JP2001106108A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータが発
生するトルクをステアリング機構に与えて操舵補助を行
う電動パワーステアリング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for assisting steering by giving a torque generated by an electric motor to a steering mechanism.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、車両のステアリング機構に電
動モータが発生するトルクを伝達し、これにより、操舵
の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられて
いる。この種の電動パワーステアリング装置では、ハン
ドルの操作により入力された操舵トルクなどに基づいて
定めた目標電流値から、電動モータの回転速度および車
両速度に基づいて定めたブレーキ電流値を減算して得ら
れる値をモータ電流指令値として、電動モータに供給す
るモータ電流を制御している。ブレーキ電流値は、車両
速度が低速の時には比較的小さな値に設定され、高速の
時には大きな値に設定される。これにより、高速走行時
における車両の安定性を向上させることができ、また、
ハンドルを中立位置（直進走行時におけるハンドルの位
置）に速やかに収斂させることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been used an electric power steering device which transmits torque generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle and thereby assists steering. In this type of electric power steering device, a brake current value determined based on a rotation speed of an electric motor and a vehicle speed is subtracted from a target current value determined based on a steering torque or the like input by operating a steering wheel. The motor current supplied to the electric motor is controlled by using the obtained value as a motor current command value. The brake current value is set to a relatively small value when the vehicle speed is low, and is set to a large value when the vehicle speed is high. As a result, the stability of the vehicle during high-speed driving can be improved, and
The steering wheel can be quickly converged to the neutral position (the steering wheel position during straight running).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では、ハンドルの操作とは無関係にブレーキ電
流値が決定されるため、たとえば、ハンドルを中立位置
から一方向に切り込む際に、電動モータから十分なトル
クが発生せず、運転者にフリクション感を与えるおそれ
があった。そこで、この発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、車両の走行安定性やハンドルの中立位置へ
の収斂性を悪化させることなく、操舵フィーリングを向
上できる電動パワーステアリング装置を提供することで
ある。However, in the above-mentioned prior art, since the brake current value is determined independently of the operation of the steering wheel, for example, when the steering wheel is cut in one direction from the neutral position, the electric motor is turned off. There was a possibility that sufficient torque was not generated, giving the driver a feeling of friction. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to provide an electric power steering device capable of improving the steering feeling without deteriorating the running stability of a vehicle and the convergence of a steering wheel to a neutral position. That is.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、モータが
発生するトルクをステアリング機構に与えて操舵補助を
行う電動パワーステアリング装置であって、上記モータ
の回転方向および回転数を検出するためのモータ回転検
出手段と、上記ステアリング機構に入力される操舵トル
クの方向および大きさを検出するための操舵トルク検出
手段と、この操舵トルク検出手段によって検出される操
舵トルクの大きさに基づいてモータ電流目標値を設定す
る電流目標値設定手段と、上記モータ回転検出手段によ
って検出される回転方向および回転数ならびに上記操舵
トルク検出手段によって検出される操舵トルクの方向お
よび大きさに基づいて、上記電流目標値設定手段によっ
て設定されるモータ電流目標値から減算すべきブレーキ
電流値を定めるブレーキ電流設定手段とを含むことを特
徴とする電動パワーステアリング装置である。According to the first aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus for assisting a steering by applying a torque generated by a motor to a steering mechanism. A motor rotation detecting means for detecting the rotation direction and the number of rotations of the motor; a steering torque detecting means for detecting a direction and a magnitude of the steering torque inputted to the steering mechanism; Current target value setting means for setting a motor current target value based on the magnitude of the steering torque detected by the means; and a rotation direction and a rotation speed detected by the motor rotation detection means and detected by the steering torque detection means. The mode set by the current target value setting means based on the direction and magnitude of the steering torque An electric power steering apparatus which comprises a brake current setting means for determining the brake current value to be subtracted from the current target value.
【０００５】また、請求項２記載の発明は、上記電流目
標値設定手段によって設定されたモータ電流目標値から
上記ブレーキ電流設定手段によって設定されたブレーキ
電流値を減算して得られる値を、上記モータに供給すべ
き電流値である電流指令値として上記モータを制御する
モータ制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１
記載の電動パワーステアリング装置である。上記の発明
によれば、モータ電流目標値から減算すべきブレーキ電
流値は、モータの回転方向および回転数だけでなく、操
舵トルクの方向および大きさも考慮して定められる。こ
れにより、請求項２に記載されているように、モータ電
流目標値からブレーキ電流値を減算して得られる値を電
流指令値としてモータの制御を行うことで、ハンドルを
切り込んだ状態から中立位置に戻すときには、ハンドル
を中立位置に速やかに収斂させ、ハンドルを右方向また
は左方向に切り込むときには、モータから操舵補助を十
分に行うことができるトルクを発生させることが可能に
なる。ゆえに、ハンドルを右方向または左方向に切り込
む際に、運転者にフリクション感を与えるおそれをなく
すことができ、操舵フィーリングを向上させることがで
きる。According to a second aspect of the present invention, the value obtained by subtracting the brake current value set by the brake current setting means from the motor current target value set by the current target value setting means, 2. The motor control device according to claim 1, further comprising a motor control unit that controls the motor as a current command value that is a current value to be supplied to the motor.
It is an electric power steering device as described in the above. According to the above invention, the brake current value to be subtracted from the motor current target value is determined in consideration of not only the rotation direction and the number of rotations of the motor, but also the direction and magnitude of the steering torque. Thus, as described in claim 2, by controlling the motor using a value obtained by subtracting the brake current value from the motor current target value as a current command value, the steering wheel is cut from the neutral position to the neutral position. When the steering wheel is returned to the normal position, the steering wheel is quickly converged to the neutral position, and when the steering wheel is turned rightward or leftward, it is possible to generate a torque capable of sufficiently performing steering assist from the motor. Therefore, when the steering wheel is turned rightward or leftward, it is possible to eliminate the possibility of giving the driver a feeling of friction, thereby improving the steering feeling.
【０００６】なお、請求項３に記載したように、上記ブ
レーキ電流設定手段は、上記モータ回転検出手段によっ
て検出される回転方向および回転数に基づいてブレーキ
電流基本値を設定する基本値設定手段と、上記モータ回
転検出手段によって検出される回転方向に応じた上記モ
ータの発生トルクの方向と、上記操舵トルク検出手段に
よって検出される操舵トルクの方向との異同を判断する
方向異同判断手段と、この方向異同判断手段の判断結果
および上記操舵トルク検出手段によって検出される操舵
トルクの大きさに基づいてトルク補正係数を定めるトル
ク補正係数設定手段と、上記基本値設定手段によって設
定されるブレーキ電流基本値に、上記トルク補正係数設
定手段によって設定されるトルク補正係数を乗算する第
１乗算手段とを含むことが好ましい。According to a third aspect of the present invention, the brake current setting means includes a basic value setting means for setting a basic value of the brake current based on a rotation direction and a rotation speed detected by the motor rotation detection means. A direction difference determining means for determining whether the direction of the generated torque of the motor according to the rotation direction detected by the motor rotation detecting means is different from the direction of the steering torque detected by the steering torque detecting means; Torque correction coefficient setting means for determining a torque correction coefficient based on the determination result of the direction difference determination means and the magnitude of the steering torque detected by the steering torque detection means; and a brake current basic value set by the basic value setting means And first multiplication means for multiplying the torque correction coefficient set by the torque correction coefficient setting means. It is preferable.
【０００７】たとえば、ハンドルを切り込んだ状態から
中立位置に戻すときには、運転者はハンドルから手を離
すか、ハンドルが急に戻るのを防ぐためにハンドルに軽
く力を加えるので、操舵トルクの方向とモータの発生ト
ルクの方向とは逆になる。一方、ハンドルを右方向また
は左方向に切り込むときには、操舵トルクの方向とモー
タの発生トルクの方向とが一致する。したがって、操舵
トルクの方向とモータの回転方向とが逆であればブレー
キ電流値が大きくなるようにトルク補正係数を設定し、
操舵トルクの方向とモータの回転方向とが一致していれ
ばブレーキ電流値が小さくなるようにトルク補正係数を
設定することにより、車両の走行安定性やハンドルの中
立位置への収斂性を悪化させることなく、操舵フィーリ
ングを向上させることができる。For example, when returning the steering wheel from the incised state to the neutral position, the driver releases his / her hand or applies a slight force to the steering wheel to prevent the steering wheel from returning suddenly. Is opposite to the direction of the generated torque. On the other hand, when the steering wheel is turned rightward or leftward, the direction of the steering torque matches the direction of the torque generated by the motor. Therefore, if the direction of the steering torque and the rotation direction of the motor are opposite, the torque correction coefficient is set so that the brake current value increases,
If the direction of the steering torque and the rotation direction of the motor match, the torque correction coefficient is set so that the brake current value decreases, thereby deteriorating the running stability of the vehicle and the convergence of the steering wheel to the neutral position. Without this, the steering feeling can be improved.
【０００８】請求項４記載の発明は、上記電動パワース
テアリング装置は、車両の走行速度を検出するための車
速検出手段をさらに含み、上記ブレーキ電流設定手段
は、上記車速検出手段によって検出される車両の走行速
度に基づいて車速補正係数を定める車速補正係数設定手
段と、この車速補正係数設定手段によって設定される車
速補正係数を、上記基本値設定手段によって設定される
ブレーキ電流基本値に乗算する第２乗算手段とをさらに
含むことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステア
リング装置である。According to a fourth aspect of the present invention, the electric power steering apparatus further includes a vehicle speed detecting means for detecting a running speed of the vehicle, and the brake current setting means detects the vehicle speed by the vehicle speed detecting means. Vehicle speed correction coefficient setting means for determining a vehicle speed correction coefficient based on the traveling speed of the vehicle, and a vehicle speed correction coefficient set by the vehicle speed correction coefficient setting means multiplied by a brake current basic value set by the basic value setting means. 4. The electric power steering apparatus according to claim 3, further comprising squaring means.
【０００９】この発明によれば、たとえば、高速走行時
にはブレーキ電流値が大きな値をとるように車速補正係
数を設定し、低速走行時にはブレーキ電流値が小さな値
をとるように車速補正係数を設定することにより、高速
走行時における車両の走行安定性が損なわれることを防
止できる。According to the present invention, for example, the vehicle speed correction coefficient is set so that the brake current value takes a large value during high-speed running, and the vehicle speed correction coefficient is set so that the brake current value takes a small value during low-speed running. This can prevent the running stability of the vehicle during high-speed running from being impaired.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の
電気的構成を示すブロック図である。ステアリング機構
には、操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１が付
設されており、制御部２は、トルクセンサ１の出力信号
と、車速を検出する車速センサ３の出力信号とに基づい
て、モータ４を制御する。このモータ４が発生する駆動
力が、減速機などを含む適当な駆動力伝達機構を介し
て、操舵補助力としてステアリング機構に伝達され、操
舵補助が行われるようになっている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering apparatus according to one embodiment of the present invention. The steering mechanism is provided with a torque sensor 1 for detecting a steering torque. The control unit 2 controls a motor based on an output signal of the torque sensor 1 and an output signal of a vehicle speed sensor 3 for detecting a vehicle speed. 4 is controlled. The driving force generated by the motor 4 is transmitted to the steering mechanism as a steering assist force via an appropriate drive force transmitting mechanism including a speed reducer or the like, so that steering assist is performed.
【００１１】モータ４には、モータ駆動回路５からの電
流が供給されるようになっている、そして、モータ４に
流れるモータ電流は、モータ電流検出回路６によって検
出され、モータ４の端子間電圧は、モータ端子電圧検出
回路７によって検出されて、いずれも、フィードバック
制御のために、制御部２に入力されるようになってい
る。制御部２は、マイクロコンピュータなどにより構成
されており、このマイクロコンピュータが所定の動作プ
ログラムに従って動作することにより、モータ４の制御
に必要な機能を実現する。これにより、制御部２は、次
に説明する複数の機能ブロックを実質的に有している。The motor 4 is supplied with a current from a motor drive circuit 5. The motor current flowing through the motor 4 is detected by a motor current detection circuit 6, and the voltage between the terminals of the motor 4 is detected. Are detected by the motor terminal voltage detection circuit 7 and are input to the control unit 2 for feedback control. The control unit 2 is constituted by a microcomputer or the like, and realizes functions necessary for controlling the motor 4 by operating the microcomputer according to a predetermined operation program. Thus, the control unit 2 substantially has a plurality of functional blocks described below.
【００１２】すなわち、制御部２は、トルクセンサ１の
出力信号の位相を進め、系を安定化させるための位相補
償部２１と、位相補償部２１の出力などに基づいて適切
な電流指令値を生成する電流指令値演算部２２と、電流
指令値とモータ電流検出回路６によって検出されるモー
タ電流値との偏差を演算する減算部２３と、この減算部
２３の出力に基づいてＰＷＭ駆動パルスを生成するＰＷ
Ｍ生成部２４とを備えている。That is, the control unit 2 advances the phase of the output signal of the torque sensor 1 and sets an appropriate current command value based on the output of the phase compensation unit 21 for stabilizing the system. A generated current command value calculating unit 22, a subtraction unit 23 for calculating a deviation between the current command value and the motor current value detected by the motor current detection circuit 6, and a PWM drive pulse based on an output of the subtraction unit 23. Generated PW
M generation unit 24.
【００１３】電流指令値演算部２２は、位相補償部２１
が出力するトルク値Ｔに対応した目標電流値Ｉを出力す
るトルク−モータ電流特性テーブル３１と、位相補償部
２１の出力トルク値Ｔの時間微分値ΔＴに対応した電流
補正値ΔＩを出力する微分制御テーブル３２と、モータ
電流検出回路６およびモータ端子電圧検出回路７の各出
力に基づいてモータ４の回転数Ｎを検出するモータ回転
検出部３３と、このモータ回転検出部３３が出力する回
転数Ｎ、車速センサ３が検出する車速Ｖおよび位相補償
部２１が出力するトルク値Ｔに基づいてブレーキ電流値
ΔＩbcを生成するブレーキ電流制御部３４とを含む。ト
ルク−モータ電流特性テーブル３１は、車速域ごとに異
なるトルク−モータ電流特性を設定した複数のテーブル
を有しており、車速センサ３の出力信号に基づいて、い
ずれか１つのテーブルが選択されるようになっている。The current command value calculator 22 includes a phase compensator 21
Output a target current value I corresponding to the torque value T output by the motor, and a differential output a current correction value ΔI corresponding to a time differential value ΔT of the output torque value T of the phase compensator 21. A control table 32, a motor rotation detector 33 for detecting the rotation speed N of the motor 4 based on the outputs of the motor current detection circuit 6 and the motor terminal voltage detection circuit 7, and a rotation speed output by the motor rotation detection unit 33 N, a brake current control unit 34 that generates a brake current value ΔIbc based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 3 and the torque value T output by the phase compensation unit 21. The torque-motor current characteristic table 31 has a plurality of tables in which different torque-motor current characteristics are set for each vehicle speed range, and one of the tables is selected based on the output signal of the vehicle speed sensor 3. It has become.
【００１４】トルク−モータ電流特性テーブル３１は、
右方向操舵に対する補助力を発生する方向のトルクをモ
ータ４から発生させる場合に正の値の目標電流Ｉを出力
し、左方向操舵に対する補助力を発生させる方向のトル
クをモータ４から発生させる場合に負の値の目標電流Ｉ
を出力する。また、位相補償部２１から入力されるトル
ク値Ｔは、ハンドルに右方向操舵トルクが作用している
ときに正の値をとり、ハンドルに左方向操舵トルクが作
用しているときに負の値をとる。そして、目標電流値Ｉ
は、一定の範囲内において、トルク値Ｔに対して目標電
流値Ｉが単調に増加するように定められている。The torque-motor current characteristic table 31 is
A case where a target current I having a positive value is output when the motor 4 generates a torque in the direction of generating the assisting force for the rightward steering, and the motor 4 generates a torque in a direction of generating the assisting force for the leftward steering. Negative target current I
Is output. Further, the torque value T input from the phase compensator 21 takes a positive value when the right steering torque is acting on the steering wheel, and takes a negative value when the left steering torque is acting on the steering wheel. Take. Then, the target current value I
Is set such that the target current value I monotonically increases with respect to the torque value T within a certain range.
【００１５】微分制御テーブル３２は、モータ４および
これに関連した機構部品の慣性に起因する応答遅れを改
善するためのものである。すなわち、急操舵が行われる
ことによりトルク値Ｔの時間微分値ΔＴの絶対値が大き
な値をとるときには、それに応じて絶対値の大きな電流
補正値ΔＩが生成される。この電流補正値ΔＩは、加算
部３５において、トルク−モータ電流特性テーブル３１
が出力する目標電流値Ｉに加算され、これにより、応答
性改善のための補正が施された目標電流値Ｉ＋ΔＩが得
られる。The differential control table 32 is for improving a response delay caused by inertia of the motor 4 and mechanical components related thereto. That is, when the absolute value of the time differential value ΔT of the torque value T takes a large value due to sudden steering, a current correction value ΔI having a large absolute value is generated accordingly. The current correction value ΔI is added to the torque-motor current characteristic table 31 in the adder 35.
Is added to the output target current value I, thereby obtaining a target current value I + ΔI corrected for improving the responsiveness.
【００１６】モータ回転検出部３３は、モータ４の回転
数Ｎを算出するため、まず、モータ電流検出回路６によ
って検出されるモータ電流の平均値Ｉaと、モータ端子
電圧検出回路７によって検出される端子間電圧の平均値
Ｖaとを求める。そして、その求めたモータ電流平均値
Ｉaおよび端子間電圧平均値Ｖaから、下記第(1)式に従
ってモータ４の内部抵抗の瞬時値Ｒを算出する。 Ｒ＝Ｖa／Ｉa ・・・・・・(1) 次に、モータ内部抵抗瞬時値Ｒを時間積分してモータ４
の内部抵抗値Ｒiを求め、この内部抵抗値Ｒi、モータ電
流平均値Ｉaおよび端子間電圧平均値Ｖaから、下記第
(2)式に従ってモータ４の逆起電圧Ｖcを求める。The motor rotation detector 33 first calculates the average number Ia of the motor current detected by the motor current detection circuit 6 and the motor terminal voltage detection circuit 7 to calculate the rotation speed N of the motor 4. An average value Va of the inter-terminal voltage is obtained. Then, an instantaneous value R of the internal resistance of the motor 4 is calculated from the obtained motor current average value Ia and terminal voltage average value Va according to the following equation (1). R = Va / Ia (1) Next, the motor internal resistance instantaneous value R is integrated over time to obtain the motor 4
From the internal resistance value Ri, the motor current average value Ia and the terminal voltage average value Va.
The back electromotive voltage Vc of the motor 4 is obtained according to the equation (2).
【００１７】Ｖc＝Ｖa−Ｉa・Ｒi ・・・・・・(2) そして、下記第(3)式に従い、上述のようにして求めた
モータ４の逆起電圧Ｖcに、逆起電圧Ｖcに対する回転数
の比であるモータ発電定数Ｋを乗算することにより、モ
ータ４の回転数Ｎを算出する。この回転数Ｎは、モータ
４の逆起電圧Ｖcの符号に対応した符号を有し、たとえ
ば、モータ４の右方向回転に対しては正の値をとり、モ
ータ４の左方向回転に対しては負の値をとる。つまり、
回転数Ｎは、モータ４の回転方向成分を含む回転速度で
あるといえる。Vc = Va−Ia · Ri (2) Then, according to the following equation (3), the back electromotive voltage Vc of the motor 4 obtained as described above is The number of rotations N of the motor 4 is calculated by multiplying the number of rotations by the motor power generation constant K. The rotation speed N has a sign corresponding to the sign of the back electromotive voltage Vc of the motor 4, and takes a positive value for, for example, rightward rotation of the motor 4, and has a positive value for leftward rotation of the motor 4. Takes a negative value. That is,
It can be said that the rotation speed N is a rotation speed including a rotation direction component of the motor 4.
【００１８】Ｎ＝Ｋ・Ｖc ・・・・・・(3) ブレーキ電流制御部３４は、モータ回転検出部３３が出
力する回転数Ｎに対応したブレーキ電流基本値Ｉbcを出
力するブレーキ電流基本値設定テーブル４１と、ブレー
キ電流基本値Ｉbcに車速Ｖに応じた車速補正係数を乗じ
て出力する車速補正係数テーブル４２と、この車速補正
係数テーブル４２が出力する値に位相補償部２１の出力
トルク値Ｔおよびモータ４の回転数Ｎに応じたトルク補
正係数を乗じてブレーキ電流値ΔＩbcを生成するトルク
補正係数テーブル４３とを有している。N = K · Vc (3) The brake current control unit 34 outputs a basic brake current value Ibc corresponding to the rotation speed N output by the motor rotation detection unit 33. A setting table 41, a vehicle speed correction coefficient table 42 for multiplying a basic brake current value Ibc by a vehicle speed correction coefficient corresponding to the vehicle speed V and outputting the same, and an output torque value of the phase compensation unit 21 And a torque correction coefficient table 43 that generates a brake current value ΔIbc by multiplying the torque correction coefficient according to T and the rotation speed N of the motor 4.
【００１９】トルク補正係数テーブル４３（ブレーキ電
流制御部３４）が生成するブレーキ電流値ΔＩbcは、減
算部３６において目標電流値Ｉ＋ΔＩから減算され、こ
れにより得られる値Ｉ＋ΔＩ−ΔＩbcが電流指令値とさ
れる。図２は、ブレーキ電流制御部３４によるブレーキ
電流値ΔＩbcの生成について詳細に説明するための図で
あり、ブレーキ電流基本値設定テーブル４１、車速補正
係数テーブル４２およびトルク補正係数テーブル４３の
一例を示している。The brake current value ΔIbc generated by the torque correction coefficient table 43 (brake current control unit 34) is subtracted from the target current value I + ΔI in the subtraction unit 36, and the value I + ΔI−ΔIbc obtained as a current command value is used. You. FIG. 2 is a diagram for explaining in detail the generation of the brake current value ΔIbc by the brake current control unit 34, and shows an example of the brake current basic value setting table 41, the vehicle speed correction coefficient table 42, and the torque correction coefficient table 43. ing.
【００２０】ブレーキ電流基本値設定テーブル４１は、
モータ４（図１参照）の回転数Ｎの絶対値が一定値＋Ｎ
1，−Ｎ1の絶対値以下であり、不等式−Ｎ1≦Ｎ≦＋Ｎ1
の関係を満たしている場合には、ブレーキ電流基本値Ｉ
bcを零に設定する。また、モータ４の回転数Ｎの絶対値
が一定値＋Ｎ2，−Ｎ2の絶対値以上である場合には、ブ
レーキ電流基本値Ｉbcを予め定められた値に設定する。
そして、モータ４の回転数Ｎが不等式−Ｎ2＜Ｎ＜−Ｎ1
または＋Ｎ1＜Ｎ＜＋Ｎ2を満たしている場合には、モー
タ４の回転数Ｎの絶対値が大きいほどブレーキ電流基本
値Ｉbcの絶対値が大きくなるように設定する。なお、ブ
レーキ電流基本値設定テーブル４１の特性は、原点を通
る直線としてもよい。ただし、このようにして設定され
るブレーキ電流基本値Ｉbcは、モータ４が右方向回転し
ている場合には正の値に設定され、モータ４が左方向回
転している場合には負の値に設定される。The brake current basic value setting table 41 includes:
The absolute value of the rotation speed N of the motor 4 (see FIG. 1) is a fixed value + N
1, less than or equal to the absolute value of -N1, and the inequality -N1≤N≤ + N1
Is satisfied, the basic value of the brake current I
Set bc to zero. When the absolute value of the rotation speed N of the motor 4 is equal to or greater than the absolute values of the fixed values + N2 and -N2, the brake current basic value Ibc is set to a predetermined value.
Then, the rotational speed N of the motor 4 is equal to -N2 <N <-N1.
Alternatively, when + N1 <N <+ N2 is satisfied, the absolute value of the brake current basic value Ibc is set to increase as the absolute value of the rotation speed N of the motor 4 increases. The characteristics of the brake current basic value setting table 41 may be a straight line passing through the origin. However, the brake current basic value Ibc set in this way is set to a positive value when the motor 4 is rotating rightward, and is a negative value when the motor 4 is rotating leftward. Is set to
【００２１】車速補正係数テーブル４２は、車速Ｖに応
じた良好な操舵フィーリングを達成するためのものであ
る。すなわち、車両の低速走行時には、モータ４に大電
流を供給して大きな操舵補助力を発生させるのが好まし
いから、絶対値の比較的小さなブレーキ電流値ΔＩbcが
適切である。一方、車両の高速走行時には、車両のふら
つきを抑えて走行安定性を高めるため、絶対値の比較的
大きなブレーキ電流値ΔＩbcが適切である。The vehicle speed correction coefficient table 42 is for achieving a good steering feeling according to the vehicle speed V. That is, when the vehicle is running at a low speed, it is preferable to supply a large current to the motor 4 to generate a large steering assist force. Therefore, the brake current value ΔIbc having a relatively small absolute value is appropriate. On the other hand, when the vehicle is running at a high speed, a brake current value ΔIbc having a relatively large absolute value is appropriate in order to suppress the fluctuation of the vehicle and increase the running stability.
【００２２】そこで、車速補正係数テーブル４２は、た
とえば、車速Ｖが予め定める低速度Ｖ1以下であれば車
速補正係数を０に設定し、車速Ｖが予め定める高速度Ｖ
2以上であれば車速補正係数を１に設定し、車速Ｖが上
記低速度Ｖ1より大きく上記高速度Ｖ2よりも小さい範囲
内にあれば車速補正係数を車速Ｖに比例した値に設定す
る。そして、この車速Ｖに応じて設定した車速補正係数
を、ブレーキ電流基本値設定テーブル４１から与えられ
るブレーキ電流基本値Ｉbcに乗じて出力する。Therefore, the vehicle speed correction coefficient table 42 sets the vehicle speed correction coefficient to 0 if the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined low speed V1, and sets the vehicle speed V to the predetermined high speed V
If it is 2 or more, the vehicle speed correction coefficient is set to 1, and if the vehicle speed V is within a range larger than the low speed V1 and smaller than the high speed V2, the vehicle speed correction coefficient is set to a value proportional to the vehicle speed V. Then, the vehicle speed correction coefficient set according to the vehicle speed V is multiplied by the basic brake current value Ibc given from the basic brake current value setting table 41 and output.
【００２３】トルク補正係数テーブル４３は、位相補償
部２１が出力するトルク値Ｔおよびモータ回転検出部３
３が出力する回転数Ｎから、ハンドルに作用する操舵ト
ルクの方向とモータ４の回転方向との関係を求め、この
関係およびトルク値Ｔの絶対値に基づいてトルク補正係
数を設定する。たとえば、ハンドルを切り込んだ状態か
ら中立位置に戻すとき、モータ４の慣性による影響を排
除して、ハンドルを中立位置に速やかに収斂させるため
に、絶対値の比較的大きなブレーキ電流値ΔＩbcに設定
されるのが好ましい。一方、ハンドルを右方向または左
方向に切り込むときには、モータ４に大電流を供給して
大きな操舵補助力を発生させるのが好ましいから、絶対
値の比較的小さなブレーキ電流値ΔＩbcに設定されるの
が適切である。The torque correction coefficient table 43 stores the torque value T output from the phase compensating section 21 and the motor rotation detecting section 3.
The relationship between the direction of the steering torque acting on the steering wheel and the rotation direction of the motor 4 is determined from the rotation speed N output by the motor 3 and a torque correction coefficient is set based on this relationship and the absolute value of the torque value T. For example, when returning the steering wheel from the cut state to the neutral position, the brake current value ΔIbc having a relatively large absolute value is set to eliminate the influence of the inertia of the motor 4 and quickly converge the steering wheel to the neutral position. Preferably. On the other hand, when the steering wheel is turned rightward or leftward, it is preferable to supply a large current to the motor 4 to generate a large steering assist force. Therefore, it is preferable to set the brake current value ΔIbc to a relatively small absolute value. Is appropriate.
【００２４】また、ハンドルを切り込んだ状態から中立
位置に戻すときには、運転者はハンドルから手を離す
か、ハンドルが急に戻るのを防ぐためにハンドルに軽く
力を加えるので、位相補償部２１が出力するトルク値Ｔ
は、零またはモータ４の回転数Ｎと逆の符号を有する値
となる。一方、ハンドルを右方向または左方向に切り込
むときには、位相補償部２１が出力するトルク値Ｔの符
号とモータ４の回転数Ｎの符号とが一致する。When returning the steering wheel from the cut-in state to the neutral position, the driver releases his / her hand or applies a light force to the steering wheel in order to prevent the steering wheel from returning suddenly. Torque value T
Is zero or a value having a sign opposite to the rotation speed N of the motor 4. On the other hand, when the steering wheel is turned rightward or leftward, the sign of the torque value T output by the phase compensation unit 21 matches the sign of the rotation speed N of the motor 4.
【００２５】そこで、トルク補正係数テーブル４３は、
位相補償部２１が出力するトルク値Ｔが零またはモータ
４の回転数Ｎと逆の符号を有する値である場合には、ト
ルク補正係数をたとえば１に設定する。そして、この設
定したトルク補正係数を車速補正係数テーブル４２から
与えられる値に乗じ、これにより得られる値をブレーキ
電流値ΔＩbcとして出力する。これにより、ハンドルを
切り込んだ状態から中立位置に戻すときには、ブレーキ
電流値ΔＩbcは絶対値の比較的大きな値に設定されるの
で、ハンドルを中立位置に速やかに収斂させることがで
きる。Therefore, the torque correction coefficient table 43
When the torque value T output by the phase compensating unit 21 is zero or a value having a sign opposite to the rotation speed N of the motor 4, the torque correction coefficient is set to 1, for example. Then, the set torque correction coefficient is multiplied by a value given from the vehicle speed correction coefficient table 42, and the obtained value is output as a brake current value ΔIbc. As a result, when returning the steering wheel from the cut state to the neutral position, the brake current value ΔIbc is set to a relatively large value of the absolute value, so that the steering wheel can be quickly converged to the neutral position.
【００２６】また、位相補償部２１が出力するトルク値
Ｔの符号とモータ４の回転数Ｎの符号とが一致すると
き、トルク補正係数テーブル４３は、トルク値Ｔの絶対
値に基づいてトルク補正係数を設定する。たとえば、ト
ルク値Ｔの絶対値が予め定める値Ｔ1以下であればトル
ク補正係数を１に設定し、トルク値Ｔの絶対値が予め定
める値Ｔ2以上であればトルク補正係数を一定値αに設
定し、トルク値Ｔの絶対値が上記値Ｔ1より大きく上記
値Ｔ2よりも小さい範囲内にあれば、トルク値Ｔの絶対
値が大きいほどトルク補正係数を小さく設定する。そし
て、この設定したトルク補正係数を車速補正係数テーブ
ル４２から与えられる値に乗じ、これにより得られる値
をブレーキ電流値ΔＩbcとして出力する。これにより、
ハンドルを右方向または左方向に切り込むときには、ト
ルク値Ｔの絶対値に応じて、ブレーキ電流値ΔＩbcは絶
対値が相対的に小さな値に設定され、モータ４から十分
な操舵補助力（トルク）を発生させることができる。When the sign of the torque value T output from the phase compensator 21 matches the sign of the rotation speed N of the motor 4, the torque correction coefficient table 43 stores the torque correction value based on the absolute value of the torque value T. Set the coefficient. For example, if the absolute value of the torque value T is equal to or less than a predetermined value T1, the torque correction coefficient is set to 1, and if the absolute value of the torque value T is equal to or more than the predetermined value T2, the torque correction coefficient is set to a constant value α. If the absolute value of the torque value T is larger than the value T1 and smaller than the value T2, the larger the absolute value of the torque value T, the smaller the torque correction coefficient is set. Then, the set torque correction coefficient is multiplied by a value given from the vehicle speed correction coefficient table 42, and the obtained value is output as a brake current value ΔIbc. This allows
When the steering wheel is turned rightward or leftward, the absolute value of the brake current value ΔIbc is set to a relatively small value in accordance with the absolute value of the torque value T, and a sufficient steering assist force (torque) is supplied from the motor 4. Can be generated.
【００２７】以上のようにこの実施形態によれば、モー
タ４に流れるモータ電流を制御するための電流指令値
は、トルク−モータ電流特性テーブル３１が生成する目
標電流値Ｉと微分制御テーブル３２が生成する電流補正
値ΔＩとの和から、ブレーキ電流制御部３４が生成する
ブレーキ電流値ΔＩbcを減算して得られる値に設定され
る。そして、ブレーキ電流制御部３４が生成するブレー
キ電流値ΔＩbcは、モータ回転数Ｎに対応したブレーキ
電流基本値Ｉbcに、車速Ｖに応じた車速補正係数および
ハンドルに作用する操舵トルクの方向とモータ４の回転
方向との関係に応じたトルク補正係数を乗じることによ
り設定される。As described above, according to this embodiment, the current command value for controlling the motor current flowing through the motor 4 is determined by the target current value I generated by the torque-motor current characteristic table 31 and the differential control table 32. The value is set to a value obtained by subtracting the brake current value ΔIbc generated by the brake current control unit 34 from the sum with the generated current correction value ΔI. The brake current value ΔIbc generated by the brake current control unit 34 is calculated by adding the vehicle speed correction coefficient corresponding to the vehicle speed V and the direction of the steering torque acting on the steering wheel to the basic value of the brake current Ibc corresponding to the motor speed N. Is set by multiplying by a torque correction coefficient according to the relationship with the rotational direction of the motor.
【００２８】これにより、ハンドルを切り込んだ状態か
ら中立位置に戻すときには、ハンドルを中立位置に速や
かに収斂させ、ハンドルを右方向または左方向に切り込
むときには、モータ４から十分な操舵補助力を発生させ
ることが可能になる。ゆえに、ハンドルを右方向または
左方向に切り込む際に、運転者にフリクション感を与え
るおそれをなくすことができ、操舵フィーリングを向上
させることができる。しかも、高速走行時にはブレーキ
電流値ΔＩbcの絶対値が大きな値をとるように車速補正
係数が設定されるので、高速走行時における車両の走行
安定性が損なわれることもない。Thus, when returning the steering wheel from the cut state to the neutral position, the steering wheel is quickly converged to the neutral position, and when the steering wheel is turned rightward or leftward, the motor 4 generates a sufficient steering assist force. It becomes possible. Therefore, when the steering wheel is turned rightward or leftward, it is possible to eliminate the possibility of giving the driver a feeling of friction, thereby improving the steering feeling. Moreover, since the vehicle speed correction coefficient is set so that the absolute value of the brake current value ΔIbc takes a large value during high-speed running, the running stability of the vehicle during high-speed running is not impaired.
【００２９】以上、この発明の一実施形態について説明
したが、この発明は、他の形態でも実施することが可能
である。たとえば、上述の実施形態では、ブレーキ電流
基本値Ｉbcに車速補正係数を乗じた後にトルク補正係数
を乗じるとしたが、ブレーキ電流基本値Ｉbcにトルク補
正係数を乗じた後に車速補正係数を乗じてもよい。ま
た、車速Ｖを加味したブレーキ電流値ΔＩbcを設定する
ために、車速Ｖに応じた車速補正係数をブレーキ電流基
本値Ｉbcに乗じるのではなく、車速域ごとに異なる複数
のブレーキ電流基本値設定テーブル４１を用意してお
き、いずれかのテーブルを車速Ｖに応じて選択し、この
選択したテーブルに基づいてブレーキ電流基本値Ｉbcを
定めるようにしてもよい。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in other forms. For example, in the above-described embodiment, the brake current basic value Ibc is multiplied by the vehicle speed correction coefficient and then multiplied by the torque correction coefficient. However, the brake current basic value Ibc is multiplied by the torque correction coefficient and then multiplied by the vehicle speed correction coefficient. Good. Further, in order to set the brake current value ΔIbc in consideration of the vehicle speed V, a plurality of brake current basic value setting tables different for each vehicle speed range are used instead of multiplying the vehicle speed correction coefficient according to the vehicle speed V by the brake current basic value Ibc. 41, one of the tables may be selected according to the vehicle speed V, and the basic brake current value Ibc may be determined based on the selected table.
【００３０】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステア
リング装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention.
【図２】ブレーキ電流制御部によるブレーキ電流値の生
成について詳細に説明するための図であり、ブレーキ電
流基本値設定テーブル、車速補正係数テーブルおよびト
ルク補正係数テーブルの一例を示している。FIG. 2 is a diagram for explaining in detail generation of a brake current value by a brake current control unit, and shows an example of a brake current basic value setting table, a vehicle speed correction coefficient table, and a torque correction coefficient table.
１ トルクセンサ（操舵トルク検出手段） ２ 制御部 ３ 車速センサ（車速検出手段） ４ モータ ５ モータ駆動回路 ６ モータ電流検出回路（モータ回転検出手段） ７ モータ端子電圧検出回路（モータ回転検出手
段） ２３ 減算部 ２４ ＰＷＭ生成部（モータ制御手段） ３１ トルク−モータ電流特性テーブル（電流目標値
設定手段） ３２ 微分制御テーブル（電流目標値設定手段） ３３ モータ回転検出部（モータ回転検出手段） ３４ ブレーキ電流制御部（ブレーキ電流設定手段） ３５ 加算部（電流目標値設定手段） ３６ 減算部 ４１ ブレーキ電流基本値設定テーブル（基本値設定
手段） ４２ 車速補正係数テーブル（車速補正係数設定手
段、第２乗算手段） ４３ トルク補正係数テーブル（方向異同判断手段、
トルク補正係数設定手段、第１乗算手段）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque sensor (steering torque detection means) 2 Control part 3 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 4 Motor 5 Motor drive circuit 6 Motor current detection circuit (motor rotation detection means) 7 Motor terminal voltage detection circuit (motor rotation detection means) 23 Subtraction unit 24 PWM generation unit (motor control unit) 31 Torque-motor current characteristic table (current target value setting unit) 32 Differential control table (current target value setting unit) 33 Motor rotation detection unit (motor rotation detection unit) 34 Brake current Control unit (brake current setting unit) 35 Addition unit (current target value setting unit) 36 Subtraction unit 41 Brake current basic value setting table (basic value setting unit) 42 Vehicle speed correction coefficient table (vehicle speed correction coefficient setting unit, second multiplication unit) 43) Torque correction coefficient table (direction difference determination means,
Torque correction coefficient setting means, first multiplication means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 (72)発明者 坂本 清 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DC17 DD10 DD17 EB08 3D033 CA13 CA16 CA20 CA28 5H550 AA16 DD01 EE03 GG03 GG05 GG06 JJ03 JJ23 JJ25 LL01 LL14 LL15 LL16 LL22 LL23 LL32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI theme coat ゛ (Reference) B62D 119: 00 B62D 119: 00 (72) Inventor Kiyoshi Sakamoto 3-1, Fuchu-cho, Shinchu, Aki-gun, Hiroshima Mazda F term in reference (reference) 3D032 CC08 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DC17 DD10 DD17 EB08 3D033 CA13 CA16 CA20 CA28 5H550 AA16 DD01 EE03 GG03 GG05 GG06 JJ03 JJ23 JJ25 LL01 LL14 LL15 LL16 LL22 LL23 LL32
Claims (4)
構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置
であって、 上記モータの回転方向および回転数を検出するためのモ
ータ回転検出手段と、 上記ステアリング機構に入力される操舵トルクの方向お
よび大きさを検出するための操舵トルク検出手段と、 この操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルク
の大きさに基づいてモータ電流目標値を設定する電流目
標値設定手段と、 上記モータ回転検出手段によって検出される回転方向お
よび回転数ならびに上記操舵トルク検出手段によって検
出される操舵トルクの方向および大きさに基づいて、上
記電流目標値設定手段によって設定されるモータ電流目
標値から減算すべきブレーキ電流値を定めるブレーキ電
流設定手段とを含むことを特徴とする電動パワーステア
リング装置。1. An electric power steering apparatus for assisting steering by giving a torque generated by a motor to a steering mechanism, comprising: a motor rotation detecting means for detecting a rotation direction and a number of rotations of the motor; Steering torque detecting means for detecting the direction and magnitude of the steering torque input to the motor, and a current target value setting for setting a motor current target value based on the magnitude of the steering torque detected by the steering torque detecting means A motor current set by the current target value setting means based on a rotation direction and a rotation speed detected by the motor rotation detection means, and a direction and magnitude of a steering torque detected by the steering torque detection means. Brake current setting means for determining a brake current value to be subtracted from the target value. And an electric power steering device.
たモータ電流目標値から上記ブレーキ電流設定手段によ
って設定されたブレーキ電流値を減算して得られる値
を、上記モータに供給すべき電流値である電流指令値と
して上記モータを制御するモータ制御手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリン
グ装置。2. A value obtained by subtracting a brake current value set by said brake current setting means from a motor current target value set by said current target value setting means is a current value to be supplied to said motor. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising motor control means for controlling the motor as a certain current command value.
よび回転数に基づいてブレーキ電流基本値を設定する基
本値設定手段と、 上記モータ回転検出手段によって検出される回転方向
と、上記操舵トルク検出手段によって検出される操舵ト
ルクの方向との異同を判断する方向異同判断手段と、 この方向異同判断手段の判断結果および上記操舵トルク
検出手段によって検出される操舵トルクの大きさに基づ
いてトルク補正係数を定めるトルク補正係数設定手段
と、 上記基本値設定手段によって設定されるブレーキ電流基
本値に、上記トルク補正係数設定手段によって設定され
るトルク補正係数を乗算する第１乗算手段とを含むこと
を特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステア
リング装置。3. A brake current setting means comprising: a basic value setting means for setting a brake current basic value based on a rotation direction and a rotation speed detected by the motor rotation detection means; Direction difference judging means for judging the difference between the rotation direction of the steering wheel and the direction of the steering torque detected by the steering torque detecting means; the judgment result of the direction difference judging means; and the steering torque detected by the steering torque detecting means. A torque correction coefficient setting means for determining a torque correction coefficient based on the magnitude of: a brake current basic value set by the basic value setting means multiplied by a torque correction coefficient set by the torque correction coefficient setting means. 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a multiplication unit. .
の走行速度を検出するための車速検出手段をさらに含
み、 上記ブレーキ電流設定手段は、上記車速検出手段によっ
て検出される車両の走行速度に基づいて車速補正係数を
定める車速補正係数設定手段と、この車速補正係数設定
手段によって設定される車速補正係数を、上記基本値設
定手段によって設定されるブレーキ電流基本値に乗算す
る第２乗算手段とをさらに含むことを特徴とする請求項
３記載の電動パワーステアリング装置。4. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a vehicle speed detecting means for detecting a running speed of the vehicle, wherein the brake current setting means is based on the running speed of the vehicle detected by the vehicle speed detecting means. Vehicle speed correction coefficient setting means for determining a vehicle speed correction coefficient; and second multiplying means for multiplying the vehicle speed correction coefficient set by the vehicle speed correction coefficient setting means with a brake current basic value set by the basic value setting means. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the electric power steering apparatus includes:
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|---|---|---|---|
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1999
- 1999-10-12 JP JP28979399A patent/JP3874973B2/en not_active Expired - Fee Related
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