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JP4698321B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP4698321B2 JP2005219427A JP2005219427A JP4698321B2 JP 4698321 B2 JP4698321 B2 JP 4698321B2 JP 2005219427 A JP2005219427 A JP 2005219427A JP 2005219427 A JP2005219427 A JP 2005219427A JP 4698321 B2 JP4698321 B2 JP 4698321B2
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Description

本発明は、自動車に搭載されステアリング操舵力を電動モータにより補助する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 device that is mounted on an automobile and assists a steering force with an electric motor.

電動パワーステアリング装置の操舵トルク制御は、基本的にステアリングホイールを操舵したときに、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクに応じた補助力をモータから操舵機構に与え、操舵力を補助するものである。   Steering torque control of the electric power steering apparatus basically assists the steering force by applying an assisting force corresponding to the steering torque applied to the steering shaft from the motor to the steering mechanism when the steering wheel is steered.

例えば、特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置では、コントロールユニットECUによりステアリングの舵角と車速に基づいて目標操舵トルクを導出し、同目標操舵トルクと検出された操舵トルクとの偏差に基づいてモータのフィードバック制御を行っている。   For example, in the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1, the control unit ECU derives a target steering torque based on the steering angle and the vehicle speed, and based on the deviation between the target steering torque and the detected steering torque. The motor feedback control.

特開2002−120743号公報JP 2002-120743 A

このように操舵トルクのフィードバック制御がなされる電動パワーステアリング装置において、走行中にステアリングを切り込んだ状態から略手放し状態にすると、検出される操舵トルクが略0となるので、目標操舵トルクとの偏差による大きな制御量とともに、走向車輪が路面から受けるセルフアライニングトルクが加わって、ステアリングの戻り速度が必要以上に速くなることがある。   In the electric power steering apparatus in which the feedback control of the steering torque is performed in this way, when the steering is turned into a state of letting it off while traveling, the detected steering torque becomes substantially zero, so that the deviation from the target steering torque In addition to the large amount of control, the self-aligning torque that the running wheel receives from the road surface is added, and the return speed of the steering may become higher than necessary.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ステアリングの略手放し状態で電動モータの制御量を制限して必要以上のステアリング戻り速度となるのを回避することができる電動パワーステアリング装置を供する点にある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to limit the control amount of the electric motor in a state where the steering is almost released and to avoid an excessive steering return speed. An electric power steering device is provided.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、ステアリング舵角を検出するステアリング舵角検出手段と、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてアシストモータの戻り上限出力を導出する戻り上限出力導出手段と、ステアリングが略手放し状態であると判断したときに前記フィードバック制御量演算手段により算出されたフィードバック制御量の出力を前記上限出力導出手段により導出された戻り上限出力以下に制限する出力制限処理手段とを備えた電動パワーステアリング装置とした。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus in which a driving force of an assist motor assists a steering force, a torque sensor for detecting a steering torque, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, Steering steering angle detection means for detecting a steering steering angle; target steering torque calculation processing for deriving a target steering torque based on the steering steering angle detected by the steering steering angle detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor Means, a feedback control amount calculation means for calculating a feedback control amount based on a difference between the target steering torque calculated by the target steering torque calculation means and the steering torque detected by the torque sensor, and the steering angle detection Steering angle detected by the vehicle and the vehicle speed sensor The return upper limit output deriving means for deriving the return upper limit output of the assist motor based on the vehicle speed detected by the vehicle, and the feedback control amount calculating means calculated by the feedback control amount calculating means when it is determined that the steering is in a substantially released state. The electric power steering apparatus includes output limiting processing means for limiting the output to a return upper limit output or less derived by the upper limit output deriving means.

請求項2記載の発明は、
前記戻り上限出力導出手段は、請求項1記載の電動パワーステアリング装置において、ステアリング舵角に対するベース戻り上限ステアリング角速度の予め設定された関係マップに基づき前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角に応じたベース戻り上限ステアリング角速度を抽出するベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段と、前記ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段により抽出されたベース戻り上限ステアリング角速度を前記車速センサにより検出された車速に基づき補正し戻り上限モータ角速度に換算する戻り上限モータ角速度演算手段と、前記戻り上限モータ角速度演算手段により算出された戻り上限モータ角速度を戻り上限出力に換算する戻り上限出力演算手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 2
2. The electric steering apparatus according to claim 1, wherein the return upper limit power deriving unit is a steering rudder angle detected by the steering rudder angle detecting unit based on a preset relationship map of a base return upper limit steering angular velocity with respect to a steering rudder angle. A base return upper limit steering angular speed extraction means for extracting a base return upper limit steering angular speed according to the vehicle speed, and a base return upper limit steering angular speed extracted by the base return upper limit steering angular speed extraction means based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. Return upper limit motor angular speed calculation means for converting to a return upper limit motor angular speed, and return upper limit output calculation means for converting a return upper limit motor angular speed calculated by the return upper limit motor angular speed calculation means into a return upper limit output To do.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の電動パワーステアリング装置において、前記戻り上限モータ角速度演算手段は、車速に対する車速補正係数の予め設定された関係マップに基づき前記車速センサにより検出された車速に応じた車速補正係数を抽出する車速補正係数抽出手段を備え、前記ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段により抽出されたベース戻り上限ステアリング角速度に前記車速補正係数抽出手段により抽出された車速補正係数を乗算して戻り上限ステアリング角速度を算出し、同戻り上限ステアリング角速度に減速比を乗算して戻り上限モータ角速度に換算することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the second aspect, the return upper limit motor angular speed calculating means is a vehicle speed detected by the vehicle speed sensor based on a preset relationship map of a vehicle speed correction coefficient with respect to the vehicle speed. Vehicle speed correction coefficient extracting means for extracting a vehicle speed correction coefficient corresponding to the vehicle speed correction coefficient, and multiplying the base return upper limit steering angular speed extracted by the base return upper limit steering angular speed extraction means by the vehicle speed correction coefficient extracted by the vehicle speed correction coefficient extraction means. Then, a return upper limit steering angular velocity is calculated, and the return upper limit steering angular velocity is multiplied by a reduction ratio to be converted into a return upper limit motor angular velocity.

請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの項記載の電動パワーステアリング装置において、前記目標操舵トルク演算処理手段は、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、前記ステアリング角速度演算手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, the target steering torque calculation processing means is a steering rudder angle detected by the steering rudder angle detecting means. And self-aligning torque calculating means for calculating self-aligning torque based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, steering based on the angular speed detected by the steering angular speed calculating means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. Friction torque calculating means for calculating the friction torque of the engine, and calculating the target steering torque by adding the friction torque calculated by the friction torque calculating means to the self-aligning torque calculated by the self-aligning torque calculating means. To do And features.

請求項1記載の電動パワーステアリング装置によれば、ステアリング舵角と車速に基づいてアシストモータの戻り上限出力を導出し、フィードバック制御量の出力を該戻り上限出力以下に制限するので、ステアリングが略手放し状態であるときに電動モータの制御量を制限して必要以上のステアリング戻り速度となるのを回避することができる。   According to the electric power steering apparatus of the first aspect, the return upper limit output of the assist motor is derived based on the steering angle and the vehicle speed, and the output of the feedback control amount is limited to the return upper limit output or less, so that the steering is substantially omitted. It is possible to avoid an excessive steering return speed by restricting the control amount of the electric motor when it is in the released state.

請求項2記載の電動パワーステアリング装置によれば、予め設定された関係マップに基づきステアリング舵角に応じたベース戻り上限ステアリング角速度を抽出し、車速に基づき補正し戻り上限モータ角速度に換算し、さらに戻り上限モータ角速度を換算して戻り上限出力を算出するので、所望の戻り上限出力以下に電動モータの制御量を確実に制限することができる。   According to the electric power steering apparatus according to claim 2, the base return upper limit steering angular velocity corresponding to the steering rudder angle is extracted based on a preset relation map, corrected based on the vehicle speed, converted to a return upper limit motor angular velocity, Since the return upper limit output is calculated by converting the return upper limit motor angular velocity, it is possible to reliably limit the control amount of the electric motor below the desired return upper limit output.

請求項3記載の電動パワーステアリング装置によれば、前記ベース戻り上限ステアリング角速度を車速により補正する車速補正係数を、車速に対する車速補正係数の予め設定された関係マップに基づき抽出するので、ベース戻り上限ステアリング角速度が車速に適切に補正され、より理想的な戻り上限出力を求めることができる。   According to the electric power steering apparatus of the third aspect, the vehicle speed correction coefficient for correcting the base return upper limit steering angular speed based on the vehicle speed is extracted based on a preset relationship map of the vehicle speed correction coefficient with respect to the vehicle speed. The steering angular velocity is appropriately corrected to the vehicle speed, and a more ideal return upper limit output can be obtained.

請求項4記載の電動パワーステアリング装置によれば、ステアリング舵角と車速に基づいて算出されたセルフアライニングトルクに、角速度と車速に基づいて算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクとするので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクを補うようにフリクショントルクが加算され、路面状況をフィードバック制御に反映させつつ路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。   According to the electric power steering apparatus of the fourth aspect, the target steering torque is obtained by adding the friction torque calculated based on the angular speed and the vehicle speed to the self-aligning torque calculated based on the steering angle and the vehicle speed. Therefore, friction torque is added to compensate for the self-aligning torque that becomes smaller especially at low vehicle speeds, and the effect of tire friction on the road surface is covered while reflecting the road surface condition in feedback control, providing a stable steering feeling at all times. Can be realized.

以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図13に基づいて説明する。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置1の全体の概略後面図を図1に示す。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic rear view of the entire electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment.

電動パワーステアリング装置1は、車両の左右方向(図1における左右方向に一致)に指向した略円筒状のラックハウジング2内にラック軸3が左右軸方向に摺動自在に収容されている。   In the electric power steering apparatus 1, a rack shaft 3 is accommodated in a substantially cylindrical rack housing 2 oriented in the left-right direction of the vehicle (coincident with the left-right direction in FIG. 1) so as to be slidable in the left-right axis direction.

ラックハウジング2の両端開口から突出したラック軸3の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッドが連結され、ラック軸3の移動によりタイロッドが動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。   Tie rods are connected to both ends of the rack shaft 3 projecting from the openings at both ends of the rack housing 2 via joints, respectively, and the tie rod is moved by the movement of the rack shaft 3, and the steered wheels of the vehicle are rotated via the steering mechanism. Steered.

ラックハウジング2の右端部にステアリングギヤボックス4が設けられている。
ステアリングギヤボックス4には、ステアリングホイール(図示せず)が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸5が軸受を介して回動自在に軸支されており、図2に示すように入力軸5はステアリングギヤボックス4内でトーションバー6を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸7と連結されている。
A steering gear box 4 is provided at the right end of the rack housing 2.
In the steering gear box 4, an input shaft 5 connected via a joint to a steering shaft to which a steering wheel (not shown) is integrally attached is rotatably supported via a bearing. As shown, the input shaft 5 is connected to the steering pinion shaft 7 via the torsion bar 6 in the steering gear box 4 so as to be capable of relative twisting.

この操舵ピニオン軸7のはす歯7aがラック軸3のラック歯3aと噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸5に伝達された操舵力は、トーションバー6を介して操舵ピニオン軸7を回動して操舵ピニオン軸7のはす歯7aとラック歯3aの噛合によりラック軸3を左右軸方向に摺動させる。
The helical teeth 7 a of the steering pinion shaft 7 are engaged with the rack teeth 3 a of the rack shaft 3.
Therefore, the steering force transmitted to the input shaft 5 by the turning operation of the steering wheel rotates the steering pinion shaft 7 via the torsion bar 6 and meshes with the helical teeth 7a of the steering pinion shaft 7 and the rack teeth 3a. The rack shaft 3 is slid in the left-right axis direction.

ラック軸3は、ラックガイドスプリング8に付勢されたラックガイド9により背後から押圧されている。   The rack shaft 3 is pressed from behind by a rack guide 9 biased by a rack guide spring 8.

ステアリングギヤボックス4の上部にはアシストモータMが取り付けられ、アシストモータMの駆動力を減速して操舵ピニオン軸7に伝達するウオーム減速機構10がステアリングギヤボックス4内に構成されている。   An assist motor M is attached to an upper portion of the steering gear box 4, and a worm reduction mechanism 10 that decelerates the driving force of the assist motor M and transmits it to the steering pinion shaft 7 is configured in the steering gear box 4.

ウオーム減速機構10は、操舵ピニオン軸7の上部に嵌着されたウオームホイール11にアシストモータMの駆動軸に同軸に連結されたウオーム12が噛合して構成されている。
アシストモータMの駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸7に作用させて操舵を補助する。
The worm speed reduction mechanism 10 is configured such that a worm wheel 11 fitted on the steering pinion shaft 7 is engaged with a worm 12 coaxially connected to a drive shaft of the assist motor M.
The driving force of the assist motor M is applied to the steering pinion shaft 7 via the worm reduction mechanism 10 to assist steering.

なお、図2には図示しないが、操舵ピニオン軸7にはステアリング舵角θを検出するステアリング舵角検出装置29が設けられている。   Although not shown in FIG. 2, the steering pinion shaft 7 is provided with a steering angle detector 29 that detects the steering angle θ.

ウオーム減速機構10のさらに上方に操舵トルクセンサ20が設けられている。
トーションバー6の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22,23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクTを検出している。
なお、トーションバー6の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。
A steering torque sensor 20 is provided further above the worm reduction mechanism 10.
The twist of the torsion bar 6 is converted into the movement of the core 21 in the axial direction, and the movement of the core 21 is changed into the inductance change of the coils 22 and 23 to detect the steering torque T.
A torque sensor that optically detects torsion of the torsion bar 6 may be used.

以上のようなアシストモータMを駆動制御して操舵力を補助する操舵トルク制御装置30の制御系のCPU等が搭載された制御基板がステアリングギヤボックス4内に収容されている。   A control board on which a control system CPU and the like of the steering torque control device 30 that drives and controls the assist motor M as described above to assist the steering force is mounted in the steering gear box 4.

この操舵トルク制御装置30の概略ブロック図を図3に示す。
操舵トルク制御装置30は、操舵トルクセンサ20により検出された操舵トルクT,車速センサ25により検出された車速v,ステアリング舵角検出装置29により検出されたステアリング舵角θが入力され、データ処理して、PWM制御信号(デューティ信号等)であるモータのフィードバック制御量Dをモータ駆動回路26に出力し、モータ駆動回路26がそのPWM制御信号に従ってアシストモータMを駆動する。
なお、モータ駆動回路26は、操舵トルク制御装置30側に設けてもよい。
A schematic block diagram of the steering torque control device 30 is shown in FIG.
The steering torque control device 30 receives the steering torque T detected by the steering torque sensor 20, the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25, and the steering angle θ detected by the steering angle detector 29, and performs data processing. Te, and outputs a PWM control signal the motor of the feedback control amount D M is (duty signal) to the motor drive circuit 26, a motor drive circuit 26 drives the assist motor M according to the PWM control signal.
The motor drive circuit 26 may be provided on the steering torque control device 30 side.

そして、操舵トルク制御装置30は、主に目標操舵トルク演算処理手段40、フィードバック制御量演算手段57、出力制限処理手段58を備え、その他に、ステアリング角速度演算手段50および戻り上限出力導出手段51とを有している。
そして、戻り上限出力導出手段51は、ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段52、車速補正係数抽出手段53、戻り上限モータ角速度演算手段54および戻り上限出力デューティ演算手段55を備えている。
The steering torque control device 30 mainly includes a target steering torque calculation processing means 40, a feedback control amount calculation means 57, and an output restriction processing means 58. In addition, a steering angular speed calculation means 50 and a return upper limit output derivation means 51 have.
The return upper limit output deriving means 51 includes a base return upper limit steering angular speed extraction means 52, a vehicle speed correction coefficient extraction means 53, a return upper limit motor angular speed calculation means 54, and a return upper limit output duty calculation means 55.

ステアリング角速度演算手段50は、前記ステアリング舵角検出装置29が検出したステアリング舵角θを時間微分してステアリング角速度ωを算出する。
そして、同ステアリング角速度ωとステアリング舵角θおよび前記車速センサ25が検出した車速vに基づいて目標操舵トルク演算処理手段40が目標操舵トルクTmを演算する。
The steering angular velocity calculation means 50 calculates the steering angular velocity ω by time differentiation of the steering angle θ detected by the steering angle detector 29.
Based on the steering angular velocity ω, the steering angle θ, and the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25, the target steering torque calculation processing means 40 calculates the target steering torque Tm.

該目標操舵トルク演算処理手段40について図4ないし図9に基づいて説明する。
図4は、目標操舵トルク演算処理手段40の概略ブロック図であり、同図4に示すように、目標操舵トルク演算処理手段40は、セルフアライニングトルク演算手段41とフリクショントルク演算手段45の2つの演算手段からなる。
The target steering torque calculation processing means 40 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic block diagram of the target steering torque calculation processing means 40. As shown in FIG. 4, the target steering torque calculation processing means 40 includes two self-aligning torque calculation means 41 and friction torque calculation means 45. It consists of two computing means.

セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42とセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43とを備える。
セルフアライニングベーストルク抽出手段42は、基準車速におけるステアリング舵角に対するセルフアライニングベーストルクの関係を記憶するセルフアライニングベーストルク(SABT)記憶手段42aからステアリング舵角θに基づいてセルフアライニングベーストルクTsbを抽出する。
The self-aligning torque calculating unit 41 includes a self-aligning base torque extracting unit 42 and a self-aligning torque multiplication coefficient extracting unit 43.
The self-aligning base torque extracting means 42 is based on the steering angle θ from the self-aligning base torque (SABT) storage means 42a that stores the relationship of the self-aligning base torque to the steering angle at the reference vehicle speed. Torque Tsb is extracted.

セルフアライニングベーストルク記憶手段42aが記憶する基準車速Voにおけるステアリング舵角θに対するセルフアライニングベーストルクTsbの関係マップを、図5の座標に示す。
図5において、横軸のステアリング舵角θは、正の値が右舵角(θ>0)、負の値が左舵角(θ<0)を示す。
A relationship map of the self-aligning base torque Tsb with respect to the steering angle θ at the reference vehicle speed Vo stored in the self-aligning base torque storage means 42a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 5, as for the steering angle θ on the horizontal axis, a positive value indicates a right steering angle (θ> 0), and a negative value indicates a left steering angle (θ <0).

ここに、縦軸のセルフアライニングベーストルクTsbは、正の値が右方向トルク(Tsb>0)、負の値が左方向トルク(Tsb<0)であって、実際のセルフアライニングトルク(走向車輪が路面から受けるトルクであり、走向車輪を直進姿勢に復元するように働く力)の反力として示している。
したがって、例えば右舵角θ(>0)が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のセルフアライニングベーストルクTsb(>0)が大きくなる。
Here, as for the self-aligning base torque Tsb on the vertical axis, the positive value is the right direction torque (Tsb> 0), the negative value is the left direction torque (Tsb <0), and the actual self-aligning torque ( This is the torque that the running wheel receives from the road surface, and is shown as the reaction force of the force that works to restore the running wheel to a straight running posture.
Therefore, for example, when the right steering angle θ (> 0) increases, the self-aligning base torque Tsb (> 0) in the right direction opposite to the actual direction increases.

セルフアライニングトルク演算手段41が備えるもう一つのセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43は、車速に対するセルフアライニングトルク乗算係数を記憶するセルフアライニングトルク(SAT)乗算係数記憶手段43aから車速vに基づいてセルフアライニングトルク乗算係数ksを抽出する。   Another self-aligning torque multiplication coefficient extraction means 43 provided in the self-aligning torque calculation means 41 is changed from the self-aligning torque (SAT) multiplication coefficient storage means 43a for storing the self-aligning torque multiplication coefficient with respect to the vehicle speed to the vehicle speed v. Based on this, a self-aligning torque multiplication coefficient ks is extracted.

セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段43aが記憶する車速vに対するセルフアライニングトルク乗算係数ksの関係マップを、図6の座標に示す。
図6において、車速vの増加に従いセルフアライニングトルク乗算係数ksの値は上昇している。
基準車速Voのとき、セルフアライニングトルク乗算係数ks=1.0である。
A relationship map of the self-aligning torque multiplication coefficient ks with respect to the vehicle speed v stored in the self-aligning torque multiplication coefficient storage means 43a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 6, the value of the self-aligning torque multiplication coefficient ks increases as the vehicle speed v increases.
At the reference vehicle speed Vo, the self-aligning torque multiplication coefficient ks = 1.0.

セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42がステアリング舵角θに基づいて抽出したセルフアライニングベーストルクTsbに、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43が車速vに基づいて抽出したセルフアライニングトルク乗算係数ksを、乗算手段44により乗算して、セルフアライニングトルクTsを算出する。
なお、このセルフアライニングトルクTsは、実際のセルフアライニングトルクの反力としてのセルフアライニングトルクである。
The self-aligning torque calculating means 41 is based on the self-aligning base torque Tsb extracted by the self-aligning base torque extracting means 42 based on the steering angle θ, and the self-aligning torque multiplication coefficient extracting means 43 is based on the vehicle speed v. Multiplication means 44 multiplies the extracted self-aligning torque multiplication coefficient ks to calculate self-aligning torque Ts.
The self-aligning torque Ts is a self-aligning torque as a reaction force of the actual self-aligning torque.

セルフアライニングベーストルクTsbにセルフアライニングトルク乗算係数ksを乗算することにより、セルフアライニングトルクTsは、車速vが基準車速Voより小さくなる程セルフアライニングベーストルクTsbが減少し、基準車速Voより大きくなる程増幅する。   By multiplying the self-aligning base torque Tsb by the self-aligning torque multiplication coefficient ks, the self-aligning torque Ts decreases as the vehicle speed v becomes lower than the reference vehicle speed Vo, and the reference vehicle speed Vo. The larger it is, the more it will be amplified.

一方、フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46とフリクショントルク乗算係数抽出手段47とを備える。
フリクションベーストルク抽出手段46は、停車時における角速度に対するフリクションベーストルクの関係を記憶するフリクションベーストルク(FBT)記憶手段46aから角速度ωに基づいてフリクションベーストルクTfbを抽出する。
On the other hand, the friction torque calculation means 45 includes a friction base torque extraction means 46 and a friction torque multiplication coefficient extraction means 47.
The friction base torque extraction means 46 extracts the friction base torque Tfb based on the angular speed ω from the friction base torque (FBT) storage means 46a that stores the relationship of the friction base torque to the angular speed when the vehicle is stopped.

フリクションベーストルク記憶手段46aが記憶する停車時(車速v=0)における角速度ωに対するフリクションベーストルクTfbの関係マップを、図7の座標に示す。
図7において、横軸の角速度ωは、正の値が右方向の角速度(ω>0)、負の値が左方向の角速度(ω<0)を示す。
A relationship map of the friction base torque Tfb with respect to the angular speed ω at the time of stopping (vehicle speed v = 0) stored in the friction base torque storage means 46a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 7, as for the angular velocity ω on the horizontal axis, a positive value indicates an angular velocity in the right direction (ω> 0), and a negative value indicates an angular velocity in the left direction (ω <0).

縦軸のフリクションベーストルクTfbは、正の値が右方向トルク(Tfb>0)、負の値が左方向トルク(Tfb<0)であって、実際のタイヤ等の摩擦相当の反力として示している。
したがって、例えば右方向の角速度ω(>0)が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のフリクションベーストルクTfb(>0)が大きくなり、前記セルフアライニングベーストルクTsbに比べ低いトルクで略一定になる。
The friction base torque Tfb on the vertical axis indicates a right direction torque (Tfb> 0) as a positive value and a left direction torque (Tfb <0) as a negative value. ing.
Therefore, for example, when the angular velocity ω (> 0) in the right direction increases, the friction base torque Tfb (> 0) in the right direction opposite to the actual direction increases, and the torque is lower than the self-aligning base torque Tsb. It becomes almost constant.

フリクショントルク演算手段45が備えるもう一つのフリクショントルク乗算係数抽出手段47は、車速に対するフリクショントルク乗算係数を記憶するフリクショントルク(FT)乗算係数記憶手段47aから車速vに基づいてフリクショントルク乗算係数kfを抽出する。   Another friction torque multiplication coefficient extraction means 47 provided in the friction torque calculation means 45 obtains the friction torque multiplication coefficient kf based on the vehicle speed v from the friction torque (FT) multiplication coefficient storage means 47a for storing the friction torque multiplication coefficient for the vehicle speed. Extract.

フリクショントルク乗算係数記憶手段47aが記憶する車速vに対するフリクショントルク乗算係数kfの関係マップを、図8の座標に示す。
図8において、車速v=0(停車時)のとき、フリクショントルク乗算係数kfの値は、1.0を示し、車速vが停車時から高くなるに従いフリクショントルク乗算係数kfの値は減少し、約20km/hを過ぎる辺りから略一定の値(約0.5)となっている。
A relationship map of the friction torque multiplication coefficient kf with respect to the vehicle speed v stored in the friction torque multiplication coefficient storage means 47a is shown in the coordinates of FIG.
In FIG. 8, when the vehicle speed v = 0 (when the vehicle is stopped), the value of the friction torque multiplication coefficient kf is 1.0, and the value of the friction torque multiplication coefficient kf decreases as the vehicle speed v increases from when the vehicle stops. The value is almost constant (about 0.5) from around / h.

フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46が角速度ωに基づいて抽出したフリクションベーストルクTfbに、フリクショントルク乗算係数抽出手段47が車速vに基づいて抽出したフリクショントルク乗算係数kfを、乗算手段48により乗算して、フリクショントルクTfを算出する。
なお、このフリクショントルクTfは、実際のフリクショントルクの反力としてのフリクショントルクである。
The friction torque calculation means 45 multiplies the friction base torque Tfb extracted by the friction base torque extraction means 46 based on the angular velocity ω by the friction torque multiplication coefficient kf extracted by the friction torque multiplication coefficient extraction means 47 based on the vehicle speed v. Multiply by means 48 to calculate the friction torque Tf.
The friction torque Tf is a friction torque as a reaction force of the actual friction torque.

フリクションベーストルクTfbにフリクショントルク乗算係数kfを乗算することにより、フリクショントルクTfは、車速vが約20km/hまではフリクションベーストルクTfbが徐々に減少し、約20km/hを過ぎると略半減する状態が継続する。   By multiplying the friction base torque Tfb by the friction torque multiplication coefficient kf, the friction torque Tf gradually decreases until the vehicle speed v is about 20 km / h, and is substantially halved after about 20 km / h. The state continues.

セルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクTsと、フリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクTfとは、加算手段49により加算されて目標操舵トルクTmが算出される。   The self-aligning torque Ts calculated by the self-aligning torque calculating means 41 and the friction torque Tf calculated by the friction torque calculating means 45 are added by the adding means 49 to calculate the target steering torque Tm.

セルフアライニングトルクTsは、特に低車速で小さくなるが、フリクショントルクTfは低車速でこれを補うように比較的大きい値を示すので、セルフアライニングトルクTsにフリクショントルクTfが加算されることで、低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響を補うことができる。   The self-aligning torque Ts decreases particularly at low vehicle speeds, but the friction torque Tf exhibits a relatively large value so as to compensate for this at low vehicle speeds. Therefore, the friction torque Tf is added to the self-aligning torque Ts. The effect of tire friction on the road surface that appears greatly at low vehicle speeds can be compensated.

以上の目標操舵トルクTmが算出されるまでの処理手順を、図9にフローチャートで示す。
まず、ステアリング舵角検出手段29が検出したステアリング舵角θを読込み(ステップ1)、角速度演算手段50により角速度ωを算出し(ステップ2)、車速センサ25により検出した車速vを読込む(ステップ3)。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure until the above target steering torque Tm is calculated.
First, the steering angle θ detected by the steering angle detector 29 is read (step 1), the angular velocity ω is calculated by the angular velocity calculator 50 (step 2), and the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25 is read (step 2). 3).

次いで、セルフアライニングベーストルク抽出手段42によりステアリング舵角θに基づきセルフアライニングベーストルクTsbを抽出し(ステップ4)、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43により車速vに基づきセルフアライニングトルク乗算係数ksを抽出し(ステップ5)、セルフアライニングベーストルクTsbにセルフアライニングトルク乗算係数ksを乗算してセルフアライニングトルクTsを算出する(ステップ6)。   Next, the self-aligning base torque extracting means 42 extracts the self-aligning base torque Tsb based on the steering angle θ (step 4), and the self-aligning torque multiplication coefficient extracting means 43 extracts the self-aligning torque based on the vehicle speed v. The coefficient ks is extracted (step 5), and the self-aligning torque Ts is calculated by multiplying the self-aligning base torque Tsb by the self-aligning torque multiplication coefficient ks (step 6).

次に、フリクションベーストルク抽出手段46により角速度ωに基づいてフリクションベーストルクTfbを抽出し(ステップ7)、フリクショントルク乗算係数抽出手段47により車速vに基づきフリクショントルク乗算係数kfを抽出し(ステップ8)、フリクションベーストルクTfbにフリクショントルク乗算係数kfを乗算してフリクショントルクTfを算出する(ステップ9)。   Next, the friction base torque extraction means 46 extracts the friction base torque Tfb based on the angular velocity ω (step 7), and the friction torque multiplication coefficient extraction means 47 extracts the friction torque multiplication coefficient kf based on the vehicle speed v (step 8). ), The friction torque Tf is calculated by multiplying the friction base torque Tfb by the friction torque multiplication coefficient kf (step 9).

そして、ステップ10において、セルフアライニングトルクTsにフリクショントルクTfを加算して目標操舵トルクTmを算出する。
以上の各ステップの処理が繰り返し実行される。
In step 10, the target steering torque Tm is calculated by adding the friction torque Tf to the self-aligning torque Ts.
The processes of the above steps are repeatedly executed.

こうして算出された目標操舵トルクTmは、図3を参照して、減算手段56により前記操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクTとの偏差ΔT(=Tm−T)が算出され、フィードバック制御量演算手段57に入力される。   With respect to the target steering torque Tm thus calculated, a deviation ΔT (= Tm−T) from the steering torque T detected by the steering torque sensor 20 is calculated by the subtracting means 56 with reference to FIG. Input to means 57.

フィードバック制御量演算手段57は、PI(比例・積分)制御手段とPWM制御信号発生手段とからなり、PI制御手段が偏差ΔTから偏差ΔTを0にして目標操舵トルクTmを得るためにP(比例)動作とI(積分)動作を組み合わせてフィードバックの最適制御量を算出し、同最適制御量をPWM制御信号発生手段がPWM制御のデューティのフィードバックデューティDfbに変換して出力制限処理手段58に出力する。   The feedback control amount calculating means 57 comprises PI (proportional / integral) control means and PWM control signal generating means, and P (proportional) is used for the PI control means to obtain the target steering torque Tm by setting the deviation ΔT to 0 from the deviation ΔT. ) The optimum control amount of feedback is calculated by combining the operation and the I (integration) operation, and the optimum control amount is converted into the feedback duty Dfb of the PWM control duty by the PWM control signal generating means and output to the output restriction processing means 58 To do.

一方で、ステアリング舵角検出装置29により検出されたステアリング舵角θおよび車速センサ25により検出された車速vに基づき戻り上限出力デューティDが、戻り上限出力導出手段51により導出されるが、その処理手順を図10のフローチャートに従って説明する。 On the other hand, the return upper limit output duty DL is derived by the return upper limit output deriving means 51 based on the steering angle θ detected by the steering angle detection device 29 and the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 25. The processing procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップ21において、ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段52によりステアリング舵角θからベース戻り上限ステアリング角速度ωBLを抽出する。
ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段52は、所定の基準車速におけるステアリング舵角θに対するベース戻り上限ステアリング角速度ωBLの関係マップを備えており、同関係マップを図11に座標で示す。
First, in step 21, extracting the base return upper steering angular velocity omega BL from the steering angle θ by the base back upper steering angular velocity extraction device 52.
Base back upper steering angular velocity extraction device 52 is provided with a relation map of the base return upper steering angular velocity omega BL for the steering angle θ in a predetermined reference vehicle speed, indicated by the coordinates of the same relation map in Figure 11.

図11において、横軸がステアリング舵角θで、縦軸がベース戻り上限ステアリング角速度ωBLを示しており、両者の対応が関係曲線で示されている。
すなわち、基準車速においてステアリング舵角θに対して上限となるステアリング角速度ωBLを所望の関係にあるように予め設定したものである。
したがって、ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段52は、同関係マップに基づきステアリング舵角θからベース戻り上限ステアリング角速度ωBLを抽出する。
11, the horizontal axis is the steering angle theta, the vertical axis represents the base return upper steering angular velocity omega BL, their correspondence is shown in relation curve.
In other words, the steering angular speed ω BL that is the upper limit with respect to the steering angle θ at the reference vehicle speed is set in advance so as to have a desired relationship.
Therefore, the base return upper limit steering angular velocity extraction means 52 extracts the base return upper limit steering angular velocity ω BL from the steering angle θ based on the relationship map.

次のステップ22では、車速補正係数抽出手段53により車速vから車速補正係数Kvを抽出する。
車速補正係数抽出手段53は、車速vに対する車速補正係数Kvの関係マップを備えている。
図12は、同関係マップを座標で示したもので、横軸が車速vで、縦軸が車速補正係数Kvであり、両者の対応が関係曲線で示されている。
In the next step 22, the vehicle speed correction coefficient Kv is extracted from the vehicle speed v by the vehicle speed correction coefficient extraction means 53.
The vehicle speed correction coefficient extracting means 53 includes a relationship map of the vehicle speed correction coefficient Kv with respect to the vehicle speed v.
FIG. 12 shows the relationship map in coordinates, where the horizontal axis is the vehicle speed v, the vertical axis is the vehicle speed correction coefficient Kv, and the correspondence between the two is shown by a relationship curve.

次のステップ23では、ベース戻り上限ステアリング角速度ωBLに車速補正係数Kvを乗算補正して車速vにおける戻り上限ステアリング角速度ωSL(=ωBL×Kv)を算出する。
さらに、次のステップ24で、戻り上限ステアリング角速度ωSLにウオーム減速機構10の減速比N(>1)を乗算して戻り上限モータ角速度ωML(=ωSL×N)に換算する。
In the next step 23, the return upper limit steering angular velocity ω SL (= ω BL × Kv) at the vehicle speed v is calculated by multiplying and correcting the base return upper limit steering angular velocity ω BL by the vehicle speed correction coefficient Kv.
Further, in the next step 24, the return upper limit steering angular speed ω SL is multiplied by the reduction ratio N (> 1) of the worm reduction mechanism 10 to convert it to the return upper limit motor angular speed ω ML (= ω SL × N).

この戻り上限ステアリング角速度ωSLおよび戻り上限モータ角速度ωMLは、戻り上限モータ角速度演算手段54がステアリング舵角θと車速vを入力して演算処理して算出される。 The return upper limit steering angular speed ω SL and the return upper limit motor angular speed ω ML are calculated by the return upper limit motor angular speed calculating means 54 by inputting the steering angle θ and the vehicle speed v and performing arithmetic processing.

そして、次のステップ25では、戻り上限出力デューティ演算手段55により戻り上限モータ角速度ωMLを戻り上限出力デューティDに換算する。
すなわち、戻り上限モータ角速度ωMLに誘起電圧定数kを乗算することで、戻り上限モータ電圧とし、この戻り上限モータ電圧をモータMの電源電圧Vで除算して戻り上限出力デューティD(=ωML×k/V)を算出する。
以上のようにして、ステアリング舵角θと車速vから上限出力デューティDを導出する。
Then, in the next step 25, it converts the upper motor angular velocity omega ML returns the return limit output duty calculating means 55 returns to the upper limit output duty D L.
That is, the return upper limit motor angular speed ω ML is multiplied by the induced voltage constant k E to obtain a return upper limit motor voltage, and this return upper limit motor voltage is divided by the power supply voltage V B of the motor M to return upper limit output duty D L ( = Ω ML × k E / V B ).
As described above, the upper limit output duty DL is derived from the steering angle θ and the vehicle speed v.

上限出力デューティDの導出例を以下に記述する。
ウオーム減速機構10の減速比Nが15(15:1)で、モータMの誘起電圧定数kが0.3(V/rps)、電源電圧Vが14(V)とする。
車速vが60(km/h)のときの上限出力デューティDを求める。
車速vに対する車速補正係数Kvの関係マップ(図12)から車速vが60(km/h)のとき、車速補正係数Kvは2である。
Describing the example of deriving the limit output duty D L below.
Reduction ratio N of the worm speed reduction mechanism 10 is 15: (15 1), the induced voltage constant k E of the motor M is 0.3 (V / rps), the power supply voltage V B is the 14 (V).
Vehicle speed v is determined an upper limit output duty D L when the 60 (km / h).
The vehicle speed correction coefficient Kv is 2 when the vehicle speed v is 60 (km / h) from the relationship map of the vehicle speed correction coefficient Kv with respect to the vehicle speed v (FIG. 12).

以上の条件下で、ステアリング舵角θが360(deg)の場合、ステアリング舵角θに対するベース戻り上限ステアリング角速度ωBLの関係マップ(図11)からベース戻り上限ステアリング角速度ωBLとして360(deg/s)が抽出される。 Under the above conditions, when the steering angle θ is 360 (deg), the base return upper limit steering angular velocity ω BL is 360 (deg / deg.) From the relationship map of the base return upper limit steering angular velocity ω BL to the steering angle θ (FIG. 11). s) is extracted.

すると、
戻り上限ステアリング角速度ωSL=ωBL×Kv=360×2=720(deg/s)=2(rps)
戻り上限モータ角速度ωML=ωSL×N=2×15=30(rps)
戻り上限出力デューティD=ωML×k/V=30×0.3/14=9/14=64.3(%)
となり、戻り上限出力デューティDは、64.3(%)である。
Then
Return upper limit steering angular velocity ω SL = ω BL × Kv = 360 × 2 = 720 (deg / s) = 2 (rps)
Return upper limit motor angular velocity ω ML = ω SL × N = 2 × 15 = 30 (rps)
Return upper limit output duty D L = ω ML × k E / V B = 30 × 0.3 / 14 = 9/14 = 64.3 (%)
Next, the return limit output duty D L, a 64.3 (%).

また、上記条件下で、ステアリング舵角θが20(deg)の場合は、ステアリング舵角θに対するベース戻り上限ステアリング角速度ωBLの関係マップ(図11)からベース戻り上限ステアリング角速度ωBLとして70(deg/s)が抽出される。 Further, under the above conditions, when the steering angle θ is 20 (deg), the base return upper limit steering angular velocity ω BL is 70 (from the relationship map of the base return upper limit steering angular velocity ω BL to the steering angle θ (FIG. 11) ( deg / s) is extracted.

したがって、
戻り上限ステアリング角速度ωSL=ωBL×Kv=70×2=140(deg/s)=0.39(rps)
戻り上限モータ角速度ωML=ωSL×N=0.39×15=5.83(rps)
戻り上限出力デューティD=ωML×k/V=5.83×0.3/14=12.5(%)
となり、戻り上限出力デューティDは、12.5(%)である。
Therefore,
Return upper limit steering angular velocity ω SL = ω BL × Kv = 70 × 2 = 140 (deg / s) = 0.39 (rps)
Return upper limit motor angular velocity ω ML = ω SL × N = 0.39 × 15 = 5.83 (rps)
Return upper limit output duty D L = ω ML × k E / V B = 5.83 × 0.3 / 14 = 12.5 (%)
Thus, the return upper limit output duty DL is 12.5 (%).

このようにして戻り上限出力導出手段51により導出された上限出力デューティDは、出力制限処理手段58に入力され、同出力制限処理手段58に前記したようにフィードバック制御量演算手段57から別途入力されたフィードバックデューティDfbのモータ駆動回路26への出力が制限される。 The upper limit output duty D L derived by the upper limit output deriving means 51 back in this manner is input to the output restriction processing unit 58, input separately from the feedback control amount calculation means 57 as described above in the output restriction processing means 58 The output of the feedback duty Dfb to the motor drive circuit 26 is limited.

この出力制限処理手段58による出力制限の処理手順を図13のフローチャートに示し説明する。
まず、ステップ31で、ステアリングが略手放し状態にあるか否かを判別する。
ステアリングの略手放し状態は、ステアリング舵角θが0(直進)でなく操舵トルクセンサ20の検出する操舵トルクTが0または0近傍にあるかで判断することができる。
走行中にステアリングが略手放し状態にあるときは、直進でなければ通常ステアリングは戻りの状態にある。
The output restriction processing procedure by the output restriction processing means 58 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step 31, it is determined whether or not the steering is in a state of letting it go.
The state where the steering is almost released can be determined based on whether the steering angle θ is not 0 (straight forward) or the steering torque T detected by the steering torque sensor 20 is 0 or in the vicinity of 0.
When the steering is in a state of letting go while traveling, the steering is normally in a return state unless it is going straight.

略手放し状態にあると判別されたときはステップ32に飛び、略手放し状態でないと判別されたときはステップ33に進む。
略手放し状態でないと判別されステップ33に進んだときは、モータ駆動回路26に出力する出力デューティDとしてフィードバック制御量演算手段57により算出されたフィードバックデューティDfbを制限することなく、そのまま使用する(D=Dfb)。
When it is determined that the hand is in the substantially released state, the process jumps to step 32, and when it is determined that the hand is not in the substantially released state, the process proceeds to step 33.
When it proceeds to step 33 is determined not to be substantially parted state, without limiting the feedback duty Dfb calculated by the feedback control amount calculation means 57 as the output duty D M to be outputted to the motor drive circuit 26 is used as such ( D M = Dfb).

ステアリングが略手放し状態にあると判別されステップ32に飛んだときは、フィードバック制御量演算手段57により算出されたフィードバックデューティDfbが、戻り上限出力導出手段51により導出された上限出力デューティDを超えているか否かを判別する。 When the steering flew and the determination step 32 is substantially parted state, feedback duty Dfb calculated by the feedback control amount calculation means 57, exceeds the upper limit output duty D L derived by back upper output deriving means 51 It is determined whether or not.

フィードバックデューティDfbが上限出力デューティDを超えていなければ(Dfb≦D)、ステップ33に進み、出力デューティDとしてフィードバックデューティDfbをそのまま使用する(D=Dfb)。
逆に、フィードバックデューティDfbが上限出力デューティDを超えていれば(Dfb>D)、ステップ34に進み、出力デューティDとして上限出力デューティDを使用する(D=D)。
If the feedback duty Dfb does not exceed the upper limit output duty D L (Dfb ≦ D L) , the process proceeds to step 33 and used as a feedback duty Dfb as the output duty D M (D M = Dfb) .
Conversely, if the feedback duty Dfb exceeds the upper limit output duty D L (Dfb> D L), the process proceeds to step 34, using the upper limit output duty D L as the output duty D M (D M = D L ).

すなわち、ステアリングが略手放し状態にあるときは、出力デューティDは、常に上限出力デューティD以下に制限される。
したがって、ステアリングの略手放し状態で電動モータの制御量を制限して必要以上のステアリング戻り速度となるのを回避することができる。
That is, when the steering is in a state of letting go, the output duty DM is always limited to the upper limit output duty DL or less.
Therefore, the control amount of the electric motor can be limited in a state in which the steering is almost released, and an excessive steering return speed can be avoided.

通常の操舵において出力デューティDとして使用されるフィードバックデューティDfbを、ステアリングの略手放し状態のときに上限出力デューティDで制限するので、通常の操舵には影響しない。 Feedback duty Dfb used in conventional steering as an output duty D M, because it limits at the upper limit output duty D L when the substantially parted state of the steering does not affect the normal steering.

すなわち、ステアリングの切り込み時はもちろんのこと、ステアリングの戻り状態でセルフアライニングトルクが小さいときにも、トルクフィードバック制御によるモータ駆動によりモータによる補助が得られる。   That is, not only at the time of turning the steering, but also when the self-aligning torque is small in the returning state of the steering, assistance by the motor can be obtained by driving the motor by torque feedback control.

さらに、本操舵トルク制御装置30は、目標操舵トルク演算処理手段40がセルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクTsにフリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクTfを加算して目標操舵トルクTmを求めているので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクTsをフリクショントルクTfが補い、路面状況を操舵フィーリングに適度に反映させつつ低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。   Further, in the present steering torque control device 30, the target steering torque calculation processing means 40 adds the friction torque Tf calculated by the friction torque calculation means 45 to the self-aligning torque Ts calculated by the self-aligning torque calculation means 41. Since the target steering torque Tm is obtained, the self-aligning torque Ts, which is reduced particularly at low vehicle speeds, is supplemented by the friction torque Tf, and the road surface condition appears on the road surface which appears greatly at low vehicle speeds while appropriately reflecting the road surface condition to the steering feeling. Covering the effects of tire friction, etc., a stable steering feeling can be achieved at all times.

本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体の概略後面図である。1 is a schematic rear view of an entire electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. ステアリングギヤボックス内の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure in a steering gear box. 操舵トルク制御装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a steering torque control device. 目標操舵トルク演算処理手段の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a target steering torque calculation processing means. 基準車速におけるステアリング舵角θに対するセルフアライニングベーストルクTsbの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the self-aligning base torque Tsb with respect to steering angle (theta) in a reference | standard vehicle speed by a coordinate. 車速vに対するセルフアライニングトルク乗算係数ksの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the self-aligning torque multiplication coefficient ks with respect to the vehicle speed v by a coordinate. 停車時における角速度ωに対するフリクションベーストルクTfbの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of friction base torque Tfb with respect to angular velocity (omega) at the time of a stop by a coordinate. 車速vに対するフリクショントルク乗算係数kfの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the friction torque multiplication coefficient kf with respect to the vehicle speed v by a coordinate. 目標操舵トルクの算出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process sequence of target steering torque. 戻り上限出力デューティDを導出する処理手順を示すフローチャートである。Return is a flowchart showing a processing procedure of deriving the maximum output duty D L. ステアリング舵角θに対するベース戻り上限ステアリング角速度ωBLの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of base return upper limit steering angular velocity (omega) BL with respect to steering angle (theta) by a coordinate. 車速vに対する車速補正係数Kvの関係マップを座標で示す図である。It is a figure which shows the relationship map of the vehicle speed correction coefficient Kv with respect to the vehicle speed v by a coordinate. 出力制限処理手段による出力制限の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the output restriction by an output restriction processing means.

符号の説明Explanation of symbols

M…アシストモータ、1…電動パワーステアリング装置、2…ラックハウジング、3…ラック軸、4…ステアリングギヤボックス、5…入力軸、6…トーションバー、7…操舵ピニオン軸、8…ラックガイドスプリング、9…ラックガイド、10…ウオーム減速機構、11…ウオームホイール、12…ウオーム、20…操舵トルクセンサ、21…コア、22,23…コイル、25…車速センサ、26…モータ駆動回路、29…ステアリング舵角検出装置、
30…操舵トルク制御装置、
40…目標操舵トルク演算処理手段、41…セルフアライニングトルク演算手段、42…セルフアライニングベーストルク抽出手段、42a…セルフアライニングベーストルク記憶手段、43…セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段、43a…セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段、44…乗算手段、45…フリクショントルク演算手段、46…フリクションベーストルク抽出手段、46a…フリクションベーストルク記憶手段、47…フリクショントルク乗算係数抽出手段、47a…フリクショントルク乗算係数記憶手段、48…乗算手段、49…加算手段、
50…ステアリング角速度演算手段、51…戻り上限出力導出手段、52…ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段、53…車速補正係数抽出手段、54…戻り上限モータ角速度演算手段、55…戻り上限出力デューティ演算手段、56…減算手段、57…フィードバック制御量演算手段、58…出力制限処理手段。
M: Assist motor, 1 ... Electric power steering device, 2 ... Rack housing, 3 ... Rack shaft, 4 ... Steering gear box, 5 ... Input shaft, 6 ... Torsion bar, 7 ... Steering pinion shaft, 8 ... Rack guide spring, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Rack guide, 10 ... Worm deceleration mechanism, 11 ... Worm wheel, 12 ... Worm, 20 ... Steering torque sensor, 21 ... Core, 22, 23 ... Coil, 25 ... Vehicle speed sensor, 26 ... Motor drive circuit, 29 ... Steering Rudder angle detector,
30 ... Steering torque control device,
40 ... Target steering torque calculation processing means, 41 ... Self-aligning torque calculation means, 42 ... Self-aligning base torque extraction means, 42a ... Self-aligning base torque storage means, 43 ... Self-aligning torque multiplication coefficient extraction means, 43a ... Self-aligning torque multiplication coefficient storage means 44 ... Multiplication means 45 ... Friction torque calculation means 46 ... Friction base torque extraction means 46a ... Friction base torque storage means 47 ... Friction torque multiplication coefficient extraction means 47a ... Friction Torque multiplication coefficient storage means, 48 ... multiplication means, 49 ... addition means,
50: Steering angular velocity calculating means 51: Return upper limit output deriving means 52 ... Base return upper limit steering angular speed extracting means 53: Vehicle speed correction coefficient extracting means 54: Return upper limit motor angular speed calculating means 55: Return upper limit output duty calculating means 56 ... Subtraction means, 57 ... Feedback control amount calculation means, 58 ... Output restriction processing means.

Claims (4)

アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、
ステアリング舵角を検出するステアリング舵角検出手段と、
前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、
前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、
前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてアシストモータの戻り上限出力を導出する戻り上限出力導出手段と、
ステアリングが略手放し状態であると判断したときに前記フィードバック制御量演算手段により算出されたフィードバック制御量の出力を前記上限出力導出手段により導出された戻り上限出力以下に制限する出力制限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。
In the electric power steering device in which the driving force of the assist motor assists the steering force,
A torque sensor for detecting steering torque;
A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed;
Steering angle detection means for detecting the steering angle;
Target steering torque calculation processing means for deriving a target steering torque based on the steering angle detected by the steering angle detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
Feedback control amount calculation means for calculating a feedback control amount based on a difference between the target steering torque calculated by the target steering torque calculation means and the steering torque detected by the torque sensor;
Return upper limit output deriving means for deriving a return upper limit output of the assist motor based on the steering rudder angle detected by the steering rudder angle detecting means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor;
Output limiting processing means for limiting the output of the feedback control amount calculated by the feedback control amount calculating means to be less than or equal to the return upper limit output derived by the upper limit output deriving means when it is determined that the steering is in a substantially released state. An electric power steering apparatus comprising:
前記戻り上限出力導出手段は、
ステアリング舵角に対するベース戻り上限ステアリング角速度の予め設定された関係マップに基づき前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角に応じたベース戻り上限ステアリング角速度を抽出するベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段と、
前記ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段により抽出されたベース戻り上限ステアリング角速度を前記車速センサにより検出された車速に基づき補正し戻り上限モータ角速度に換算する戻り上限モータ角速度演算手段と、
前記戻り上限モータ角速度演算手段により算出された戻り上限モータ角速度を戻り上限出力に換算する戻り上限出力演算手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
The return upper limit output deriving means includes:
A base return upper limit steering angular speed extraction means for extracting a base return upper limit steering angular speed according to the steering rudder angle detected by the steering rudder angle detection means based on a preset relation map of the base return upper limit steering angular speed relative to the steering rudder angle; ,
Return upper limit motor angular speed calculation means for correcting the base return upper limit steering angular speed extracted by the base return upper limit steering angular speed extraction means based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor and converting it to a return upper limit motor angular speed;
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising return upper limit output calculation means for converting the return upper limit motor angular speed calculated by the return upper limit motor angular speed calculation means into a return upper limit output.
前記戻り上限モータ角速度演算手段は、
車速に対する車速補正係数の予め設定された関係マップに基づき前記車速センサにより検出された車速に応じた車速補正係数を抽出する車速補正係数抽出手段を備え、
前記ベース戻り上限ステアリング角速度抽出手段により抽出されたベース戻り上限ステアリング角速度に前記車速補正係数抽出手段により抽出された車速補正係数を乗算して戻り上限ステアリング角速度を算出し、
同戻り上限ステアリング角速度に減速比を乗算して戻り上限モータ角速度に換算することを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング装置。
The return upper limit motor angular velocity calculating means is
Vehicle speed correction coefficient extracting means for extracting a vehicle speed correction coefficient corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor based on a preset relationship map of the vehicle speed correction coefficient with respect to the vehicle speed;
Multiplying the base return upper limit steering angular speed extracted by the base return upper limit steering angular speed extraction means by the vehicle speed correction coefficient extracted by the vehicle speed correction coefficient extraction means to calculate a return upper limit steering angular speed;
3. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the return upper limit steering angular velocity is multiplied by a reduction ratio to be converted into a return upper limit motor angular velocity.
前記目標操舵トルク演算処理手段は、前記ステアリング舵角検出手段により検出されたステアリング舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、前記ステアリング角速度演算手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかの項記載の電動パワーステアリング装置。

The target steering torque calculation processing means calculates self-aligning torque based on the steering angle detected by the steering angle detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor; Self-aligning calculated by the self-aligning torque calculating means, comprising: friction torque calculating means for calculating steering friction torque based on the angular speed detected by the steering angular speed calculating means and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 4. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the target steering torque is calculated by adding the friction torque calculated by the friction torque calculating means to the torque.

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