JP2010058651A - Electric power steering device - Google Patents

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Shigeki Ebara
茂樹 江原
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid that the deteriorated state of steering feeling is continued for a long period of time by not performing regular control because steering angle middle point learning cannot be completed. <P>SOLUTION: The electric power steering device has a motor 9 for generating auxiliary steering force; and a steering control device 21 for controlling the auxiliary steering force of the motor such that returning force of required magnitude for resetting a steering wheel to a neutral position can be obtained based on a steering angle. In the control device, the steering angle middle point learning for determining the steering angle middle point based on the predetermined steering angle middle point learning condition is performed by a steering angle middle point learning part 36, and the control is performed making the thus obtained steering angle middle point as reference. Especially here, when the steering angle middle point learning is not completed even if a predetermined time is passed from starting, the steering angle middle point learning is performed based on the steering angle middle point learning condition relaxed than the standard steering angle middle point learning condition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、運転者の操舵状態などに応じて電動機に発生させる補助操舵力を制御すると共に、舵角に基づく制御を行うために舵角中点学習を行う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 controls an auxiliary steering force generated in an electric motor according to a steering state of a driver and performs steering angle midpoint learning in order to perform control based on the steering angle.

自動車に装備される電動パワーステアリング装置には、運転者の操舵力を軽減する目的で補助操舵力を発生させる電動機が設けられているが、車両の走行安定性を高めると共に運転者の操舵フィーリングを向上させるために、舵角やヨーレイトなどに基づいて電動機の補助操舵力を調整して操舵反力を能動的に制御する操舵反力制御の技術が知られている（例えば特許文献１・２参照）。   An electric power steering device installed in an automobile is provided with an electric motor that generates an auxiliary steering force for the purpose of reducing the steering force of the driver. In order to improve the steering force, a steering reaction force control technique for actively controlling the steering reaction force by adjusting the auxiliary steering force of the electric motor based on the steering angle, the yaw rate or the like is known (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).

また、電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイールの中立位置に対応する中点を基準にした絶対舵角に基づいて制御を行うにあたり、舵角センサに相対角を検出するものを採用した場合には、制御に先立って舵角中点（中立位置）を確定する処理が必要になることから、車両が直進状態にあるときの舵角センサの出力値に基づいて舵角中点を確定する舵角中点学習の技術が知られている（例えば特許文献３・４参照）。
特許第３１１０８９１号公報 特開２００６−２７３１８５号公報 特開２００６−１０３３９０号公報 特開２００１−２７８０８４号公報 Further, in the electric power steering device, when performing control based on the absolute rudder angle based on the midpoint corresponding to the neutral position of the steering wheel, when a device that detects the relative angle is adopted as the rudder angle sensor, Since it is necessary to determine the rudder angle midpoint (neutral position) prior to control, the rudder angle midpoint is determined based on the output value of the rudder angle sensor when the vehicle is traveling straight. Point learning techniques are known (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
Japanese Patent No. 3110891 JP 2006-273185 A JP 2006-103390 A JP 2001-278084 A

しかるに、舵角中点学習においては、車速、舵角、及び操舵トルクなどに関する所定の判定条件に基づいて車両直進状態と判定された時点での舵角センサの検出値に基づいて舵角中点を確定するが、運転者の特異な操作、例えばステアリングホイールを小刻みに動かす操作により、車両が直進しているにも拘わらず、車両直進状態に関する判定条件が満足されないために、舵角中点学習が完了しない事態が生じることが考えられる。   However, in the steering angle midpoint learning, the steering angle midpoint is based on the detected value of the steering angle sensor when it is determined that the vehicle is in the straight traveling state based on the predetermined determination conditions regarding the vehicle speed, the steering angle, the steering torque, and the like. However, because of the driver's unique operation, for example, the operation of moving the steering wheel in small increments, the judgment condition regarding the vehicle's straight running condition is not satisfied even though the vehicle is running straight. It is conceivable that there will be a situation that does not complete.

一方、操舵反力制御においては、操舵反力が、ステアリングホイールを中立位置に復帰させる戻し力となり、舵角に基づいて求められる操舵反力中の舵角成分と、ヨーレイトに基づいて求められる操舵反力中のヨーレイト成分との双方が加算されることで、最適な戻し力が得られるように設定されるが、舵角中点学習が終了するまでは、舵角が不明なため、操舵反力中の舵角成分がなくなることから、戻し力が不足して、ステアリングホイールの戻りや微小舵角での手応えが足りないなどの操舵フィーリングの悪化を招く不都合が生じ、前記のように舵角中点学習が完了しない状態が継続することは望ましくない。   On the other hand, in the steering reaction force control, the steering reaction force becomes a return force for returning the steering wheel to the neutral position, and the steering angle component in the steering reaction force obtained based on the steering angle and the steering obtained based on the yaw rate. By adding both the yaw rate component and the reaction force, the optimal return force is set.However, the steering angle is unknown until the steering angle midpoint learning is completed, so the steering reaction Since there is no steering angle component in the force, there is a disadvantage that the steering force is deteriorated, such as the return force is insufficient and the steering wheel returns and the response at a small steering angle is insufficient. It is not desirable that the state where corner midpoint learning is not completed continues.

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、舵角中点学習を終了させることができないために正規の制御が行えずに操舵フィーリングが悪化した状態が長時間継続することを避けることができるように構成された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 devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is that regular control cannot be performed because the steering angle midpoint learning cannot be terminated. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus configured to avoid a state in which the steering feeling has deteriorated for a long time.

このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、補助操舵力を発生する電動機（モータ９）と、少なくとも舵角に基づいて、ステアリングホイール（２）を中立位置に復帰させる所要の大きさの戻し力が得られるように、前記電動機の補助操舵力を制御する制御手段（ステアリング制御装置２１）とを有し、この制御手段では、所定の舵角中点学習条件に基づいて舵角中点を確定する舵角中点学習を行い、これにより取得した舵角中点を基準にして制御を行うようにした電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、舵角中点学習が開始から所定の時間を経過しても完了しない場合に、標準の舵角中点学習条件より緩和された舵角中点学習条件に基づいて舵角中点学習を行うようにしたものとした。   In order to solve such a problem, according to the present invention, as shown in claim 1, the motor (motor 9) that generates the auxiliary steering force and the steering wheel (2) at the neutral position based on at least the steering angle. Control means (steering control device 21) for controlling the auxiliary steering force of the electric motor so as to obtain a return force having a required magnitude to be restored to a predetermined level. In the electric power steering apparatus that performs the steering angle midpoint learning for determining the steering angle midpoint based on the conditions and performs control based on the steering angle midpoint acquired thereby, the control means includes the steering angle When the midpoint learning is not completed even after a predetermined time has elapsed from the start, the steering angle midpoint learning is performed based on the rudder angle midpoint learning conditions that are relaxed from the standard rudder angle midpoint learning conditions. It was supposed to be.

これによると、舵角中点学習条件が緩和されるため、運転者の特異な操作により標準の条件では舵角中点学習が完了しない場合でも、応急的に舵角中点学習を完了させて舵角に基づく制御を開始させることができるため、操舵フィーリングが悪化した状態が長時間継続することを避けることができる。   According to this, since the steering angle midpoint learning condition is relaxed, even if the steering angle midpoint learning is not completed under the standard conditions due to the driver's unique operation, the steering angle midpoint learning is completed immediately. Since the control based on the steering angle can be started, it is possible to avoid a state in which the steering feeling is deteriorated for a long time.

前記電動パワーステアリング装置においては、請求項２に示すとおり、前記制御手段は、緩和された舵角中点学習条件に基づいた舵角中点学習が終了すると、舵角に基づいて求められる戻し力中の舵角成分を、標準の舵角中点学習条件に基づいた舵角中点学習が終了した場合より低減するように制御する構成とすることができる。   In the electric power steering apparatus, as described in claim 2, when the steering angle midpoint learning based on the relaxed steering angle midpoint learning condition is completed, the control means returns the return force obtained based on the steering angle. It can be set as the structure which controls so that a steering angle component inside may be reduced rather than the case where the steering angle midpoint learning based on standard steering angle midpoint learning conditions is complete | finished.

これによると、緩和された舵角中点学習条件に基づいて確定された舵角中点の誤差による操舵フィーリングの悪化を抑えることができる。   According to this, it is possible to suppress the deterioration of the steering feeling due to the error of the steering angle midpoint determined based on the relaxed steering angle midpoint learning condition.

この場合、舵角に基づいて操舵反力中の舵角成分を求める舵角成分算出手段の出力側にゲイン手段を設け、緩和された舵角中点学習条件に基づいて舵角中点を確定した場合に、通常時に採用される標準値より小となる所定の暫定値にゲインを変更する構成とすると良い。ここで、操舵反力中の舵角成分の低減割合は、舵角中点の誤差を考慮したものとすると良い。   In this case, gain means is provided on the output side of the rudder angle component calculation means for obtaining the rudder angle component in the steering reaction force based on the rudder angle, and the rudder angle midpoint is determined based on the relaxed rudder angle midpoint learning condition. In such a case, the gain may be changed to a predetermined provisional value that is smaller than the standard value that is normally used. Here, the reduction ratio of the steering angle component during the steering reaction force may be determined in consideration of the error of the steering angle midpoint.

前記電動パワーステアリング装置においては、請求項３に示すとおり、前記制御手段は、少なくとも舵角及びヨーレイトに基づいて、所要の大きさの戻し力が得られるように制御するものであり、車速が低い時よりも高い時の方が舵角の寄与分が大きくなるように制御する構成とすることができる。   In the electric power steering apparatus, as shown in claim 3, the control means controls so as to obtain a required return force based on at least the steering angle and the yaw rate, and the vehicle speed is low. It can be set as the structure which controls so that the contribution of a rudder angle becomes larger when it is higher than time.

これによると、高車速時では舵角が小さくなるのに対してヨーレイトは大きくなる傾向があることから、車速が低い時よりも高い時の方が舵角の寄与分が大きくなるように制御する、すなわち舵角ゲインを増大することで、戻し力を適正化することができる。   According to this, the yaw rate tends to increase while the steering angle decreases at high vehicle speeds, so control is performed so that the contribution of the steering angle increases at higher vehicle speeds than at low vehicle speeds. That is, the return force can be optimized by increasing the steering angle gain.

このように本発明によれば、舵角中点学習条件が緩和されるため、運転者の特異な操作により標準の条件では舵角中点学習が完了しない場合でも、応急的に舵角中点学習を完了させて舵角に基づく制御を開始させることができるため、操舵フィーリングの悪化した状態が長時間継続することを避けることができる。   As described above, according to the present invention, the steering angle midpoint learning condition is relaxed. Therefore, even when the steering angle midpoint learning is not completed under the standard conditions due to the specific operation of the driver, the steering angle midpoint is emergency. Since the learning can be completed and the control based on the steering angle can be started, it is possible to avoid a state in which the steering feeling has deteriorated for a long time.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明による電動パワーステアリング装置を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric power steering apparatus according to the present invention.

この電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２にステアリングシャフト３を介して一体的に回転可能に連結されたピニオン４と、このピニオン４に噛合して車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸５とを有するラック・アンド・ピニオン機構を備え、ラック軸５の両端がタイロッド６を介して操向車輪としての左右の前輪７のナックルアーム８に連結されて、ステアリングホイール２の回転操作に応じて左右の前輪７が転舵されるようになっており、このようなラック・アンド・ピニオン機構を介しての手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生するモータ（電動機）９がラック軸５に同軸的に設けられている。   The electric power steering apparatus 1 includes a pinion 4 that is integrally connected to a steering wheel 2 via a steering shaft 3 and a rack that meshes with the pinion 4 and can reciprocate in the vehicle width direction. A rack and pinion mechanism having a shaft 5 is provided, and both ends of the rack shaft 5 are connected to knuckle arms 8 of left and right front wheels 7 as steering wheels via tie rods 6 for rotating the steering wheel 2. Accordingly, the left and right front wheels 7 are steered, and a motor (electric motor) 9 for generating an auxiliary steering force for reducing the manual steering force via such a rack and pinion mechanism is provided. The rack shaft 5 is provided coaxially.

ステアリングシャフト３には、ステアリングホイール２の操舵角を検出する操舵角センサ１１が設けられ、ピニオン４の近傍には、ピニオン４に作用する手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１２が設けられている。また、車体の適所には、車速を検出する車速センサ１３と、車体に発生するヨーレート（車両挙動）を検出するヨーレートセンサ１４とが設けられている。また、モータ９には、モータ回転角を検出するレゾルバ１５が設けられている。   A steering angle sensor 11 for detecting the steering angle of the steering wheel 2 is provided on the steering shaft 3, and a steering torque sensor 12 for detecting a manual steering torque acting on the pinion 4 is provided in the vicinity of the pinion 4. . A vehicle speed sensor 13 for detecting the vehicle speed and a yaw rate sensor 14 for detecting a yaw rate (vehicle behavior) generated in the vehicle body are provided at appropriate positions of the vehicle body. The motor 9 is provided with a resolver 15 that detects a motor rotation angle.

これらの操舵角センサ１１、操舵トルクセンサ１２、車速センサ１３、ヨーレートセンサ１４、及びレゾルバ１５の各出力信号は、電動パワーステアリング装置１の動作を統括的に制御するステアリング制御装置（ＥＰＳ−ＥＣＵ）２１に入力される。   The output signals of the steering angle sensor 11, the steering torque sensor 12, the vehicle speed sensor 13, the yaw rate sensor 14, and the resolver 15 are a steering control device (EPS-ECU) that comprehensively controls the operation of the electric power steering device 1. 21 is input.

ステアリング制御装置２１は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、各センサ１１〜１５の出力信号に基づき、モータ９を駆動制御するための制御目標値（目標電流）を決定し、モータ９の駆動回路２２に入力する。駆動回路２２は、ＦＥＴのブリッジ回路等から構成されており、ステアリング制御装置２１が決定した制御目標値に基づきモータ９に電力を供給し、これによりモータ９の出力トルクが制御される。   The steering control device 21 includes a microcomputer, ROM, RAM, peripheral circuits, input / output interfaces, various drivers, and the like, and a control target for driving and controlling the motor 9 based on output signals of the sensors 11 to 15. A value (target current) is determined and input to the drive circuit 22 of the motor 9. The drive circuit 22 includes an FET bridge circuit and the like, and supplies power to the motor 9 based on the control target value determined by the steering control device 21, thereby controlling the output torque of the motor 9.

図２は、図１に示したステアリング制御装置２１の概略構成を示す機能ブロック図である。このステアリング制御装置２１は、ベース制御部３１と、舵角反力制御部３２と、ヨーレイト反力制御部３３と、加減算器３４と、目標値決定部３５と、舵角中点学習部３６とを有している。   FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the steering control device 21 shown in FIG. The steering control device 21 includes a base control unit 31, a steering angle reaction force control unit 32, a yaw rate reaction force control unit 33, an adder / subtractor 34, a target value determination unit 35, and a steering angle midpoint learning unit 36. have.

ベース制御部３１は、制御目標値の元になるベース値を求めるものである。ここでは、操舵トルクセンサ１２による操舵トルクＴ、及び車速センサ１３による車速Ｖに基づいてベース値が算出される。   The base control unit 31 obtains a base value from which the control target value is based. Here, the base value is calculated based on the steering torque T by the steering torque sensor 12 and the vehicle speed V by the vehicle speed sensor 13.

舵角反力制御部（舵角成分算出手段）３２は、モータ９が発生する補助操舵力を減少させることにより得られる操舵反力中に占める操舵角（操舵角速度）に依存する成分（舵角成分）に対応する舵角補正値を求めるものである。ここでは、操舵角センサ１１により検出される相対角としての舵角θを舵角変換部３７にて絶対角に変換して得られた舵角、及び車速センサ１３による車速Ｖに基づいて舵角補正値が算出される。   The steering angle reaction force control unit (steering angle component calculation means) 32 is a component (steering angle) that depends on the steering angle (steering angular velocity) occupied in the steering reaction force obtained by reducing the auxiliary steering force generated by the motor 9. The steering angle correction value corresponding to the component) is obtained. Here, the steering angle based on the steering angle obtained by converting the steering angle θ as a relative angle detected by the steering angle sensor 11 into an absolute angle by the steering angle conversion unit 37, and the vehicle speed V by the vehicle speed sensor 13. A correction value is calculated.

この舵角反力制御部３２から出力される舵角補正値は、主に操舵力の減衰成分、具体的には操舵系のダンパ特性に関するダンパ成分及び操舵系のフリクション特性に関するフリクション成分であり、このような減衰成分は、操舵力を減衰させてステアリングホイール２を重くすると共に操舵力特性を示すリサージュ波形のヒステリシス幅を拡大する成分となり、この減衰成分を考慮することで、操舵力特性を最適化して、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。   The steering angle correction value output from the steering angle reaction force control unit 32 is mainly a damping component of the steering force, specifically, a damper component related to the damper characteristic of the steering system and a friction component related to the friction characteristic of the steering system. Such a damping component is a component that attenuates the steering force and makes the steering wheel 2 heavier and expands the hysteresis width of the Lissajous waveform indicating the steering force characteristic. By considering this damping component, the steering force characteristic is optimized. Thus, the steering feeling of the driver can be improved.

ヨーレイト反力制御部（ヨーレイト成分算出手段）３３は、モータ９が発生する補助操舵力を減少させることにより得られる操舵反力中に占めるヨーレイトに依存する成分（ヨーレイト成分）に対応するヨーレイト補正値を求めるものである。ここでは、ヨーレートセンサ１４によるヨーレイトγ、及び車速センサ１３による車速Ｖに基づいてヨーレイト補正値が算出される。   The yaw rate reaction force control unit (yaw rate component calculation means) 33 is a yaw rate correction value corresponding to a component (yaw rate component) dependent on the yaw rate in the steering reaction force obtained by reducing the auxiliary steering force generated by the motor 9. Is what you want. Here, the yaw rate correction value is calculated based on the yaw rate γ by the yaw rate sensor 14 and the vehicle speed V by the vehicle speed sensor 13.

このヨーレイト反力制御部３３から出力されるヨーレイト補正値は、ステアリングホイール２を中立位置に戻す力、すなわちばね成分と同様の働きをし、このヨーレート補正値は、ヨーレートが増大する、すなわち車体の挙動変化が大きくなるのに応じて大きくなるように設定されている。このため、ドライバがステアリングホイール２に大きな操舵力を与えても、ヨーレートが大きい場合には操舵反力が大きくなる、すなわちステアリングホイール２が重くなり、これにより車両の不安定性をドライバに察知させつつ、ドライバのステアリング操作を抑制して、車両の走行安定性を向上させると共にドライバの操舵フィーリングを向上させることができる。   The yaw rate correction value output from the yaw rate reaction force control unit 33 functions in the same manner as the force that returns the steering wheel 2 to the neutral position, that is, the spring component, and this yaw rate correction value increases the yaw rate, that is, the vehicle body. It is set to increase as the behavior change increases. For this reason, even if the driver gives a large steering force to the steering wheel 2, if the yaw rate is large, the steering reaction force becomes large, that is, the steering wheel 2 becomes heavy, thereby making the driver sense the instability of the vehicle. Thus, the steering operation of the driver can be suppressed to improve the running stability of the vehicle and improve the steering feeling of the driver.

加減算器３４は、ベース制御部３１から出力されるベース値と、舵角反力制御部３２から出力される舵角補正値と、ヨーレイト反力制御部３３から出力されるヨーレイト補正値とを加減算するものであり、その加減算値が目標値決定部３５に入力される。   The adder / subtractor 34 adds / subtracts the base value output from the base control unit 31, the steering angle correction value output from the steering angle reaction force control unit 32, and the yaw rate correction value output from the yaw rate reaction force control unit 33. The addition / subtraction value is input to the target value determination unit 35.

目標値決定部３５は、加減算器３４からの出力値に対してイナーシャ補償及びダンピング補償を行って制御目標値を決定するものである。イナーシャ補償では、操舵トルクセンサ１２による操舵トルクＴの時間微分値、及び車速センサ１３による車速に基づいてイナーシャ補正値が算出され、ダンピング補償では、レゾルバ１５の出力信号に基づいてモータ回転速度算出部３８で算出されたモータ回転速度、及び車速センサ１３による車速に基づいてダンピング補正値が算出される。   The target value determination unit 35 determines the control target value by performing inertia compensation and damping compensation on the output value from the adder / subtractor 34. In the inertia compensation, an inertia correction value is calculated based on the time differential value of the steering torque T by the steering torque sensor 12 and the vehicle speed by the vehicle speed sensor 13, and in the damping compensation, a motor rotation speed calculation unit based on the output signal of the resolver 15. A damping correction value is calculated based on the motor rotation speed calculated in 38 and the vehicle speed by the vehicle speed sensor 13.

ところで、低車速時には、セルフアライニングトルクが小さくなるため、ステアリングホイール２を中立位置に復帰させる戻し力が必要となり、また、舵角が中点の近傍領域にある小舵角時にも、操舵系のフリクションにより、舵角の戻りが不十分となるため、相応の戻し力が必要となる。ここで、舵角反力制御部３２から出力される舵角補正値、すなわち操舵反力中の舵角成分や、ヨーレイト反力制御部３３から出力されるヨーレイト補正値、すなわち操舵反力中のヨーレイト成分は、戻し力として作用し、これを確保することで十分な大きさの戻し力を得ることができ、低車速時や小舵角時に、速やかなステアリングの戻りを実現し、ドライバの操舵フィーリングを向上させることができる。   By the way, since the self-aligning torque is small at low vehicle speeds, a return force is required to return the steering wheel 2 to the neutral position, and the steering system is also used at small steering angles where the steering angle is in the vicinity of the middle point. Due to this friction, the return of the rudder angle becomes insufficient, so a corresponding return force is required. Here, the steering angle correction value output from the steering angle reaction force control unit 32, that is, the steering angle component during the steering reaction force, and the yaw rate correction value output from the yaw rate reaction force control unit 33, that is, during the steering reaction force. The yaw rate component acts as a return force, and by securing this, a sufficiently large return force can be obtained, and at the time of low vehicle speed and small steering angle, quick steering return is realized, and the driver's steering Feeling can be improved.

舵角中点学習部３６は、所定の判定条件（舵角中点学習条件）に基づいて車両直進状態と判定された時点での操舵角センサ１１の検出値に基づいて舵角中点を確定する舵角中点学習を行うものである。車両の直進状態の判定は、車速センサ１３による車速Ｖ、ヨーレートセンサ１４によるヨーレイトγ、操舵トルクセンサ１２による操舵トルクＴ、及び操舵角センサ１１による操舵角θに基づいて行われ、その車両直進状態と判定された時点から所定時間内に収集された操舵角センサ１１の検出値を平均化するなどの統計処理を行って舵角中点が求められる。   The rudder angle midpoint learning unit 36 determines the rudder angle midpoint based on the detected value of the steering angle sensor 11 when it is determined that the vehicle is traveling straight on the basis of a predetermined determination condition (steering angle midpoint learning condition). The steering angle midpoint learning is performed. The determination of the straight traveling state of the vehicle is performed based on the vehicle speed V by the vehicle speed sensor 13, the yaw rate γ by the yaw rate sensor 14, the steering torque T by the steering torque sensor 12, and the steering angle θ by the steering angle sensor 11. The steering angle midpoint is obtained by performing statistical processing such as averaging the detected values of the steering angle sensor 11 collected within a predetermined time from the time point determined to be.

ここでは、車速Ｖが所定の基準値以上であり、且つヨーレイトγが所定の基準値以下であり、且つ操舵トルクＴが所定の基準値以下であり、且つ操舵角θの変動量（操舵角速度）が所定の基準値以下である場合に、車両直進状態と判定する。この車両直進状態の判定では、車両が直進を続けていない場合はもとより、運転者の特異な操作、例えばステアリングホイールを小刻みに動かす操作などを行うと、車両が直進しているにも拘わらず、この車両直進状態に関する判定条件が満足されない場合があり、このような場合には舵角中点学習が終了までに時間を要することになる。   Here, the vehicle speed V is equal to or higher than a predetermined reference value, the yaw rate γ is equal to or lower than the predetermined reference value, the steering torque T is equal to or lower than the predetermined reference value, and the fluctuation amount of the steering angle θ (steering angular velocity). Is below a predetermined reference value, it is determined that the vehicle is traveling straight. In the determination of the vehicle straight running state, when the vehicle does not continue straight running, when the driver performs a specific operation, for example, an operation of moving the steering wheel in small increments, the vehicle is going straight ahead, In some cases, the determination condition regarding the vehicle straight running state is not satisfied. In such a case, it takes time to complete the steering angle midpoint learning.

舵角中点学習部３６で確定された舵角中点は、舵角変換部３７に入力され、舵角変換部３７では、舵角中点学習部３６より取得した舵角中点を基準にして、操舵角センサ１１により検出される相対舵角を絶対舵角に変換する処理が行われる。   The rudder angle midpoint determined by the rudder angle midpoint learning unit 36 is input to the rudder angle conversion unit 37. The rudder angle conversion unit 37 uses the rudder angle midpoint acquired from the rudder angle midpoint learning unit 36 as a reference. Thus, processing for converting the relative steering angle detected by the steering angle sensor 11 into an absolute steering angle is performed.

図３は、図２に示した舵角中点学習部３６での処理の手順を示すフロー図である。舵角中点学習部３６の処理は、車両を始動させる、すなわちイグニションスイッチをオン操作するのに応じて開始される。   FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in the steering angle midpoint learning unit 36 shown in FIG. The process of the steering angle midpoint learning unit 36 is started in response to starting the vehicle, that is, turning on the ignition switch.

ここではまず、イグニションスイッチがオン操作された直後か否かが判定され（ＳＴ１０１）、イグニションスイッチがオン操作された直後であれば（ＳＴ１０１でＹｅｓ）、中点学習値を初期化する処理が行われる（ＳＴ１０２）。一方、イグニションスイッチがオン操作された直後でなければ（ＳＴ１０１でＮｏ）、中点学習値が確定済みか否かが判定され（ＳＴ１０３）、中点学習値が確定済みでなければ、標準の判定条件（舵角中点学習条件）に基づいて走行安定状態（車両直進状態）か否かが判定され（ＳＴ１０４）、走行安定状態であれば（ＳＴ１０４でＹｅｓ）、舵角中点を算出する演算処理が行われる（ＳＴ１０５）。   Here, it is first determined whether or not it is immediately after the ignition switch is turned on (ST101). If it is immediately after the ignition switch is turned on (Yes in ST101), a process for initializing the midpoint learning value is performed. (ST102). On the other hand, if it is not immediately after the ignition switch is turned on (No in ST101), it is determined whether or not the midpoint learning value has been confirmed (ST103). Based on the condition (steering angle midpoint learning condition), it is determined whether or not the vehicle is in a traveling stable state (straight vehicle traveling state) (ST104). If it is in a traveling stable state (Yes in ST104), an arithmetic operation for calculating a steering angle midpoint is performed. Processing is performed (ST105).

一方、走行安定状態でなければ（ＳＴ１０４でＮｏ）、次に所定時間（例えば１分間）が経過した否かが判定され（ＳＴ１０６）、所定時間が経過していなければ（ＳＴ１０６でＮｏ）、以上の処理が所定時間が経過するまで繰り返される。なおここでは、タイマによる計時が行われるが、最初に走行安定状態にないと判定された際に計時を開始すれば良い。   On the other hand, if the vehicle is not in a stable running state (No in ST104), it is then determined whether or not a predetermined time (for example, 1 minute) has elapsed (ST106). If the predetermined time has not elapsed (No in ST106), This process is repeated until a predetermined time elapses. Here, the time is measured by the timer, but the time may be started when it is first determined that the vehicle is not in the stable running state.

走行安定状態とならないまま所定時間が経過すると（ＳＴ１０６でＹｅｓ）、標準の判定条件（舵角中点学習条件）より緩和された暫定的な判定条件に基づいて走行安定状態か否かが判定され（ＳＴ１０７）、ここで走行安定状態と判定されると（ＳＴ１０７でＹｅｓ）、舵角中点を算出する演算処理が行われる（ＳＴ１０８）。   If the predetermined time has elapsed without being in the traveling stable state (Yes in ST106), it is determined whether or not the traveling stable state is based on a provisional determination condition relaxed from the standard determination condition (steering angle midpoint learning condition). (ST107) When it is determined that the vehicle is in a stable running state (Yes in ST107), a calculation process for calculating the steering angle midpoint is performed (ST108).

ここで、緩和された判定条件とは、車速Ｖ、ヨーレイトγ、操舵トルクＴ、及び操舵角θの変動量の各々に関する基準値が緩和方向に変更されたものであり、車速Ｖに関する基準値では、その値が標準の基準値より小さく設定され、ヨーレイトγ、操舵トルクＴ、及び操舵角θの変動量の各々に関する基準値では、その値が標準の基準値より大きく設定される。これにより、走行安定状態（車両直進状態）と判定され易くなる。   Here, the relaxed determination condition is that the reference value for each of the fluctuation amounts of the vehicle speed V, the yaw rate γ, the steering torque T, and the steering angle θ is changed in the relaxation direction. The value is set to be smaller than the standard reference value, and the reference value for each of the fluctuation amounts of the yaw rate γ, the steering torque T, and the steering angle θ is set to be larger than the standard reference value. Thereby, it becomes easy to determine the traveling stable state (the vehicle straight traveling state).

一方、中点学習値が確定済みであれば（ＳＴ１０３でＹｅｓ）、標準の判定条件に基づいて走行安定状態であるか否かが判定され（ＳＴ１０９）、走行安定状態であれば（ＳＴ１０９でＹｅｓ）、舵角中点を算出する演算処理が行われ、中点学習値が補正（更新）される（ＳＴ１１０）。   On the other hand, if the midpoint learning value has been determined (Yes in ST103), it is determined whether or not the vehicle is in a stable running state based on standard determination conditions (ST109), and if it is in a stable driving state (Yes in ST109). ), Calculation processing for calculating the steering angle midpoint is performed, and the midpoint learning value is corrected (updated) (ST110).

このようにして、舵角中点学習が開始から所定の時間を経過しても完了しない場合には、車両直進状態に関する判定条件が緩和されるため、運転者の特異な操作により標準の判定条件では舵角中点学習が完了しない場合でも、応急的に舵角中点学習を完了させて舵角に基づく制御を開始させることができるため、操舵フィーリングが悪化した状態が長時間継続することを避けることができる。   In this way, when the steering angle midpoint learning is not completed even after a predetermined time has elapsed from the start, the determination condition related to the vehicle straight running state is relaxed, so that the standard determination condition is determined by the driver's unique operation. Then, even if the steering angle midpoint learning is not completed, the steering angle midpoint learning can be completed in an emergency and the control based on the steering angle can be started. Can be avoided.

この場合、走行に支障のない範囲で判定条件を緩和するが、緩和の程度に応じて舵角中点の精度が低下して舵角中点に誤差が生じるため、標準の判定条件で舵角中点学習が完了した場合に比較して操舵フィーリングが低下することは避けられないが、舵角中点学習が未完了で制御が不完全な状態が継続するよりは望ましい。   In this case, the judgment conditions are relaxed within a range that does not hinder driving. Although it is inevitable that the steering feeling is lowered as compared with the case where the midpoint learning is completed, it is preferable that the state where the steering angle midpoint learning is not completed and the control is incomplete is continued.

ステアリング制御装置２１は、さらに、舵角反力制御部３７の出力側に設けられたスイッチ４２及び増幅器４３と、ヨーレイト反力制御部３３の出力側に設けられた増幅器４４と、増幅器４３・４４のゲインを設定する舵角・ヨーレイトゲイン設定部４５とを有している。   The steering control device 21 further includes a switch 42 and an amplifier 43 provided on the output side of the steering angle reaction force control unit 37, an amplifier 44 provided on the output side of the yaw rate reaction force control unit 33, and amplifiers 43 and 44. And a steering angle / yaw rate gain setting unit 45 for setting the gain.

スイッチ４２は、舵角中点学習部３６にて設定される中点確定フラグのオン・オフに応じて接続・遮断を行い、舵角中点学習が未終了で、中点確定フラグがオフとなっていると、舵角反力制御部３２からの出力を遮断する。これにより、舵角中点学習が未終了の間に、舵角反力制御部３２からの不正な出力で制御が乱されることを避けることができる。   The switch 42 is connected / disconnected in accordance with the turning on / off of the midpoint determination flag set by the steering angle midpoint learning unit 36, the steering angle midpoint learning is not completed, and the midpoint determination flag is off. If it becomes, the output from the rudder angle reaction force control part 32 will be interrupted | blocked. Thereby, it is possible to prevent the control from being disturbed by an unauthorized output from the rudder angle reaction force control unit 32 while the rudder angle midpoint learning is not completed.

増幅器４３・４４は、舵角・ヨーレイトゲイン設定部４５にて設定されたゲインに基づいて、舵角反力制御部３２から出力される舵角補正値、及びヨーレイト反力制御部３３から出力されるヨーレイト補正値をそれぞれ増減し、舵角・ヨーレイトゲイン設定部４５は、舵角中点学習部３６にて設定される中点確定フラグのオン・オフに応じて増幅器４３・４４のゲインを変更する。   The amplifiers 43 and 44 are output from the steering angle correction value output from the steering angle reaction force control unit 32 and the yaw rate reaction force control unit 33 based on the gain set by the steering angle / yaw rate gain setting unit 45. The steering angle / yaw rate gain setting unit 45 changes the gains of the amplifiers 43 and 44 according to whether the midpoint determination flag set by the steering angle midpoint learning unit 36 is on or off. To do.

図４は、図２に示した増幅器４３で用いられる舵角ゲインの変化状況を示すタイミング図である。前記のように、イグニションスイッチのオン操作により舵角中点学習が開始されてから所定時間を経過しても舵角中点学習が終了しないと、舵角中点学習条件、すなわち車両直進状態に関する判定条件を緩和した簡易舵角中点学習が開始される。   FIG. 4 is a timing chart showing how the steering angle gain used in the amplifier 43 shown in FIG. 2 changes. As described above, if the steering angle midpoint learning does not end even after a predetermined time has elapsed since the steering angle midpoint learning was started by turning on the ignition switch, the steering angle midpoint learning condition, that is, the vehicle straight running state Simple rudder angle midpoint learning with relaxed determination conditions is started.

そして、簡易舵角中点学習が終了する、すなわち緩和された暫定的な舵角中点学習条件に基づいて舵角中点が確定すると、舵角・ヨーレイトゲイン設定部４５にて、増幅器４３で用いられる舵角ゲインが、通常時に採用される標準値より小となる暫定値に設定される。この暫定値は、舵角中点学習条件の緩和の程度に応じて生じる舵角中点の誤差を考慮したものとする。   When the simple rudder angle midpoint learning is completed, that is, when the rudder angle midpoint is determined based on the relaxed provisional rudder angle midpoint learning condition, the rudder angle / yaw rate gain setting unit 45 causes the amplifier 43 to The rudder angle gain to be used is set to a provisional value that is smaller than the standard value that is normally employed. This provisional value takes into account the steering angle midpoint error that occurs according to the degree of relaxation of the steering angle midpoint learning condition.

これにより、緩和された舵角中点学習条件に基づいて舵角中点が確定されてその舵角中点に基づいた制御が開始されると、加減算器３４に入力される舵角補正値、すなわち操舵反力中の舵角成分が小さくなる。このため、舵角中点の誤差による操舵フィーリングの悪化を抑えることができる。   Thus, when the steering angle midpoint is determined based on the relaxed steering angle midpoint learning condition and control based on the steering angle midpoint is started, the steering angle correction value input to the adder / subtractor 34, That is, the steering angle component during the steering reaction force is reduced. For this reason, the deterioration of the steering feeling due to the error of the steering angle midpoint can be suppressed.

特にここでは、ヨーレイトの寄与分（操舵反力中に占めるヨーレイト成分の割合）に対して舵角の寄与分（操舵反力中に占める舵角成分の割合）が相対的に小さくなるように制御すると良い。このとき、舵角ゲインを小さくするのに伴って、増幅器４４で用いられるヨーレイトゲインを大きくして、ヨーレイトの寄与分が相対的に大きくなるように制御する。   Here, in particular, control is made so that the contribution of the steering angle (ratio of the steering angle component in the steering reaction force) is relatively small with respect to the contribution of the yaw rate (ratio of the yaw rate component in the steering reaction force). Good. At this time, as the rudder angle gain is decreased, the yaw rate gain used in the amplifier 44 is increased, and control is performed so that the contribution of the yaw rate is relatively increased.

また、高車速時では舵角が小さくなるのに対してヨーレイトは大きくなる傾向があることから、車速が低い時よりも高い時の方が舵角ゲインが大きくなる、すなわち舵角の寄与分が大きくなるように制御すると良い。これにより、舵角が小さくなる高車速時にも舵角の寄与分が極端に小さくなることを避けて、戻し力を適正化することができる。   Also, the yaw rate tends to increase while the rudder angle decreases at high vehicle speeds, so the rudder angle gain increases when the vehicle speed is higher than when the vehicle speed is low. It is good to control to become large. As a result, the return force can be optimized by avoiding the contribution of the rudder angle from becoming extremely small even at high vehicle speeds at which the rudder angle becomes small.

なお、舵角・ヨーレイトゲイン設定部４５において、舵角中点学習が未終了の間は、舵角ゲインを０とする制御を行うことにより、舵角反力制御部３２からの出力を遮断することができるため、舵角反力制御部３２の出力側のスイッチ４２は省略することができる。   In the steering angle / yaw rate gain setting unit 45, while the steering angle midpoint learning is not completed, the output from the steering angle reaction force control unit 32 is cut off by performing control to set the steering angle gain to 0. Therefore, the switch 42 on the output side of the rudder angle reaction force control unit 32 can be omitted.

本発明による電動パワーステアリング装置を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an electric power steering apparatus according to the present invention. 図１に示したステアリング制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the steering control apparatus shown in FIG. 図２に示した舵角中点学習部での処理の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure of the process in the steering angle midpoint learning part shown in FIG. 図２に示した増幅器で用いられる舵角ゲインの変化状況を示すタイミング図である。FIG. 3 is a timing chart showing a change state of a steering angle gain used in the amplifier shown in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
９ モータ（電動機）
１１ 操舵角センサ
１２ 操舵トルクセンサ
１３ 車速センサ
１４ ヨーレートセンサ
２１ ステアリング制御装置（制御手段）
３１ ベース制御部
３２ 舵角反力制御部
３３ ヨーレイト反力制御部
３４ 加減算器
３５ 目標値決定部
３６ 舵角中点学習部
３７ 舵角変換部
４３・４４ 増幅器
４５ 舵角・ヨーレイトゲイン設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 2 Steering wheel 9 Motor (electric motor)
11 Steering angle sensor 12 Steering torque sensor 13 Vehicle speed sensor 14 Yaw rate sensor 21 Steering control device (control means)
31 Base Control Unit 32 Steering Angle Reaction Force Control Unit 33 Yaw Rate Reaction Force Control Unit 34 Adder / Subtractor 35 Target Value Determination Unit 36 Steering Angle Midpoint Learning Unit 37 Steering Angle Conversion Units 43 and 44 Amplifier 45 Steering Angle / Yaw Rate Gain Setting Unit

Claims (3)

補助操舵力を発生する電動機と、少なくとも舵角に基づいて、ステアリングホイールを中立位置に復帰させる所要の大きさの戻し力が得られるように、前記電動機の補助操舵力を制御する制御手段とを有し、
この制御手段では、所定の舵角中点学習条件に基づいて舵角中点を確定する舵角中点学習を行い、これにより取得した舵角中点を基準にして制御を行うようにした電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、舵角中点学習が開始から所定の時間を経過しても完了しない場合に、標準の舵角中点学習条件より緩和された舵角中点学習条件に基づいて舵角中点学習を行うようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor for generating an auxiliary steering force, and a control means for controlling the auxiliary steering force of the electric motor so as to obtain a return force having a required magnitude for returning the steering wheel to the neutral position based on at least the steering angle. Have
This control means performs steering angle midpoint learning for determining a steering angle midpoint based on a predetermined rudder angle midpoint learning condition, and performs control based on the steering angle midpoint acquired thereby. A power steering device,
When the steering angle midpoint learning is not completed even after a predetermined time has elapsed from the start, the control means is configured to adjust the steering angle midpoint learning condition based on the steering angle midpoint learning condition relaxed from the standard steering angle midpoint learning condition. An electric power steering apparatus characterized by performing point learning. 前記制御手段は、緩和された舵角中点学習条件に基づいた舵角中点学習が終了すると、舵角に基づいて求められる戻し力中の舵角成分を、標準の舵角中点学習条件に基づいた舵角中点学習が終了した場合より低減するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。   When the steering angle midpoint learning based on the relaxed steering angle midpoint learning condition is completed, the control means converts the steering angle component in the return force obtained based on the steering angle to the standard steering angle midpoint learning condition. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein control is performed such that the steering angle midpoint learning based on the control is reduced as compared with the case where the learning is completed. 前記制御手段は、少なくとも舵角及びヨーレイトに基づいて、所要の大きさの戻し力が得られるように制御するものであり、車速が低い時よりも高い時の方が舵角の寄与分が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。   The control means controls so as to obtain a required return force based on at least the steering angle and the yaw rate, and the contribution of the steering angle is larger when the vehicle speed is higher than when the vehicle speed is low. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus is controlled to be
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