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JP5050542B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP5050542B2
JP5050542B2 JP2007019796A JP2007019796A JP5050542B2 JP 5050542 B2 JP5050542 B2 JP 5050542B2 JP 2007019796 A JP2007019796 A JP 2007019796A JP 2007019796 A JP2007019796 A JP 2007019796A JP 5050542 B2 JP5050542 B2 JP 5050542B2
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正章 北條
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device for securing steering performance in ordinary steering, while reducing limit cycle vibration and noise when keeping steering without impairing a steering feeling, by controlling validation/invalidation of feedforward control and feedback control by a parameter, based on a rotating speed of a detected motor or a rotating speed of a steering wheel. <P>SOLUTION: This electric power steering device is provided with a motor rotation detecting means for detecting the rotating speed of the motor, and a parameter control means for changing the parameter of a feedforward control means and a feedback control means, and controls the motor by changing the parameter of the feedforward control means and the feedback control means in response to the motor rotating speed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車両のステアリング装置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、特にハンドル振動や騒音の少ない操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric power steering device in which a steering assist force by a motor is applied to a steering device of a vehicle, and more particularly to an electric power steering device with a good steering feeling with less steering vibration and noise.

車両には種々のコントロールユニットが搭載されており、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にも、コントロールユニットが設けられており、このコントロールユニットによりモータを駆動し、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。   Various control units are mounted on the vehicle, and the control unit is also provided in the electric power steering device that biases the vehicle steering device with the auxiliary load by the rotational force of the motor. The motor is driven by this control unit. The driving force of the motor is biased to the steering shaft or the rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer.

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10に示して説明すると、操向ハンドル1のコラム軸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を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。コラム軸2には、操向ハンドル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、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介してコラム軸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30には、バッテリ14から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニション信号が入力され、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と車速センサ12で検出された車速Vとに基づ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に基づいてモータ20に供給する電流を制御する。   Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. Coupled to the tie rod 6. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is coupled to the column shaft 2 via the reduction gear 3. ing. A power is supplied from the battery 14 to the control unit 30 that controls the power steering device, and an ignition signal is input through the ignition key 11. The control unit 30 detects the steering torque T and the vehicle speed detected by the torque sensor 10. An assist command steering assist command value I is calculated based on the vehicle speed V detected by the sensor 12, and a current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I.

コントロールユニット30は主としてCPU(MPUやMCUを含む)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11のようになる。   The control unit 30 is mainly composed of a CPU (including MPU and MCU). FIG. 11 shows general functions executed by a program inside the CPU.

図11を参照して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で検出されたトルクTと、車速センサ12で検出された車速Vとがアシストマップ301に入力され操舵補助指令値が算出される。さらに、補償値制御部310で演算される補償値、例えば収斂性制御部311で算出された収斂性、慣性補償部312で求められる慣性補償値、セルフアライニングトルク(SAT)推定部313で求められたSAT値を加算部315及び316で加算して求めた補償値を加算部302で操舵補助指令値に加算してトルク指令値Trefが決定される。そして、トルク指令値Trefに基づいて電流指令値演算部303で電流指令値Irefが決定され、減算部304に入力される。   The function and operation of the control unit 30 will be described with reference to FIG. 11. The torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 are input to the assist map 301 and the steering assist command value is calculated. Calculated. Further, the compensation value calculated by the compensation value control unit 310, for example, the convergence calculated by the convergence control unit 311, the inertia compensation value obtained by the inertia compensation unit 312, and obtained by the self-aligning torque (SAT) estimation unit 313. The compensation value obtained by adding the obtained SAT value by the addition units 315 and 316 is added to the steering assist command value by the addition unit 302 to determine the torque command value Tref. Based on the torque command value Tref, the current command value calculation unit 303 determines the current command value Iref and inputs it to the subtraction unit 304.

一方、モータ20へ供給されるモータ電流Imは電流検出器307で検出され、電流指令値Irefとの偏差ΔI=(Iref−Im)が算出される。   On the other hand, the motor current Im supplied to the motor 20 is detected by the current detector 307, and a deviation ΔI = (Iref−Im) from the current command value Iref is calculated.

偏差ΔIは、PI制御部320を構成する比例ゲインKpである比例項321と積分ゲインKiである積分項322とに入力され、比例項321の出力と積分項322の出力は、加算部323で加算され、電圧指令値Vrefが出力される。   The deviation ΔI is input to the proportional term 321 that is the proportional gain Kp and the integral term 322 that is the integral gain Ki that constitute the PI control unit 320. The voltage command value Vref is output by addition.

電圧指令値VrefはPWM制御部305に入力され、インバータ回路306へPWM信号を出力することにより、PWM信号に基づいてモータ20へモータ電流Imが供給される。   The voltage command value Vref is input to the PWM control unit 305 and outputs a PWM signal to the inverter circuit 306, whereby the motor current Im is supplied to the motor 20 based on the PWM signal.

ここで、PI制御部320の比例積分に関するゲインGiを式で表すと、数1のように示される。   Here, the gain Gi related to the proportional integral of the PI control unit 320 is expressed by an equation as shown in Equation 1.

Figure 0005050542
つまり、偏差ΔIが小さい値であっても、ゲインGiが無限大になるために、ハンドル保舵時やゆっくりした操舵時にも電圧指令値Vrefは大きな値として出力され、以下のような問題が発生する。
Figure 0005050542
That is, even if the deviation ΔI is a small value, the gain Gi becomes infinite, so that the voltage command value Vref is output as a large value even during steering of the steering wheel or during slow steering, causing the following problems. To do.

最近の電動パワーステアリング装置は、大容量化(大電流化)しているが、CPUを中心として構成される制御装置のディジタルフィルタ等は、大電流化に対して完全に対応ができていない。例えば、分解能に関しては10bitのままであるため、大電流化に伴い、その分解能が相対的に粗くなる。即ち、デジタルで電流フィードバック制御を構成すると、モータ電流ImをA/D変換してデジタル化する必要がある。しかしながら、デジタル化したモータ電流ImにはA/D変換による量子化誤差が含まれてしまう。そのため、モータ電流ImをA/D変換の分解能以上の精度では制御できず、量子化誤差を含む信号でフィードバック制御を行うと、出力する電流がリミットサイクル振動を起こす。その結果、操向ハンドル1を固定するような操舵状態(保舵状態)で振動や異音が発生する。また、このようなリミットサイクル振動は、保舵時やゆっくりした操舵時の偏差ΔIが小さい時のゲインが無限大となるフィードバックゲインによって増幅され、操向ハンドル1の振動や騒音となり、ドライバに対して不快感を与える問題がある。   Recent electric power steering devices have increased capacity (increased current), but a digital filter or the like of a control device mainly composed of a CPU cannot fully cope with the increased current. For example, since the resolution remains 10 bits, the resolution becomes relatively coarse as the current increases. That is, if the current feedback control is configured digitally, it is necessary to A / D convert the motor current Im and digitize it. However, the digitized motor current Im includes a quantization error due to A / D conversion. Therefore, the motor current Im cannot be controlled with an accuracy higher than the resolution of A / D conversion, and if feedback control is performed with a signal including a quantization error, the output current causes limit cycle vibration. As a result, vibration and noise occur in a steering state (steering state) in which the steering handle 1 is fixed. Further, such limit cycle vibration is amplified by a feedback gain that makes the gain when the deviation ΔI at the time of steering or slow steering small is infinite, resulting in vibration and noise of the steering handle 1 to the driver. There is a problem that causes discomfort.

上記の他に、コントロールユニット30の電流制御においては、積分制御(I制御)、比例積分制御(PI制御)や比例積分微分制御(PID制御)が一般的に用いられる。しかし、積分項を含む電流制御は、上述したようにゲインが定常状態において無限大となるため、電動パワーステアリング装置の定常状態である保舵状態や、ゆっくりした操舵した場合、振動や騒音を感じることとなり、ドライバのハンドル操舵に不快感を与える問題がある。   In addition to the above, in the current control of the control unit 30, integral control (I control), proportional integral control (PI control) and proportional integral derivative control (PID control) are generally used. However, in the current control including the integral term, since the gain is infinite in the steady state as described above, the vibration and noise are felt when the steering state is the steady state of the electric power steering apparatus or when the steering is slowly performed. As a result, there is a problem that the driver's steering wheel is uncomfortable.

かかる問題を解決する手段として、例えば特開2001−315657号公報(特許文献1)に示される電動パワーステアリング装置の制御装置は、モータに働く外乱電圧を印加電圧に対する電流値から演算し、この外乱電圧を補償する電圧をモータに印加するよう構成し、外乱による電流の脈動が無く、快適な操舵フィーリングを得られるようにしている。即ち、ドライバの操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクをモータにより補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、モータに流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、目標電流値とモータの現在の電流値との差に基づく第1信号を出力する第1の電流制御器、モータに印加する電圧とモータの現在の電流値とから、モータに生じている外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、第1信号と第2信号とを加算して、モータに印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器とを設けている。   As means for solving such a problem, for example, a control device for an electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-315657 (Patent Document 1) calculates a disturbance voltage acting on a motor from a current value with respect to an applied voltage, and this disturbance. A voltage that compensates for the voltage is applied to the motor so that there is no pulsation of current due to disturbance and a comfortable steering feeling can be obtained. That is, a control device for an electric power steering device that assists a steering torque generated in a steering wheel shaft by a driver with a motor, and includes target current determining means for determining a target current value to be passed through the motor, a target current value and a current motor current A first current controller that outputs a first signal based on a difference from a current value, and outputs a second signal corresponding to a disturbance voltage generated in the motor from a voltage applied to the motor and a current value of the motor. Disturbance voltage calculating means for adding the first signal and the second signal and outputting a voltage reference signal corresponding to the voltage to be applied to the motor.

また、特開2003−170855号公報(特許文献2)に示される電動パワーステアリング装置は、零点を持つディジタルフィルタの入力をべき乗することにより入力の分解能を上げ、入力の変化が所定値より小さいときに所定のパルス伝達関数を通した入力値を使用することにより、入力信号の変化を抑えるようにしている。これにより、信号を微分したときのノイズも抑えるようにし、制御音の低減や滑らかな操舵フィーリングを得られるようにしている。即ち、操舵トルク及び車速に基づ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づいてステアリング機構に操舵補助力を与える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において、検出された操舵トルクに基づいてモータ電流を制御する電流制御機能が複数のLSBフィルタを含み、LSBフィルタの中で零点を持つディジタルフィルタが、入力を2のべき乗倍してべき乗入力を設定し、べき乗入力の現在値と1サンプリング前との差の絶対値が所定値より大きいときには、零点を持つディジタルフィルタの入力にべき乗入力を使用するようにし、べき乗入力の現在値と1サンプリング前との差の絶対値が所定値以下のときには、零点を持つディジタルフィルタの入力に、べき乗入力を所定のパルス伝達関数を通した値を使用するフィルタ機能を設けている。   In addition, the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-170855 (Patent Document 2) raises the input resolution by raising the input of a digital filter having a zero point to a power, and the change in input is smaller than a predetermined value. By using an input value that passes through a predetermined pulse transfer function, a change in the input signal is suppressed. As a result, noise when the signal is differentiated is also suppressed, and control sound can be reduced and smooth steering feeling can be obtained. In other words, the motor that provides the steering assist force to the steering mechanism is controlled based on the current control value calculated from the steering assist command value calculated by the calculation means based on the steering torque and the vehicle speed and the current value of the motor. In the electric power steering apparatus, the current control function for controlling the motor current based on the detected steering torque includes a plurality of LSB filters, and the digital filter having a zero point among the LSB filters increases the input by a power of two. The power input is set, and when the absolute value of the difference between the current value of the power input and the previous sampling is larger than the predetermined value, the power input is used for the input of the digital filter having a zero, and the current power input When the absolute value of the difference between the value and the value before one sampling is less than the predetermined value, The filter function is provided to use the value through the can multiply inputting a predetermined pulse transfer function.

また、特許第3705545号公報(特許文献3)に示される電動パワーステアリング装置は、フィードフォワード制御部のフィードフォワード制御のゲインを車速が早いところで大きくし、車速が遅いところで小さくし、フィードバック制御部のフィードバック制御のゲインも同様に車速が早いところで大きくし、車速が遅いところで小さくしている。これにより、車速の低いところで発生しやすいオーバシュートや固有振動の発生を抑えて安定性を増すことができ、車速の高いところでは、高速応答性を高くして操作性を向上し、振動の収束性を上げ、安定した操作を行うことができるようにしている。即ち、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング系に操舵補助力を与えるモータと、このモータの駆動電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルクに基づいてモータを駆動する目標電流を設定する目標電流設定手段と、この目標電流設定手段が設定する目標電流とモータ電流検出手段が検出するモータ駆動電流の偏差に応じてフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、目標電流に応じてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御部とを有する電動パワーステアリング装置において、フィードフォワード制御部のフィードフォワード制御のゲインを車速が早いほど大きくするようにしている。   In addition, the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3705545 (Patent Document 3) increases the feedforward control gain of the feedforward control unit when the vehicle speed is high, and decreases the gain when the vehicle speed is low. Similarly, the gain of the feedback control is increased when the vehicle speed is fast, and is decreased when the vehicle speed is slow. This suppresses the occurrence of overshoots and natural vibrations that are likely to occur at low vehicle speeds and increases stability, and at high vehicle speeds, it improves high-speed response and improves operability, converging vibrations. It improves the performance and enables stable operation. That is, a steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering system, a motor for giving a steering assist force to the steering system, a motor current detecting means for detecting a driving current of the motor, and a steering torque detected by the steering torque detecting means. Target current setting means for setting a target current for driving the motor based on the feedback control, and feedback control for performing feedback control according to a deviation between the target current set by the target current setting means and the motor drive current detected by the motor current detection means And a feedforward control unit that performs feedforward control according to the target current, the gain of the feedforward control of the feedforward control unit is increased as the vehicle speed increases.

また、特開2006−27412号公報(特許文献4)に示される電動パワーステアリング装置は、定常ゲインを有限とする電流制御器を用いるので、ハンドルの保舵時やゆっくりとした操舵時は、偏差による出力トルクは、大きくならないので、ハンドルを介して振動を感じたり、騒音を発生せず、操舵フィーリングを良くするようにしている。即ち、車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサと、モータの電流を検出する電流検出器とを備え、トルクセンサの出力値に基づいて決定される電流指令値Irefと、モータの電流Imとの偏差を入力とする電流制御器の出力に基づいてモータをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置において、電流制御器のゲインが有限であるようにする。
特開2001−315657号公報 特開2003−170855号公報 特許第3705545号公報 特開2006−27412号公報
In addition, since the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-27412 (Patent Document 4) uses a current controller with a finite steady-state gain, there is a deviation during steering of the steering wheel or during slow steering. Since the output torque due to is not increased, the steering feeling is improved without feeling vibration or noise through the steering wheel. That is, an output value of the torque sensor includes a motor that applies a steering assist force to the steering system of the vehicle, a torque sensor that detects a steering force that acts on the steering wheel, and a current detector that detects a current of the motor. In the electric power steering apparatus that feedback-controls the motor based on the output of the current controller that receives the deviation between the current command value Iref determined based on the current and the motor current Im, the gain of the current controller is finite. To be.
JP 2001-315657 A JP 2003-170855 A Japanese Patent No. 3705545 JP 2006-27412 A

しかしながら、上述した特許文献1〜4の装置では、いずれも電流のフィードバック制御(積分制御)を行うため、電流のリミットサイクル振動を無くすことはできない問題がある。また、ハンドルの保舵時の振動や異音は改善されるものの不十分であり、操向ハンドルの振動や異音が発生してしまう問題がある。さらに、従来のシステムは大容量化、大電流化に対して完全には対応できていない問題がある。   However, since the devices of Patent Documents 1 to 4 described above all perform feedback control (integration control) of current, there is a problem that current limit cycle vibration cannot be eliminated. Further, although vibration and noise during steering of the steering wheel are improved, there is a problem that vibration and noise of the steering wheel are generated. Furthermore, the conventional system has a problem that it cannot fully cope with the increase in capacity and current.

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、検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効をパラメータ若しくは切替により制御することで、通常時の操舵フィーリングを損なうことなく保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減すると共に、大電流化に対応でき、しかも操舵性能を確保するようにした電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances described above, and an object of the present invention is to determine whether the feedforward control and the feedback control are valid / invalid based on the detected number of rotations of the motor or the rotational speed of the handle. By controlling by switching, electric power steering that reduces limit cycle vibration and noise during steering without compromising normal steering feeling, can handle high currents, and ensures steering performance. To provide an apparatus.

本発明は、操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記操舵検出手段で検出された前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度を所定値と比較して、前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効/無効を切替える比較切替手段とを備え、前記比較切替手段により前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値1以上と判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記比較切替手段により前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値2(<閾値1)以下と判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にすることにより達成され、前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値1よりも小さく、かつ前記閾値2よりも大きいと判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を有効にすることにより、或いは前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値3よりも大きいと判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値3よりも小さいと判定された場合には、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にすることにより、より効果的に達成される。 The present invention includes a feedback control unit that performs feedback control based on a deviation between a current command value determined based on a steering torque and a motor current, and a feedforward control unit that performs feedforward control based on the current command value. The present invention relates to an electric power steering apparatus that controls a motor by applying a steering assist force to a steering system, and the object of the present invention is to detect the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed, and to detect it by the steering detection means. And a comparison switching means for comparing the feedforward control means and the feedback control means to enable / disable by comparing the motor rotation speed or the handle rotational speed with a predetermined value, and the motor rotation by the comparison switching means. When the number or the handle rotation speed is determined to be equal to or greater than the threshold 1, The feedforward control unit is disabled, the feedback control unit is enabled, and the feed rate control unit determines that the feed rate control unit determines that the motor rotation speed or the handle rotation speed is less than or equal to a threshold value 2 (<threshold value 1). This is achieved by enabling the forward control means and disabling the feedback control means. The comparison switching means makes the motor rotation speed or the handle rotation speed smaller than the threshold value 1 and more than the threshold value 2. Is determined to be greater than the threshold value 3 by enabling the feedforward control means and the feedback control means, or by the comparison switching means. The feedforward control means is invalidated Both enable the feedback control means, and if the comparison switching means determines that the motor rotation speed or the handle rotation speed is smaller than the threshold 3, enable the feedforward control means. This is achieved more effectively by disabling the feedback control means .

また、本発明は、操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記操舵検出手段で検出された前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度に基づいて前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効/無効を連続的に変更する出力調整部とを備え、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値1以上と判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段を連続的に無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を連続的に有効にし、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値2(<閾値1)以下と判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段を連続的に有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を連続的に無効にすることにより達成される。 The present invention also provides feedback control means for performing feedback control based on a deviation between a current command value determined based on a steering torque and a motor current, and feedforward control for performing feedforward control based on the current command value. The above-mentioned object of the present invention is to provide a steering detection means for detecting the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed, and the steering detection means. An output adjustment unit that continuously changes the validity / invalidity of the feedforward control means and the feedback control means based on the motor rotation speed or the handle rotation speed detected in step S, and the motor rotation speed or the handle When it is determined that the rotation speed is equal to or greater than the threshold value 1, the output adjustment unit When the feedforward control means is continuously disabled and the feedback control means is continuously enabled, and the motor rotation speed or the handle rotation speed is determined to be equal to or less than a threshold value 2 (<threshold value 1), This is achieved by continuously enabling the feedforward control means and continuously disabling the feedback control means by the output adjustment unit .

本発明の上記目的は、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値1よりも小さく、かつ前記閾値2よりも大きいと判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を連続的に有効にすることにより、より効果的に達成される。
The object of the present invention is to provide the feedforward control means and the feedforward control means when the motor rotational speed or the handle rotational speed is determined to be smaller than the threshold value 1 and larger than the threshold value 2. This is achieved more effectively by enabling the feedback control means continuously .

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて、モータの回転数又はハンドルの回転速度がゼロに近い場合にフィードフォワード制御のみを有効にし、モータの回転数又はハンドルの回転速度が大きい場合にはフィードバック制御のみを有効にするように、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効をパラメータ若しくは切替により制御するようにしているので、通常時の操舵フィーリングを損なうことなく保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減すると共に、大電流化に伴う高性能で高価なハードウェアを使用する必要がなくなることにより、構成部品のコスト低減を実現することができる。   According to the electric power steering device of the present invention, based on the detected rotation speed of the motor or the rotation speed of the handle, when the rotation speed of the motor or the rotation speed of the handle is close to zero, only the feedforward control is enabled. Since the feedforward control and the feedback control are enabled / disabled by parameters or switching so that only the feedback control is enabled when the motor speed or the rotation speed of the handle is large. Reduces limit cycle vibration and noise during steering without compromising steering feeling and reduces the cost of components by eliminating the need for high-performance and expensive hardware associated with high currents be able to.

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵検出手段(モータ回転数検出手段又はハンドル回転速度検出手段)により検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて保舵状態であるか或いは操舵状態であるかを判定する。その判定結果に基づいて、フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段の有効/無効をパラメータ制御手段若しくは切替手段により制御する。つまり、モータ回転数又はハンドルの回転速度に基づいて操向ハンドルが保舵状態である(モータの回転数がゼロに近い状態又はハンドルの回転速度がゼロに近い状態)と判定された場合、フィードフォワード制御を有効にすると共に、フィードバック制御を無効にする。また、操向ハンドルが操舵状態であり、モータの回転数又はハンドルの回転速度が十分に大きい状態であると判定された場合には、フィードフォワード制御を無効にすると共に、フィードバック制御を有効にする。また、操向ハンドルが操舵状態であり、モータの回転数又はハンドルの回転速度が徐々に高くなるような状態と判定された場合には、フィードフォワード制御を徐々に無効にする共に、フィードバック制御を徐々に有効にすることで、保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減してハンドル操舵の操舵フィーリングを良くすると共に、通常操舵時の操舵性能も確保する。   The electric power steering apparatus according to the present invention is in the state of steering or is steered based on the number of rotations of the motor or the rotation speed of the handle detected by the steering detection means (motor rotation number detection means or handle rotation speed detection means). It is determined whether it is in a state. Based on the determination result, validity / invalidity of the feedforward control means and the feedback control means is controlled by the parameter control means or the switching means. In other words, if it is determined that the steering handle is in the steered state (the motor speed is close to zero or the handle speed is close to zero) based on the motor speed or the handle speed, the feed Enable forward control and disable feedback control. Further, when it is determined that the steering handle is in a steering state and the motor rotation speed or the rotation speed of the steering wheel is sufficiently high, the feedforward control is disabled and the feedback control is enabled. . In addition, when it is determined that the steering handle is in a steering state and the rotational speed of the motor or the rotational speed of the steering wheel is gradually increased, the feedforward control is gradually disabled and the feedback control is performed. By gradually enabling it, the limit cycle vibration and noise at the time of steering are reduced to improve the steering feeling of the steering wheel, and the steering performance at the time of normal steering is also ensured.

以下に本発明の実施の形態を、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.

図1は本発明の構成例を示すブロック図であり、操舵検出手段をモータ回転数検出手段とした例を示す。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the present invention, and shows an example in which the steering detection means is a motor rotation number detection means.

本発明の電動パワーステアリング装置は、電流指令値Irefに基づいて応答性改善のためフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段51と、電流指令値Iref及び電流検出部38において検出されるモータ電流Imとの偏差ΔI=(Iref−Im)に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段52と、モータの回転角検出部等の入力信号からモータ回転数rsを検出する回転数検出手段53と、回転数検出手段53からのモータ回転数rsにより、フィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52のパラメータを変えてフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効を制御するパラメータ制御手段50とを備えている。   The electric power steering apparatus of the present invention includes a feedforward control means 51 that performs feedforward control for improving responsiveness based on the current command value Iref, a motor command Im detected by the current command value Iref and the current detection unit 38, and Feedback control means 52 for performing feedback control based on a deviation ΔI = (Iref−Im), a rotation speed detection means 53 for detecting a motor rotation speed rs from an input signal of a rotation angle detection section of the motor, and the rotation speed detection Parameter control means 50 is provided for controlling the validity / invalidity of the feedforward control and the feedback control by changing the parameters of the feedforward control means 51 and the feedback control means 52 according to the motor rotation speed rs from the means 53.

また、パラメータ制御手段50が設定するパラメータにより有効/無効が制御されるフィードフォワード制御手段51からの出力と、フィードバック制御手段52からの出力とは、加算部55で加算処理された後、モータ電流Imとしてモータ20へ入力される。また、モータ電流Imは電流検出部38により検出されて減算部54に入力され、電流指令値Irefとモータ電流Imとの偏差ΔIがフィードバック制御手段52に入力される。   Further, the output from the feedforward control means 51 whose validity / invalidity is controlled by the parameters set by the parameter control means 50 and the output from the feedback control means 52 are added by the adder 55 and then the motor current. Im is input to the motor 20. The motor current Im is detected by the current detection unit 38 and input to the subtraction unit 54, and a deviation ΔI between the current command value Iref and the motor current Im is input to the feedback control unit 52.

このような構成において、その動作例を図2のフローチャートを参照して説明する。   In such a configuration, an example of the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、回転数検出手段53は常時モータ20の回転数を検出しており、検出したモータ回転数rsをパラメータ制御手段50に入力する(ステップS10)。次に、パラメータ制御手段50は、ヒステリシスを持たせた所定の上限の閾値1とモータ回転数rsとの比較を行い(ステップS11)、モータ回転数rsが上限の閾値1以上と判定された場合は、十分なハンドル操舵が行われている状態として、パラメータ制御手段50は制御系のパラメータを変更してフィードバック制御を有効にすると共に(ステップS15)、フィードフォワード制御を無効にする(ステップS16)。そして、ステップS15にてフィードバック制御が有効となり、図3の網掛領域AR1のようにフィードバック制御のみが行われる(ステップS19)。   First, the rotational speed detection means 53 always detects the rotational speed of the motor 20, and inputs the detected motor rotational speed rs to the parameter control means 50 (step S10). Next, the parameter control means 50 compares the predetermined upper limit threshold value 1 with hysteresis and the motor rotational speed rs (step S11), and determines that the motor rotational speed rs is equal to or higher than the upper limit threshold value 1 Assuming that sufficient steering is being performed, the parameter control means 50 changes the parameters of the control system to enable feedback control (step S15) and disables feedforward control (step S16). . In step S15, the feedback control is enabled, and only the feedback control is performed as in the shaded area AR1 in FIG. 3 (step S19).

一方、ステップS11において、上限の閾値1よりモータ回転数rsが小さいと判定された場合には、ヒステリシスを持たせた所定の下限の閾値2とモータ回転数rsとの比較を行い(ステップS12)、モータ回転数rsが下限の閾値2以下であると判定された場合には、次のようなパラメータ制御を行う(ステップS14)。即ち、ハンドル操舵が保舵状態であるとして、パラメータ制御手段50はパラメータの変更によりフィードバック制御を無効すると共に(ステップS17)、フィードフォワード制御を有効にする(ステップS18)。そして、ステップS18にてフィードフォワード制御が有効となり、図3の網掛領域AR2のようにフィードフォワード制御のみが行われる(ステップS20)。   On the other hand, when it is determined in step S11 that the motor rotational speed rs is smaller than the upper limit threshold 1, a predetermined lower limit threshold 2 with hysteresis is compared with the motor rotational speed rs (step S12). When it is determined that the motor rotation speed rs is equal to or lower than the lower limit threshold value 2, the following parameter control is performed (step S14). That is, assuming that the steering wheel is in the steering holding state, the parameter control means 50 invalidates the feedback control by changing the parameter (step S17) and validates the feedforward control (step S18). In step S18, the feedforward control is enabled, and only the feedforward control is performed as in the shaded area AR2 in FIG. 3 (step S20).

また、ステップS12において、モータ回転数rsが下限の閾値2よりも大きいと判定された場合には、モータ回転数rsが上下限の閾値1及び2の範囲内であり、通常の制御であるフィードフォワード制御及びフィードバック制御共に有効の状態で制御が行われる(ステップS21)。   If it is determined in step S12 that the motor rotation speed rs is greater than the lower limit threshold value 2, the motor rotation speed rs is within the upper and lower limit threshold values 1 and 2, and feed that is normal control is performed. Control is performed in a state where both forward control and feedback control are valid (step S21).

図3は、モータ回転数rsが実線のように変化したときのパラメータ制御手段50によるパラメータの制御例を示しており、時点t1まではモータ回転数rsが閾値2よりも大きく閾値1よりも小さいのでフィードフォワード制御とフィードバック制御共に有効である。そして、時点t1〜t2ではモータ回転数rsが閾値1以上となっているので、フィードバック制御を有効としてフィードフォワード制御を無効とする。   FIG. 3 shows an example of parameter control by the parameter control means 50 when the motor rotational speed rs changes as shown by a solid line. The motor rotational speed rs is larger than the threshold 2 and smaller than the threshold 1 until the time t1. Therefore, both feedforward control and feedback control are effective. Since the motor rotation speed rs is equal to or greater than the threshold value 1 at time points t1 to t2, feedback control is enabled and feedforward control is disabled.

時点t2〜t3はフィードフォワード制御とフィードバック制御共に有効であるが、時点t3〜t4ではモータ回転数rsが閾値2以下となるのでフィードフォワード制御を有効としてフィードバック制御を無効とし、時点t4以降はフィードフォワード制御及びフィードバック制御が有効となる様子を示している。   The feedforward control and the feedback control are both effective at the time points t2 to t3. However, since the motor rotation speed rs is equal to or less than the threshold value 2 at the time points t3 to t4, the feedforward control is enabled and the feedback control is disabled. The state in which forward control and feedback control are effective is shown.

次に、本発明を電動パワーステアリング装置のコントロールユニットに搭載し、操舵補助力を付与するモータ20の制御を行う実施例を図4のブロック図を参照して説明する。   Next, an embodiment in which the present invention is mounted on a control unit of an electric power steering apparatus and the motor 20 for applying a steering assist force is controlled will be described with reference to the block diagram of FIG.

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及び微分補償部101に入力される。車速センサからの車速Vは、ゲイン設定部102、操舵補助指令値演算部100、収斂性制御部104、慣性補償部105に入力される。また、操舵角センサ、操舵速度センサ及びSAT(セルフアライニングトルク)推定手段からの、操舵速度、操舵角及びSAT推定値は、ゲイン設定部102に入力される。   The steering torque T from the torque sensor is input to the steering assist command value calculation unit 100 and the differential compensation unit 101. The vehicle speed V from the vehicle speed sensor is input to the gain setting unit 102, the steering assist command value calculation unit 100, the convergence control unit 104, and the inertia compensation unit 105. Further, the steering speed, the steering angle, and the estimated SAT value from the steering angle sensor, the steering speed sensor, and the SAT (self-aligning torque) estimation means are input to the gain setting unit 102.

操舵トルクTに基づいて操舵補助指令値演算部100により算出される操舵補助指令値Iaは、動作安定のため位相補償部103に入力され操舵補助指令値Ibとして加算部60に入力され、微分補償部101において応答性改善された操舵トルクdhも、加算部60に入力される。収斂性制御部104と慣性補償部105の出力は減算部63に入力され、減算処理結果skは加算部60に入力され、加算部60において操舵補助指令値Ib、操舵トルクdh及び減算処理結果skが加算処理される。加算部60の加算結果である操舵補助指令値Icは、応答性改善のためフィードフォワード制御手段51に入力されると共に減算部61に入力され、フィードフォワード制御手段51の出力Igは切替部502の接点aに入力されている。電流検出部38において検出されるモータ電流Idとゲイン設定部102により算出されるゲイン値gsは加算部62で加算処理され、加算された電流値Ieが出力されて減算部61で操舵補助指令値Icから減算処理される。減算部61で求められた偏差Ifはフィードバック制御部52に入力され、フィードバック制御手段52の出力Ihは切替部502の接点bに入力されている。フィードフォワード制御手段51の出力Igと、フィードバック制御手段52の出力Ihは加算処理され、加算処理された電圧指令値VaがPWM制御部112に入力される。そして、PWM制御された電圧指令値Vbが、インバータ回路111を介してモータ20に印加される。   The steering assist command value Ia calculated by the steering assist command value calculation unit 100 based on the steering torque T is input to the phase compensation unit 103 and is input to the addition unit 60 as the steering assist command value Ib to stabilize the operation, and is subjected to differential compensation. The steering torque dh whose responsiveness has been improved in the unit 101 is also input to the adding unit 60. The outputs of the convergence control unit 104 and the inertia compensation unit 105 are input to the subtraction unit 63, and the subtraction processing result sk is input to the addition unit 60. In the addition unit 60, the steering assist command value Ib, the steering torque dh, and the subtraction processing result sk. Are added. The steering assist command value Ic, which is the addition result of the adding unit 60, is input to the feedforward control unit 51 and the subtracting unit 61 to improve the response, and the output Ig of the feedforward control unit 51 is output from the switching unit 502. The signal is input to the contact a. The motor current Id detected by the current detection unit 38 and the gain value gs calculated by the gain setting unit 102 are added by the adding unit 62, and the added current value Ie is output, and the steering assist command value is output by the subtracting unit 61. Subtraction processing is performed from Ic. The deviation If obtained by the subtraction unit 61 is input to the feedback control unit 52, and the output Ih of the feedback control unit 52 is input to the contact b of the switching unit 502. The output Ig of the feedforward control unit 51 and the output Ih of the feedback control unit 52 are subjected to addition processing, and the voltage command value Va subjected to the addition processing is input to the PWM control unit 112. The voltage command value Vb subjected to PWM control is applied to the motor 20 via the inverter circuit 111.

また、モータ20に連結された回転角検出部110は、レゾルバやロータリエンコーダ等で構成されており、検出される回転角θは角速度演算部108に入力され、演算された角速度ωはモータ回転数検出手段53、角加速度演算部107、収斂性制御部104に入力される。モータ回転数検出手段53は入力される角速度ωに基づいてモータ回転数rsを検出し、モータ回転数rsは比較切替手段501に入力される。比較切替手段501はモータ回転数rsを閾値1及び閾値2と比較して切替信号Swを出力する。また、角加速度演算部107に入力された角速度ωは、角加速度αとして慣性補償部105に入力される。   The rotation angle detection unit 110 connected to the motor 20 includes a resolver, a rotary encoder, and the like. The detected rotation angle θ is input to the angular velocity calculation unit 108, and the calculated angular velocity ω is the motor rotation speed. Input to the detection means 53, the angular acceleration calculation unit 107, and the convergence control unit 104. The motor rotation number detection unit 53 detects the motor rotation number rs based on the input angular velocity ω, and the motor rotation number rs is input to the comparison switching unit 501. The comparison switching unit 501 compares the motor rotation speed rs with the threshold value 1 and the threshold value 2 and outputs a switching signal Sw. The angular velocity ω input to the angular acceleration calculation unit 107 is input to the inertia compensation unit 105 as the angular acceleration α.

なお、慣性補償部105は、モータの慣性により発生する力相当分をアシストするものであり、慣性又は制御の応答性の悪化を防止する。収斂性制御部104は、ヨーの収斂性を改善するためにハンド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いる。   The inertia compensator 105 assists the force equivalent generated by the inertia of the motor, and prevents the inertia or control response from deteriorating. The convergence control unit 104 applies a brake to the movement of the steering wheel to improve the yaw convergence.

このような構成において、モータ20の回転数に応じてフィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52が、比較切替手段501及び切替部502によって切替えられる。即ち、モータ回転数rsが閾値1以上のときに比較切替手段501は切替信号Swによって切替部502の接点bのみをオンさせ、モータ回転数rsが閾値2以下のときに比較切替手段501は切替信号Swによって切替部502の接点aのみをオンさせる。そして、モータ回転数rsが閾値1よりも小さく、閾値2よりも大きい場合に接点a及びbをオンさせて制御する。   In such a configuration, the feedforward control unit 51 and the feedback control unit 52 are switched by the comparison switching unit 501 and the switching unit 502 in accordance with the rotation speed of the motor 20. That is, when the motor rotation speed rs is equal to or greater than the threshold value 1, the comparison switching means 501 turns on only the contact b of the switching unit 502 by the switching signal Sw, and when the motor rotation speed rs is equal to or less than the threshold value 2, the comparison switching means 501 switches. Only the contact a of the switching unit 502 is turned on by the signal Sw. When the motor rotation speed rs is smaller than the threshold value 1 and larger than the threshold value 2, the contacts a and b are turned on and controlled.

次に、本発明を電動パワーステアリング装置に搭載した他の実施例を、図4に対応させた図5のブロック図を参照して説明する。   Next, another embodiment in which the present invention is mounted on an electric power steering apparatus will be described with reference to the block diagram of FIG. 5 corresponding to FIG.

図4の実施例では、フィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52を切替信号Swによって切替部502でオンオフ制御しているが、図5の実施例では、モータ回転数検出手段53により検出されるモータ回転数rsの上昇又は下降に伴い、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効を出力調整部504により徐々に(連続的に)変更する構成例である。   In the embodiment of FIG. 4, the feedforward control means 51 and the feedback control means 52 are on / off controlled by the switching unit 502 by the switching signal Sw. However, in the embodiment of FIG. In this configuration example, the output adjustment unit 504 gradually (continuously) changes the validity / invalidity of the feedforward control and the feedback control as the motor rotational speed rs increases or decreases.

本例によれば、図6に示すようにモータ回転数rsの上昇に伴い、フィードフォワード制御手段51からの出力Igを徐々に無効(小さく)にすると共に、フィードバック制御手段52の出力Ihを徐々に有効(大きく)にする。これによっても、閾値1以上はフィードバック制御のみを行い、閾値2以下ではフィードフォワード制御のみを行い、閾値1及び2の間ではフィードフォワード制御とフィードバック制御の両方を行うことができる。なお、本例では出力調整部504を設け、フィードフォワード制御手段51の出力Igとフィードバック制御手段の出力Ihの出力合成比を可変しているが、フィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52にモータ回転数rsを入力して内部パラメータを換えることによって出力Ig及びIhを、図6に示すような特性で出力することも可能である。   According to this example, as shown in FIG. 6, the output Ig from the feedforward control means 51 is gradually invalidated (decreased) and the output Ih of the feedback control means 52 is gradually increased as the motor rotational speed rs increases. To be effective (large). Also by this, it is possible to perform only feedback control when the threshold is 1 or more, perform only feedforward control when the threshold is 2 or less, and perform both feedforward control and feedback control between the thresholds 1 and 2. In this example, an output adjustment unit 504 is provided, and the output synthesis ratio of the output Ig of the feedforward control unit 51 and the output Ih of the feedback control unit is variable. However, the feedforward control unit 51 and the feedback control unit 52 include a motor. It is also possible to output the outputs Ig and Ih with the characteristics shown in FIG. 6 by inputting the rotation speed rs and changing the internal parameters.

上述の例では、上下限の閾値1及び2を用いて、保舵状態であるか或いはハンドル操舵を行っている状態かを判別しているが、図1の構成例と同様の構成で、1つの閾値3をもってフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効を制御することも可能である。その例として図7のフローチャート及び図8の特性例を参照して説明する。   In the above example, the upper and lower thresholds 1 and 2 are used to determine whether the vehicle is in the steered state or in the state where the steering wheel is being steered. It is also possible to control the validity / invalidity of the feedforward control and the feedback control with three threshold values 3. An example will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the characteristic example of FIG.

本例は閾値3のみで制御を行い、モータ回転数rsが閾値3以上のときは図8に示すようにフィードフォワード制御を無効とすると共に、フィードバック制御を有効にし、モータ回転数rsが閾値3よりも小さくなったとき(図8の時点t10〜t11)、フィードバック制御を無効にすると共にフィードフォワード制御を有効にする。   In this example, the control is performed only with the threshold value 3, and when the motor rotational speed rs is equal to or higher than the threshold value 3, the feedforward control is invalidated and the feedback control is validated as shown in FIG. When it becomes smaller (time t10 to t11 in FIG. 8), the feedback control is invalidated and the feedforward control is validated.

即ち、回転数検出手段53はモータ回転数検rsを検出してパラメータ制御手段50に入力し(ステップS30)、パラメータ制御手段50は閾値3とモータ回転数rsとの比較を行う(ステップS31)。モータ回転数rsが閾値3以上と判定された場合は、十分なハンドル操舵が行われているとして、フィードバック制御を有効にすると共に(ステップS34)、フィードフォワード制御を無効にする(ステップS35)。そして、図8の時点t10までのようにフィードバック制御が有効となり、フィードバック制御のみ行われる(ステップS38)。上記ステップS31において、閾値3よりモータ回転数rsが小さいと判定された場合(図8の時点10)には、ハンドル操舵が保舵状態であるとして、パラメータ制御手段50はフィードバック制御を無効にすると共に(ステップS36)、フィードフォワード制御を有効にする(ステップS37)。そして、図8の時点t10〜t11に示すようにフィードフォワード制御が有効となり、フィードフォワード制御のみ行われる(ステップS39)。   That is, the rotation speed detection means 53 detects the motor rotation speed detection rs and inputs it to the parameter control means 50 (step S30), and the parameter control means 50 compares the threshold value 3 with the motor rotation speed rs (step S31). . When it is determined that the motor rotation speed rs is equal to or greater than the threshold 3, it is determined that sufficient steering is being performed, and the feedback control is validated (step S34) and the feedforward control is invalidated (step S35). Then, the feedback control becomes valid as shown in FIG. 8 until time t10, and only the feedback control is performed (step S38). If it is determined in step S31 that the motor rotation speed rs is smaller than the threshold value 3 (time point 10 in FIG. 8), the parameter control means 50 disables the feedback control, assuming that the steering wheel is in the steering holding state. At the same time (step S36), feed-forward control is validated (step S37). And feedforward control becomes effective as shown to the time t10-t11 of FIG. 8, and only feedforward control is performed (step S39).

上述の例では、操舵検出手段をモータ回転数検出手段53として制御する例を説明したが、操舵検出手段をハンドル回転速度検出手段として、検出されるハンドルの回転速度に基づき、パラメータ制御手段による同様の制御を行う例を図9を参照して説明する。   In the above-described example, the steering detection unit is controlled as the motor rotation number detection unit 53. However, the steering detection unit is the handle rotation speed detection unit, and the parameter control unit similarly performs the control based on the detected rotation speed of the handle. An example of performing the control will be described with reference to FIG.

図9は本発明の別の構成例を示すブロック図である。また、図1に対応させて示す図であり同一部には同一符号を付して説明を省略する。   FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of the present invention. Moreover, it is a figure shown corresponding to FIG. 1, and attaches | subjects the same code | symbol to the same part, and abbreviate | omits description.

本発明の電動パワーステアリング装置は、舵角センサからの入力信号からハンドル回転速度ssを検出するハンドル回転速度検出手段63と、ハンドル回転速度検出手段63からのハンドル回転速度ssにより、フィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52のパラメータを変えてフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効/無効を制御するパラメータ制御手段50とを備える。   The electric power steering apparatus according to the present invention includes a handle rotation speed detection means 63 for detecting a handle rotation speed ss from an input signal from a steering angle sensor, and a feedforward control means based on the handle rotation speed ss from the handle rotation speed detection means 63. 51 and a parameter control means 50 for controlling the validity / invalidity of the feedforward control and the feedback control by changing the parameters of the feedback control means 52.

このような構成において、ハンドル回転速度ssに基づいて行われる制御方法は、図2及び図7における動作例のモータ回転数rsと閾値との比較判定方法と同様に、パラメータ制御手段50は検出されるハンドル回転速度ssと閾値との判定結果に基づきフィードフォワード制御及びフィードバック制御を行う。また、図6に示した例においても同様に、モータ回転数rsとハンドル回転速度ssとを置換することにより同等の効果が得られる。例えば、パラメータ制御手段50は検出されるハンドル回転速度ssの上昇に伴い、フィードフォワード制御手段51からの出力を徐々に無効(小さく)にすると共に、フィードバック制御手段52の出力を徐々に有効(大きく)にすることにより、図6に示すような特性で出力することも可能である。   In such a configuration, the control method performed based on the handle rotational speed ss is detected by the parameter control means 50 as in the method of comparing and determining the motor rotational speed rs and the threshold value in the operation examples in FIGS. Feedforward control and feedback control are performed based on the determination result of the steering wheel rotation speed ss and the threshold value. Similarly, in the example shown in FIG. 6, the same effect can be obtained by replacing the motor rotational speed rs and the handle rotational speed ss. For example, the parameter control means 50 gradually disables (decreases) the output from the feedforward control means 51 and gradually enables (increases) the output of the feedback control means 52 as the detected handle rotational speed ss increases. ), It is also possible to output with characteristics as shown in FIG.

なお、実施例としてモータ回転数rs又はハンドル回転速度ssが徐々に上昇する場合を説明したが、モータ回転数rs又はハンドル回転速度ssが徐々に下降する場合もある。しかしながら、上昇する場合と同様にフィードフォワード制御を徐々に有効にすると共に、フィードバック制御を徐々に無効にするパラメータをパラメータ制御手段50に設定することで同様の効果が得られる。また、上下限の閾値1及び2、或いは1つの閾値3をモータ回転数rs又はハンドル回転速度ssと比較することにより、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を同時に有効/無効にするパラメータを説明したが、フィードフォワード制御手段51及びフィードバック制御手段52は別々にパラメータを設定することができるので、時間的要素を含めるようにしても良い。例えばモータ回転数rs又はハンドル回転速度ssが上昇して閾値1又は3を超えた場合に、フィードフォワード制御が先に有効になり、その後フィードバック制御が無効になるようにパラメータを設定しても良く、或いはモータ回転数又はハンドル回転速度ssが下降して閾値2を超えた場合に、フィードフォワードが先に無効になり、その後にフィードバック制御が有効になるようにパラメータを設定しても良い。また、モータの回転角検出部110としてレゾルバやロータリエンコーダを例として説明したが、逆起電圧推定値から算出したモータ角速度を用いてモータ回転数rsを算出するようにしても良い。   In addition, although the case where the motor rotation speed rs or the handle rotation speed ss gradually increases has been described as an embodiment, the motor rotation speed rs or the handle rotation speed ss may gradually decrease. However, the same effect can be obtained by setting the parameter control means 50 with a parameter for gradually enabling the feedforward control and gradually disabling the feedback control as in the case of increasing. In addition, the parameters for simultaneously enabling / disabling the feedforward control and the feedback control by comparing the upper and lower thresholds 1 and 2 or one threshold 3 with the motor rotational speed rs or the steering wheel rotational speed ss have been described. Since the feedforward control means 51 and the feedback control means 52 can set parameters separately, a time factor may be included. For example, when the motor rotation speed rs or the steering wheel rotation speed ss rises and exceeds the threshold value 1 or 3, the parameter may be set so that the feedforward control is enabled first and then the feedback control is disabled. Alternatively, when the motor rotation speed or the handle rotation speed ss decreases and exceeds the threshold value 2, the parameter may be set so that the feedforward is invalidated first and the feedback control is validated thereafter. Further, although the resolver and the rotary encoder have been described as an example of the motor rotation angle detection unit 110, the motor rotation speed rs may be calculated using the motor angular velocity calculated from the back electromotive force estimated value.

さらに、上述では電動パワーステアリング装置を例に挙げて説明したが、電流指令値に基づいてモータを制御するモータ制御装置にも適用可能である。   Furthermore, although the electric power steering device has been described as an example in the above description, the present invention can also be applied to a motor control device that controls a motor based on a current command value.

本発明に係る制御系の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control system which concerns on this invention. 本発明の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of this invention. 本発明の動作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明の動作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明の動作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of this invention. 本発明に係る制御系の別の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structural example of the control system which concerns on this invention. 一般的な電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a general electric power steering apparatus. 従来の制御系の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional control system.

符号の説明Explanation of symbols

1 操向ハンドル
2 コラム軸
3 減速ギア
10 トルクセンサ
20 モータ
30 コントロールユニット
38 電流検出部
50 パラメータ制御手段
51 フィードフォワード制御手段
52 フィードバック制御手段
53 モータ回転数検出手段
63 ハンドル回転速度検出手段
100 操舵補助指令値演算部
101 微分補償部
104 収斂性制御部
105 慣性補償部
108 角速度演算部
110 回転角検出部
501 比較切替手段
502 切替部
504 出力調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 2 Column shaft 3 Reduction gear 10 Torque sensor 20 Motor 30 Control unit 38 Current detection part 50 Parameter control means 51 Feed forward control means 52 Feedback control means 53 Motor rotation speed detection means 63 Handle rotation speed detection means 100 Steering assistance Command value calculation unit 101 Differential compensation unit 104 Convergence control unit 105 Inertia compensation unit 108 Angular velocity calculation unit 110 Rotation angle detection unit 501 Comparison switching unit 502 Switching unit 504 Output adjustment unit

Claims (5)

操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置において、The motor is controlled by feedback control means for performing feedback control based on a deviation between the current command value determined based on the steering torque and the motor current, and a feedforward control means for performing feedforward control based on the current command value. In the electric power steering device that applies a steering assist force to the steering system,
前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記操舵検出手段で検出された前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度を所定値と比較して、前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効/無効を切替える比較切替手段とを備え、Steering detection means for detecting the motor rotation speed or steering wheel rotation speed, and comparing the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed detected by the steering detection means with a predetermined value, the feedforward control means and the feedback control. A comparison switching means for switching the validity / invalidity of the means,
前記比較切替手段により前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値1以上と判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、When the motor switching speed or the handle rotational speed is determined to be greater than or equal to a threshold value 1 by the comparison switching unit, the feedforward control unit is disabled and the feedback control unit is enabled,
前記比較切替手段により前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値2(<閾値1)以下と判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。Enabling the feedforward control means and disabling the feedback control means when the comparison switching means determines that the motor rotational speed or the handle rotational speed is equal to or less than a threshold value 2 (<threshold value 1). An electric power steering device.
前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値1よりも小さく、かつ前記閾値2よりも大きいと判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を有効にする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。When the comparison switching means determines that the motor rotational speed or the handle rotational speed is smaller than the threshold value 1 and larger than the threshold value 2, the feedforward control means and the feedback control means are enabled. The electric power steering apparatus according to claim 1. 前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値3よりも大きいと判定された場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、When the comparison switching means determines that the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed is greater than the threshold 3, the feedforward control means is disabled and the feedback control means is enabled,
前記比較切替手段により、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値3よりも小さいと判定された場合には、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。When the comparison switching means determines that the motor rotation speed or the handle rotation speed is smaller than the threshold value 3, the feedforward control means is enabled and the feedback control means is disabled. Item 4. The electric power steering device according to Item 1.
操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置において、The motor is controlled by feedback control means for performing feedback control based on a deviation between the current command value determined based on the steering torque and the motor current, and a feedforward control means for performing feedforward control based on the current command value. In the electric power steering device that applies a steering assist force to the steering system,
前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記操舵検出手段で検出された前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度に基づいて前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効/無効を連続的に変更する出力調整部とを備え、Steering detection means for detecting the motor rotation speed or steering wheel rotation speed, and validity / invalidity of the feedforward control means and the feedback control means based on the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed detected by the steering detection means An output adjustment unit that continuously changes
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値1以上と判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段を連続的に無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を連続的に有効にし、When the motor rotation speed or the handle rotation speed is determined to be equal to or greater than the threshold value 1, the output adjustment unit continuously disables the feedforward control unit and enables the feedback control unit continuously. ,
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値2(<閾値1)以下と判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段を連続的に有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を連続的に無効にすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。When the motor rotation speed or the steering wheel rotation speed is determined to be equal to or less than a threshold value 2 (<threshold value 1), the output adjustment unit continuously enables the feedforward control unit, and the feedback control unit An electric power steering device characterized by being continuously disabled.
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値1よりも小さく、かつ前記閾値2よりも大きいと判定された場合に、前記出力調整部により、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を連続的に有効にする請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。When it is determined that the motor rotational speed or the handle rotational speed is smaller than the threshold value 1 and larger than the threshold value 2, the output adjustment unit continuously causes the feedforward control means and the feedback control means to The electric power steering apparatus according to claim 4, wherein the electric power steering apparatus is enabled.
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