リングホイールが急に戻されるような不安な操舵感を低
減し、保舵を安定させるため、操舵トルク大で、かつ操
舵トルク変化率大かつ操舵トルク減少方向の場合にゲイ
ンを小さくする。Next, the structure of the other parts of FIG. 1 will be briefly described. In this example, first, the center responsiveness improving unit 101 is provided with a phase compensating unit 101A and an approximate differentiating unit 101B as shown in FIG.
And the gain setting unit 101C, and the phase compensation unit 10
1A is the frequency characteristic shown in FIG.
Are frequency characteristics shown in FIG. As a result, the combined characteristic of the phase compensation and the approximate differentiation is as shown in FIG. The gain setting unit 101C switches and sets the gain according to the vehicle speed V and the steering torque T. Further, in order to reduce the uncomfortable steering feeling such that the steering wheel is suddenly returned and stabilize the steering, the gain is reduced when the steering torque is large, the steering torque change rate is large, and the steering torque is decreasing.
【0024】また、本発明では操舵補助指令値演算部1
00におけるアシスト量の計算において、3つの代表車
速(0、V1、V2Km/h)によるアシスト特性を基
本特性として設定し、その他の車速では車速補間ゲイン
に応じて各基本特性間を車速2Km/h毎の補間を行
う。そして、アシスト特性の車速設定範囲0〜V2Km
/h、分解能2Km/hとする。基本アシスト特性(ト
ルク対電流)は図7に示すものであり、0Km/h=I
o特性、V1=Ia特性、V2=Ib特性で表わされて
いる。そして、その他の車速についての車速補間演算
は、図8で示す車速(Km/h)対車速補間係数γで2
Km/h毎に行う。車速0〜V1のとき、アシスト電流
IはI=Ia(T)+γ(V)(Io(T)−Ia
(T))であり、車速(V1+2)〜V2Km/hのと
き、アシスト電流IはI=Ib(T)+γ(V)(Ia
(T)−Ib(T))である。Further, in the present invention, the steering assist command value calculation unit 1
In the calculation of the assist amount at 00, the assist characteristics at three representative vehicle speeds (0, V1, V2Km / h) are set as the basic characteristics, and at other vehicle speeds, the vehicle speeds of 2 km / h are set between the basic characteristics according to the vehicle speed interpolation gain. Interpolate for each. Then, the vehicle speed setting range of the assist characteristic is 0 to V2Km.
/ H, and the resolution is 2 km / h. The basic assist characteristic (torque vs. current) is shown in FIG. 7, and 0 km / h = I
o characteristics, V1 = Ia characteristics, and V2 = Ib characteristics. Then, the vehicle speed interpolation calculation for other vehicle speeds is performed by the vehicle speed (Km / h) vs. vehicle speed interpolation coefficient γ shown in FIG.
Perform every Km / h. When the vehicle speed is 0 to V1, the assist current I is I = Ia (T) + γ (V) (Io (T) −Ia
(T)), and when the vehicle speed is (V1 + 2) to V2Km / h, the assist current I is I = Ib (T) + γ (V) (Ia
(T) -Ib (T)).
【0025】なお、上述では不感帯幅aを操舵トルク
T、ヨーレートγ、横加速度Gの線形関数で可変してい
るが、非線型関数で可変することも可能である。Although the dead zone width a is changed by the linear function of the steering torque T, the yaw rate γ and the lateral acceleration G in the above description, it may be changed by a non-linear function.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明では、モータ角加速度推定値の不
感帯幅の設定を操舵トルクの関数にし、操舵トルクが小
さいときに不感帯幅を小さくし、操舵トルクが大きいと
きに不感帯幅を大きくしている。このため、直進時など
ドライバが軽い力で中立点付近の操舵をしているとき
も、操舵感を高めるための制御が有効に作用し、据え切
り、高G旋回等の高トルクでの操舵においても、むらや
振動を抑えることができ、常時快適な操舵フィーリング
を得ることができる。According to the present invention, the dead band width of the estimated motor angular acceleration is set as a function of the steering torque, and the dead band width is reduced when the steering torque is small and the dead band width is increased when the steering torque is large. There is. Therefore, even when the driver is steering near the neutral point with a light force such as when going straight, the control for enhancing the steering feeling effectively works, and in steering with high torque such as stationary steering and high G turning. Also, unevenness and vibration can be suppressed, and a comfortable steering feeling can always be obtained.
【0027】また、車両のヨーレート、横加速度の関数
とすることで、車両のアライメントや路面の摩擦係数に
よる影響を低減することができる。By using the functions of the yaw rate and the lateral acceleration of the vehicle, it is possible to reduce the influence of the vehicle alignment and the friction coefficient of the road surface.
【図1】本発明の制御機能ブロック図である。FIG. 1 is a control function block diagram of the present invention.
【図2】本発明の不感帯を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a dead zone of the present invention.
【図3】センタ応答改善部のブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of a center response improving unit.
【図4】位相補償部の特性例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a characteristic example of a phase compensation unit.
【図5】近似微分部の特性例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a characteristic example of an approximate differentiating unit.
【図6】位相補償部及び近似微分部の合成特性を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a combined characteristic of a phase compensation unit and an approximate differentiation unit.
【図7】基本アシスト特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing basic assist characteristics.
【図8】車速補間演算の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a vehicle speed interpolation calculation.
【図9】電動パワーステアリングの一般例を示す機構図
である。FIG. 9 is a mechanism diagram showing a general example of electric power steering.
【図10】コントロールユニットの一般的な内部構成を
示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a general internal configuration of a control unit.
【符号の説明】 10 トルクセンサ 12 車速センサ 20 モータ 30 コントロールユニット 100 操舵補助指令値演算部 101 センタ応答性改善部 103 トルク制御演算部 110 電流制御部 112 電流ドライブ回路 113 モータ 121 モータ角速度推定部 124 モータロストルク補償部 125 ヨーレート推定部 126 収れん制御部[Explanation of symbols] 10 Torque sensor 12 vehicle speed sensor 20 motor 30 control unit 100 Steering assistance command value calculator 101 Center Response Improvement Section 103 Torque control calculation unit 110 Current controller 112 Current drive circuit 113 motor 121 Motor angular velocity estimation unit 124 Motor loss torque compensation unit 125 Yaw rate estimation unit 126 Convergence controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B62D 137:00 B62D 137:00 (72)発明者 遠藤 修司 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 村田 正博 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 阪田 勝利 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 静岡県裾野市御宿1200番地 トヨタ自動車 株式会社内 Fターム(参考) 3D032 CC08 DA15 DA23 DA29 DA33 DA64 DA65 EB06 3D033 CA13 CA16 CA20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme code (reference) B62D 137: 00 B62D 137: 00 (72) Inventor Shuji Endo 78 Toba-cho, Maebashi-shi, Gunma Nippon Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Murata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Victory Sakata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Kobayashi 1200, Onjuku, Susono-shi, Shizuoka Toyota Motor Corporation F-term (reference) 3D032 CC08 DA15 DA23 DA29 DA33 DA64 DA65 EB06 3D033 CA13 CA16 CA20
Claims (3)
クに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、モ
ータの電流値とから演算した電流制御値に基いてステア
リング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御する
ようになっている電動パワーステアリング装置の制御装
置において、前記モータの電圧及び電流からモータ角加
速度を推定し、前記モータ角加速度推定値が所定の微小
範囲にある場合に角加速度を零とみなす不感帯幅を与え
る機能を有し、前記不感帯幅を前記操舵トルクの関数に
したことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制
御装置。1. A steering assist force is applied to a steering mechanism on the basis of a current control value calculated from a steering assist command value calculated by a calculating means based on a steering torque generated on a steering shaft and a motor current value. In a control device for an electric power steering device adapted to control a motor, the motor angular acceleration is estimated from the voltage and current of the motor, and the angular acceleration is estimated when the estimated motor angular acceleration value is within a predetermined minute range. A control device for an electric power steering system, which has a function of giving a dead band width that is regarded as zero, wherein the dead band width is a function of the steering torque.
クに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、モ
ータの電流値とから演算した電流制御値に基いてステア
リング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御する
ようになっている電動パワーステアリング装置の制御装
置において、前記モータの電圧及び電流からモータ角加
速度を推定し、前記モータ角加速度推定値が所定の微小
範囲にある場合に角加速度を零とみなす不感帯幅を与え
る機能を有し、前記不感帯幅を車両のヨーレート、横加
速度の関数にしたことを特徴とする電動パワーステアリ
ング装置の制御装置。2. A steering assist force is applied to a steering mechanism based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated by a calculation means based on a steering torque generated on a steering shaft and a motor current value. In a control device for an electric power steering device adapted to control a motor, the motor angular acceleration is estimated from the voltage and current of the motor, and the angular acceleration is estimated when the estimated motor angular acceleration value is within a predetermined minute range. A control device for an electric power steering device, having a function of giving a dead band width regarded as zero, wherein the dead band width is a function of a yaw rate and a lateral acceleration of a vehicle.
項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置の制御
装置。3. The control device for an electric power steering system according to claim 1, wherein the function is a linear or non-linear function.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100761210B1 (en) | 2006-03-16 | 2007-09-21 | 현대모비스 주식회사 | EPS torque noise reduction device |
JP2014065492A (en) * | 2013-11-21 | 2014-04-17 | Nsk Ltd | Electric power steering device |
JP2015063274A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering device |
CN106452204A (en) * | 2016-10-26 | 2017-02-22 | 重庆大学 | Intelligent snow cleaning robot straight line walking control method |
-
2001
- 2001-12-11 JP JP2001377088A patent/JP2003175837A/en active Pending
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