JP2008259265A - Electric power steering device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device which can control outbreak of peculiar noise or vibration resulting from detection error of actual current value through a simple arrangement. <P>SOLUTION: A microcomputer 17 (motor control signal generating section 24) has an open control section 31 performing open control (open loop control), and a section 32 performing switching judgment between feedback control and open control at each control section in addition to F/B control sections 27d and 27q performing current feedback control. Under steering operation state where the motor control for generating assist force exists in such a control region as a torque ripple resulting from detection error of actual current value is generated easily, the control for generating its motor control signal is switched from the current feedback control to open control. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、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.

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、こうしたＥＰＳには、油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという特徴がある。このため、近年では、小型車両から大型車両までの幅広い車種において、その採用が検討されるようになっている。   Conventionally, a power steering apparatus for a vehicle includes an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. Such EPS has a high degree of freedom in layout as compared with a hydraulic power steering apparatus. It is characterized by low energy consumption. For this reason, in recent years, its adoption has been examined in a wide range of vehicle types from small vehicles to large vehicles.

さて、通常、このようなＥＰＳにおけるアシスト力の制御は、その駆動源であるモータに通電される実電流値を検出し、該実電流値に基づいて電流フィードバック制御を実行することにより行われる。しかしながら、このような電流フィードバック制御には、その実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域があり、こうした制御領域においては、当該トルクリップルにより引き起こされる異音や振動の発生により操舵フィーリングが悪化するという問題がある。   Normally, the assist force control in the EPS is performed by detecting an actual current value that is supplied to the motor that is the driving source, and executing current feedback control based on the actual current value. However, in such current feedback control, there is a control region in which torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur. In such a control region, abnormal noise or vibration caused by the torque ripple is generated. There is a problem that steering feeling deteriorates.

即ち、上記実電流値の検出誤差は、その検出される実電流の大きい場合、例えば、所謂据え切り時のような、大きなアシスト力が要求される停車又は極低速走行時でのステアリング操作時に大となる。そして、当該演算誤差に基づく制御量は、電流フィードバック制御に含まれる積分項により増幅され、特に、小さな電流偏差が持続しやすい低速操舵時又は保舵時には、上記演算誤差に基づく制御量がトルクリップルとして表面化し、それに伴い発生する異音や振動が操舵フィーリングの低下を招くことになる。このため、従来、ＥＰＳにおいては、例えば、電流偏差の大きさに基づいてフィードバックゲインを可変する（例えば、特許文献１参照）等、こうした問題の発生を抑制するための高度な補正制御が行われている。
特開２０００−１０８９１６号公報 In other words, the detection error of the actual current value is large when the detected actual current is large, for example, when the steering operation is performed at a very low speed or when the vehicle is stopped or travels at a very low speed, such as during a so-called stationary operation. It becomes. Then, the control amount based on the calculation error is amplified by the integral term included in the current feedback control, and the control amount based on the calculation error becomes a torque ripple particularly at the time of low speed steering or holding during which a small current deviation tends to persist. As a result, the abnormal noise and vibrations that accompany it will cause a reduction in steering feeling. For this reason, conventionally, in EPS, for example, advanced correction control for suppressing the occurrence of such a problem is performed such as changing the feedback gain based on the magnitude of the current deviation (see, for example, Patent Document 1). ing.
JP 2000-108916 A

しかしながら、上記のようにフィードバックゲインを可変する構成は、その最適な可変ゲインの設計が難しい。さらに、実電流値の検出誤差も、センサの個体差や温度変化等に依存して変化する。このため、上記従来の構成では、十分にトルクリップルの発生を抑制しきれていないのが実情であり、その有効な対策の創出が強く求められていた。   However, the configuration in which the feedback gain is varied as described above is difficult to design the optimum variable gain. Further, the detection error of the actual current value also changes depending on the individual difference of the sensor, temperature change and the like. For this reason, in the above conventional configuration, the actual situation is that the occurrence of torque ripple has not been sufficiently suppressed, and the creation of effective countermeasures has been strongly demanded.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、実電流値の検出誤差に起因する異音や振動の発生を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the generation of abnormal noise and vibration due to the detection error of the actual current value with a simple configuration. An object is to provide an electric power steering apparatus.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される実電流値に基づく電流フィードバック制御の実行により前記モータに対する駆動電力の供給を行う電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域においては、前記電流フィードバック制御に代えて、オープン制御を実行することにより前記モータに対する駆動電力の供給を行うこと、を要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to a steering system, and driving of the steering force assisting device. Control means for controlling the operation of the steering force assisting device by supplying driving power to the motor as a source, and the control means performs the current feedback control based on the detected actual current value. An electric power steering apparatus that supplies driving power to a motor, wherein the control means replaces the current feedback control in a control region where torque ripple due to detection error of the actual current value is likely to occur, The gist is to supply drive power to the motor by executing open control.

即ち、電流検出を行わないオープン制御では、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルは発生し得ない。従って、上記構成によれば、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい領域においても、当該トルクリップルの発生、及びそれにより生ずる異音・振動を抑制することができ、その結果、その操舵状況に関わらず良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。   That is, in the open control in which current detection is not performed, torque ripple due to an actual current value detection error cannot occur. Therefore, according to the above configuration, even in a region where the torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur, the generation of the torque ripple and abnormal noise / vibration caused thereby can be suppressed. Thus, it becomes possible to realize a good steering feeling regardless of the steering situation.

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記ステアリング操作が、停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であるか否かを判定し、その判定結果が真である場合に、前記オープン制御に切り替えること、を要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, the control means determines whether or not the steering operation is low-speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed, and when the determination result is true, The gist is to switch to the open control.

即ち、実電流値の検出誤差は、その検出される実電流の大きい場合、つまり大きなアシスト力が要求される停車又は極低速走行時でのステアリング操作時に大となる。そして、当該演算誤差に基づく制御量は、電流フィードバック制御に含まれる積分項により増幅され、特に、小さな電流偏差が持続しやすい低速操舵時又は保舵時には、上記演算誤差に基づく制御量がトルクリップルとして表面化しやすい。従って、上記構成によれば、このような場合におけるトルクリップルの発生、及びそれにより生ずる異音・振動を効果的に抑制することができる。   That is, the detection error of the actual current value becomes large when the detected actual current is large, that is, when the steering operation is performed when the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed where a large assist force is required. Then, the control amount based on the calculation error is amplified by the integral term included in the current feedback control, and the control amount based on the calculation error becomes a torque ripple particularly at the time of low speed steering or holding during which a small current deviation tends to persist. As it is easy to surface. Therefore, according to the said structure, generation | occurrence | production of the torque ripple in such a case, and the noise and vibration which arise by it can be suppressed effectively.

本発明によれば、簡素な構成にて、実電流値の検出誤差に起因する異音や振動の発生を抑制することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus that can suppress the occurrence of abnormal noise and vibration due to detection error of an actual current value with a simple configuration.

以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角が変更されるようになっている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the EPS 1 of the present embodiment. As shown in the figure, a steering shaft 3 to which a steering wheel (steering) 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. It is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the and pinion mechanism 4. The rudder angle of the steered wheels 6 is changed by the reciprocating linear motion of the rack 5.

また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。   Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 10 as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. .

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。   The EPS actuator 10 of the present embodiment is a so-called rack-type EPS actuator in which a motor 12 that is a driving source thereof is arranged coaxially with the rack 5, and an assist torque generated by the motor 12 is a ball screw mechanism (not shown). Is transmitted to the rack 5 via. In addition, the motor 12 of this embodiment is a brushless motor, and rotates by receiving supply of three-phase (U, V, W) driving power from the ECU 11. And ECU11 as a motor control apparatus controls the assist force given to a steering system by controlling the assist torque which this motor 12 generate | occur | produces (power assist control).

本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。   In the present embodiment, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the ECU 11. Then, the ECU 11 executes the operation of the EPS actuator 10, that is, power assist control, based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15, respectively.

次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、同マイコン１７の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。 Next, the electrical configuration of the EPS of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, the ECU 11 supplies three-phase drive power to the motor 12 based on the microcomputer 17 serving as motor control signal output means for outputting a motor control signal and the motor control signal output from the microcomputer 17. And a drive circuit 18.

詳述すると、本実施形態の駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子（ＦＥＴ）を基本単位（アーム）として、各相に対応する３つのアームを並列接続してなる周知のＰＷＭインバータであり、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオンｄｕｔｙ比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号がＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆがオン／オフすることにより、車載電源（図示略）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２に供給されるようになっている。   More specifically, the drive circuit 18 of the present embodiment is a well-known PWM formed by connecting three arms corresponding to each phase in parallel with a pair of switching elements (FETs) connected in series as a basic unit (arm). The motor control signal output from the microcomputer 17 is an inverter that defines the on-duty ratio of each of the FETs 18a to 18f constituting the drive circuit 18. A motor control signal is applied to the gate terminals of the FETs 18a to 18f, and the FETs 18a to 18f are turned on / off in response to the motor control signals. , V, W) is converted to drive power and supplied to the motor 12.

さらに詳述すると、本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ、及びモータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２１が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路１８に対するモータ制御信号の出力を実行する。   More specifically, in the present embodiment, the ECU 11 includes the current sensors 20u, 20v, 20w for detecting the phase current values Iu, Iv, Iw energized to the motor 12, and the rotation angle θ of the motor 12. A rotation angle sensor 21 for detection is connected. Then, the microcomputer 17 applies the drive circuit 18 to the drive circuit 18 based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ of the motor 12 detected based on the output signals of these sensors, and the steering torque τ and the vehicle speed V. Outputs motor control signals.

本実施形態のマイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力の制御目標量として電流指令値を演算する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部２２と、電流指令値演算部２２により算出された電流指令値に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段としてのモータ制御信号生成部２４とを備えている。   The microcomputer 17 of this embodiment is calculated by a current command value calculation unit 22 as a current command value calculation unit that calculates a current command value as a control target amount of assist force applied to the steering system, and a current command value calculation unit 22. And a motor control signal generation unit 24 as motor control signal generation means for generating a motor control signal based on the current command value.

本実施形態では、電流指令値演算部２２には、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖが入力される。そして、電流指令値演算部２２は、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*を演算する。   In the present embodiment, the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15 are input to the current command value calculation unit 22. The current command value calculation unit 22 calculates a current command value Iq * corresponding to a larger target assist force as the steering torque τ increases and the vehicle speed V decreases.

モータ制御信号生成部２４には、電流指令値演算部２２において演算された電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにより検出された実電流値としての各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角センサ２１により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角θ（電気角）に基づいて、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。   The motor control signal generator 24 includes the current command value Iq * calculated by the current command value calculator 22 and the phase current values Iu, Iv as actual current values detected by the current sensors 20u, 20v, 20w. , Iw, and the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 21 are input. Then, the motor control signal generation unit 24 executes current feedback control in the d / q coordinate system based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ (electrical angle), thereby performing the motor control signal. Is generated.

即ち、モータ制御信号生成部２４において、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwは、回転角θとともに３相／２相変換部２５に入力され、同３相／２相変換部２５によりｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換される。また、モータ制御信号生成部２４に入力された電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値として、上記ｑ軸電流値Ｉqとともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流値Ｉdは、ｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）とともに減算器２６ｄに入力される。そして、これら減算器２６ｄ，２６ｑにおいて演算されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqは、それぞれ対応するＦ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに入力される。   That is, in the motor control signal generation unit 24, the phase current values Iu, Iv, and Iw are input to the three-phase / two-phase conversion unit 25 together with the rotation angle θ, and the three-phase / two-phase conversion unit 25 performs d / q It is converted into a d-axis current value Id and a q-axis current value Iq in the coordinate system. The current command value Iq * input to the motor control signal generator 24 is input to the subtractor 26q together with the q-axis current value Iq as the q-axis current command value, and the d-axis current value Id is the d-axis current value. The command value Id * (Id * = 0) is input to the subtractor 26d. Then, the d-axis current deviation ΔId and the q-axis current deviation ΔIq calculated by the subtracters 26d and 26q are input to the corresponding F / B control units 27d and 27q, respectively.

各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑは、入力されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑにより演算されたこれらｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角θとともに２相／３相変換部２８に入力される。そして、そのｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、２相／３相変換部２８において三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換される。   Each of the F / B control units 27d and 27q multiplies the input d-axis current deviation ΔId and q-axis current deviation ΔIq by a predetermined F / B gain (PI gain) to obtain d-axis voltage command values Vd * and q The shaft voltage command value Vq * is calculated. The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * calculated by the F / B control units 27d and 27q are input to the two-phase / three-phase conversion unit 28 together with the rotation angle θ. The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * are converted into three-phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * by the two-phase / three-phase converter 28.

２相／３相変換部２８において演算された各電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*は、ＰＷＭ変換部３０に入力され、同ＰＷＭ変換部３０において、該各電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に対応するｄｕｔｙ指令値が生成される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各ｄｕｔｙ指令値に示されるオンｄｕｔｙ比を有するモータ制御信号を生成し、マイコン１７は、そのモータ制御信号を、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子（のゲート端子）に出力することにより、同駆動回路１８の作動、即ちモータ１２への駆動電力の供給を制御する。   The voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * calculated in the two-phase / three-phase conversion unit 28 are input to the PWM conversion unit 30. In the PWM conversion unit 30, the voltage command values Vu *, Vv Duty command values corresponding to * and Vw * are generated. The motor control signal generator 24 generates a motor control signal having an on-duty ratio indicated by each duty command value, and the microcomputer 17 converts the motor control signal into each switching element ( Output to the gate terminal), the operation of the drive circuit 18, that is, the supply of drive power to the motor 12 is controlled.

（異音・振動の抑制制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおける異音・振動の抑制制御の態様について説明する。
図２に示すように、本実施形態では、マイコン１７のモータ制御信号生成部２４には、上記の各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに加え、オープン制御（オープンループ制御）の実行により、ｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opを演算するオープン制御部３１が設けられている。このオープン制御部３１には、ｑ軸電流指令値として電流指令値演算部２２の出力する電流指令値Ｉq*、及びｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）、並びにモータ１２の回転角速度ωが入力されるようになっている。そして、オープン制御部３１は、これら各状態量に基づいて、次の（１）（２）式を解くことにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opを演算する。 (Suppression control of abnormal noise and vibration)
Next, an aspect of the noise / vibration suppression control in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the motor control signal generation unit 24 of the microcomputer 17 includes d by executing open control (open loop control) in addition to the F / B control units 27 d and 27 q described above. An open control unit 31 for calculating the shaft voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op is provided. The open control unit 31 includes a current command value Iq * output from the current command value calculation unit 22 as a q-axis current command value, a d-axis current command value Id * (Id * = 0), and a rotational angular velocity of the motor 12. ω is input. The open control unit 31 calculates the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op by solving the following equations (1) and (2) based on these state quantities. .

Ｖd*_op＝−Ｌ×Ｉq*×ω ・・・（１）
Ｖq*_op＝Ｒ×Ｉq*＋Ｋ×ω ・・・（２）
（但し、Ｋ：モータ逆起電力定数、Ｒ：相抵抗、Ｌ：相インダクタンス）
尚、上記（１）（２）式は、以下の（３）（４）式に示されるモータ電圧方程式の一般式に「Ｉd*＝０」を代入するとともに、そのｄ，ｑ軸電圧指令値「Ｖd*」「Ｖq*」をそれぞれ「Ｖd*_op」「Ｖq*_op」と置き換えたものである。 Vd * _op = −L × Iq * × ω (1)
Vq * _op = R × Iq * + K × ω (2)
(K: Motor back electromotive force constant, R: Phase resistance, L: Phase inductance)
In the above equations (1) and (2), “Id * = 0” is substituted into the general equation of the motor voltage equation shown in the following equations (3) and (4), and the d and q axis voltage command values are substituted. “Vd *” and “Vq *” are respectively replaced with “Vd * _op” and “Vq * _op”.

Ｖd*＝（Ｒ＋Ｌs）×Ｉd*−Ｌ×Ｉq*×ω ・・・（３）
Ｖq*＝（Ｒ＋Ｌs）×Ｉq*＋Ｌ×Ｉd*×ω＋Ｋ×ω ・・・（４）
また、本実施形態では、モータ制御信号生成部２４には、上記各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑによるフィードバック制御とオープン制御部３１によるオープン制御との間の切替判定を実行する切替判定部３２が設けられている。本実施形態では、この切替判定部３２には、車速Ｖ及び操舵トルクτ、並びにモータ１２の回転角速度ωが入力されるようになっており、切替判定部３２は、これら各状態量に基づいて上記の切替判定を実行し、その判定結果を切替信号Ｓchとして２相／３相変換部２８に出力する。そして、２相／３相変換部２８は、その入力される切替信号Ｓchがフィードバック制御を行うべき旨を示すものである場合には、各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑの出力するｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*に基づいて、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成し、入力される切替信号Ｓchがオープン制御を行うべき旨を示すものである場合には、オープン制御部３１の出力するｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opに基づいて、各相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成する。 Vd * = (R + Ls) × Id * −L × Iq * × ω (3)
Vq * = (R + Ls) × Iq * + L × Id * × ω + K × ω (4)
In the present embodiment, the motor control signal generation unit 24 includes a switching determination unit 32 that performs switching determination between the feedback control by the F / B control units 27d and 27q and the open control by the open control unit 31. Is provided. In the present embodiment, the vehicle speed V, the steering torque τ, and the rotational angular velocity ω of the motor 12 are input to the switching determination unit 32. The switching determination unit 32 is based on these state quantities. The above switching determination is executed, and the determination result is output to the 2-phase / 3-phase converter 28 as the switching signal Sch. When the input switching signal Sch indicates that feedback control should be performed, the 2-phase / 3-phase converter 28 outputs the d-axis voltage output from each of the F / B controllers 27d and 27q. Based on the command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *, three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are generated and the input switching signal Sch indicates that open control should be performed. In this case, based on the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op output from the open control unit 31, the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * for each phase are generated. To do.

詳述すると、本実施形態では、切替判定部３２は、その切替判定において、現在のステアリング操作状態、即ちそのアシスト力を発生させるためのモータ制御が、上述のような、実電流値である各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwの検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあるか否かを判定する。具体的には、本実施形態では、この実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域に対応するステアリング操作として、停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵が設定されている。そして、切替判定部３２は、その判定結果が「真」、即ちステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であり、上記検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定した場合には、その出力する切替信号Ｓchを、オープン制御部３１によるオープン制御に切り替えるべき旨を示すものに変更する。   More specifically, in the present embodiment, the switching determination unit 32 determines whether the current steering operation state, that is, the motor control for generating the assist force is an actual current value as described above. It is determined whether or not the torque ripple due to the detection error of the phase current values Iu, Iv, and Iw is likely to occur. Specifically, in this embodiment, low-speed steering or steering during stopping or extremely low speed traveling is set as a steering operation corresponding to a control region in which torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur. ing. Then, the switching determination unit 32 is in a control region in which the determination result is “true”, that is, the steering operation is low speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed, and torque ripple due to the detection error is likely to occur. If it is determined that there is, the output switching signal Sch is changed to one indicating that switching to the open control by the open control unit 31 is to be performed.

即ち、電流検出を行わないオープン制御では、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルは発生し得ない。この点を踏まえ、本実施形態では、当該検出誤差に起因するトルクリップルの発生しやすい制御領域では、その駆動電力を供給するための制御（モータ制御信号を生成するための制御）を電流フィードバック制御からオープン制御に切り替える。そして、これにより、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルの発生、及びこれにより生ずる異音・振動を抑制して、その操舵状況に関わらず良好な操舵フィーリングの実現を図る構成となっている。   That is, in the open control in which current detection is not performed, torque ripple due to an actual current value detection error cannot occur. In consideration of this point, in the present embodiment, in a control region where torque ripple due to the detection error is likely to occur, control for supplying the driving power (control for generating a motor control signal) is current feedback control. Switch from open control to open control. As a result, the generation of torque ripple due to the detection error of the actual current value, and the noise and vibration caused by this, are suppressed, and a good steering feeling is realized regardless of the steering situation. ing.

次に、本実施形態のマイコンによるモータ制御信号出力の処理手順について説明する。
図３のフローチャートに示すように、マイコン１７は、モータ制御信号の出力に用いられる上記各状態量を取得すると（ステップ１０１）、ステアリング操作状態、即ちアシスト力を発生させるためのモータ制御が、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあるか否かを判定する（ステップ１０２〜ステップ１０４）。 Next, a processing procedure of motor control signal output by the microcomputer of this embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 3, when the microcomputer 17 obtains each of the state quantities used for outputting the motor control signal (step 101), the steering operation state, that is, the motor control for generating the assist force is executed. It is determined whether or not it is in a control region where torque ripple due to current value detection error is likely to occur (steps 102 to 104).

具体的には、マイコン１７は、先ず、モータ１２の回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω０以下であるか否かを判定し（ステップ１０２）、回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω０以下である場合（|ω|≦ω０、ステップ１０２：ＹＥＳ）には、続いて、操舵トルクτが所定値τ０以上であるか否かを判定する（ステップ１０３）。このステップ１０３において操舵トルクτが所定値τ０以上であると判定した場合（|τ|≧τ０、ステップ１０３：ＹＥＳ）、マイコン１７は、更に、車速Ｖが所定速度Ｖ０以下であるか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、マイコン１７は、このステップ１０４において車速Ｖが所定速度Ｖ０以下であると判定した場合（Ｖ≦Ｖ０、ステップ１０４：ＹＥＳ）に、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定する。   Specifically, the microcomputer 17 first determines whether or not the rotational angular velocity ω (absolute value) of the motor 12 is equal to or smaller than a predetermined value ω0 (step 102), and the rotational angular velocity ω (absolute value) is predetermined. If the value is equal to or less than ω0 (| ω | ≦ ω0, step 102: YES), it is subsequently determined whether or not the steering torque τ is equal to or greater than a predetermined value τ0 (step 103). If it is determined in step 103 that the steering torque τ is greater than or equal to the predetermined value τ0 (| τ | ≧ τ0, step 103: YES), the microcomputer 17 further determines whether or not the vehicle speed V is less than or equal to the predetermined speed V0. Determination is made (step 104). When the microcomputer 17 determines in step 104 that the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined speed V0 (V ≦ V0, step 104: YES), a torque ripple due to an actual current value detection error is likely to occur. Determined to be in the control area.

即ち、本実施形態では、マイコン１７は、上記ステップ１０２〜ステップ１０４の判定処理により規定される「ステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であるか否か」の判定結果をもって、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあるか否かを判定する。つまり、これら各ステップの判定が全て「ＹＥＳ」である場合 （|ω|≦ω０、且つ|τ|≧τ０、且つＶ≦Ｖ０）には、その判定結果を「真」とし、各ステップの判定の何れかが「ＮＯ」である場合（|ω|＞ω０、且つ|τ|＜τ０、且つＶ＞Ｖ０）には、その判定結果を「偽」とする。そして、その判定結果が「真」、即ちステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵である場合に、上記検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定する。   That is, in this embodiment, the microcomputer 17 has a determination result of “whether the steering operation is a low-speed steering or a rudder when the vehicle is stopped or traveling at a very low speed” defined by the determination process of Steps 102 to 104. Then, it is determined whether or not the torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur. That is, if all the determinations of these steps are “YES” (| ω | ≦ ω0, and | τ | ≧ τ0, and V ≦ V0), the determination result is “true” and the determination of each step Is “NO” (| ω |> ω0 and | τ | <τ0 and V> V0), the determination result is “false”. Then, when the determination result is “true”, that is, when the steering operation is low speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed, it is determined that the torque ripple caused by the detection error is likely to occur. .

マイコン１７は、上記ステップ１０２〜ステップ１０４の処理を実行すると、その判定結果を受けて、当該判定結果が「偽」である場合（ステップ１０２：ＮＯ、ステップ１０３：ＮＯ、又はステップ１０４：ＮＯ）には、フィードバック制御の実行（ステップ１０５）により生成されたモータ制御信号を出力する（ステップ１０６）。そして、その判定結果が「真」である場合、即ちステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であり、上記検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定した場合には、オープン制御の実行（ステップ１０７）により生成されたモータ制御信号を出力する（ステップ１０６）。   When the microcomputer 17 executes the processing of step 102 to step 104, the microcomputer 17 receives the determination result, and the determination result is “false” (step 102: NO, step 103: NO, or step 104: NO). The motor control signal generated by the execution of feedback control (step 105) is output (step 106). When the determination result is “true”, that is, it is determined that the steering operation is a low speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveling at an extremely low speed, and the torque ripple due to the detection error is likely to occur. If so, the motor control signal generated by the execution of the open control (step 107) is output (step 106).

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン１７（モータ制御信号生成部２４）は、電流フィードバック制御を実行する各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに加え、オープン制御（オープンループ制御）を実行するオープン制御部３１、及びこれら各制御部によるフィードバック制御及びオープン制御間の切替判定を実行する切替判定部３２を備える。そして、ステアリング操作状態、即ちアシスト力を発生させるためのモータ制御が、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にある場合には、そのモータ制御信号を生成するための制御を電流フィードバック制御からオープン制御に切り替える。 As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The microcomputer 17 (motor control signal generation unit 24) includes an open control unit 31 that executes open control (open loop control) in addition to the F / B control units 27d and 27q that execute current feedback control, and these A switching determination unit 32 that performs switching determination between feedback control and open control by each control unit is provided. When the steering operation state, that is, the motor control for generating the assist force is in a control region where torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur, the motor control signal for generating the motor control signal is generated. Control is switched from current feedback control to open control.

即ち、電流検出を行わないオープン制御では、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルは発生し得ない。従って、上記構成によれば、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい領域においても、当該トルクリップルの発生、及びそれにより生ずる異音・振動を抑制することができ、その結果、その操舵状況に関わらず良好な操舵フィーリングを実現することができるようになる。   That is, in the open control in which current detection is not performed, torque ripple due to an actual current value detection error cannot occur. Therefore, according to the above configuration, even in a region where the torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur, the generation of the torque ripple and abnormal noise / vibration caused thereby can be suppressed. Thus, it becomes possible to realize a good steering feeling regardless of the steering situation.

（２）ステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であるか否かの判定結果をもって、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあるか否かを判定する。   (2) Whether or not the steering operation is in a control region where torque ripple due to detection error of the actual current value is likely to occur with the determination result of whether or not the steering operation is low speed steering or holding at the time of stopping or extremely low speed traveling Determine.

即ち、実電流値の検出誤差は、その検出される実電流の大きい場合、つまり大きなアシスト力が要求される停車又は極低速走行時でのステアリング操作時に大となる。そして、当該演算誤差に基づく制御量は、電流フィードバック制御に含まれる積分項により増幅され、特に、小さな電流偏差が持続しやすい低速操舵時又は保舵時には、上記演算誤差に基づく制御量がトルクリップルとして表面化しやすい。従って、上記構成のように、こうした場合に、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定し、そのモータ制御信号を生成するための制御を電流フィードバック制御からオープン制御に切り替えることで、トルクリップルの発生、及びそれにより生ずる異音・振動を効果的に抑制することができる。   That is, the detection error of the actual current value becomes large when the detected actual current is large, that is, when the steering operation is performed when the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed where a large assist force is required. Then, the control amount based on the calculation error is amplified by the integral term included in the current feedback control, and the control amount based on the calculation error becomes a torque ripple particularly at the time of low speed steering or holding during which a small current deviation tends to persist. As it is easy to surface. Therefore, as in the above configuration, in such a case, it is determined that the torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur, and control for generating the motor control signal is controlled from the current feedback control. By switching to the open control, it is possible to effectively suppress generation of torque ripple and abnormal noise and vibration caused thereby.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域に対応するステアリング操作として、停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵を設定した。しかし、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域に対応するステアリング操作は、停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵に限るものではなく、これ以外の操舵状況を実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域に設定してもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, low speed steering or steering during stopping or extremely low speed traveling is set as a steering operation corresponding to a control region in which torque ripple due to detection error of the actual current value is likely to occur. However, the steering operation corresponding to the control region in which torque ripple due to the detection error of the actual current value is likely to occur is not limited to low-speed steering or holding at the time of stopping or extremely low speed traveling, You may set to the control area | region where the torque ripple resulting from the detection error of an actual electric current value is easy to generate | occur | produce.

・本実施形態では、モータ１２の回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω０以下であり（|ω|≦ω０）、且つ操舵トルクτが所定値τ０以上であり（|τ|≧τ０）、且つ車速Ｖが所定速度Ｖ０以下である場合（Ｖ≦Ｖ０）に、ステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であると判定した。しかし、ステアリング操作が停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵である否か判定、つまり実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあるか否かの判定は、これらの各条件判定以外の判定処理、及びその組み合わせにより行うこととしてもよい。   In the present embodiment, the rotational angular velocity ω (absolute value) of the motor 12 is equal to or smaller than the predetermined value ω0 (| ω | ≦ ω0), and the steering torque τ is equal to or larger than the predetermined value τ0 (| τ | ≧ τ0). When the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined speed V0 (V ≦ V0), it is determined that the steering operation is low-speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveled at an extremely low speed. However, it is determined whether or not the steering operation is low-speed steering or steering while the vehicle is stopped or traveling at extremely low speed, that is, whether or not it is in a control region where torque ripple due to detection error of the actual current value is likely to occur. It is good also as performing by determination processing other than these each condition determination, and its combination.

例えば、図３に示されるステップ１０２〜ステップ１０４の判定処理において、ステップ１０３、又はステップ１０４の判定条件を省略する。即ち、回転角速度ωに関する条件判定と、操舵トルクτ又は車速Ｖに関する条件判定とを組み合わせた構成としてもよい。また、操舵トルクτに代えて電流指令値Ｉq*を用いてもよい。そして、更には、電流指令値に関する条件判定と電流偏差に関する条件判定との組み合わせる等の構成、即ち電流指令値が大きく電流偏差が小さい場合に、実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域にあると判定する構成としてもよい。   For example, in the determination process of step 102 to step 104 shown in FIG. 3, the determination condition of step 103 or step 104 is omitted. In other words, the condition determination regarding the rotational angular velocity ω and the condition determination regarding the steering torque τ or the vehicle speed V may be combined. Further, the current command value Iq * may be used instead of the steering torque τ. In addition, a configuration such as a combination of the condition determination regarding the current command value and the condition determination regarding the current deviation, that is, when the current command value is large and the current deviation is small, torque ripple due to the detection error of the actual current value occurs. It is good also as a structure determined to exist in the control area which is easy to do.

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of EPS. モータ制御信号出力の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a motor control signal output.

符号の説明Explanation of symbols

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１７…マイコン、１８…駆動回路、２２…電流指令値演算部、２４…モータ制御信号生成部、２７ｄ，２７ｑ…Ｆ／Ｂ制御部、３１…オープン制御部、３２…切替判定部、Ｖd*，Ｖd*_op…ｄ軸電圧指令値、Ｖq*，Ｖq*_op…ｑ軸電圧指令値、Ｓch…切替信号、ω…回転角速度、ω０…所定値、Ｖ…車速、Ｖ０…所定速度、τ…操舵トルク、τ０…所定値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus (EPS), 10 ... EPS actuator, 11 ... ECU, 12 ... Motor, 17 ... Microcomputer, 18 ... Drive circuit, 22 ... Current command value calculating part, 24 ... Motor control signal generation part, 27d, 27q ... F / B control unit, 31 ... open control unit, 32 ... switch determination unit, Vd *, Vd * _op ... d-axis voltage command value, Vq *, Vq * _op ... q-axis voltage command value, Sch ... switch signal Ω, rotational angular velocity, ω0, predetermined value, V, vehicle speed, V0, predetermined speed, τ, steering torque, τ0, predetermined value.

Claims (2)

操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される実電流値に基づく電流フィードバック制御の実行により前記モータに対する駆動電力の供給を行う電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、前記実電流値の検出誤差に起因するトルクリップルが発生しやすい制御領域においては、前記電流フィードバック制御に代えて、オープン制御を実行することにより前記モータに対する駆動電力の供給を行うこと、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assist device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and the steering force assist by supplying drive power to a motor that is a drive source of the steering force assist device. Control means for controlling the operation of the device, the control means is an electric power steering device that supplies driving power to the motor by executing current feedback control based on the detected actual current value,
The control means supplies drive power to the motor by executing open control instead of the current feedback control in a control region where torque ripple due to detection error of the actual current value is likely to occur. thing,
An electric power steering device. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記ステアリング操作が、停車又は極低速走行時における低速操舵又は保舵であるか否かを判定し、その判定結果が真である場合に、前記オープン制御に切り替えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering apparatus according to claim 1,
The control means determines whether or not the steering operation is low-speed steering or steering while stopping or traveling at extremely low speed, and when the determination result is true, the control means switches to the open control. Electric power steering device.

Images