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JP2013032085A - Electric power steering control device - Google Patents

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JP2013032085A
JP2013032085A JP2011168678A JP2011168678A JP2013032085A JP 2013032085 A JP2013032085 A JP 2013032085A JP 2011168678 A JP2011168678 A JP 2011168678A JP 2011168678 A JP2011168678 A JP 2011168678A JP 2013032085 A JP2013032085 A JP 2013032085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
road surface
surface reaction
reaction force
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011168678A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisaya Akatsuka
久哉 赤塚
Daiji Watabe
大治 渡部
Tomoyuki Hori
智之 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2011168678A priority Critical patent/JP2013032085A/en
Publication of JP2013032085A publication Critical patent/JP2013032085A/en
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Abstract

【課題】路面反力トルクを正しく推定することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ドライバがハンドルに入力するトルクであるハンドルトルク、モータに生じるトルクであるモータトルク、路面反力トルクに応じてそれぞれ検出値が変化する3つのセンサ(トルクセンサ4、回転角速度センサ13、モータ電流センサ14)と、これら3つのセンサの検出値が入力され、これらの検出値に基づいて路面反力トルク推定値Tl_estを出力する路面反力推定器101とを備える。この路面反力推定器101として、推定する値の入力に対しては入力値と略等しい出力値を出力する応答性を備えるとともに、推定する値以外の入力に対しては略ゼロを出力する分離性を備える推定器であって、推定する値が路面反力トルクとされた推定器を用いる。
【選択図】図2
An electric power steering device capable of correctly estimating road surface reaction torque is provided.
SOLUTION: Three sensors (torque sensor 4 and rotational angular velocity sensor 13) whose detected values change according to a handle torque that is a torque input by a driver, a motor torque that is a torque generated in a motor, and a road surface reaction force torque, respectively. , A motor current sensor 14), and a road surface reaction force estimator 101 that receives the detection values of these three sensors and outputs a road surface reaction force torque estimation value Tl_est based on these detection values. This road surface reaction force estimator 101 has a response that outputs an output value that is substantially equal to an input value for an input of an estimated value, and a separation that outputs substantially zero for an input other than the estimated value. An estimator having a characteristic, in which an estimated value is road surface reaction torque.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、路面反力トルクに基づいてアシストトルクを決定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 apparatus, and more particularly to an electric power steering apparatus that determines an assist torque based on a road surface reaction torque.

電動パワーステアリング装置はモータを備えており、このモータにアシストトルクを発生させる。このアシストトルクを、路面反力トルクに基づいて決定する装置が知られている(例えば特許文献1)。   The electric power steering apparatus includes a motor, and generates assist torque in the motor. An apparatus that determines the assist torque based on road surface reaction torque is known (for example, Patent Document 1).

特許文献1では、車速、操舵トルク、路面反力等に基づいてアシストトルクを決定している。そして、この路面反力は、下記式から決定するステアリング軸反力トルクTtranをローパスフィルタに通すことにより推定している。なお、下記式において、Thdlは操舵トルク、Tassistはアシストトルク、J・dw/dtはモータの慣性項である。   In Patent Document 1, assist torque is determined based on vehicle speed, steering torque, road surface reaction force, and the like. The road surface reaction force is estimated by passing a steering shaft reaction force torque Ttran determined from the following equation through a low-pass filter. In the following equation, Thdl is the steering torque, Tassist is the assist torque, and J · dw / dt is the inertia term of the motor.

Ttran = Thdl + Tassist − J・dw/dt   Ttran = Thdl + Tassist−J · dw / dt

特開2003−312521号公報JP 2003-312521 A

上述のように、特許文献1の発明では、路面反力の推定に、操舵トルクThdl、アシストトルクTassist、モータの慣性項J・dw/dtを用いていることから、理想的な氷上(路面反力が0となる場合)であっても、推定値はゼロとならない可能性が高い。すなわち、特許文献1の発明では、路面反力が正しく推定できないという問題がある。   As described above, the invention of Patent Document 1 uses the steering torque Thdl, the assist torque Tassist, and the motor inertia term J · dw / dt to estimate the road surface reaction force. Even if the force is 0), the estimated value is not likely to be zero. That is, the invention of Patent Document 1 has a problem that the road surface reaction force cannot be estimated correctly.

本発明は、この事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、路面反力トルクを正しく推定することができる電動パワーステアリング装置を提供するところにある。   The present invention has been made based on this situation, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus capable of correctly estimating road surface reaction torque.

その目的を達成するための請求項1記載の発明は、モータを備え、路面からタイヤに入力されるトルクである路面反力トルクを推定し、推定した路面反力トルクを少なくとも用いて、モータに発生させるアシストトルクを決定する電動パワーステアリング装置の発明である。本発明の電動パワーステアリング装置は、ドライバがハンドルに入力するトルクであるハンドルトルク、モータに生じるトルクであるモータトルク、および路面反力トルクに応じてそれぞれ検出値が変化する第1、第2、第3センサと、第1、第2、第3センサの検出値が入力され、これらの検出値に基づいて路面反力トルク推定値を出力する路面反力推定器とを備える。この路面反力推定器として、推定する値の入力に対しては入力値と略等しい出力値を出力する応答性を備えるとともに、推定する値以外の入力に対しては略ゼロを出力する分離性を備える推定器であって、推定する値が路面反力トルクとされた推定器を用いる。   In order to achieve the object, the invention according to claim 1 includes a motor, estimates a road surface reaction torque that is a torque input to the tire from the road surface, and uses at least the estimated road surface reaction torque in the motor. It is an invention of an electric power steering device that determines assist torque to be generated. The electric power steering apparatus according to the present invention includes first, second, and second detection values that change depending on a handle torque that is a torque input by a driver to a handle, a motor torque that is a torque generated in a motor, and a road surface reaction force torque, respectively. A third sensor and a road surface reaction force estimator that receives detection values of the first, second, and third sensors and outputs a road surface reaction force torque estimation value based on these detection values are provided. This road surface reaction force estimator has the responsiveness of outputting an output value approximately equal to the input value for the input of the estimated value, and the separability of outputting approximately zero for the input other than the estimated value An estimator having a road surface reaction force torque as an estimated value is used.

このように、本発明の路面反力推定器は、推定する値の入力に対しては入力値と略等しい出力値を出力する応答性を備えており、且つ、推定する値が路面反力トルクとされている。よって、路面反力トルクの入力に対しては入力値と略等しい出力値を出力する一方、それ以外の入力に対しては略ゼロを出力する。よって、路面反力トルクを正しく推定できるようになる。   As described above, the road surface reaction force estimator of the present invention has responsiveness of outputting an output value substantially equal to the input value with respect to the input of the estimated value, and the estimated value is the road surface reaction force torque. It is said that. Therefore, an output value substantially equal to the input value is output for the input of the road surface reaction torque, while substantially zero is output for the other inputs. Therefore, the road surface reaction torque can be correctly estimated.

上記第1、第2、第3センサとしては、例えば、請求項2のように、操舵トルクを検出するトルクセンサ、モータの回転角速度を検出する回転角速度センサ、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出センサを用いることができる。   Examples of the first, second, and third sensors include a torque sensor that detects a steering torque, a rotational angular velocity sensor that detects a rotational angular velocity of a motor, and a motor current that detects a current flowing through the motor. A detection sensor can be used.

また、請求項3のように、推定する値の20Hz以下の入力に対して前記応答性を有し、且つ、前記分離性が−40dB以下であるようにすることが特に好ましい。   Further, as in claim 3, it is particularly preferable to have the responsiveness with respect to an input of 20 Hz or less of the estimated value and that the separability is -40 dB or less.

また、上記応答性と分離性とを備える路面反力推定器としては、たとえば、請求項4のようにH∞制御理論により設計された推定器を用いることができる。その請求項2に係る発明では、路面反力推定器は、制御入力uと外部入力wとから制御量zと観測出力yとを出力する一般化プラント、および観測出力yから制御入力uを生成して一般化プラントにフィードバックする制御器を用いるH∞制御理論に基づいて設計されており、外部入力wを、ハンドルトルク、モータトルク、路面反力トルクとし、観測出力yを、第1、第2、第3センサの検出値とし、制御器を路面反力推定器とし、制御入力uを路面反力推定器が出力する路面反力トルク推定値とし、制御量zを路面反力トルクと路面反力トルク推定値との差分eとする。そして、外部入力wであるハンドルトルク、モータトルク、路面反力トルクから、制御量zである、路面反力トルクと路面反力トルク推定値との差分eまでの応答が略ゼロとなるように、路面反力推定器が設計されている。   Moreover, as a road surface reaction force estimator provided with the said responsiveness and separability, the estimator designed by the H∞ control theory like Claim 4 can be used, for example. In the invention according to claim 2, the road surface reaction force estimator generates a control input u from the control output u and the external input w, and a generalized plant that outputs the controlled variable z and the observation output y. Is designed based on the H∞ control theory using a controller that feeds back to a generalized plant. The external input w is a handle torque, a motor torque, and a road surface reaction force torque. 2. The detected value of the third sensor, the controller is the road surface reaction force estimator, the control input u is the road surface reaction force torque estimated value output by the road surface reaction force estimator, and the control amount z is the road surface reaction force torque and the road surface. It is set as the difference e with the reaction force torque estimated value. The response from the handle torque, the motor torque, and the road surface reaction force torque that are external inputs w to the difference e between the road surface reaction force torque and the road surface reaction force torque estimated value that is the control amount z is substantially zero. A road surface reaction force estimator has been designed.

本発明が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electric power steering apparatus to which the present invention is applied. 図1の制御装置1の構成および機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure and function of the control apparatus 1 of FIG. 路面反力推定器101における分離性および応答性を説明する図である。It is a figure explaining the separability and responsiveness in the road surface reaction force estimator 101. 推定器設計のための一般的な一般化プラントを示すモデル図である。It is a model figure which shows the general generalized plant for estimator design. 本実施形態の路面反力推定器101を設計するために用いた一般化プラントを示す図である。It is a figure which shows the generalized plant used in order to design the road surface reaction force estimator 101 of this embodiment. 図5の一般化プラントを用いて設計した路面反力推定器101のボード線図である。FIG. 6 is a Bode diagram of a road surface reaction force estimator 101 designed using the generalized plant of FIG. 5. (a)は路面反力推定器101の特性を示すボード線図、(b)は路面反力推定器101のステップ応答を示す図である。(A) is a Bode diagram which shows the characteristic of the road surface reaction force estimator 101, (b) is a figure which shows the step response of the road surface reaction force estimator 101. 路面反力推定器101が実行するフローチャートである。It is a flowchart which the road surface reaction force estimator 101 performs.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electric power steering apparatus to which the present invention is applied.

図1に示されるように、ステアリングホイール(以下、ハンドルという)2には、ステアリング軸3が接続されており、ステアリング軸3はハンドル2と一体回転する。このステアリング軸3には減速機構5が取り付けられている。減速機構5はモータ6の回転を減速してインターミディエイトシャフト7に伝達する。モータ6は、ドライバの操舵力を補助する操舵補助トルク(以下、アシストトルクという)を発生するものであり、減速機構5を介してステアリング軸3に接続されている。   As shown in FIG. 1, a steering shaft 3 is connected to a steering wheel (hereinafter referred to as a handle) 2, and the steering shaft 3 rotates integrally with the handle 2. A speed reduction mechanism 5 is attached to the steering shaft 3. The speed reduction mechanism 5 decelerates the rotation of the motor 6 and transmits it to the intermediate shaft 7. The motor 6 generates steering assist torque (hereinafter referred to as assist torque) that assists the driver's steering force, and is connected to the steering shaft 3 via the speed reduction mechanism 5.

トルクセンサ4は、図示しないトーションバーを備えており、そのトーションバーによってステアリング軸3とインターミディエイトシャフト7とが連結されている。ステアリング軸3がインターミディエイトシャフト7に対して回転すると、その回転に応じてトーションバーにねじれが生じる。トルクセンサ4には、このねじれを検出するセンサが備えられており、検出したねじれを制御装置1へ逐次供給する。   The torque sensor 4 includes a torsion bar (not shown), and the steering shaft 3 and the intermediate shaft 7 are connected by the torsion bar. When the steering shaft 3 rotates with respect to the intermediate shaft 7, the torsion bar is twisted according to the rotation. The torque sensor 4 is provided with a sensor that detects the twist, and sequentially supplies the detected twist to the control device 1.

インターミディエイトシャフト7のステアリング軸3とは反対側の端は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置8のピニオン軸9に連結されている。このピニオン軸9とラック軸10とによってギヤ装置8は構成される。そして、ラック軸10の両端には、図示しないタイロッド及びナックルアームを介して左右操舵輪としての一対のタイヤ11がそれぞれ連結されている。従って、ピニオン軸9の回転運動がラック軸10の直線運動に変換されると、そのラック軸10の直線運動変位に応じた角度だけ、左右のタイヤ11が転舵される。   The end of the intermediate shaft 7 opposite to the steering shaft 3 is connected to a pinion shaft 9 of a rack and pinion gear device 8. The gear device 8 is constituted by the pinion shaft 9 and the rack shaft 10. A pair of tires 11 as left and right steered wheels are connected to both ends of the rack shaft 10 via tie rods and knuckle arms (not shown). Accordingly, when the rotational motion of the pinion shaft 9 is converted into the linear motion of the rack shaft 10, the left and right tires 11 are steered by an angle corresponding to the linear motion displacement of the rack shaft 10.

回転角速度センサ13、モータ電流検出センサ14は、それぞれ、モータ6の回転角速度dThc、モータ6を流れる電流を逐次検出し、検出した回転角速度dThc、モータ電流値Curを示す信号を制御装置1に逐次供給する。また、トルクセンサ4によって検出されたトルク(以下、操舵トルクという)Tsを示す信号も制御装置1に入力される。これら、操舵トルクTs、モータ6の回転角速度dThc、モータ電流値Curは、いずれも、ハンドルトルクTh、モータトルクTm、路面反力トルクTlに応じてそれぞれ検出値が変化することから、これらを検出するトルクセンサ4、回転角速度センサ13、モータ電流検出センサ14は、特許請求の範囲の第1、第2、第3センサに相当する。   The rotation angular velocity sensor 13 and the motor current detection sensor 14 sequentially detect the rotation angular velocity dThc of the motor 6 and the current flowing through the motor 6, respectively, and sequentially send signals indicating the detected rotation angular velocity dThc and the motor current value Cur to the control device 1. Supply. Further, a signal indicating torque (hereinafter referred to as steering torque) Ts detected by the torque sensor 4 is also input to the control device 1. The steering torque Ts, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the motor current value Cur are all detected because their detected values change according to the handle torque Th, the motor torque Tm, and the road surface reaction force torque Tl. The torque sensor 4, the rotational angular velocity sensor 13, and the motor current detection sensor 14 that correspond to the first, second, and third sensors in the claims.

次に、図2を参照して、制御装置1の構成や機能等について説明する。この制御装置1はマイクロコンピュータを備えており、一部または全部の機能が、そのマイクロコンピュータによって実現される。   Next, the configuration, function, and the like of the control device 1 will be described with reference to FIG. The control device 1 includes a microcomputer, and some or all of the functions are realized by the microcomputer.

制御装置1は、路面反力推定器101、電流指令値変換器102、電流制御部103を備えている。路面反力推定器101は、トルクセンサ4から供給される操舵トルクTs、回転角速度センサ13から供給されるモータ6の回転角速度dThc、モータ電流検出センサ14から供給されるモータ電流値Curに基づいて、路面反力トルクTlの推定値(以下、路面反力トルク推定値)Tl_estを逐次推定する。なお、路面反力推定器101における路面反力トルク推定値Tl_estの推定方法については後述する。路面反力推定器101は、推定した路面反力トルク推定値Tl_estを、モータ6に発生させるアシストトルクの指令値であるアシスト指令値として電流指令値変換器102へ出力する。   The control device 1 includes a road surface reaction force estimator 101, a current command value converter 102, and a current control unit 103. The road surface reaction force estimator 101 is based on the steering torque Ts supplied from the torque sensor 4, the rotational angular velocity dThc of the motor 6 supplied from the rotational angular velocity sensor 13, and the motor current value Cur supplied from the motor current detection sensor 14. The estimated value of the road surface reaction force torque Tl (hereinafter referred to as the road surface reaction force torque estimated value) Tl_est is sequentially estimated. A method for estimating the road surface reaction force torque estimated value Tl_est in the road surface reaction force estimator 101 will be described later. The road surface reaction force estimator 101 outputs the estimated road surface reaction force torque estimated value Tl_est to the current command value converter 102 as an assist command value that is a command value of the assist torque generated by the motor 6.

電流指令値変換器102は、予め記憶されているマップあるいは関係式に基づいて、アシスト指令値を電流指令値に変換する。電流制御部103は、たとえば、4つのMOSFETからなるブリッジ回路等の周知のモータ駆動回路を備えており、モータ電流検出回路14によって検出されるモータ電流値が、電流指令値変換器102から供給される電流指令値となるようにモータ駆動回路のフィードバック制御を行なう。なお、前述のモータ電流検出回路14は、モータ駆動回路と接地ラインとの間に設けられた電流検出抵抗の両端間の電圧を検出することによって、モータ6に流れる電流を検出している。   The current command value converter 102 converts the assist command value into a current command value based on a previously stored map or relational expression. The current control unit 103 includes a known motor drive circuit such as a bridge circuit composed of four MOSFETs, for example, and the motor current value detected by the motor current detection circuit 14 is supplied from the current command value converter 102. The feedback control of the motor drive circuit is performed so that the current command value becomes the same. The motor current detection circuit 14 described above detects the current flowing through the motor 6 by detecting the voltage across the current detection resistor provided between the motor drive circuit and the ground line.

次に、路面反力推定器101の設計方法を説明する。路面反力推定器101は、入力される3つの値、すなわち、操舵トルクTs、モータ6の回転角速度dThc、モータ電流値Curに基づいて路面反力トルク推定値Tl_estを推定するものであり、分離性および応答性を満足するように設計されている。   Next, a method for designing the road surface reaction force estimator 101 will be described. The road surface reaction force estimator 101 estimates a road surface reaction force torque estimated value Tl_est based on three input values, that is, the steering torque Ts, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the motor current value Cur. Designed to satisfy performance and responsiveness.

ここで、まず、路面反力推定器101における分離性および応答性について、図3を用いて説明する。分離性とは、ハンドルトルクTh、モータトルクTmなど、路面反力トルクTl以外が入力されたときには、路面反力推定器101の出力が略ゼロとなることである。図3(a)、(b)は、それぞれ、ハンドルトルクThが入力された場合、モータトルクTmが入力された場合の入出力を概念的に示している。ハンドルトルクThが入力された場合(図3(a))、および、モータトルクTmが入力された場合(図3(b))のいずれの場合にも、各センサ4、13、14は、それらのトルクに応じた検出値を路面反力推定器101に入力する。しかし、これらハンドルトルクThやモータトルクTmが入力された場合には、路面反力推定器101の出力は略ゼロとなる。これが分離性である。   Here, first, separation and response in the road surface reaction force estimator 101 will be described with reference to FIG. Separation means that the output of the road surface reaction force estimator 101 becomes substantially zero when a value other than the road surface reaction force torque Tl, such as the handle torque Th and the motor torque Tm, is input. FIGS. 3A and 3B conceptually show input and output when the handle torque Th is input and when the motor torque Tm is input, respectively. Each of the sensors 4, 13, and 14 is used when the handle torque Th is input (FIG. 3A) and when the motor torque Tm is input (FIG. 3B). A detected value corresponding to the torque is input to the road surface reaction force estimator 101. However, when the steering wheel torque Th or the motor torque Tm is input, the output of the road surface reaction force estimator 101 is substantially zero. This is separability.

一方、応答性とは真の値から推定値へのゲインが1であることを言う。路面反力トルクTlが入力された場合にも、各センサ4、13、14は、路面反力トルクTlに応じた検出値を路面反力推定器101に入力し、この場合、路面反力推定器101は、入力された路面反力トルクTlと略等しい値を出力する。   On the other hand, responsiveness means that the gain from a true value to an estimated value is 1. Even when the road surface reaction force torque Tl is input, the sensors 4, 13, and 14 each input a detection value corresponding to the road surface reaction force torque Tl to the road surface reaction force estimator 101. In this case, the road surface reaction force estimation is performed. The device 101 outputs a value substantially equal to the input road surface reaction torque Tl.

このような特性の路面反力推定器101を、本実施形態では、H∞制御理論に基づいて設計している。H∞制御理論は、一般化プラントと呼ばれ、制御入力u、外部入力w、観測出力y、制御量zの4つの入出力を持つ汎用的な制御モデルを対象とする(図4参照)。制御の目的は外部入力wに対して制御量zをなるべく小さく抑えることであるので、観測出力yから制御入力uに適切なフィードバックを施すことで外部入力wから制御量zまでの伝達関数GのH∞ノルムを小さくするように、換言すれば、外部入力wから制御量zまでの応答を下げるように、制御器Kを設計する。   In the present embodiment, the road surface reaction force estimator 101 having such characteristics is designed based on the H∞ control theory. The H∞ control theory is called a generalized plant and targets a general-purpose control model having four inputs / outputs of a control input u, an external input w, an observation output y, and a controlled variable z (see FIG. 4). The purpose of the control is to keep the control amount z as small as possible with respect to the external input w. Therefore, by applying appropriate feedback from the observation output y to the control input u, the transfer function G from the external input w to the control amount z The controller K is designed to reduce the H∞ norm, in other words, to reduce the response from the external input w to the control amount z.

図5に、本実施形態において路面反力推定器101を設計するために用いた一般化プラントを示す。電動パワーステアリング装置では、ハンドル(ドライバによる入力)、モータ、路面という3つのトルク入力箇所からトルクが入力されることから、本実施形態における一般化プラントは、外部入力wを、ハンドルトルクTh、モータトルクTm、路面反力トルクTlとしている。また、制御入力uは路面反力推定器101からの出力、すなわち、路面反力推定器101が推定する路面反力トルク推定値Tl_estである。   FIG. 5 shows a generalized plant used for designing the road surface reaction force estimator 101 in this embodiment. In the electric power steering apparatus, torque is input from three torque input locations such as a handle (input by a driver), a motor, and a road surface. Therefore, the generalized plant in this embodiment uses an external input w as a handle torque Th and a motor. The torque Tm and the road surface reaction force torque Tl are used. The control input u is an output from the road surface reaction force estimator 101, that is, a road surface reaction force torque estimated value Tl_est estimated by the road surface reaction force estimator 101.

また、観測出力yは、モータ電流値Cur、モータ6の回転角速度dThc、操舵トルクTsである。観測出力yとして3種類の値を用いているのは、電動パワーステアリング装置では、ハンドル(ドライバによる入力)、モータ、路面という3つのトルク入力箇所が存在することから、これらからの入力を分離して推定するには3種類以上の観測出力値が必要だからである。また、3種類の観測出力値として、本実施形態では、モータ電流値Cur、モータ6の回転角速度dThc、操舵トルクTsを用いているのは次の理由による。電動パワーステアリング装置を備えた車両において、通常は、操舵トルクTsはドライバに最も近いセンサ検出値であり、モータ6の回転角速度dThcは路面に最も近いセンサ検出値であり、モータ電流値Curはモータに最も近いセンサ検出値だからである。   The observation output y is the motor current value Cur, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the steering torque Ts. Three types of values are used as the observation output y. In the electric power steering device, there are three torque input locations, such as the handle (input by the driver), the motor, and the road surface. This is because three or more types of observation output values are required for estimation. In this embodiment, the motor current value Cur, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the steering torque Ts are used as the three types of observed output values for the following reason. In a vehicle equipped with an electric power steering device, the steering torque Ts is usually the sensor detection value closest to the driver, the rotational angular velocity dThc of the motor 6 is the sensor detection value closest to the road surface, and the motor current value Cur is the motor. This is because the sensor detection value closest to is.

残りの制御量zは、本実施形態では、路面反力Tlと推定器出力である路面反力トルク推定値Tl_estとの差分eとしている。制御量zを路面反力Tlと推定器出力(Tl_est)との差分eとしている理由を次に説明する。   In the present embodiment, the remaining control amount z is the difference e between the road surface reaction force Tl and the road surface reaction force torque estimated value Tl_est, which is an estimator output. The reason why the control amount z is the difference e between the road surface reaction force Tl and the estimator output (Tl_est) will be described next.

仮に、路面反力トルクTlのみが入力され、ハンドルトルクThおよびモータトルクTmがいずれもゼロであるとすると、路面反力推定器101が正しく路面反力トルクTlを推定できている場合には、推定器出力(Tl_est)はTlとなる。従って、上記差分eはゼロとなる。一方、ハンドルトルクThやモータトルクTmは入力されるが、路面反力トルクTlがゼロであるとすると、路面反力推定器101が正しく路面反力トルクTlを推定できている場合には、推定器出力(Tl_est)はゼロとなる。従って、この場合にも、上記差分eはゼロとなる。すなわち、いずれの場合にも、路面反力推定器101が正しく路面反力トルクTlを推定できている場合には、上記差分eはゼロとなる。   If only the road surface reaction force torque Tl is input and the handle torque Th and the motor torque Tm are both zero, the road surface reaction force estimator 101 can correctly estimate the road surface reaction force torque Tl. The estimator output (Tl_est) is Tl. Therefore, the difference e is zero. On the other hand, the steering wheel torque Th and the motor torque Tm are input, but if the road surface reaction force torque Tl is zero, the road surface reaction force estimator 101 is estimated if the road surface reaction force torque Tl can be correctly estimated. Output (Tl_est) becomes zero. Therefore, also in this case, the difference e is zero. That is, in any case, when the road surface reaction force estimator 101 can correctly estimate the road surface reaction force torque Tl, the difference e is zero.

そして、前述のように、H∞制御理論では、外部入力w(本実施形態では、ハンドルトルクTh、モータトルクTm、路面反力トルクTl)から制御量z(本実施形態では路面反力トルクTlと推定器出力Tl_estとの差分e)までの応答を下げるように制御器K(路面反力推定器101)が設計される。よって、制御量zを、路面反力Tlと推定器出力(Tl_est)との差分eとすることで、正しく路面反力トルクTlを推定できる路面反力推定器101が設計できるのである。なお、本実施形態では、観測量のノイズを考慮してカットオフ周波数(より詳しくは入力である路面反力から路面反力推定器101までの周波数応答のカットオフ周波数)を20[Hz]としている。図6に、このようにして設計した路面反力推定器101のボード線図を示す。   As described above, in the H∞ control theory, from the external input w (in this embodiment, the handle torque Th, the motor torque Tm, the road surface reaction torque Tl) to the control amount z (in this embodiment, the road surface reaction torque Tl). And the controller K (the road surface reaction force estimator 101) is designed so as to lower the response up to the difference e) between the estimator output Tl_est and the estimator output Tl_est. Therefore, the road surface reaction force estimator 101 that can correctly estimate the road surface reaction force torque Tl can be designed by setting the control amount z as the difference e between the road surface reaction force Tl and the estimator output (Tl_est). In this embodiment, the cut-off frequency (more specifically, the cut-off frequency of the frequency response from the road surface reaction force to the road surface reaction force estimator 101) is set to 20 [Hz] in consideration of the noise of the observation amount. Yes. FIG. 6 shows a Bode diagram of the road surface reaction force estimator 101 designed in this way.

次に、上述のようにして設計した路面反力推定器101が、正しく路面反力トルクTlを推定できることを示す。次の説明では、説明を分かりやすくするため、各観測出力y、すなわち、モータ電流値Cur、モータ6の回転角速度dThc、操舵トルクTsにDC成分の入力があるとする。ただし、各周波数での振る舞いは、図6のボード線図から容易に決定することができる。   Next, it will be shown that the road surface reaction force estimator 101 designed as described above can correctly estimate the road surface reaction force torque Tl. In the following description, in order to make the description easy to understand, it is assumed that DC components are input to each observation output y, that is, the motor current value Cur, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the steering torque Ts. However, the behavior at each frequency can be easily determined from the Bode diagram of FIG.

操舵トルクTsのDCゲインをα、モータ6の回転角速度dThcのDCゲインをβ、モータ電流CurのDCゲインをγとすると、路面反力推定器101の出力は式1のように表せる。なお、αとγがβとは逆符号となっているのは、図6からも分かるように、モータ6の回転角速度dThcに対して、モータ電流値Curと操舵トルクTsとは位相が180°反転しているからである。
(式1) −αTs+βdThc−γCur
Assuming that the DC gain of the steering torque Ts is α, the DC gain of the rotational angular velocity dThc of the motor 6 is β, and the DC gain of the motor current Cur is γ, the output of the road surface reaction force estimator 101 can be expressed as Equation 1. Note that α and γ have opposite signs to β, as can be seen from FIG. 6, the phase of the motor current value Cur and the steering torque Ts is 180 ° with respect to the rotational angular velocity dThc of the motor 6. This is because it is reversed.
(Formula 1) -αTs + βdThc-γCur

ここで、図6のボード線図から定まるゲインα、βは、αTsとβdThcの絶対値が等しくなるようなゲインとなっており、また、ゲインγは、2αTs=γCurとなるように与えられる。また、ハンドルトルクThが入力された場合や路面反力トルクTlが入力された場合の検出電流Curは、逆起電力によって生じる電流のみのため、モータトルクTmが入力された場合の検出電流Curよりも十分に小さく、γCur≒0となる。これらのことに基づいて、(1)ハンドルトルクThのみが入力された場合、(2)モータトルクTmのみが入力された場合、(3)路面反力トルクTlのみが入力された場合をそれぞれ考える。   Here, gains α and β determined from the Bode diagram of FIG. 6 are gains such that the absolute values of αTs and βdThc are equal, and gain γ is given so that 2αTs = γCur. In addition, the detected current Cur when the handle torque Th is input or when the road surface reaction force torque Tl is input is only the current generated by the counter electromotive force, and therefore the detected current Cur when the motor torque Tm is input. Is sufficiently small, and γCur≈0. Based on these facts, (1) only the handle torque Th is input, (2) only the motor torque Tm is input, and (3) only the road surface reaction force torque Tl is input are considered. .

まず、(1)ハンドルトルクThのみが入力された場合を考える。ハンドルトルクThが入力である場合、トーショントルクTsとモータ6の回転角速度dThcはともに正となる一方で、検出電流Curは逆起電力であることから負となる。また、前述のようにαTsとβdThcの絶対値は等しいことから、上記式1は式2のようにγCurのみとなり、また、このγCurは略ゼロである。すなわち、ハンドルトルクThのみが入力された場合は、路面反力推定器101の出力は略ゼロとなる。
(式2) −αTs+βdThc−γ(−Cur)=γCur≒0
First, consider the case where (1) only the handle torque Th is input. When the handle torque Th is an input, the torsion torque Ts and the rotational angular velocity dThc of the motor 6 are both positive, but the detected current Cur is negative because it is a counter electromotive force. Further, as described above, since the absolute values of αTs and βdThc are equal to each other, Equation 1 is only γCur as shown in Equation 2, and γCur is substantially zero. That is, when only the handle torque Th is input, the output of the road surface reaction force estimator 101 is substantially zero.
(Formula 2) −αTs + βdThc−γ (−Cur) = γCur≈0

次に、(2)モータトルクTmのみが入力された場合を考える。モータトルクTmが入力である場合、トーショントルクTsとモータ6の回転角速度dThcとは互いに符号が逆となる。また、検出電流Curは正となる。よって、式1は式3のようになる。そして、前述のように、γは2αTs=γCurとなるように与えられることから、出力はゼロになる。
(式3) −α(−Ts)+βdThc−γCur=2αTs−γCur≒0
Next, consider (2) the case where only the motor torque Tm is input. When the motor torque Tm is an input, the signs of the torsion torque Ts and the rotational angular velocity dThc of the motor 6 are opposite to each other. Further, the detection current Cur is positive. Therefore, Formula 1 becomes Formula 3. As described above, since γ is given so that 2αTs = γCur, the output becomes zero.
(Expression 3) −α (−Ts) + βdThc−γCur = 2αTs−γCur≈0

次に、(3)路面反力トルクTlのみが入力された場合を考える。路面反力トルクTlが入力である場合も、トーショントルクTsとモータ6の回転角速度dThcとは互いに符号が逆となる。また、検出電流Curは、逆起電力であることから負となる。また、逆起電力の場合の検出電流Curは略ゼロであることからγCurは無視できる。よって、式1は式4のようになる。従って、路面反力トルクTlが入力されたときは、路面反力推定器101から、2αTsというゼロではない値が出力されることになる。
(式4) −α(−Ts)+βdThc−γCur=2αTs+γCur=2αTs
Next, consider (3) the case where only road surface reaction torque Tl is input. Even when the road surface reaction torque Tl is input, the torsion torque Ts and the rotational angular velocity dThc of the motor 6 have opposite signs. Further, the detection current Cur is negative because it is a back electromotive force. Further, since the detected current Cur in the case of the counter electromotive force is substantially zero, γCur can be ignored. Therefore, Formula 1 becomes Formula 4. Therefore, when the road surface reaction force torque Tl is input, the road surface reaction force estimator 101 outputs a non-zero value of 2αTs.
(Formula 4) −α (−Ts) + βdThc−γCur = 2αTs + γCur = 2αTs

図7(a)は路面反力推定器101の周波数特性を示すボード線図であり、図7(b)は路面反力推定器101のステップ応答を示す図である。この図7において、実線はハンドルトルクThが入力された場合を示し、点線はモータトルクTmが入力された場合を示し、破線は路面反力トルクTlが入力された場合を示している。   FIG. 7A is a Bode diagram showing the frequency characteristics of the road surface reaction force estimator 101, and FIG. 7B is a view showing the step response of the road surface reaction force estimator 101. In FIG. 7, the solid line indicates the case where the handle torque Th is input, the dotted line indicates the case where the motor torque Tm is input, and the broken line indicates the case where the road surface reaction force torque Tl is input.

図7(a)から分かるように、ハンドルトルクThから路面反力推定器101までの周波数応答は、周波数20Hz以下でのゲインが約−60dBであり、モータトルクTmから路面反力推定器101までの周波数応答は、周波数20Hz以下でのゲインが約−90dBであり、いずれも、ゲインは略ゼロとみなすことができるほど小さな値である。また、ハンドルトルクTh、モータトルクTmから路面反力推定器101までの周波数応答は、いずれも、周波数20Hz以上では、ゲインが20Hz以下よりもさらに小さい。よって、ハンドルトルクTh、モータトルクTm(すなわち推定したい入力以外の入力)に対しては、それらの入力から路面反力推定器101までのゲインが全ての周波数において−40dB以下となっていると言える。このことから、本実施形態の路面反力推定器101は分離性を有することが分かる。また、図7(b)からも、路面反力推定器101はハンドルトルクThおよびモータトルクTmの入力に対しては反応していないことが分かる。   As can be seen from FIG. 7A, the frequency response from the handle torque Th to the road surface reaction force estimator 101 has a gain of about −60 dB at a frequency of 20 Hz or less, and from the motor torque Tm to the road surface reaction force estimator 101. In the frequency response, the gain at a frequency of 20 Hz or less is about −90 dB, and the gain is small enough to be regarded as substantially zero. Further, the frequency response from the handle torque Th and the motor torque Tm to the road surface reaction force estimator 101 is smaller at a frequency of 20 Hz or more than at a gain of 20 Hz or less. Therefore, with respect to the handle torque Th and the motor torque Tm (that is, inputs other than the input to be estimated), it can be said that the gains from those inputs to the road surface reaction force estimator 101 are −40 dB or less at all frequencies. . From this, it can be seen that the road surface reaction force estimator 101 of this embodiment has separability. 7B also shows that the road surface reaction force estimator 101 does not react to the input of the handle torque Th and the motor torque Tm.

これに対して、図7(a)から分かるように、路面反力トルクTlが入力された場合の周波数20Hz以下でのゲインは0dB、つまり、1倍のゲインである。また、図7(b)から分かるように、路面反力トルクTlが入力された場合には、ほとんど時間遅れなく、振幅「1」が出力されている。このことから、路面反力推定器101は路面反力トルクTlに対して応答性を有していることが分かる。なお、図7(a)のボード線図から分かるように、20Hz以上では、いずれのトルクTh、Tm、Tlに対しても、ゲインは20Hz以下よりも減少している。これは、既に述べたように、観測量のノイズを考慮してカットオフ周波数を20Hzとしているからである。   On the other hand, as can be seen from FIG. 7A, the gain at a frequency of 20 Hz or less when the road surface reaction torque Tl is input is 0 dB, that is, a gain of 1 time. Further, as can be seen from FIG. 7B, when the road surface reaction torque Tl is input, the amplitude “1” is output with almost no time delay. From this, it can be seen that the road surface reaction force estimator 101 has responsiveness to the road surface reaction force torque Tl. As can be seen from the Bode diagram of FIG. 7A, at 20 Hz or more, the gain is reduced from 20 Hz or less for any torque Th, Tm, or Tl. This is because the cut-off frequency is set to 20 Hz in consideration of the observed amount of noise as already described.

上述の特性を有する路面反力推定器101は、図8に示すフローにより、路面反力トルクTlを推定する。   The road surface reaction force estimator 101 having the above-described characteristics estimates the road surface reaction force torque Tl according to the flow shown in FIG.

まず、路面反力トルク推定値Tl_estの演算に必要な値を各センサから読み込む(ステップS1)。すなわち、トルクセンサ4から操舵トルクTsを読み込み、回転角速度センサ13からモータ6の回転角速度dThcを読み込み、モータ電流センサ14からモータ電流値Curを読み込む。   First, a value necessary for calculating the road surface reaction force torque estimated value Tl_est is read from each sensor (step S1). That is, the steering torque Ts is read from the torque sensor 4, the rotational angular velocity dThc of the motor 6 is read from the rotational angular velocity sensor 13, and the motor current value Cur is read from the motor current sensor 14.

次に、ステアリングS1で読み込んだ値(Ts、dThc、Cur)を用いて路面反力トルク推定値Tl_estを演算する(ステップS2)。この路面反力トルク推定値Tl_estの演算は、具体的には、まず、ステップS1で読み込んだTs、dThc、Curおよび図6に示したボード線図に基づいて、前述の式1のα、β、γをそれぞれ決定する。そして、これらα、β、γと、ステップS1で読み込んだTs、dThc、Curを式1に代入することで路面反力トルク推定値Tl_estを演算する。   Next, a road surface reaction force torque estimated value Tl_est is calculated using values (Ts, dThc, Cur) read by the steering S1 (step S2). Specifically, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est is calculated based on Ts, dThc, Cur read in step S1 and the Bode diagram shown in FIG. , Γ are determined respectively. Then, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est is calculated by substituting these α, β, and γ and Ts, dThc, and Cur read in step S1 into Equation 1.

このようにして演算した路面反力トルク推定値Tl_estは、前述のように、アシスト指令値として電流指令値変換器102へ出力されて、アシストトルクの制御に用いられる。   The road surface reaction force torque estimated value Tl_est calculated in this way is output to the current command value converter 102 as an assist command value as described above, and is used for assist torque control.

以上、説明した本実施形態によれば、路面反力推定器101は、路面反力トルクTlが入力されたときは入力値と略等しい出力値を出力する一方、ハンドルトルクTh、モータトルクTmに対しては略ゼロを出力する。よって、路面反力トルクTlを正しく推定できるようになる。そして、路面反力トルクTlを正しく推定できる結果、操舵の自然なフィーリングを実現することも可能となる。   As described above, according to the present embodiment described above, the road surface reaction force estimator 101 outputs an output value substantially equal to the input value when the road surface reaction force torque Tl is input, while the handle torque Th and the motor torque Tm are output. In contrast, approximately zero is output. Therefore, the road surface reaction torque Tl can be correctly estimated. As a result of correctly estimating the road surface reaction torque Tl, a natural feeling of steering can be realized.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The following embodiment is also contained in the technical scope of this invention, and also the summary other than the following is also included. Various modifications can be made without departing from the scope.

前述の実施形態では、第1、第2、第3センサとして、トルクセンサ4、回転角速度センサ13、モータ電流検出センサ14を用いており、これらのセンサが検出する操舵トルクTs、モータ6の回転角速度dThc、モータ電流値Curを路面反力推定器101に入力して路面反力トルク推定値Tl_estを推定していたが、これに限られない。路面反力推定器101に入力するセンサ検出値は、ハンドルトルクTh、モータトルクTm、路面反力トルクTlに応じて検出値が変化すれば種々の検出値を用いることができる。上記操舵トルクTs、モータ6の回転角速度dThc、モータ電流値Cur以外にも、たとえば、ハンドル回転角、ハンドル回転角速度、モータ回転角、インタミトルク(インターミディエィトシャフト7のトルク)、ラックストローク、ラックストローク速度、タイヤ回転角、タイヤ回転角速度、モータ6の検出電圧などがある。これらから少なくとも3つの検出値を用いればよい。   In the above-described embodiment, the torque sensor 4, the rotational angular velocity sensor 13, and the motor current detection sensor 14 are used as the first, second, and third sensors. The steering torque Ts detected by these sensors and the rotation of the motor 6 are used. Although the angular velocity dThc and the motor current value Cur are input to the road surface reaction force estimator 101 to estimate the road surface reaction force torque estimation value Tl_est, the present invention is not limited to this. As the sensor detection values input to the road surface reaction force estimator 101, various detection values can be used as long as the detection values change according to the handle torque Th, the motor torque Tm, and the road surface reaction force torque Tl. In addition to the steering torque Ts, the rotational angular velocity dThc of the motor 6, and the motor current value Cur, for example, the steering wheel rotational angle, the steering wheel rotational angular velocity, the motor rotational angle, the intermediate torque (the torque of the intermediate shaft 7), the rack stroke, and the rack stroke. There are speed, tire rotation angle, tire rotation angular speed, detection voltage of the motor 6, and the like. From these, at least three detection values may be used.

ここで、仮に、前述の実施形態の操舵トルクTsに代えてハンドル回転角とすれば、ハンドル回転角は、操舵トルクTsよりもハンドルに近い位置のセンサ検出値であることから、路面反力トルクTlの推定精度のさらなる向上が期待できる。また、モータ回転角速度dThcに代えてラックストロークとしても、ラックストロークはモータ回転角速度dThcよりも路面に近い位置でのセンサ検出値であることから、路面反力トルクTlの推定精度のさらなる向上が期待できる。もちろん、操舵トルクTsに代えてハンドル回転角を用いるとともに、モータ回転角速度dThcに代えてラックストロークを用いれば、より一層、推定精度の向上が期待できる。   Here, if the steering wheel rotation angle is used instead of the steering torque Ts in the above-described embodiment, the steering wheel rotation angle is a sensor detection value at a position closer to the steering wheel than the steering torque Ts. Further improvement in the estimation accuracy of Tl can be expected. Further, even if the rack stroke is replaced with the motor rotational angular velocity dThc, the rack stroke is a sensor detection value at a position closer to the road surface than the motor rotational angular velocity dThc, and therefore further improvement in the estimation accuracy of the road surface reaction force torque Tl is expected. it can. Of course, if the steering wheel rotation angle is used instead of the steering torque Ts and the rack stroke is used instead of the motor rotation angular velocity dThc, the estimation accuracy can be further improved.

また、前述の実施形態では、路面反力トルク推定値Tl_estをそのままアシスト指令値としていたが、これに限られない。たとえば、この路面反力トルク推定値Tl_estと操舵トルクTsとを加えたり、さらには、これに安定化制御のための補正値を加えたりしてもよい。また、路面反力トルク推定値Tl_estにゲインを乗じてもよい。また、操舵トルクTs等、路面反力トルク推定値Tl_est以外のパラメータにより決定したアシスト指令値を補正するための補正係数や補正量の算出に、路面反力トルク推定値Tl_estを用いてもよい。路面反力トルク推定値Tl_estを用いてさえいれば、アシスト指令値の決定方法は種々変更可能である。   In the above-described embodiment, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est is directly used as the assist command value. However, the present invention is not limited to this. For example, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est and the steering torque Ts may be added, or a correction value for stabilization control may be added thereto. Further, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est may be multiplied by a gain. Further, the road surface reaction force torque estimated value Tl_est may be used to calculate a correction coefficient or a correction amount for correcting an assist command value determined by a parameter other than the road surface reaction force torque estimated value Tl_est, such as the steering torque Ts. As long as the road surface reaction torque estimation value Tl_est is used, the assist command value determination method can be variously changed.

また、前述の実施形態では、H∞制御理論に基づいて路面反力推定器101を設計していたが、μ設計の手法等、他の手法により路面反力推定器101を設計してもよい。   In the above-described embodiment, the road surface reaction force estimator 101 is designed based on the H∞ control theory. However, the road surface reaction force estimator 101 may be designed by other methods such as a μ design method. .

1:制御装置、2:ステアリングホイール(ハンドル)、3:ステアリング軸、4:トルクセンサ、5:減速機構、6:モータ、7:インターミディエイトシャフト、8:ギヤ装置、9:ピニオン軸、10:ラック軸、11:タイヤ、12:車速センサ、13:回転角センサ、14:モータ電流検出回路、41:トルクセンサ、42:モータ回転角速度センサ、43:モータ電流センサ、101:推定器、102:電流指令値変換器、103:電流制御部 1: Control device, 2: Steering wheel (handle), 3: Steering shaft, 4: Torque sensor, 5: Reduction mechanism, 6: Motor, 7: Intermediate shaft, 8: Gear device, 9: Pinion shaft, 10: Rack shaft, 11: tire, 12: vehicle speed sensor, 13: rotation angle sensor, 14: motor current detection circuit, 41: torque sensor, 42: motor rotation angular velocity sensor, 43: motor current sensor, 101: estimator, 102: Current command value converter, 103: current control unit

Claims (4)

モータを備え、路面からタイヤに入力されるトルクである路面反力トルクを推定し、推定した路面反力トルクを少なくとも用いて、前記モータに発生させるアシストトルクを決定する電動パワーステアリング装置であって、
ドライバがハンドルに入力するトルクであるハンドルトルク、前記モータに生じるトルクであるモータトルク、および前記路面反力トルクに応じてそれぞれ検出値が変化する第1、第2、第3センサと、
前記第1、第2、第3センサの検出値が入力され、これらの検出値に基づいて路面反力トルク推定値を出力する路面反力推定器とを備え、
前記路面反力推定器として、推定する値の入力に対しては入力値と略等しい出力値を出力する応答性を備えるとともに、推定する値以外の入力に対しては略ゼロを出力する分離性を備える推定器であって、推定する値が前記路面反力トルクとされた推定器を用いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering apparatus that includes a motor, estimates a road surface reaction torque that is a torque input to a tire from a road surface, and determines an assist torque to be generated by the motor using at least the estimated road surface reaction torque ,
First, second, and third sensors whose detected values change according to a handle torque that is a torque input to the handle by a driver, a motor torque that is a torque generated in the motor, and the road surface reaction force torque;
A road surface reaction force estimator that receives detection values of the first, second, and third sensors and outputs a road surface reaction force torque estimation value based on the detection values;
As the road surface reaction force estimator, it has a responsiveness to output an output value substantially equal to the input value for an input of an estimated value, and a separability to output approximately zero for an input other than the estimated value An electric power steering apparatus comprising: an estimator including: an estimator whose estimated value is the road surface reaction torque.
請求項1において、
前記第1、第2、第3センサとして、操舵トルクを検出するトルクセンサ、前記モータの回転角速度を検出する回転角速度センサ、前記モータに流れる電流を検出するモータ電流検出センサを用いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In claim 1,
As the first, second, and third sensors, a torque sensor that detects a steering torque, a rotational angular velocity sensor that detects a rotational angular velocity of the motor, and a motor current detection sensor that detects a current flowing through the motor are used. Electric power steering device.
請求項1または2において、
推定する値の20Hz以下の入力に対して前記応答性を有し、且つ、前記分離性が−40dB以下であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In claim 1 or 2,
An electric power steering apparatus having the responsiveness to an input of 20 Hz or less of an estimated value and having the separability of -40 dB or less.
請求項1〜3のいずれか1項において、
前記路面反力推定器は、
制御入力uと外部入力wとから制御量zと観測出力yとを出力する一般化プラント、および前記観測出力yから前記制御入力uを生成して前記一般化プラントにフィードバックする制御器を用いるH∞制御理論に基づいて設計されており、
前記外部入力wを、前記ハンドルトルク、モータトルク、路面反力トルクとし、
前記観測出力yを、前記第1、第2、第3センサの検出値とし、
前記制御器を前記路面反力推定器とし、
前記制御入力uを、前記路面反力推定器が出力する路面反力トルク推定値とし、
前記制御量zを前記路面反力トルクと路面反力トルク推定値との差分eとし、
前記外部入力wである前記ハンドルトルク、モータトルク、路面反力トルクから、前記制御量zである、前記路面反力トルクと路面反力トルク推定値との差分eまでの応答が略ゼロとなるように、前記路面反力推定器が設計されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
In any one of Claims 1-3,
The road surface reaction force estimator is
A generalized plant that outputs a controlled variable z and an observed output y from a control input u and an external input w, and a controller that generates the control input u from the observed output y and feeds back to the generalized plant is used. ∞ Designed based on control theory,
The external input w is the handle torque, motor torque, road surface reaction torque,
The observation output y is a detection value of the first, second and third sensors,
The controller is the road reaction force estimator,
The control input u is a road surface reaction force torque estimated value output by the road surface reaction force estimator,
The control amount z is the difference e between the road surface reaction force torque and the road surface reaction force torque estimated value,
The response from the handle torque, the motor torque, and the road surface reaction force torque that is the external input w to the difference e between the road surface reaction force torque and the road surface reaction force torque estimated value that is the control amount z is substantially zero. Thus, the road surface reaction force estimator is designed.
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