JP2013233907A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、電動パワーステアリング状態量に応じて、所定の振幅及び所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、算出された振動抑制補償値を電流指令値に還元することでモータの振動を抑制する。
【選択図】図3
Description
なお、上述した実施例(実施例1〜実施例4)では、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度信号としたが、本発明で用いられる電動パワーステアリング状態量は、それに限定されるものではなく、振動成分を検出できる信号であれば、その信号を電動パワーステアリング状態量とすることができる。
操舵エネルギーとなる操舵トルクと操舵速度の乗算値、
モータ運動エネルギーとなる電流指令値、トルク定数及びモータ角速度の乗算値、
検出されたモータ電流、トルク定数、及びモータ角速度の乗算値、
電流指令値と電源電圧の乗算値、又は、
検出されたモータ電流と電源電圧の乗算値などのエネルギー算出値を、電動パワーステアリング状態量として使用することが勿論可能である。
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 バッテリ
20 モータ
30 コントロールユニット
101 操舵補助指令値演算部
102 最大出力制限部
103 減算部
104 電流制御部
105 PWM制御部
106 モータ駆動回路
107 モータ電流検出回路
108 電流指令値決定部
200 ロータ位置検出センサ
210 角速度算出部
220 減算部
300,310,320 補償値算出部
311 電流指令値感応ゲイン算出部
312 角速度感応ゲイン算出部
313 補償値演算部
314,315,322 乗算部
321 車速感応ゲイン算出部
400,500,600 振動抽出フィルタ
410,510,610 減算部
420,520,620 ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ
421 逆特性フィルタ
422,522,622 振幅ウィンドウ判定部
423 過去値保持部
Claims (19)
- 車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
電動パワーステアリング状態量に応じて、所定の振幅及び所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、
前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、
前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、前記所定の振幅が予め設定されている振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力される請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅をモータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、
前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力される請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記電流指令値又は前記操舵トルクである請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は前記電流指令値であり、
前記振幅ウィンドウ判定部では、前記電流指令値の増大に応じて、前記所定の振幅を大きくするように設定する請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記補償値算出部では、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、及び、速度に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて、振動抑制補償の割合を変更する感応ゲインを算出し、算出した各感応ゲインを前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて算出された振動抑制補償値に乗算して得られた値を、前記振動抑制補償値とする請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記補償値算出部では、
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以下の場合に、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に係る前記感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくし、
前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以上の場合に、前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量に係る前記感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくする請求項7に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記電流指令値又は前記操舵トルクであり、
前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、操舵速度又はモータ角速度である請求項7又は請求項8に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅を前記車速に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記車速に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、
前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力される請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記補償値算出部では、前記車速に応じて、振動抑制補償の割合を変更する車速感応ゲインを算出し、算出した車速感応ゲインを前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて算出された振動抑制補償値に乗算して得られた値を、前記振動抑制補償値とする請求項10に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記車速が所定の車速以上の場合に、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記車速に応じて前記所定の振幅を減少させることにより、前記所定の振幅を設定し、
前記補償値算出部では、前記車速感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくする請求項11に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として、操舵者に伝達したい周波数帯域の振動成分以外の周波数帯域である請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として操舵者に伝達したい周波数帯域、及びサンプリング等で制限される振動抽出精度が悪化する周波数以上の周波数帯域以外の周波数帯域である請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵者に伝達したい周波数帯域は、路面情報、タイヤコンディション等が含まれる約10[Hz]以下の周波数帯域である請求項13又は請求項14に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記電動パワーステアリング状態量は、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、又は、速度に関連する電動パワーステアリング状態量である請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記操舵トルク、前記電流指令値、又は検出されたモータ電流である請求項16に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、操舵速度又はモータ角速度である請求項16に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記電動パワーステアリング状態量は、
操舵エネルギーとなる前記操舵トルクと操舵速度の乗算値、
モータ運動エネルギーとなる前記電流指令値、トルク定数及びモータ角速度の乗算値、
又は、モータ電気的エネルギーとなる検出されたモータ電流と電源電圧の乗算値である請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
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