JP2008087660A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵系に操舵補助力を付与する電動モータを有する操舵補助機構を備え、操舵補助機構の作動停止時のキックバック量を制御する電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that includes a steering assist mechanism having an electric motor that applies a steering assist force to a steering system and controls a kickback amount when the operation of the steering assist mechanism is stopped.
従来の電動パワーステアリング装置として、モータ角加速度に応じてキックバック反力を打ち消す慣性補償量を求めると共に、操舵時の電動モータの慣性力を打ち消す慣性補償量を求め、基本アシスト指令値に上記慣性補償量を加算して電動モータに供給する電流を制御することで、操舵フィーリングを高めるというものが知られている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、電動モータに電力を供給する電源の電圧値が通常電圧を大きく上回る、又は大きく下回る際に、モータ駆動回路の保全を確保することができない。
電源電圧が通常電圧を大きく上回る又は大きく下回る際に、モータ駆動回路の上側FETをOFF、下側FETをONして、各相を地絡状態とすることでモータ駆動回路を停止し、回路の保全を確保することが考えられるが、この場合、セルフアライニングトルクの大きさによってはキックバック量が適切に制御されず、運転者に違和感を与える場合がある。
However, in the electric power steering apparatus described in
When the power supply voltage is much higher or lower than the normal voltage, the upper FET of the motor drive circuit is turned off, the lower FET is turned on, and each phase is brought into a ground fault state to stop the motor drive circuit. It is conceivable to ensure the maintenance, but in this case, the kickback amount may not be appropriately controlled depending on the magnitude of the self-aligning torque, and the driver may feel uncomfortable.
そこで、本発明は、操舵補助力制御の解除時におけるキックバック量を、運転者の違和感のない最適値に制御する電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that controls the kickback amount at the time of canceling the steering assist force control to an optimum value that does not cause the driver to feel uncomfortable.
上記課題を解決するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、セルフアライニングトルクを推定又は検出するセルフアライニングトルク推定手段と、操舵補助力制御の解除条件が成立したとき、前記セルフアライニングトルクに応じて、前記モータ駆動制御手段による前記電動モータの駆動制御量を変更する制御量変更手段とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, an electric power steering apparatus according to
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記モータ駆動制御手段は、前記電動モータへ供給する電流を制御するFET回路を有し、前記制御量変更手段は、操舵補助力制御の解除条件が成立したとき、前記FET回路の上下段のFETのうち何れか一方のみをオンすると共に、前記セルフアライニングトルクに応じてオン側FETのPWMデューティ比を設定することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the motor drive control means includes an FET circuit for controlling a current supplied to the electric motor, and the control amount changing means is When the cancellation condition of the steering assist force control is satisfied, only one of the upper and lower FETs of the FET circuit is turned on, and the PWM duty ratio of the on-side FET is set according to the self-aligning torque. It is characterized by that.
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2に係る発明において、前記制御量変更手段は、セルフアライニングトルクが大きいほど、オン側FETのPWMデューティ比を大きくすることを特徴としている。
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1〜3の何れか1項に係る発明において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクに基づいて、反力としてのセルフアライニングトルクを推定又は検出することを特徴としている。
Furthermore, the electric power steering apparatus according to
An electric power steering apparatus according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the self-aligning torque estimating means is based on a torque generated between the road surface and the steering. The self-aligning torque as a reaction force is estimated or detected.
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、操舵補助力制御の解除条件が成立したとき、セルフアライニングトルクに応じてモータ駆動制御手段の駆動制御量を変更するので、操舵補助力制御の解除時に発生するキックバック量を運転者の違和感のない値に制御することができるという効果が得られる。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, when the release condition of the steering assist force control is satisfied, the drive control amount of the motor drive control means is changed according to the self-aligning torque, so that the steering assist force control is released. There is an effect that the amount of kickback that occurs sometimes can be controlled to a value that does not cause the driver to feel uncomfortable.
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、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.
In the figure,
そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the
ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ12とを備えている。
トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ3から出力されるトルク検出値Tは、コントローラ15に入力される。
A
The
コントローラ15は、車載のバッテリ17から電源供給されることによって作動する。バッテリ17の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッションスイッチ18及びヒューズ19を介してコントローラ15に接続されている。
このコントローラ15には、トルク検出値Tの他に、車速センサ16で検出した車速検出値Vも入力され、コントローラ15は、入力されるトルク検出値T及び車速検出値Vに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生するための操舵補助指令値IM *を算出し、算出した操舵補助指令値IM *とモータ電流検出値IMDとにより、電動モータ12に供給する駆動電流をフィードバック制御するためのモータ駆動電流IMを算出する。これにより、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるようになっている。
The
In addition to the torque detection value T, the
図2は、コントローラ15の構成を示すブロック図である。この図2に示すように、コントローラ15は、電動モータ12の制御処理を実行するマイクロコンピュータ20と、このマイクロコンピュータ20から出力されるモータ駆動電流IMに基づいて電動モータ12に供給する駆動電流を制御するモータ駆動回路40と、電動モータ12に流れる駆動電流IMDを検出するモータ電流検出回路45と、電動モータ12のモータ回転速度ωを検出する回転速度検出回路46とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
モータ駆動回路40は、図2に示すように、電界効果トランジスタFET1〜FET4の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路41と、FET1〜FET4でなるHブリッジ回路42とを備える。
FET1及びFET2は、モータ駆動電流IMに基づいて決定されるデューティ比D1のPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際に電動モータ12に流れる電流Irの大きさが制御される。
As shown in FIG. 2, the
FET1 and FET2 is turned ON / OFF by the PWM (pulse width modulation) signal having a duty ratio D1 determined based on the motor driving current I M, the magnitude of the current Ir actually flowing through the
また、FET3及びFET4は、デューティ比D1の小さい領域では所定の1次関数式(a,bを定数としてD2=a・D1+b)で定義されるデューティ比D2のPWM信号で駆動され、デューティ比D1の大きい領域ではPWM信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてON/OFFされる。
例えば、FET4が導通状態にあるときは、電流は、FET1、電動モータ12、FET4、抵抗RLを経て流れ、電動モータ12に正方向の電流が流れる。また、FET3が導通状態にあるときは、電流は、FET2、電動モータ12、FET3、抵抗RRを経て流れ、電動モータ12に負方向の電流が流れる。
Further, the
For example, when the FET 4 is in a conductive state, the current flows through the
さらに、モータ電流検出回路45は、電界効果トランジスタFET4と接地との間に介挿された抵抗RLの正転モータ電流を表す端子間電圧と電界効果トランジスタFET3と接地との間に介挿された抵抗RRの逆転モータ電流を表す端子間電圧とを検出して、正転モータ電流検出時に正のモータ電流検出値"+IMD"を、逆転モータ電流検出時に負のモータ電流検出値"−IMD"を出力する。 Further, the motor current detection circuit 45 is inserted between the terminal voltage representing the normal motor current of the resistor RL inserted between the field effect transistor FET4 and the ground, and the field effect transistor FET3 and the ground. The terminal-to-terminal voltage representing the reverse motor current of the resistor R R is detected, and the positive motor current detection value “+ IMD ” is detected when the forward motor current is detected, and the negative motor current detection value “− is detected when the reverse motor current is detected. I MD "is output.
そして、電界効果トランジスタFET1及びFET2の接続点に、電源電圧Vbが印加され、電界効果トランジスタFET3及びFET4はそれぞれ電流検出用抵抗RR及びRLを介して接地されている。
このように、通常時には、電動モータ12は、対向する上下段のFET1〜FET4を異なるデューティ比D1,D2で駆動するPWM駆動によって制御される。
A power supply voltage Vb is applied to a connection point between the field effect transistors FET1 and FET2, and the field effect transistors FET3 and FET4 are grounded via current detection resistors R R and R L , respectively.
As described above, during normal times, the
一方、異常発生時には操舵補助力制御を解除するものとして、上側FETをOFFし、下側FETをONすることで、各相を地絡状態とする。これにより、モータ駆動回路を停止して回路の保全を確保する。このとき、後述するセルフアライニングトルク(SAT)の推定値SSATに応じて、デューティ比D2を設定するものとする。
ここで、異常発生時とは、電源電圧Vbが異常に高い場合又は異常に低い場合など、通常電圧範囲外にあり、操舵補助力制御を継続不可能な状態をいう。
On the other hand, when an abnormality occurs, the steering assist force control is canceled, and the upper FET is turned off and the lower FET is turned on, so that each phase is brought into a ground fault state. As a result, the motor drive circuit is stopped to ensure circuit maintenance. At this time, in accordance with the estimated value S SAT of the self aligning torque, which will be described later (SAT), which are set as the duty ratio D2.
Here, when an abnormality occurs, it means that the steering assist force control cannot be continued because the power supply voltage Vb is outside the normal voltage range, such as when the power supply voltage Vb is abnormally high or abnormally low.
この図2において、モータ駆動回路40がモータ駆動制御手段に対応し、Hブリッジ回路42がFET回路に対応している。
図3は、マイクロコンピュータ20の具体的構成を示すブロック図である。
この図3に示すように、マイクロコンピュータ20は、操舵トルク補償部21と、操舵補助指令値演算部22と、位相進み遅れ補償部23と、フィードフォワード補償部24と、オフセンターヒステリシス補償部25と、SATフィードバック補償部26と、ロバスト安定化補償部27と、アンチキックバック補償部28と、モータ電流制限部29と、加算器30、31及び32とを備えている。
In FIG. 2, the
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the
As shown in FIG. 3, the
操舵補助指令値演算部22、位相進み遅れ補償部23、フィードフォワード補償部24及びSATフィードバック補償部26は、何れも車速信号Vをパラメータ入力としている。
トルクセンサ3から入力されるトルク検出値Tは、操舵トルク補償部21で中立トルクが減算されて正負を表す操舵トルクTsが算出される。そして、この操舵トルクTsが操舵補助指令値演算部22、フィードフォワード補償部24、オフセンターヒステリシス補償部25及びSATフィードバック補償部26に入力される。
The steering assist command
The detected torque T input from the
操舵補助指令値演算部22は、操舵トルクTs及び車速Vに基づいて操舵補助トルク指令値Tcを算出し、位相進み遅れ補償部23は、この操舵補助トルク指令値Tcの位相のずれを補償する。
フィードフォワード補償部24は、操舵トルクTs及び車速Vに基づいて、フィードフォワード制御を施し、フィードフォワード補償量を出力するようになっている。
The steering assist command
The
オフセンターヒステリシス補償部25は、操舵トルクTsと、モータ回転速度ωと、操舵補助トルク指令値Tcとが入力され、オフセンターヒステリシス補償量を出力する。
SATフィードバック補償部26は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクに基づいて、反力としてのセルフアライニングトルクを推定し、SAT推定値SSATを出力する。
The off-center
The SAT
ここで、路面からステアリングまでの間に発生するトルクについて説明する。ドライバがハンドルを操舵することによって操舵トルクTsが発生し、その操舵トルクTsに従って電動モータ12がアシストトルクTmを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてSATが発生する。また、その際、電動モータ12の慣性J及び摩擦(静摩擦)Frによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記(1)式のような運動方程式が得られる。
Here, the torque generated between the road surface and the steering will be described. A steering torque Ts is generated when the driver steers the steering wheel, and the
J・ω´+Fr・sign(ω)+SAT=Tm+Ts ………(1)
ここで、上記(1)式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、SATについて解くと下記(2)式が得られる。
SAT(s)=Tm(s)+Ts(s)−J・ω´(s)+Fr・sign(ω(s)) ………(2)
上記(2)式から分るように、電動モータ12の慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ回転速度ω、回転加速度ω´、操舵補助力及び操舵トルクTsよりSAT(セルフアライニングトルク)を推定することができる。かかる理由より、SATフィードバック補償部26には操舵トルクTs、モータ回転速度ω、操舵補助トルク指令値Tcの位相補償を施した信号、前記フィードフォワード補償量、前記オフセンターヒステリシス補償量がそれぞれ入力されている。
J · ω ′ + Fr · sign (ω) + SAT = Tm + Ts (1)
Here, when the above equation (1) is Laplace transformed with an initial value of zero and solved for SAT, the following equation (2) is obtained.
SAT (s) = Tm (s) + Ts (s) −J · ω ′ (s) + Fr · sign (ω (s)) (2)
As can be seen from the above equation (2), the inertia J and the static friction Fr of the
図4は、SAT推定値SSATの推定方法を示すブロック図である。ここで、スイッチAは、後述する判定フラグFLGが“0”であるときには実線で示す状態となっており、判定フラグFLGが“1”となると、破線で示す状態に切り替わるようになっている。
判定フラグFLGは、電源電圧Vbが通常電圧範囲内(VbTH1<Vb<VbTH2)にあるときには“0”にリセットされ、通常電圧から大きく上回る、又は下回る際に“1”にセットされるようになっている。すなわち、図5に示すように、電源電圧Vbが低電圧判定閾値VbTH1以下となっている間は、FLG=1にセットされることとなる。
FIG. 4 is a block diagram showing a method for estimating the SAT estimated value SSAT . Here, the switch A is in a state indicated by a solid line when a later-described determination flag FLG is “0”, and is switched to a state indicated by a broken line when the determination flag FLG is “1”.
The determination flag FLG is reset to “0” when the power supply voltage Vb is within the normal voltage range (Vb TH1 <Vb <Vb TH2 ), and is set to “1” when it greatly exceeds or falls below the normal voltage. It has become. That is, as shown in FIG. 5, FLG = 1 is set while the power supply voltage Vb is equal to or lower than the low voltage determination threshold Vb TH1 .
そして、FLG=0即ち電源電圧Vbが通常電圧範囲内にあるときには、SAT推定部26aで、前記(2)式をもとに推定されるSAT(セルフアライニングトルク)を、ローパスフィルタ26bで信号処理した値をSAT推定値SSATとして出力する。
ここで、ローパスフィルタは、不要な外乱やノイズの影響を除去する役目を担うものであり、車速感応型とする。例えば、高速域では不要な外乱やノイズが大きくなるため、ローパスフィルタのカットオフ周波数を下げる。
When FLG = 0, that is, when the power supply voltage Vb is within the normal voltage range, the
Here, the low-pass filter plays a role of removing the influence of unnecessary disturbance and noise, and is a vehicle speed sensitive type. For example, unnecessary disturbance and noise increase at high speeds, so the cut-off frequency of the low-pass filter is lowered.
一方、FLG=1即ち電源電圧Vbが通常電圧範囲外にあるときには、SAT推定部26aで推定されるSATに、位相進み補償部26cで位相進み補償を行った値をSAT推定値SSATとして出力する。これにより、ステアリング伝達系の遅れが補償される。
このように、位相進み補償部26cを配設することにより、例えば、ステアリング切り増し時に、電源電圧Vbが通常電圧範囲外となって操舵補助力制御の解除条件が成立してSAT推定値が適切な値にならない場合であっても、位相を進ませることでより適切な値に近くすることができる。
While the output, when FLG = 1 i.e. the power supply voltage Vb is outside the normal voltage range, the SAT estimated by the
In this way, by providing the phase
ロバスト安定化補償部27は、特開平8−290778号公報に示されている補償部であり、SATフィードバック補償部26の出力値とオフセンターヒステリシス補償部25の出力値とを加算器30で加算した信号と、位相進み遅れ補償部23の出力値とを加算器31で加算した信号が入力されて、検出トルクに含まれる慣性要素とばね要素とからなる共振系の共振周波数のピーク値を除去する。
The
アンチキックバック補償部28は、SATフィードバック補償部26から出力されるSAT推定値SSATと、電源電圧Vbとが入力されて、電源電圧Vbが通常電圧から大きく上回る、又は下回る際(FLG=1)に、図6に示すPWMデューティ算出マップを参照して下側FETのPWMデューティ比D2を算出するようになっている。
この図6に示すように、PWMデューティ算出マップは、下側FETのPWMデューティ比D2が、SAT推定値SSATが大きいほど大きく算出されるように設定されている。そして、SSAT>S1の領域では、D2=100(%)に設定されている。
Anti
As shown in FIG. 6, the PWM duty calculation map is set so that the PWM duty ratio D2 of the lower FET is calculated larger as the SAT estimated value SSAT is larger. In the area of S SAT > S1, D2 = 100 (%) is set.
また、モータ電流制限部29は、ロバスト安定化補償部27の出力値である操舵補助指令値に、フィードフォワード補償部24の出力値であるフィードフォワード補償量と、SATフィードバック補償部26の出力値であるSAT推定値SSAT(フィードバック補償量)とを加算した信号であるモータ電流指令値Irが入力され、このモータ電流指令値Irにリミッタが設けられたモータ駆動電流IMをモータ駆動回路40に出力する。
In addition, the motor
そして、モータ駆動回路40は、電源電圧Vbが通常電圧範囲内にあるか否かを判定し、通常電圧範囲内にあるときには、モータ電流制限部29から出力されるモータ駆動電流IMをもとに演算される上下段のFETのPWMデューティ比D1及びD2でFET1〜FET4を駆動制御する。一方、電源電圧Vbが通常電圧範囲外にあるときには、上段のFET1及びFET2をOFFにし、下段のFET3及びFET4をONとする。このときのON時間は、アンチキックバック補償部28から出力されるデューティ比D2により決定される。
Then, the
図3において、SATフィードバック補償部26がセルフアライニングトルク推定手段に対応し、アンチキックバック補償部28が制御量変更手段に対応している。
次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。
今、車両がカーブ路を旋回走行中であるものとする。この場合には、マイクロコンピュータ20で、トルクセンサ3によるトルク検出値Tに基づいてモータ駆動電流IMが演算される。このとき、マイクロコンピュータ20は、SATフィードバック補償部26でセルフアライニングトルクの推定を行い、そのSAT推定値SSATを、フィードバックフィルタを通して操舵補助指令値にフィードバックすることでモータ駆動電流IMを演算する。したがって、モータ駆動電流IMは、ハンドルに適切な路面情報を与えつつ、運転者の操舵負担を軽減する方向に操舵補助力を付与するように電動モータ12を駆動制御する値に演算される。
In FIG. 3, the SAT
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
Now, assume that the vehicle is turning on a curved road. In this case, the
ここで、電源電圧Vbが通常電圧範囲内にある場合には、モータ駆動回路40は、上記モータ駆動電流IMに基づいてPWMデューティ比D1及びD2を演算し、そのPWMデューティ比D1及びD2で上下段のFET1〜FET4をON−OFF制御し、電動モータ12への供給電流を制御する。このようにして通常の操舵補助力制御が実施される。
この状態から電源電圧Vbが通常電圧を大きく上回って通常電圧範囲外となることにより、操舵補助力制御の解除条件が成立すると、アンチキックバック補償部28で、SAT推定値SSATに応じたPWMデューティ比D2が演算される。そして、モータ駆動回路40は、Hブリッジ回路42の上段のFET1及びFET2をOFFし、下段のFET3及びFET4をPWMデューティ比D2でON−OFF制御する。これにより、各相が地絡状態となるので回路の保全を確保することができる。
Here, when the power supply voltage Vb is within the normal voltage range, the
By the power supply voltage Vb from the state becomes the normal voltage range far exceeds the normal voltage, when the release condition of the steering assist force control is established, Anti
このとき、車両が低速走行している場合や操舵角が小さい場合など、セルフアライニングトルクが小さく、SAT推定値SSAT≦S1であるものとすると、図6のPWMデューティ算出マップをもとにPWMデューティ比D2が比較的小さい値に算出される。したがって、電動モータ12の端子間が短絡される時間、すなわち電動モータ12が回生制動状態となる時間が小さくなる。そのため、電動モータ12による制動トルクが減少する。
At this time, assuming that the self-aligning torque is small and the SAT estimated value S SAT ≦ S1 when the vehicle is traveling at a low speed or the steering angle is small, based on the PWM duty calculation map of FIG. The PWM duty ratio D2 is calculated to a relatively small value. Therefore, the time during which the terminals of the
SAT推定値SSATが小さいほどハンドルを中立位置に戻そうとする力が小さいため、操舵補助力制御の解除時におけるキックバック量は小さい。したがって、SAT推定値SSATが小さいほどPWMデューティ比D2を小さく設定して電動モータ12が回生制動状態となる時間を小さくしてもキックバックに起因する違和感を運転者に与えることはない。
As the SAT estimated value SSAT is smaller, the force for returning the steering wheel to the neutral position is smaller, so the kickback amount when the steering assist force control is released is smaller. Therefore, even if the PWM duty ratio D2 is set smaller as the SAT estimated value SSAT is smaller and the time during which the
一方、車両が高速走行している場合や操舵角が大きい場合など、セルフアライニングトルクが大きい場合には、操舵補助力制御の解除時におけるキックバック量が大きいため、SAT推定値SSATが大きいほどPWMデューティ比D2を大きく設定することで回生制動状態となる時間を大きくする。これにより、確実にキックバックを抑制することができる。 On the other hand, when the self-aligning torque is large, such as when the vehicle is traveling at a high speed or when the steering angle is large, the kickback amount when releasing the steering assist force control is large, so the SAT estimated value SSAT is large. As the PWM duty ratio D2 is set larger, the time required for the regenerative braking state is increased. Thereby, kickback can be reliably suppressed.
したがって、セルフアライニングトルクの大きさに応じてモータ駆動回路40の駆動制御量(PWMデューティ比)を変更することで、運転者に違和感のない適切なキックバック対策を行うことができる。
ところで、キックバック感と電動モータの慣性感とを運転者に伝えることなく操舵フィーリングを向上させるために、モータ角加速度に応じてキックバック反力を打ち消す慣性補償量を求めると共に、操舵時の電動モータの慣性力を打ち消す慣性補償量を求め、基本アシスト指令値に上記慣性補償量を加算して電動モータに供給する電流を制御するというものがある。
Therefore, by changing the drive control amount (PWM duty ratio) of the
By the way, in order to improve the steering feeling without conveying the kickback feeling and the inertial feeling of the electric motor to the driver, an inertia compensation amount for canceling the kickback reaction force according to the motor angular acceleration is obtained, and at the time of steering. An inertia compensation amount that cancels the inertial force of the electric motor is obtained, and the current supplied to the electric motor is controlled by adding the inertia compensation amount to the basic assist command value.
しかしながら、この場合、電源電圧が通常電圧を大きく上回る、又は大きく下回る際に、モータ駆動回路の保全を確保することができない。
そこで、電源電圧が通常電圧を大きく上回る又は大きく下回る際に、モータ駆動回路の上側FETをOFF、下側FETをONして、各相を地絡状態とすることでモータ駆動回路を停止し、回路の保全を確保することが考えられるが、この場合、セルフアライニングトルクの大きさによってはキックバック量が適切に制御されず、運転者に違和感を与える場合がある。
However, in this case, the maintenance of the motor drive circuit cannot be ensured when the power supply voltage is much higher or lower than the normal voltage.
Therefore, when the power supply voltage greatly exceeds or greatly falls below the normal voltage, the upper FET of the motor drive circuit is turned OFF, the lower FET is turned ON, and the motor drive circuit is stopped by setting each phase to a ground fault state. Although it is conceivable to ensure the maintenance of the circuit, in this case, the kickback amount may not be appropriately controlled depending on the magnitude of the self-aligning torque, and the driver may feel uncomfortable.
これに対して本実施形態では、電源電圧が通常電圧範囲外にあるときには、上側FETをOFFし、セルフアライニングトルクに応じて下側FETのPWMデューティ比を設定し、それをもとに下側FETをON−OFF制御するので、キックバック量を抑制しつつ運転者に違和感のない最適値に制御することができる。
このように、上記実施形態では、操舵補助力制御の解除条件が成立したとき、セルフアライニングトルクに応じてモータ駆動制御手段の駆動制御量を変更するので、操舵補助力制御の解除時に発生するキックバック量を運転者に違和感のない値に制御することができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the power supply voltage is outside the normal voltage range, the upper FET is turned off, and the PWM duty ratio of the lower FET is set according to the self-aligning torque. Since the side FET is ON / OFF-controlled, it is possible to control the optimal value without causing the driver to feel uncomfortable while suppressing the kickback amount.
As described above, in the above-described embodiment, when the steering assist force control cancel condition is satisfied, the drive control amount of the motor drive control means is changed according to the self-aligning torque. The kickback amount can be controlled to a value that does not make the driver feel uncomfortable.
また、操舵補助力制御の解除条件が成立したときには、FET回路の上下段のFETのうち何れか一方のみをONすることで、電動モータの両端子間を短絡するので、電源電圧が通常電圧から大きく変動するような場合であってもモータ駆動回路を停止して回路の保全を確保することができると共に、EPS停止時に発生する電動モータのブレーキ力を、残留エネルギーを消費させることにより低減させることができる。 In addition, when the cancellation condition of the steering assist force control is satisfied, only one of the upper and lower FETs of the FET circuit is turned on to short-circuit both terminals of the electric motor. Even in the case of large fluctuations, the motor drive circuit can be stopped to ensure circuit maintenance, and the braking force of the electric motor generated when the EPS is stopped can be reduced by consuming residual energy. Can do.
さらに、そのときのオン側FETのPWMデューティ比を、セルフアライニングトルクに応じて変更するので、電動モータが回生制動状態となる時間を制御して、EPS停止時のキックバック量を運転者の違和感のない値に制御することができる。
さらにまた、オン側FETのPWMデューティ比を、セルフアライニングトルクが大きいほど大きくするので、路面反力の大きさに応じて電動モータが回生制動状態となる時間を制御することができ、EPS停止時のキックバック量を最小且つ運転者に違和感のない最適値に制御することができる。
Furthermore, since the PWM duty ratio of the on-side FET at that time is changed according to the self-aligning torque, the time during which the electric motor is in the regenerative braking state is controlled, and the kickback amount when the EPS is stopped is determined by the driver. It is possible to control to a value that does not feel strange.
Furthermore, since the PWM duty ratio of the on-side FET increases as the self-aligning torque increases, the time during which the electric motor is in the regenerative braking state can be controlled according to the magnitude of the road surface reaction force, and the EPS stops. It is possible to control the kickback amount at the time to an optimum value that is minimal and does not cause the driver to feel strange.
なお、上記実施形態においては、電源電圧が通常電圧範囲外となった際に、上側FETをOFFし、下側FETをONとする場合について説明したが、上側FETをONし、下側FETをOFFするようにし、アンチキックバック補償部28で、SAT推定値SSATに応じて上側FETのPWMデューティ比D1を設定することもできる。
また、上記実施形態においては、図3に示すモータ駆動回路40を適用する場合について説明したが、FET回路のスイッチング素子を6個で構成し、電動モータ12としてブラシレスモータを適用することもできる。
In the above embodiment, the case has been described where the upper FET is turned off and the lower FET is turned on when the power supply voltage is outside the normal voltage range. However, the upper FET is turned on and the lower FET is turned on. The
In the above-described embodiment, the case where the
1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…トルクセンサ、10…操舵補助機構、11…減速ギヤ、12…電動モータ、15…コントローラ、16…車速センサ、20…マイクロコンピュータ、21…操舵トルク補償部、22…操舵補助指令値演算部、23…位相進み遅れ補償部、24…フィードフォワード補償部、25…オフセンターヒステリシス補償部、26…SATフィードバック補償部、27…ロバスト安定化補償部、28…アンチキックバック補償部、29…モータ電流制限部、40…モータ駆動回路、41…FETゲート駆動回路、42…Hブリッジ回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電動モータを駆動制御するモータ駆動制御手段と、セルフアライニングトルクを推定又は検出するセルフアライニングトルク推定手段と、操舵補助力制御の解除条件が成立したとき、前記セルフアライニングトルクに応じて、前記モータ駆動制御手段による前記電動モータの駆動制御量を変更する制御量変更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 power steering apparatus including an electric motor that applies a steering assist force to reduce a steering burden on a driver to a steering system,
Motor drive control means for driving and controlling the electric motor, self-aligning torque estimation means for estimating or detecting self-aligning torque, and when the release condition for steering assist force control is satisfied, depending on the self-aligning torque An electric power steering apparatus comprising: a control amount changing means for changing a drive control amount of the electric motor by the motor drive control means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006271661A JP2008087660A (en) | 2006-10-03 | 2006-10-03 | Electric power steering device |
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JP2010058595A (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle steering device |
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- 2006-10-03 JP JP2006271661A patent/JP2008087660A/en active Pending
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