JP2007091122A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に伝達して操舵補助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 device that assists steering by transmitting a driving force generated by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle.
従来から、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクに応じて駆動される電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に伝達することによって、操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が車両に搭載されて用いられている。
このような電動パワーステアリング装置では、車庫入れ時等のように大きな操舵補助力が必要とされる状況のときに、車載バッテリから供給される電力の不足が生じ、結果として電動モータの出力に不足が生じる場合がある。そこで、下記特許文献1に記載された先行技術では、高容量コンデンサや二次電池からなる補助電源を備え、操舵トルクが所定値を超えるときには、主電源としての車載バッテリと前記補助電源との両方から電動モータへの給電を行うようにしている。また、操舵トルクが所定値以下のときには、車載バッテリから補助電源への充電が行われるようになっている。
Conventionally, an electric power steering device for assisting steering by transmitting a driving force generated by an electric motor driven according to a steering torque applied to a steering wheel to a steering mechanism of the vehicle is mounted on a vehicle and used. It has been.
In such an electric power steering device, when a large steering assist force is required, such as when entering a garage, a shortage of electric power supplied from the in-vehicle battery occurs, resulting in a shortage in the output of the electric motor. May occur. Therefore, in the prior art described in Patent Document 1 below, an auxiliary power source composed of a high-capacitance capacitor or a secondary battery is provided, and when the steering torque exceeds a predetermined value, both the in-vehicle battery as the main power source and the auxiliary power source Power is supplied to the electric motor. Further, when the steering torque is equal to or less than a predetermined value, charging from the in-vehicle battery to the auxiliary power source is performed.
一方、電動パワーステアリング装置では、いわゆる車速感応制御が行われることが多い。車速感応制御とは、車速に応じて電動モータの出力を制御し、操舵トルクに対する操舵補助力の大きさの特性を変化させる制御である。より具体的には、低速走行時には大きな操舵補助力をステアリング機構に与えて操舵力の低減を図るとともに、中高速走行時には操舵補助力を小さくして剛性感を高め(操舵入力を大きくし)、走行安定性(中立保持性)を高める制御が行われる。
ところが、前述の先行技術では、専ら操舵トルクの大きさに基づいて補助電源の使用/不使用が切り換えられる構成であるため、大きな操舵補助力を必要としない中速域以上の車速域でも、補助電源から電動モータへの給電が行われることになる。これにより、次の2つの問題が生じている。
(1) 補助電源に対する必要以上な充放電が繰り返される。蓄電池および二次電池は、いずれも、充放電を繰り返すうちに機能低下を起こす性質がある。したがって、充放電回数が必要以上に多くなる前述の先行技術の構成では、補助電源の寿命が短い。
However, in the above-described prior art, the use of the auxiliary power source can be switched based on the magnitude of the steering torque, so the auxiliary power can be used even in the vehicle speed range above the medium speed range that does not require a large steering assist force. Power is supplied from the power source to the electric motor. This causes the following two problems.
(1) Repeated charging / discharging of auxiliary power more than necessary. Each of the storage battery and the secondary battery has a property of causing a function deterioration while being repeatedly charged and discharged. Therefore, in the above-described prior art configuration in which the number of times of charging / discharging is more than necessary, the life of the auxiliary power supply is short.
(2) 補助電源の充放電に伴うエネルギーの熱損失が大きい。補助電源の充放電の際には、数A程度の電流が補助電源に対して流入/流出する。そのため、充放電回路を構成する閉回路での熱損失が大きい。必要以上の充放電が繰り返される前述の先行技術では、熱損失による無駄なエネルギー損失が無視できない。
そこで、この発明の目的は、副電源(補助電源)の無用な充放電を抑制することによって、補助電源の長寿命化を図ることができ、また、無駄なエネルギー損失を抑制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。
(2) Energy loss due to charging / discharging of auxiliary power is large. When charging / discharging the auxiliary power supply, a current of about several A flows in / out of the auxiliary power supply. Therefore, the heat loss in the closed circuit constituting the charge / discharge circuit is large. In the above-described prior art in which charging / discharging is repeated more than necessary, useless energy loss due to heat loss cannot be ignored.
Accordingly, an object of the present invention is to suppress the unnecessary charging / discharging of the auxiliary power supply (auxiliary power supply), thereby extending the life of the auxiliary power supply and suppressing the useless energy loss. Is to provide.
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、車両の操作手段(1)の操作に応じて主電源(8)および副電源(9)からの電力を電動モータ(M)に供給し、この電動モータの動力をステアリング機構(3)に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記操作手段に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ(5)と、前記電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段(6)と、前記トルクセンサによって検出される操舵トルクおよび前記車速検出手段によって検出される車速に応じて、前記電動モータを駆動するための目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段(32)と、前記トルクセンサによって検出される操舵トルクおよび前記車速検出手段によって検出される車速に基づいて、前記副電源からの電力供給の要否を判定する副電源要否判定手段(33)と、この副電源要否判定手段の判定結果に従って、前記副電源から前記電動モータへの電力の供給を制御する副電源給電制御手段(34)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。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 supplies electric power from the main power source (8) and the sub power source (9) to the electric motor (M) in accordance with the operation of the operation means (1) of the vehicle. An electric power steering device for assisting steering by transmitting the power of the electric motor to the steering mechanism (3), the torque sensor (5) detecting the steering torque applied to the operating means, and the electric power steering Vehicle speed detection means (6) for detecting the vehicle speed of the vehicle on which the device is mounted, and for driving the electric motor according to the steering torque detected by the torque sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means A target drive value setting means (32) for setting a target drive value, a steering torque detected by the torque sensor, and a vehicle detected by the vehicle speed detection means Sub power supply necessity determining means (33) for determining whether or not it is necessary to supply power from the sub power supply, and the power from the sub power supply to the electric motor according to the determination result of the sub power supply necessity determination means. And an auxiliary power supply control means (34) for controlling the supply of the electric power steering apparatus. The alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
この構成によれば、操舵トルクだけでなく車速をも考慮して、副電源からの給電の要否が判定され、この判定結果に従って、主電源および副電源から電動モータへの給電制御が行われる。
これにより、たとえば、車速が所定値よりも大きな中速域以上の車速域では、副電源からの給電が行われないようにすることができる。これにより、副電源が無用に放電することがなくなるので、それに伴って、副電源への充電回数が少なくなる。こうして、副電源が必要以上に充放電することを抑制または防止できる結果、補助電源の寿命を長くすることができるとともに、充放電に伴う熱損失に起因する無駄なエネルギー消費を抑制できる。
According to this configuration, it is determined whether power supply from the sub power supply is necessary in consideration of not only the steering torque but also the vehicle speed, and power supply control from the main power supply and the sub power supply to the electric motor is performed according to the determination result. .
Thereby, for example, it is possible to prevent power supply from the auxiliary power source from being performed in a vehicle speed range where the vehicle speed is greater than or equal to a medium speed range greater than a predetermined value. As a result, the secondary power supply is not discharged unnecessarily, and accordingly, the number of times of charging the secondary power supply is reduced. Thus, as a result of suppressing or preventing the auxiliary power source from being charged / discharged more than necessary, the life of the auxiliary power source can be extended, and wasteful energy consumption due to heat loss due to charging / discharging can be suppressed.
なお、前記主電源は、車両の電装品に電力を供給する車載バッテリであってもよい。車載バッテリは、通常、エンジンによって駆動されるオルタネータからの電力によって充電されるようになっている。
また、前記副電源は、スーパーキャパシタ(電気二重層コンデンサ)等の高容量コンデンサに代表される蓄電池や二次電池のように、充電可能な電源であることが好ましい。
The main power source may be an in-vehicle battery that supplies electric power to a vehicle electrical component. The in-vehicle battery is usually charged with electric power from an alternator driven by an engine.
The sub power supply is preferably a rechargeable power supply such as a storage battery or a secondary battery represented by a high-capacitance capacitor such as a super capacitor (electric double layer capacitor).
請求項2記載の発明は、前記副電源要否判定手段は、前記目標駆動値設定手段によって設定される目標駆動値に基づいて前記副電源からの電力供給の要否を判定するものである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。
この発明における目標駆動値設定手段は、操舵トルクおよび車速に基づいて目標駆動値を設定する。そこで、この目標駆動値に基づいて副電源からの給電の要否を判定することにより、操舵トルクおよび車速の両方を加味して、副電源からの給電の要否を判定できる。そして、目標駆動値は、電動モータに実際に供給すべき電力に直接的に関係する値であるため、この目標駆動値を判定基準として用いることで、より適切な判定が可能になる。
According to a second aspect of the present invention, the sub power supply necessity determining means determines whether or not it is necessary to supply power from the sub power supply based on a target drive value set by the target drive value setting means. The electric power steering apparatus according to claim 1.
The target drive value setting means in this invention sets the target drive value based on the steering torque and the vehicle speed. Therefore, by determining whether or not the power supply from the sub power source is necessary based on the target drive value, it is possible to determine whether or not the power supply from the sub power source is necessary in consideration of both the steering torque and the vehicle speed. And since a target drive value is a value directly related to the electric power which should actually be supplied to an electric motor, a more suitable determination is attained by using this target drive value as a criterion.
請求項3記載の発明は、前記主電源の発生電力によって前記副電源を充電する充電回路(12)と、前記副電源が満充電状態かどうかを判定する充電状態判定手段(35)と、この充電状態判定手段によって前記副電源が満充電状態であると判定されたときに、前記充電回路による前記副電源の充電を停止させる充電停止手段(36,SW1,SW2)とを含むことを特徴とする請求項1また2記載の電動パワーステアリング装置である。
The invention according to claim 3 is a charging circuit (12) for charging the sub power supply by the generated power of the main power supply, a charging state determination means (35) for determining whether or not the sub power supply is fully charged, And charging stop means (36, SW1, SW2) for stopping charging of the sub power supply by the charging circuit when the sub power supply is determined to be in a fully charged state by a charging state determining means. The electric power steering apparatus according to
この構成によれば、副電源が満充電状態のときには副電源への充電は行われず、副電源が満充電状態でなくなると充電が行われる。これにより、副電源への充電が必要以上に行われることを回避できる。 According to this configuration, the sub power source is not charged when the sub power source is fully charged, and is charged when the sub power source is not fully charged. Thereby, it can avoid that charge to a sub-power supply is performed more than necessary.
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。車両の操向のための操作手段としてのステアリングホイール1に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト2を介して、ステアリング機構3に機械的に伝達される。ステアリング機構3には、電動モータMからの操舵補助力が、減速機構(図示せず)を介して、またはダイレクトドライブ方式によって、伝達されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. A steering torque applied to the steering wheel 1 as an operation means for steering the vehicle is mechanically transmitted to the steering mechanism 3 via the
ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1側に結合された入力軸2Aと、ステアリング機構3側に結合された出力軸2Bとに分割されていて、これらの入力軸2Aおよび出力軸2Bは、トーションバー4によって互いに連結されている。トーションバー4は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ5によって検出されるようになっている。
The
トルクセンサ5は、たとえば、入力軸2Aと出力軸2Bとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ5の出力信号は、コントローラ10(ECU)に入力されている。
コントローラ10には、トルクセンサ5の出力信号のほかに、車速センサ6が出力する車速信号が入力されている。コントローラ10は、トルクセンサ5によって検出される操舵トルクおよび車速センサ6によって検出される車速に応じて、目標駆動値としての電力指令値を定め、操舵トルクおよび車速に応じた操舵補助力がステアリング機構3に与えられるように、電動モータMを駆動制御する。
For example, the torque sensor 5 is configured by a magnetic sensor that detects a magnetic resistance that changes in accordance with a change in the positional relationship between the
In addition to the output signal of the torque sensor 5, a vehicle speed signal output from the vehicle speed sensor 6 is input to the
コントローラ10は、車両の電装品に電力を供給する主電源としての車載バッテリ8と、副電源(補助電源)としての高容量コンデンサ9(たとえばスーパーキャパシタ)からの電力を電動モータMに供給することによって、この電動モータMを駆動制御する。車載バッテリ8の電力は、給電ライン11を介してコントローラ10に供給されるようになっている。給電ライン11には、充電回路を形成する充電ライン12が分岐接続されている。この充電ライン12には、第1スイッチング手段SW1を介して高容量コンデンサ9の一方の端子9aが接続されている。この高容量コンデンサ9の他方の端子9bは、第2スイッチング手段SW2を介して、接地ライン13に接続されている。
The
第1および第2スイッチング手段SW1,SW2は、リレーで構成されていてもよいし、パワーMOSFET等の半導体パワーデバイスで構成されていてもよい。これらの第1および第2スイッチング手段SW1,SW2は、コントローラ10によってオン/オフ制御されるようになっている。
コントローラ10は、マイクロコンピュータ21と、PWM(Pulse Width Modulation)変換回路22と、モータ駆動回路24と、電動モータMに流れる電流値を検出するモータ電流検出回路25と、偏差演算回路26とを備えている。また、要求されるアシスト(操舵補助)のエネルギーが大きく、かつ、電動モータMに流すことができる最大電流値が小さい電動パワーステアリング装置が必要とされる場合には、コントローラ10の内部に、昇圧回路23を備えてもよい。昇圧回路23をコントローラ10の内部に備える代わりに、図1に示すように、コントローラ10の外部に昇圧回路23A(たとえば、DC−DCコンバータからなるもの)を配置する構成とすることもできる。
The first and second switching means SW1, SW2 may be constituted by relays or may be constituted by semiconductor power devices such as power MOSFETs. These first and second switching means SW1 and SW2 are on / off controlled by the
The
マイクロコンピュータ21は、トルクセンサ5によって検出される操舵トルクおよび車速センサ6によって検出される車速に基づいて、目標駆動値としての目標電力値を求め(目標電力値の具体的な求め方は後述する。)、昇圧回路23(23A)を備えている場合には、その目標電力値に基づいて昇圧回路23(23A)を制御し、かつ、偏差演算回路26にモータ電流目標値を与える。
The
偏差演算回路26は、モータ電流目標値とモータ電流検出回路25によって検出されるモータ電流値との偏差を求め、この偏差をPWM変換回路22に与える。PWM変換回路22は、偏差演算回路26によって求められる偏差に対応したパルス幅のPWM駆動信号を発生し、モータ駆動回路24に入力する。モータ駆動回路24は、PWM駆動信号に応じた電流を電動モータMに供給する。そして、電動モータMが発生する駆動力が、操舵補助力として、ステアリング機構3に伝達されることになる。
The
モータ駆動回路24は、給電ライン11に接続されており、電流検出用抵抗15を介して接地ライン13に接続されている。昇圧回路23がコントローラ10に内蔵されている場合には、給電ライン11上に昇圧回路23が設けられ、この昇圧回路23にモータ駆動回路24が接続される。コントローラ10の外部に昇圧回路23Aが設けられる場合には、この昇圧回路23Aは車載バッテリ8の近くに配置され、この昇圧回路23Aに、給電ライン11を介してモータ駆動回路24が接続される。
The
なお、図1において、他の箇所よりも太い配線が用いられる配線部分は太線で示されている。太い配線は、大電流が流れる配線部分に用いられ、配線の焼損を防ぐとともに、熱損失を抑制する。太い配線を用いれば、それに応じて配線コストが高くなり、また、配線のねじれによる応力に対応できるように、当該配線に接続される端子の強度を大きく設計する必要がある。そのため、太い配線は、必要部分にのみ配置されている。すなわち、この実施形態では、高容量コンデンサ9から給電ライン11および接地ライン13を介してモータ駆動回路24に至る配線部分に、他の箇所よりも太い配線が適用されている。
In FIG. 1, a wiring portion where a wiring thicker than other portions is used is indicated by a thick line. The thick wiring is used in a wiring portion where a large current flows, and prevents the wiring from being burned out and suppresses heat loss. If a thick wiring is used, the wiring cost increases accordingly, and the strength of the terminal connected to the wiring needs to be designed so as to cope with the stress caused by the twisting of the wiring. For this reason, thick wiring is arranged only in necessary portions. In other words, in this embodiment, a thicker wiring than other portions is applied to a wiring portion from the high-capacitance capacitor 9 to the
昇圧回路23(23A)は、たとえば、車載バッテリ8が発生するバッテリ電圧(たとえば12V)を所定の高電圧(たとえば42V)に昇圧する。マイクロコンピュータ21は、目標電力値に応じて、昇圧回路23(23A)を、バッテリ電圧をそのまま出力する不動作状態と、前記高電圧を出力する動作状態とに切り換え制御する。より具体的には、たとえば、電動モータMを比較的高回転・高トルクで駆動すべき操舵条件のときには、昇圧回路23(23A)を作動させ、その他の場合には昇圧回路23(23A)を不動作状態に制御する。
The booster circuit 23 (23A) boosts the battery voltage (for example, 12V) generated by the in-vehicle battery 8 to a predetermined high voltage (for example, 42V). The
マイクロコンピュータ21は、CPU(中央処理装置)およびメモリを備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能する。この複数の機能処理部は、アシスト特性記憶部31と、目標駆動値設定部32と、副電源要否判定部33と、副電源給電制御部34と、充電状態監視部35と、充電制御部36とを備えている。
The
アシスト特性記憶部31は、操舵トルクおよび車速に対応したモータ電流目標値を予め定めた基本アシスト特性(アシストマップ)を記憶している。
目標駆動値設定部32は、トルクセンサ5によって検出される操舵トルクおよび車速センサ6によって検出される車速を、アシスト特性記憶部31に記憶された基本アシスト特性に当てはめて、モータ電流目標値を求める。そして、目標駆動値設定部32は、昇圧回路23(23A)を不作動状態に制御しているときには、アシスト特性記憶部31から読み出されたモータ電流目標値を電流指令値として偏差演算回路26に与える。
The assist
The target drive
一方、目標駆動値設定部32は、昇圧回路23(23A)を作動状態としているときには、前記基本アシスト特性から求められたモータ電流目標値(たとえば49A)に対して、車載バッテリ8が発生する電源電圧(たとえば12V)を掛け合わせて、目標電力値(たとえば、588W=49A×12V)を演算する。さらに、目標駆動値設定部32は、求められた目標電力値を、昇圧後の電圧(前記高電圧。たとえば42V)で目標電力値(たとえば588W)を除算して得られる値(たとえば14A)を新たな電流指令値として、偏差演算回路26に与える。
On the other hand, when the booster circuit 23 (23A) is in an operating state, the target drive
なお、目標駆動値設定部32は、基本アシスト特性から求められるモータ電流目標値に対して、いわゆる慣性補償制御やダンピング制御などの公知の補償制御演算を施してモータ電流目標値を求めるものであってもよい。
副電源要否判定部33は、目標駆動値設定部32によって設定された目標電力値を得て、副電源としての高容量コンデンサ9からの給電の要否を判定する。より具体的には、副電源要否判定部33は、目標電力値が所定の電力閾値(たとえば、600W)未満であれば、高容量コンデンサ9からモータ駆動回路24への給電は不要であると判定する。また、副電源要否判定部33は、目標電力値が前記電力閾値以上であれば、高容量コンデンサ9からモータ駆動回路24への給電が必要であると判定する。
The target drive
The sub power supply
副電源給電制御部34は、副電源要否判定部33の判定結果に基づいて、第2スイッチング手段SW2をオン/オフし、これにより、高容量コンデンサ9からモータ駆動回路24への給電/非給電を切り換える。すなわち、副電源要否判定部33が高容量コンデンサ9からの給電が必要であると判定すれば、副電源給電制御部34は、第2スイッチング手段SW2を導通させ、高容量コンデンサ9を接地ライン13に接続させる。一方、副電源要否判定部33が高容量コンデンサ9からの給電は不要であると判定すれば、副電源給電制御部34は、第2スイッチング手段SW2をオフ状態として、高容量コンデンサ9と接地ライン13との間を開放する。
The sub power
充電状態監視部35は、高容量コンデンサ9の両端子間電圧を監視することにより、この高容量コンデンサ9が満充電状態(両端子間電圧が所定の閾値以上である状態)かどうかを判定する。
充電制御部36は、充電状態監視部35による判定結果に応じて、第1および第2スイッチング手段SW1,SW2を制御し、これにより、高容量コンデンサ9の充電/非充電を制御する。より具体的には、充電状態監視部35が満充電状態であると判定していなければ、充電制御部36は、第1および第2スイッチング手段SW1,SW2をいずれもオン状態に制御する。これにより、車載バッテリ8からの電力が、充電ライン12を介して高容量コンデンサ9に供給され、この高容量コンデンサ9が充電されていく。一方、充電状態監視部35が満充電状態であると判定していれば、充電制御部36は、第1および第2スイッチング手段SW1,SW2をオフ状態とし、車載バッテリ8を高容量コンデンサ9から開放する。これにより、高容量コンデンサ9は、非充電状態となる。
The charge
The charging
副電源給電制御部34が第2スイッチング手段SW2をオン状態とし、これにより高容量コンデンサ9からの電力がモータ駆動回路24に供給されるときとは、車載バッテリ8および高容量コンデンサ9の両方からモータ駆動回路24に大電力を供給すべき場合である。したがって、この状況は高容量コンデンサ9の充電には適さないから、副電源給電制御部34は、第2スイッチング手段SW2をオン状態とするときには、第1スイッチング手段SW1をオフ状態に制御することが好ましい。
The sub power
以上のようにこの実施形態の電動パワーステアリング装置では、目標電力値が所定の電力閾値以上であることを条件に、高容量コンデンサ9からの給電が有効とされる。そのため、高容量コンデンサ9が必要以上に充放電されることがないため、その充放電回数を著しく少なくすることができる。その結果、高容量コンデンサ9の長寿命化を図ることができるとともに、充放電に伴って給電ライン11および充電ライン12で熱消費されるエネルギー損失を抑制でき、省エネルギー性を高めることができる。
As described above, in the electric power steering apparatus according to this embodiment, power supply from the high-capacitance capacitor 9 is effective on the condition that the target power value is equal to or greater than a predetermined power threshold value. Therefore, since the high-capacitance capacitor 9 is not charged / discharged more than necessary, the number of times of charging / discharging can be remarkably reduced. As a result, the life of the high-capacitance capacitor 9 can be extended, and energy loss due to heat consumption in the
前述のとおり、目標電力値は、モータ電流目標値および電源電圧を掛け合わせて求められ、モータ電流目標値は、操舵トルクおよび車速を基本アシスト特性に当てはめて求められる。したがって、目標電力値は、結局、操舵トルクおよび車速に従って定められるので、この実施形態は、操舵トルクおよび車速に応じて高容量コンデンサ9からの給電の有効/無効を切り換える構成となっている。 As described above, the target power value is obtained by multiplying the motor current target value and the power supply voltage, and the motor current target value is obtained by applying the steering torque and the vehicle speed to the basic assist characteristics. Therefore, since the target power value is finally determined according to the steering torque and the vehicle speed, this embodiment is configured to switch between valid / invalid of power feeding from the high-capacitance capacitor 9 according to the steering torque and the vehicle speed.
図2に、アシスト特性記憶部31に記憶されている基本アシスト特性の一例を示す。基本アシスト特性は、操舵トルクTに対するモータ電流目標値Iobjの関係を定めたものである。操舵トルクTは、たとえば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、モータ電流目標値Iobjは、電動モータMから右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータMから左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
FIG. 2 shows an example of the basic assist characteristic stored in the assist
モータ電流目標値Iobjは、操舵トルクの正の値に対しては正の値をとり、操舵トルクの負の値に対しては負の値をとる。操舵トルクが−T1〜T1(たとえば、T1=0.4N・m)の範囲(トルク不感帯)の微小な値のときには、モータ電流目標値Iobjは零とされる。また、モータ電流目標値Iobjは、車速センサ6によって検出される車速Vが大きいほど、その絶対値が小さく設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。 The motor current target value Iobj takes a positive value for a positive value of the steering torque, and takes a negative value for a negative value of the steering torque. When the steering torque is a minute value in the range (torque dead zone) of -T1 to T1 (for example, T1 = 0.4 N · m), the motor current target value Iobj is set to zero. Further, the absolute value of the motor current target value Iobj is set to be smaller as the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 6 is higher. As a result, a large steering assist force can be generated during low-speed traveling, and the steering assist force can be reduced during high-speed traveling.
したがって、中速域以上の車速域では、操舵トルクTの絶対値が大きくてもモータ電流目標値Iobjの絶対値は比較的小さく設定されることになる。そのため、目標電力値もそれに応じて小さくなるので、高容量コンデンサ9からモータ駆動回路24への給電が無効化されることになる。こうして、中速域以上の車速域(たとえば50km/h以上)において、高容量コンデンサ9からの無用な給電が行われることを回避でき、高容量コンデンサ9の無用な放電を回避できる。
Therefore, in the vehicle speed range above the medium speed range, even if the absolute value of the steering torque T is large, the absolute value of the motor current target value Iobj is set to be relatively small. For this reason, the target power value is also reduced accordingly, and power supply from the high-capacitance capacitor 9 to the
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、さらに他の形態で実施することも可能である。たとえば、前述の実施形態では、目標電力値を電力閾値と比較することによって、高容量コンデンサ9からの給電を有効化するか無効化するかを判定するようにしているが、操舵トルクおよび車速の値に基づいて、同様の判定を直接的に行うこととしてもよい。より具体的には、たとえば、操舵トルクが大きくても、車速が中速域以上である場合には、高容量コンデンサ9からの給電を無効化すればよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, it is determined whether the power supply from the high-capacitance capacitor 9 is to be validated or invalidated by comparing the target power value with the power threshold value, but the steering torque and the vehicle speed are determined. The same determination may be made directly based on the value. More specifically, for example, even when the steering torque is large, when the vehicle speed is equal to or higher than the medium speed range, the power supply from the high-capacitance capacitor 9 may be invalidated.
また、前述の実施形態では、副電源として高容量コンデンサ9を用いた例を挙げたが、二次電池を副電源として用いることもできる。
さらに、前述の実施形態では、目標駆動値として目標電力値を用いた例について説明したが、目標電流値もしくは目標電圧値、または操舵補助力の目標値であるアシストトルク目標値を、目標駆動値として用いてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the high-capacitance capacitor 9 is used as the sub power source has been described.
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the target power value is used as the target drive value has been described. However, the target current value or the target voltage value, or the assist torque target value that is the target value of the steering assist force, It may be used as
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 matters described in the claims.
1…ステアリングホイール、5…トルクセンサ、8…車載バッテリ、9…高容量コンデンサ、10…コントローラ、11…給電ライン、12…充電ライン、21…マイクロコンピュータ、SW1,SW2…スイッチング手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 5 ... Torque sensor, 8 ... In-vehicle battery, 9 ... High capacity capacitor, 10 ... Controller, 11 ... Feeding line, 12 ... Charging line, 21 ... Microcomputer, SW1, SW2 ... Switching means
Claims (3)
前記操作手段に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記電動パワーステアリング装置が搭載される車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記トルクセンサによって検出される操舵トルクおよび前記車速検出手段によって検出される車速に応じて、前記電動モータを駆動するための目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段と、
前記トルクセンサによって検出される操舵トルクおよび前記車速検出手段によって検出される車速に基づいて、前記副電源からの電力供給の要否を判定する副電源要否判定手段と、
この副電源要否判定手段の判定結果に従って、前記副電源から前記電動モータへの電力の供給を制御する副電源給電制御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。 An electric power steering device that supplies electric power from a main power source and a sub power source to an electric motor in accordance with an operation of an operation means of a vehicle, transmits power of the electric motor to a steering mechanism, and assists steering,
A torque sensor for detecting a steering torque applied to the operation means;
Vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed of a vehicle on which the electric power steering device is mounted;
Target drive value setting means for setting a target drive value for driving the electric motor according to the steering torque detected by the torque sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means;
Sub power supply necessity determination means for determining whether or not power supply from the sub power supply is required based on the steering torque detected by the torque sensor and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means;
An electric power steering apparatus comprising: a sub power supply control unit that controls supply of electric power from the sub power source to the electric motor according to a determination result of the sub power source necessity determination unit.
前記副電源が満充電状態かどうかを判定する充電状態判定手段と、
この充電状態判定手段によって前記副電源が満充電状態であると判定されたときに、前記充電回路による前記副電源の充電を停止させる充電停止手段とを含むことを特徴とする請求項1また2記載の電動パワーステアリング装置。 A charging circuit for charging the sub power supply with the generated power of the main power supply;
Charge state determination means for determining whether or not the sub power supply is fully charged;
3. A charge stopping unit for stopping charging of the sub power source by the charging circuit when the sub power source is determined to be fully charged by the charging state determining unit. The electric power steering apparatus as described.
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