JP2014088138A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者の操舵意志に反するアシストトルクが電動モータから出力されることを抑制しつつ、フィードバックの応答性調整による騒音・異音や振動を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】操舵トルクに基づいて電動モータ110に供給する目標電流を設定する目標電流算出部20と、電流を供給することにより電動モータ110を駆動するモータ駆動部32と、目標電流算出部20が設定した目標電流と電動モータ110に供給される実電流とが一致するようにフィードバック制御を行うフィードバック処理部42と、車速に応じてフィードバック処理部42のフィードバックゲインを変更するゲイン補正部43と、操舵トルクと実電流との関係が予め定められた関係である場合にモータ駆動部32により電動モータ110へ供給する電流を抑制する出力禁止判定部と、車速に応じて予め定められた関係を設定する指標設定部とを備える。
【選択図】図4Provided is a technique capable of suppressing noise / abnormal noise and vibration due to feedback responsiveness adjustment while suppressing output of an assist torque contrary to a driver's steering intention from an electric motor.
A target current calculation unit that sets a target current to be supplied to an electric motor based on a steering torque, a motor drive unit that drives the electric motor by supplying current, and a target current calculation unit. A feedback processing unit 42 that performs feedback control so that the target current set by and the actual current supplied to the electric motor 110 match, and a gain correction unit 43 that changes the feedback gain of the feedback processing unit 42 according to the vehicle speed; When the relationship between the steering torque and the actual current is a predetermined relationship, an output prohibition determination unit that suppresses the current supplied to the electric motor 110 by the motor drive unit 32, and a predetermined relationship according to the vehicle speed And an index setting unit for setting.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、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.
近年、車両のステアリング系に電動モータを備え、電動モータの動力にてドライバの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置が提案されている。
このような電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイールから入力される操舵トルクの大きさと方向に基づいて、例えば運転者の操舵意志に反するようなアシストトルクが電動モータから出力されることを防止するための機能を備えることが提案されている。すなわち、操舵トルクと電動モータに供給される実電流とに応じた2次元座標上等において電動モータの運転を禁止する出力禁止領域を設定し、例えば電動モータの実電流の検出値がこの出力禁止領域内に属する継続時間が予め定められた時間以上となった場合には、電動モータへ供給する電流をゼロに設定する(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, there has been proposed an electric power steering device that includes an electric motor in a steering system of a vehicle and assists a driver's steering force with the power of the electric motor.
In such an electric power steering device, for example, in order to prevent an assist torque that is against the driver's steering intention from being output from the electric motor based on the magnitude and direction of the steering torque input from the steering wheel. It has been proposed to have the following functions. That is, an output prohibition region for prohibiting the operation of the electric motor is set on a two-dimensional coordinate or the like according to the steering torque and the actual current supplied to the electric motor. If the duration belonging to the region is equal to or longer than a predetermined time, the current supplied to the electric motor is set to zero (for example, see Patent Document 1).
また、電動パワーステアリング装置においては、運転者の操作によって車両のステアリングホイールに加わる操舵トルクが検出され、検出された操舵トルクに応じたアシストトルクを得るために必要な電動モータへの目標電流が設定される。そして、この設定された目標電流と電動モータに実際に流れる実電流が一致するように、目標電流と実電流との偏差に基づいて電動モータがフィードバック駆動される。 In the electric power steering device, the steering torque applied to the steering wheel of the vehicle by the driver's operation is detected, and the target current to the electric motor necessary for obtaining the assist torque according to the detected steering torque is set. Is done. Then, the electric motor is feedback-driven based on the deviation between the target current and the actual current so that the set target current and the actual current that actually flows through the electric motor match.
電動モータの目標電流と実電流との偏差に基づいてフィードバック駆動するシステムでは、電動モータの発生するアシストトルクを操舵トルクに素早く追従させるためには、このシステムにおける応答性が高い方が望ましい。しかしながら、システムにおける応答性が高いと、停止状態でステアリングホイールを限界まで切る、所謂据え切り時などに、電動モータに流すべき電流が大きくなり、そのリップル変動幅も大きくなるため、システムに大きな振動が発生したり騒音や異音が生じたりしてしまうおそれがある。そのため、据え切りが行われる状況下においてのみシステムにおける応答性を低くすることも考えられるが、かかる場合、操舵トルクと実電流とが上述した出力禁止領域に入り易くなり、運転者の操舵意志に沿うアシストトルクを電動モータから出力しているにもかかわらず、運転者の操舵意志に反するようなアシストトルクが電動モータから出力されているとして電動モータへ供給する電流が零に設定されてしまうおそれがある。
本発明は、運転者の操舵意志に反するアシストトルクが電動モータから出力されることを抑制しつつ、フィードバックの応答性調整による騒音・異音や振動を抑制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ことを目的とする。
In a system that feedback-drives based on the deviation between the target current and the actual current of the electric motor, it is desirable that the responsiveness in this system is high in order to cause the assist torque generated by the electric motor to quickly follow the steering torque. However, when the responsiveness of the system is high, the current to be supplied to the electric motor becomes large when the steering wheel is turned to the limit in the stop state, so-called stationary, and the ripple fluctuation range becomes large. May occur or noise or abnormal noise may occur. For this reason, it is conceivable that the responsiveness in the system is lowered only under the situation where the stationary operation is performed, but in such a case, the steering torque and the actual current are likely to enter the above-described output prohibition region, and the driver's steering intention is reduced. Despite the fact that the assist torque is output from the electric motor, the current supplied to the electric motor may be set to zero if the assist torque that is against the driver's steering intention is output from the electric motor. There is.
The present invention provides an electric power steering device capable of suppressing noise / abnormal noise and vibration due to feedback response adjustment while suppressing output of an assist torque against the driver's steering intention from the electric motor. The purpose is to do.
かかる目的のもと、本発明は、車両に設けられたステアリングホイールに操舵補助力を与える電動モータと、前記ステアリングホイールの操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、前記電動モータに電流を供給することにより当該電動モータを駆動する駆動手段と、前記目標電流設定手段が設定した目標電流と前記電動モータに供給される実電流とが一致するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記車両の移動速度である車速に応じて前記フィードバック制御手段のフィードバックゲインを変更する変更手段と、前記操舵トルクと前記実電流との関係が予め定められた関係である場合に前記駆動手段により前記電動モータへ供給する電流を抑制する抑制手段と、前記車速に応じて前記予め定められた関係を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。 For this purpose, the present invention provides an electric motor that applies a steering assist force to a steering wheel provided in a vehicle, and a target current setting that sets a target current to be supplied to the electric motor based on a steering torque of the steering wheel. Feedback, so that the target current set by the target current setting means and the actual current supplied to the electric motor coincide with each other, the drive means for driving the electric motor by supplying current to the electric motor The relationship between the steering torque and the actual current is a predetermined relationship, the feedback control unit performing the control, the changing unit changing the feedback gain of the feedback control unit according to the vehicle speed that is the moving speed of the vehicle. Suppression means for suppressing current supplied to the electric motor by the driving means in a certain case, and Setting means for setting the predetermined relationship according to the speed of an electric power steering apparatus comprising: a.
ここで、前記変更手段は、前記車速が小さい場合には大きい場合よりも前記フィードバックゲインを小さくするとよい。
また、前記抑制手段は、前記操舵トルクと前記実電流とが、当該操舵トルクの範囲と当該実電流の範囲とに基づいて形成される予め定められた領域内に属する場合に、前記電動モータへ供給する電流を抑制するとよい。
また、前記設定手段は、前記車速が小さい場合には大きい場合よりも前記予め定められた領域を小さくするとよい。
Here, the changing means may make the feedback gain smaller when the vehicle speed is low than when the vehicle speed is high.
In addition, the suppression means is configured to supply the electric motor when the steering torque and the actual current belong to a predetermined area formed based on the range of the steering torque and the range of the actual current. It is preferable to suppress the supplied current.
Further, the setting means may make the predetermined region smaller when the vehicle speed is low than when the vehicle speed is high.
また、前記変更手段は、前記車速が予め定められた第1車速以上である場合には前記フィードバックゲインを最も大きくし、前記設定手段は、前記車速が前記第1車速以上である場合には前記予め定められた領域を最も小さくするとよい。
また、前記変更手段は、前記車速が予め定められた第2車速以下である場合には前記フィードバックゲインを最も小さくし、前記設定手段は、前記車速が前記第2車速以下である場合には前記予め定められた領域を最も大きくするとよい。
The changing means maximizes the feedback gain when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined first vehicle speed, and the setting means when the vehicle speed is equal to or higher than the first vehicle speed. It is advisable to make the predetermined area the smallest.
The changing means minimizes the feedback gain when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined second vehicle speed, and the setting means is configured to reduce the feedback gain when the vehicle speed is equal to or lower than the second vehicle speed. The predetermined area may be maximized.
本発明によれば、運転者の操舵意志に反するアシストトルクが電動モータから出力されることを抑制しつつ、フィードバックの応答性調整による騒音・異音や振動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress noise / abnormal noise and vibration due to feedback responsiveness adjustment while suppressing output of assist torque against the driver's steering intention from the electric motor.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置100の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置100(以下、単に「ステアリング装置100」と称する場合もある。)は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車に適用した構成を例示している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric
Electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as “
ステアリング装置100は、自動車の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪(ホイール)状のステアリングホイール(ハンドル)101と、ステアリングホイール101に一体的に設けられたステアリングシャフト102とを備えている。また、ステアリング装置100は、ステアリングシャフト102と自在継手103aを介して連結された上部連結シャフト103と、この上部連結シャフト103と自在継手103bを介して連結された下部連結シャフト108とを備えている。下部連結シャフト108は、ステアリングホイール101の回転に連動して回転する。
The
また、ステアリング装置100は、転動輪としての左右の前輪150のそれぞれに連結されたタイロッド104と、タイロッド104に連結されたラック軸105とを備えている。また、ステアリング装置100は、ラック軸105に形成されたラック歯105aとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン106aを備えている。ピニオン106aは、ピニオンシャフト106の下端部に形成されている。
また、ステアリング装置100は、ピニオンシャフト106を収納するステアリングギアボックス107を有している。ピニオンシャフト106は、ステアリングギアボックス107にてトーションバー(不図示)を介して下部連結シャフト108と連結されている。ステアリングギアボックス107の内部には、下部連結シャフト108とピニオンシャフト106との相対角度に基づいてステアリングホイール101の操舵トルクTを検出するトルクセンサ109が設けられている。
The
また、ステアリング装置100は、ステアリングギアボックス107に支持された電動モータ110と、電動モータ110の駆動力を減速してピニオンシャフト106に伝達する減速機構111とを有している。本実施の形態に係る電動モータ110は、3相ブラシレスモータである。減速機構111は、例えば、ピニオンシャフト106に固定されたウォームホイール(不図示)と、電動モータ110の出力軸に固定されたウォームギヤ(不図示)などから構成される。
The
また、ステアリング装置100は、電動モータ110の作動を制御する制御装置10を備えている。制御装置10には、上述したトルクセンサ109の出力値、自動車の移動速度である車速Vcを検出する車速センサ170の出力値などが入力される。
In addition, the
以上のように構成されたステアリング装置100は、ステアリングホイール101に加えられた操舵トルクTをトルクセンサ109にて検出し、その検出トルクに応じて電動モータ110を駆動し、電動モータ110の発生トルクをピニオンシャフト106に伝達する。これにより、電動モータ110の発生トルクが、ステアリングホイール101に加える運転者の操舵力をアシストする。
The
次に、制御装置10について説明する。
図2は、制御装置10の概略構成図である。
制御装置10は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等からなる算術論理演算回路である。
制御装置10には、上述したトルクセンサ109にて検出された操舵トルクTが出力信号に変換されたトルク信号Tdと、車速センサ170にて検出された車速Vcが出力信号に変換された車速信号vなどが入力される。
そして、制御装置10は、トルク信号Td、車速信号vなどに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ110が供給するのに必要となる目標電流Itを算出する目標電流設定手段の一例としての目標電流算出部20と、目標電流算出部20が算出した目標電流Itに基づいてフィードバック制御などを行う制御部30とを有している。
Next, the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The
The
Then, the
次に、目標電流算出部20について詳述する。
図3は、目標電流算出部20の概略構成図である。
目標電流算出部20は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部21と、電動モータ110の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部22と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部23とを備えている。また、目標電流算出部20は、ベース電流算出部21、イナーシャ補償電流算出部22、ダンパー補償電流算出部23にて算出された値に基づいて目標電流Itを決定する目標電流決定部25を備えている。
Next, the target
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the target
The target
なお、目標電流算出部20には、トルク信号Td、車速信号v、電動モータ110の回転速度Nmが出力信号に変換された回転速度信号Nmsなどが入力される。回転速度信号Nmsは、例えば3相ブラシレスモータである電動モータ110の回転子(ロータ)の回転位置を検出するセンサ(例えば、回転子の回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路)にて検出された電動モータ110の回転角度が微分されることにより得られた値が出力信号に変換されたものであることを例示することができる。
The target
ベース電流算出部21は、位相補償部26にてトルク信号Tdが位相補償されたトルク信号Tsと、車速センサ170からの車速信号vなどに基づいてベース電流Ibを算出する。つまり、ベース電流算出部21は、位相補償された操舵トルクTと、車速Vcとに応じたベース電流Ibを算出する。なお、ベース電流算出部21は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクT(トルク信号Ts)および車速Vc(車速信号v)とベース電流Ibとの対応を示すマップに、操舵トルクT(トルク信号Ts)および車速Vc(車速信号v)を代入することによりベース電流Ibを算出する。
The base
イナーシャ補償電流算出部22は、トルク信号Tdと車速信号vとに基づいて電動モータ110およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Isを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部22は、操舵トルクT(トルク信号Td)と、車速Vc(車速信号v)とに応じたイナーシャ補償電流Isを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部22は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、操舵トルクT(トルク信号Td)および車速Vc(車速信号v)とイナーシャ補償電流Isとの対応を示すマップに、操舵トルクT(トルク信号Td)および車速Vc(車速信号v)を代入することによりイナーシャ補償電流Isを算出する。
The inertia compensation
ダンパー補償電流算出部23は、トルク信号Tdと、車速信号vと、電動モータ110の回転速度信号Nmsとに基づいて、電動モータ110の回転を制限するダンパー補償電流Idを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部23は、操舵トルクT(トルク信号Td)と、車速Vc(車速信号v)と、電動モータ110の回転速度Nm(回転速度信号Nms)に応じたダンパー補償電流Idを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部23は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、操舵トルクT(トルク信号Td)、車速Vc(車速信号v)および回転速度Nm(回転速度信号Nms)と、ダンパー補償電流Idとの対応を示すマップに、操舵トルクT(トルク信号Td)、車速Vc(車速信号v)および回転速度Nm(回転速度信号Nms)を代入することによりダンパー補償電流Idを算出する。
The damper compensation
目標電流決定部25は、ベース電流算出部21にて算出されたベース電流Ib、イナーシャ補償電流算出部22にて算出されたイナーシャ補償電流Isおよびダンパー補償電流算出部23にて算出されたダンパー補償電流Idに基づいて目標電流Itを決定する。目標電流決定部25は、例えば、ベース電流Ibに、イナーシャ補償電流Isを加算するとともにダンパー補償電流Idを減算して得た補償電流Icを、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、補償電流Icと目標電流Itとの対応を示すマップに代入することにより目標電流Itを算出する。
The target
次に、制御部30について詳述する。
図4は、制御部30の概略構成図である。
制御部30は、電動モータ110の作動を制御するモータ駆動制御部31と、電動モータ110を駆動させる駆動手段の一例としてのモータ駆動部32と、電動モータ110に実際に流れる実電流Imを検出するモータ電流検出部33と、モータ駆動部32に対して、電動モータ110の駆動を禁止させるための出力禁止信号を出力する禁止信号出力部34と、を有している。
Next, the
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
The
モータ駆動制御部31は、目標電流算出部20にて最終的に決定された目標電流Itと、モータ電流検出部33にて検出された電動モータ110へ供給される実電流Im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(F/B)制御部40と、電動モータ110をPWM駆動するためのPWM(パルス幅変調)信号を生成するPWM信号生成部60とを有している。
The motor
フィードバック制御部40は、目標電流算出部20にて最終的に決定された目標電流Itとモータ電流検出部33にて検出された実電流Imとの偏差を求める偏差演算部41と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック制御手段の一例としてのフィードバック(F/B)処理部42とを有している。
フィードバック(F/B)処理部42は、目標電流Itと実電流Imとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部41にて算出された偏差に対してフィードバックゲインGを乗算する。
The
The feedback (F /
また、フィードバック制御部40は、フィードバック(F/B)処理部42のフィードバックゲインGを補正するゲイン補正部43を備えている。ゲイン補正部43は、車速Vcに応じてフィードバックゲインGを補正する。ゲイン補正部43は、車速Vcに応じてフィードバックゲインGを変更する変更手段の一例として機能する。
図5は、車速VcとフィードバックゲインGとの相関関係を示す図である。
ゲイン補正部43は、例えば、予め作成しROMに記憶しておいた、図5に示すような車速VcとフィードバックゲインGとの対応を示すマップに、車速Vcを代入することによりフィードバックゲインGを算出する。図5に示したマップにおいては、車速Vcが第1車速V1以上である場合にはフィードバックゲインGに1を乗算した値が補正後のフィードバックゲインGとなり、車速Vcが第2車速V2(V2<V1)以下である場合にはフィードバックゲインGにα(α<1)を乗算した値が補正後のフィードバックゲインGとなるように関連付けられている。また、第2車速V2から第1車速V1にかけて、α×Gから1×Gへと徐々にフィードバックゲインGが増加するように関連付けられている。
The
FIG. 5 is a diagram showing a correlation between the vehicle speed Vc and the feedback gain G.
For example, the gain correction unit 43 assigns the feedback gain G by substituting the vehicle speed Vc into a map that is created in advance and stored in the ROM and that shows the correspondence between the vehicle speed Vc and the feedback gain G as shown in FIG. calculate. In the map shown in FIG. 5, when the vehicle speed Vc is equal to or higher than the first vehicle speed V1, a value obtained by multiplying the feedback gain G by 1 is the corrected feedback gain G, and the vehicle speed Vc is the second vehicle speed V2 (V2 <V V1) or less, the feedback gain G is correlated with α (α <1) so that the corrected feedback gain G is obtained. Further, the feedback gain G is correlated so as to gradually increase from α × G to 1 × G from the second vehicle speed V2 to the first vehicle speed V1.
言い換えれば、ゲイン補正部43は、車速Vcが第1車速V1よりも小さい場合に予め定められているフィードバックゲインGよりもその値が小さくなるように補正し、第2車速V2までは、車速Vcが小さくなるに従ってフィードバックゲインGが徐々に小さくなるように補正する。そして、車速Vcが第2車速V2以下である場合には、予め定められているフィードバックゲインGにαを乗算した値を補正後のフィードバックゲインGとする。
なお、第1車速V1は30km/h、第2車速V2は10km/h、αは0.3であることを例示することができる。
In other words, when the vehicle speed Vc is smaller than the first vehicle speed V1, the gain correction unit 43 corrects the value to be smaller than a predetermined feedback gain G, and until the second vehicle speed V2, the vehicle speed Vc is corrected. As feedback becomes smaller, the feedback gain G is corrected so as to gradually become smaller. When the vehicle speed Vc is equal to or lower than the second vehicle speed V2, a value obtained by multiplying a predetermined feedback gain G by α is set as a corrected feedback gain G.
It can be exemplified that the first vehicle speed V1 is 30 km / h, the second vehicle speed V2 is 10 km / h, and α is 0.3.
PWM信号生成部60は、フィードバック制御部40からの出力値に基づいて電動モータ110をPWM(パルス幅変調)駆動するためのPWM信号を生成し、生成したPWM信号60aを出力する。
The PWM
モータ駆動部32は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として6個の独立したトランジスタ(FET)を備え、6個の内の3個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の3個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側(アース)ラインと接続されている。そして、6個の中から選択した2個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ110の駆動を制御する。
モータ電流検出部33は、モータ駆動部32に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ110に流れる実電流Imの値を検出する。
The
The motor current detection unit 33 detects the value of the actual current Im flowing through the
次に、禁止信号出力部34について詳述する。
図6は、禁止信号出力部34の概略構成図である。
禁止信号出力部34は、ステアリングホイール101の操舵トルクTと電動モータ110の実電流Imとに基づいて電動モータ110の出力を禁止するか否かを判定し、出力を禁止すると判定した場合にモータ駆動部32に対して出力禁止信号を出力する出力禁止判定部341と、出力禁止判定部341が判定する際の指標を車速Vcに応じて設定する設定手段の一例としての指標設定部342とを有している。出力禁止判定部341は、モータ駆動部32により電動モータ110へ供給する電流を抑制する抑制手段の一例として機能する。
Next, the prohibition
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the prohibition
The prohibition
出力禁止判定部341は、操舵トルクTと実電流Imとの関係が予め定められた対応関係である場合に、モータ駆動部32による電動モータ110への電流の供給を禁止するべくモータ駆動部32に対して出力禁止信号を出力する。より具体的には、出力禁止判定部341は、トルク信号Tdと、モータ電流検出部33からの出力信号と、目標電流算出部20から電流の方向を示す情報(目標電流Itの符号など)とを取得し、これらを基に操舵トルクTと電動モータ110の実電流Imとを把握し、把握した操舵トルクTと実電流Imとが出力禁止信号を出力するように指標設定部342が設定した領域に予め定められた時間継続して属する場合には、モータ駆動部32に対して出力禁止信号を出力する。そして、出力禁止信号を取得したモータ駆動部32は、電動モータ110へ供給する電流を零に設定するべく、全てのトランジスタをOFFにさせる。
The output
指標設定部342は、複数の指標を有しており、車速Vcに応じて、複数の指標の内から最適な指標を選択して設定する。
図7は、指標設定部342が設定する指標を例示する図である。
図7に示した指標においては、操舵トルクTと実電流Imとから定められる2次元座標上において、電動モータ110の出力を禁止する出力禁止領域が設定されている。
指標設定部342は、指標を複数有している。図7(a)に示した指標は、車速Vcが上述した第1車速V1以上である場合に設定する指標であり、図7(b)に示した指標は、車速Vcが上述した第2車速V2以下である場合に設定する指標である。図7(a)および図7(b)に示すように、車速Vcが第2車速V2以下である場合の指標における出力禁止領域は、車速Vcが第1車速V1以上である場合の指標における出力禁止領域よりも狭くなっている。つまり、車速Vcが第1車速V1以上である場合の指標における出力禁止領域では属する操舵トルクTおよび実電流Imが、車速Vcが第2車速V2以下である場合の指標における出力禁止領域では属さない領域が存在する。
The
FIG. 7 is a diagram illustrating an index set by the
In the index shown in FIG. 7, an output prohibition region for prohibiting the output of the
The
また、図7においては、指標設定部342が設定する指標として、車速Vcが第1車速V1以上である場合の指標と車速Vcが第2車速V2以下である場合の指標とを例示しているが、第2車速V2から第1車速V1までの指標は、その指標における出力禁止領域が図7(b)に示した出力禁止領域と図7(a)に示した出力禁止領域との間に設定される。つまり、第2車速V2以下での指標における出力禁止領域から第1車速V1以上での指標における出力禁止領域までの徐々に領域が拡大するように定められている。
In FIG. 7, as an index set by the
このように構成された禁止信号出力部34においては、出力禁止判定部341が把握した操舵トルクTおよび実電流Imが、指標設定部342が設定した指標に該当する場合(この指標における出力禁止領域に属する場合)にモータ駆動部32に対して出力禁止信号を出力することにより、電動モータ110が運転者の操舵意志に反するように運転者の操舵力をアシストすることが抑制される。例えば、目標電流算出部20などの装置の異常により電動モータ110に過剰な電流が供給されるような事態が生じている場合には電動モータ110の駆動が停止させる。
In the prohibition
以下、フローチャートを用いて、出力禁止判定部341が行う出力禁止判定処理について説明する。
図8は、出力禁止判定部341が行う出力禁止判定処理の手順を示すフローチャートである。出力禁止判定部341は、例えば、定期的(例えば、1ms毎)に、出力禁止判定処理を実行する。
Hereinafter, output prohibition determination processing performed by the output
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of output prohibition determination processing performed by the output
出力禁止判定部341は、先ず、現時点の電動モータ110の実電流Imおよび操舵トルクTを把握する(ステップ(以下、単に、「S」と記す。)801)。その後、複数の指標の内、いずれの指標が指標設定部342により設定されているかを把握する(S802)。
そして、出力禁止判定部341は、S801にて把握した実電流Imと操舵トルクTとの関係が、S802にて把握した指標において予め定められている出力禁止領域に属するか否かを判別する(S803)。そして、出力禁止領域に属する場合(S803でYES)、実電流Imおよび操舵トルクTが、S803にて属すると判定された出力禁止領域に予め定められた規定時間以上継続して属しているか否かを判別する(S804)。そして、規定時間以上継続している場合(S804でYES)、モータ駆動部32に対して出力禁止信号を出力する(S805)。
他方、出力禁止領域に属しない場合(S803でNO)および規定時間以上継続していない場合(S804でNO)、出力禁止信号を出力することなしに本処理の実行を終了する。
The output
Then, the output
On the other hand, if it does not belong to the output prohibition region (NO in S803) and if it has not continued for the specified time (NO in S804), the execution of this process is terminated without outputting the output prohibition signal.
以上のように構成されたステアリング装置100においては、車速Vcが小さい場合には、予め定められたフィードバックゲインGよりも小さくなるように補正されたフィードバックゲインGを用いてフィードバック制御が行われるので、車速Vcが小さいときに電動モータに流す電流のリップル変動幅が小さくなる。特に、車庫入れや駐車時など、停止状態でステアリングホイールを限界まで切る、所謂据え切りを行ったとしても、小さい値のフィードバックゲインGを用いてフィードバック制御が行われるので、リップル変動幅が小さい。その結果、フィードバック制御を行うステアリング装置100に大きな振動が発生したり騒音や異音が生じたりしてしまうことを抑制することができる。特に、車庫入れや駐車時など、車速Vcが小さいとき程、ステアリング装置100が搭載された自動車の車内は静かであるため、ステアリング装置100の振動や音が、車内に響いてしまうが、本実施の形態に係るステアリング装置100によれば、車内に響く振動や音を抑制することができる。
In the
ただし、予め定められたフィードバックゲインGよりも小さくなるように補正されたフィードバックゲインGを用いてフィードバック制御を行うと、応答性が低下し、操舵トルクTに応じて設定された目標電流Itに対して実電流Imが追従し難くなる。
図9は、操舵トルクTと実電流Imとの関係を例示する図である。図9(a)は、予め定められたフィードバックゲインGを用いてフィードバック制御を行った場合における操舵トルクTと実電流Imとの関係を示す図であり、図9(b)は、予め定められたフィードバックゲインGにαを乗算することで補正されたフィードバックゲインGを用いてフィードバック制御を行った場合における操舵トルクTと実電流Imとの関係を示す図である。
図9に示すように、フィードバックゲインGを小さくすることで、応答性が低下し、操舵トルクTに対する、ステアリングホイール101の切り増し方向における実電流Imと、ステアリングホイール101の切り戻し方向における実電流Imとの差が大きくなる。
However, if feedback control is performed using the feedback gain G corrected so as to be smaller than the predetermined feedback gain G, the responsiveness decreases, and the target current It set according to the steering torque T is reduced. Thus, the actual current Im becomes difficult to follow.
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the steering torque T and the actual current Im. FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the steering torque T and the actual current Im when feedback control is performed using a predetermined feedback gain G, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the steering torque T at the time of performing feedback control using the feedback gain G correct | amended by multiplying the feedback gain G which was added, and the actual electric current Im.
As shown in FIG. 9, by reducing the feedback gain G, the responsiveness decreases, and the actual current Im in the
これに対して、本実施の形態に係るステアリング装置100によれば、図7(a)および図7(b)に例示するように、車速Vcに応じて出力禁止領域が異なり、車速Vcが第2車速V2以下である場合、言い換えればフィードバックゲインGがα倍に小さく補正された場合の指標における出力禁止領域は、車速Vcが第1車速V1以上である場合、言い換えればフィードバックゲインGをそのまま用いた場合の指標における出力禁止領域よりも狭くなっている。それゆえ、フィードバックゲインGを小さくすることで、操舵トルクTに対する、ステアリングホイール101の切り増し方向における実電流Imと切り戻し方向における実電流Imとの差が大きくなるように応答性が低くなったとしても、操舵トルクTと実電流Imとが出力禁止領域に規定時間継続して属し難くなる。その結果、運転者の操舵意志に沿うアシストトルクを電動モータから出力しているにもかかわらず、運転者の操舵意志に反するようなアシストトルクが電動モータから出力されていると判断されて電動モータへ電流が供給されなくなることを抑制することができる。
On the other hand, according to the
他方、車速Vcが第1車速V1以上である場合には、車速Vcが第1車速V1未満である場合よりも出力禁止領域が広いことから、運転者の操舵意志に反するようなアシストトルクが電動モータから出力されている場合には素早く電動モータへの電流の供給を零にすることができる。それゆえ、車速Vcが大きい場合に、例えば目標電流算出部20などの装置の異常により電動モータ110に過剰な電流が供給されるような事態が生じている場合には素早く電動モータ110の駆動を停止させることができる。その結果、自動車が、車速Vcが大きいときに運転者の操舵意志に反するような挙動を示すことに起因して事故に繋がることを抑制することができる。
On the other hand, when the vehicle speed Vc is equal to or higher than the first vehicle speed V1, the output prohibition region is wider than when the vehicle speed Vc is less than the first vehicle speed V1, and thus assist torque that is contrary to the driver's steering intention is electrically driven. In the case of output from the motor, the current supply to the electric motor can be quickly made zero. Therefore, when the vehicle speed Vc is high, for example, when a situation occurs in which an excessive current is supplied to the
以上説明したように、本実施の形態に係るステアリング装置100によれば、運転者の操舵意志に反するアシストトルクが電動モータから出力されることを抑制しつつ、フィードバックの応答性低下による騒音・異音や振動を抑制することができる。特に運転者の操舵意志に反するような挙動を示すことが危険となる車速Vcが大きい場合には電動モータ110に過剰な電流が供給されるような事態が生じたら素早く電動モータ110の駆動を停止させることができるとともに、音や振動が車内に響き易い車速Vcが小さい場合には電流のリップル変動幅に起因する音や振動を抑制することができる。
As described above, according to the
10…制御装置、20…目標電流算出部、30…制御部、34…禁止信号出力部、40…フィードバック制御部、42…フィードバック(F/B)処理部、43…ゲイン補正部、
100…電動パワーステアリング装置、110…電動モータ、341…出力禁止判定部、342…指標設定部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステアリングホイールの操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、
前記電動モータに電流を供給することにより当該電動モータを駆動する駆動手段と、
前記目標電流設定手段が設定した目標電流と前記電動モータに供給される実電流とが一致するようにフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
前記車両の移動速度である車速に応じて前記フィードバック制御手段のフィードバックゲインを変更する変更手段と、
前記操舵トルクと前記実電流との関係が予め定められた関係である場合に前記駆動手段により前記電動モータへ供給する電流を抑制する抑制手段と、
前記車速に応じて前記予め定められた関係を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor for providing a steering assist force to a steering wheel provided in the vehicle;
Target current setting means for setting a target current to be supplied to the electric motor based on a steering torque of the steering wheel;
Drive means for driving the electric motor by supplying current to the electric motor;
Feedback control means for performing feedback control so that the target current set by the target current setting means matches the actual current supplied to the electric motor;
Changing means for changing a feedback gain of the feedback control means according to a vehicle speed which is a moving speed of the vehicle;
Suppression means for suppressing current supplied to the electric motor by the drive means when the relationship between the steering torque and the actual current is a predetermined relation;
Setting means for setting the predetermined relationship according to the vehicle speed;
An electric power steering apparatus comprising:
前記設定手段は、前記車速が前記第1車速以上である場合には前記予め定められた領域を最も小さくすることを特徴とする請求項3または4に記載の電動パワーステアリング装置。 The changing means maximizes the feedback gain when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined first vehicle speed,
5. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the setting unit minimizes the predetermined area when the vehicle speed is equal to or higher than the first vehicle speed. 6.
前記設定手段は、前記車速が前記第2車速以下である場合には前記予め定められた領域を最も大きくすることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 The changing means minimizes the feedback gain when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined second vehicle speed,
6. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein when the vehicle speed is equal to or lower than the second vehicle speed, the setting unit makes the predetermined region the largest. 7. .
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105620A1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社ジェイテクト | Steering device and motor control method for steering device |
| CN114228826A (en) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 中国矿业大学 | Intelligent method and device for recognizing emergency takeover behavior of automobile driver |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08332969A (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Honda Motor Co Ltd | Electric power steering device |
| JP2000153770A (en) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering device |
-
2012
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08332969A (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Honda Motor Co Ltd | Electric power steering device |
| JP2000153770A (en) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105620A1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社ジェイテクト | Steering device and motor control method for steering device |
| JP2020082915A (en) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 株式会社ジェイテクト | Steering apparatus and motor control method in steering apparatus |
| CN113165642A (en) * | 2018-11-20 | 2021-07-23 | 株式会社捷太格特 | Steering operation device and motor control method in steering operation device |
| US20220009547A1 (en) * | 2018-11-20 | 2022-01-13 | Jtekt Corporation | Steering device and motor control method for steering device |
| CN114228826A (en) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 中国矿业大学 | Intelligent method and device for recognizing emergency takeover behavior of automobile driver |
| CN114228826B (en) * | 2021-12-31 | 2022-07-22 | 中国矿业大学 | Intelligent automobile driver emergency take-over behavior identification method and device |
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