JP5617455B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
本技術は、操舵系にアシスト力を付与するモータの電流および電圧の少なくとも一方の検出値と、ステアリングの操舵速度とに基づいて、前記ステアリングの操舵状態を判定する電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングが中立位置以外の位置で保持されている状態を保舵状態とし、前記ステアリングが中立位置にある状態を中立状態として、前記操舵速度が判定値よりも小さく、かつ前記検出値が基準値よりも大きいとき、前記ステアリングの操舵状態が前記中立状態か否かを判定する。
図1に、電動パワーステアリング装置1の全体構成を示す。
電動パワーステアリング装置1は、ステアリング2の回転を転舵輪3に伝達する操舵角伝達機構10と、ステアリング2の操作を補助するための力(以下、「アシスト力」)を操舵角伝達機構10に付与するEPSアクチュエータ20と、EPSアクチュエータ20を制御する電子制御装置30と、各装置の動作状態等を検出する複数のセンサとを含む。
トルクセンサ101は、トーションバー15を介して互いに対向する位置に設けられた2つのセンサ素子、すなわちセンサ素子101Aおよびセンサ素子101Bと、トーションバー15の捩れに応じて磁束の変化を生ずるセンサコア(図示略)とにより構成されている。各センサ素子101A,101Bは、センサコアの外周に配置されているとともに、トーションバー15の捩れに応じて出力が変化する磁気検出素子を含めて構成されている。
ステアリング2の操作にともないコラムシャフト12にトルクが入力されたとき、トルクの大きさに応じてトーションバー15に捻れが生じる。これにより、トルクセンサ101の各センサ素子101A,101Bを通過する磁束が変化するため、各センサ素子101A,101Bから出力される電圧、すなわちトルクセンサ101の出力信号SAも磁束の変化に応じて変化する。
車速センサ103は、右側の後輪および左側の後輪のそれぞれに対応して設けられた2つのセンサ、すなわち右後輪センサ103Aおよび左後輪センサ103Bにより構成されている。各センサ103A,103Bは、対応する後輪が1回転する毎に1パルスを出力信号SCとして出力する。すなわち車速センサ103は、右側の後輪の回転速度に応じた信号および左側の後輪の回転速度に応じた信号を出力する。
トルクセンサ101の出力信号SAに基づいて、ステアリング2の操作にともないステアリングシャフト11に入力されたトルクの大きさに相当する演算値(以下、「操舵トルクτ」)を算出する。
電子制御装置30は、モータ21に供給する駆動電力の大きさを指示する信号(以下、「モータ制御信号Sm」)を出力するマイコン40と、モータ制御信号Smに応じた駆動電力をモータ21に供給する駆動回路50とを含む。
すなわち、目標アシスト力に相当するトルクをEPSアクチュエータ20に生じさせるために必要となる電流値(以下、「電流指令値Ia」)、すなわちモータ21に供給する電流の目標値を算出する電流指令値演算部70と、電流指令値Iaおよびモータ電流Imに基づいてモータ制御信号Smを生成するモータ制御信号出力部60とを含む。
・トルクシフト制御部90により算出された補正操舵トルクτaが大きくなるにつれて基本制御量Iasとしてより大きな値を算出する。すなわち、補正操舵トルクτaが大きくなるにつれて目標アシスト力を大きくする。
・車速Vが小さくなるにつれて基本制御量Iasとしてより大きな値を算出する。すなわち、車速Vが小さくなるにつれて目標アシスト力を大きくする。
ωm=(Vm−Im×Rm)/Ke … (1)
「Vm」は、電圧センサ51から入力されるモータ電圧Vmを示す。
「Rm」は、記憶部に予め記憶されているモータ抵抗Rmを示す。モータ抵抗Rmとしては、モータ21に固有の抵抗に相当する値が用いられる。
(判定条件1)操舵速度ωsが判定値ωaよりも大きい。
(判定条件2)モータ電流Imが基準値Ixよりも大きい。
(判定条件3)前回演算周期の操舵状態の判定結果が「中立状態」である。
(判定条件1)が成立のとき、ステアリング2の操舵状態が「回転状態」にある旨判定される。(判定条件1)が不成立のとき、ステアリング2の操舵状態が「中立状態」または「保舵状態」にある旨判定される。
EX=Vm−Rm×Im+L×(dIm/ds) … (2)
「Vm」は、電圧センサ51から入力されるモータ電圧Vmを示す。
「L」は、モータ21のインダクタンスを示す。
「dIm/ds」は、モータ21の電流変化率を示す。
ステアリング2が保舵状態にあるとき、「dIm/ds」および「EX」を「0」とみなすことができるため、(2)式は下記(3)式に変形することができる。
Rm=Vm/Im … (3)
すなわちモータ抵抗更新部42は、ステアリング2が保舵状態のとき、モータ電圧Vmおよびモータ電流Imに基づいて、モータ21のモータ抵抗Rmを算出する。算出されたモータ抵抗Rmは、そのときに記憶部に記憶されているモータ抵抗Rmに代わる新たなモータ抵抗Rmとして記憶部に記憶される。
・操舵トルクτが大きくなるにつれて基礎シフト制御量Etaとしてより大きな値を算出する。すなわち、操舵トルクτが大きくなるにつれて目標アシスト力を大きくする。
・操舵トルクτが所定値以上のときには、操舵トルクτに対して基礎シフト制御量Etaを一定値に維持する。
・車速Vが大きくなるにつれて車速ゲインKvとしてより大きな値を算出する。
・車速Vが所定値以上のとき、車速Vに対して車速ゲインKvを一定値に維持する。
遷移係数演算部94は、操舵トルクτの方向およびモータ速度ωmと遷移係数Kssとが関連付けられた2つのマップを用いて遷移係数Kssを算出する。すなわち、操舵トルクτの符号が正のときのマップ(図3(a))、および操舵トルクτの符号が負のときのマップ(図3(b))を用いて遷移係数Kssを算出する。
ステップS110において、ステアリング2の操舵状態を判定するための図5の「操舵状態判定処理」を行う。この処理では、操舵速度ωsおよびモータ電流Imおよび前回演算周期の操舵状態の判定結果に基づいて、ステアリング2の操舵状態が「回転状態」および「中立状態」および「保舵状態」のいずれかを判定する。
ステアリング2の操舵状態が「中立状態」または「保舵状態」のとき、いずれも操舵速度ωsの絶対値が判定値ωaよりも小さくなる。すなわち、操舵速度ωsが「0」またはその近傍の値を示す。このため、操舵速度ωsだけに基づく判定では、操舵状態が「中立状態」および「保舵状態」のいずれであるかを特定することはできない。一方、「保舵状態」のときには、モータ電流Imが「中立状態」のときよりも大きくなる傾向にある。
ステップS210では、操舵速度ωsの絶対値が判定値ωaよりも大きいか否かを判定する。すなわち、(判定条件1)が成立しているか否かを判定する。
ステップS230では、前回演算周期における操舵状態の判定結果が「中立状態」か否かを判定する。すなわち、(判定条件3)が成立しているか否かを判定する。
(B)ステップS210で(判定条件1)が不成立、かつステップS220で(判定条件2)が不成立の旨判定したとき、ステップS240においてステアリング2の操舵状態が「中立状態」にある旨判定する。このときの「中立状態」は、トルクアシストが行われていない「第1中立状態」に相当する。
図中の実線は、ステアリング2の操舵状態が「回転状態」から「保舵状態」に至るまでのモータ電流Imの変化を示している。また破線は、ステアリング2の操舵状態が「第1中立状態」から「第2中立状態」に至るまでのモータ電流Imの変化を示している。
(1)本実施形態では、操舵速度ωsが判定値ωaよりも小さくかつモータ電流Imが基準値Ixよりも大きいとき、ステアリング2の操舵状態が中立状態か否かを判定する。
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
・上記実施形態では、コラム型の電動パワーステアリング装置1に本発明を適用したが、ピニオン型およびラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に対して本発明を適用することもできる。この場合にも、上記実施形態に準じた構成を採用することにより、同実施形態の効果に準じた効果が得られる。
Claims (3)
- 操舵系にアシスト力を付与するモータの電流および電圧の少なくとも一方の検出値と、ステアリングの操舵速度とに基づいて、前記ステアリングの操舵状態を判定する電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングが中立位置以外の位置で保持されている状態を保舵状態とし、前記ステアリングが中立位置にある状態を中立状態として、
前記操舵速度が判定値よりも小さく、かつ前記検出値が基準値よりも大きく、かつ前回判定時に前記ステアリングの操舵状態が前記中立状態にある旨判定しているとき、前記ステアリングの操舵状態が前記中立状態にある旨判定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 操舵系にアシスト力を付与するモータの電流および電圧の少なくとも一方の検出値と、ステアリングの操舵速度とに基づいて、前記ステアリングの操舵状態を判定する電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングが中立位置以外の位置で保持されている状態を保舵状態とし、前記ステアリングが中立位置にある状態を中立状態として、
前記操舵速度が判定値よりも小さく、かつ前記検出値が基準値よりも大きく、かつ前回判定時に前記ステアリングの操舵状態が前記中立状態にない旨判定しているとき、前記ステアリングの操舵状態が前記保舵状態にある旨判定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータの抵抗を示す値であるモータ抵抗を更新する処理を行うとともに、前記ステアリングの操舵状態が前記保舵状態にある旨判定したとき、前記モータの電流および電圧に基づいて前記モータの抵抗を算出し、この算出した抵抗を新たなモータ抵抗として設定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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