JP2019130987A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP2019130987A
JP2019130987A JP2018013642A JP2018013642A JP2019130987A JP 2019130987 A JP2019130987 A JP 2019130987A JP 2018013642 A JP2018013642 A JP 2018013642A JP 2018013642 A JP2018013642 A JP 2018013642A JP 2019130987 A JP2019130987 A JP 2019130987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rack shaft
energy
electric motor
wheel
electric power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018013642A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6966951B2 (en
Inventor
紘章 栗原
Hiroaki Kurihara
紘章 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Corp
Original Assignee
Showa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Corp filed Critical Showa Corp
Priority to JP2018013642A priority Critical patent/JP6966951B2/en
Publication of JP2019130987A publication Critical patent/JP2019130987A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6966951B2 publication Critical patent/JP6966951B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

To provide an electric power steering device that makes impact less likely to change when an impact absorption member such as, a stopper rubber, bumps into a housing.SOLUTION: An electric power steering device 100 comprises a transmission mechanism, an electric motor 110, and a control device 10. Here, the transmission mechanism has a rack shaft 105 that steers a wheel 150 by linear movement and transmits rotating operation force of a steering wheel 101 in one direction, as rolling motion of wheel 150 in one direction. To the electric motor 110, rotating drive force in one direction is applied as rolling motion of the wheel 150 in one direction through the transmission mechanism. In a case where rotating operation force in one direction is applied to the steering wheel 101, the control device 10 controls driving of the electric motor 110 to cause rotating drive force. In addition, the control device 10 controls rotating drive force of the electric motor 110 such that energy applied to the rack shaft 105 at a moved end of the rack shaft 105 has a predetermined amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、電動パワーステアリング装置のラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重がかかることを抑制するために、ラック軸の両端それぞれにゴム等の緩衝弾性部材を設けている。
例えば、特許文献１に記載のラック・ピニオン式パワーステアリング装置においては、ラック軸は、その左右の両端のボールジョイント部に隣接する位置にそれぞれ所定幅の合成樹脂やゴム等からなる環状のストッパラバーを備えている。ストッパラバーは、ラック軸の左右方向への進退動のストロークにおける左方への移動の移動端においては、ギヤハウジングの右方延出筒状ハウジングの内周部に嵌入されるストッパピース端に、また、右方への移動の移動端においては左方ハウジングの左方端にそれぞれ当接する。これにより、ラック軸がハウジングに突き当たることに起因してラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重が生じることを抑制する。このように、ストッパラバーは、ステアリングホイール（ハンドル）の回転操作力を車輪に伝達するラック・ピニオン等の伝達機構（減速ギヤ機構）を衝撃荷重から保護する役目を果たしている。 Conventionally, in order to prevent an excessive impact load from being applied to the rack and pinion of the electric power steering apparatus, shock absorbing elastic members such as rubber are provided at both ends of the rack shaft.
For example, in the rack and pinion type power steering device described in Patent Document 1, the rack shaft is an annular stopper rubber made of synthetic resin, rubber, or the like having a predetermined width at positions adjacent to the ball joint portions at both left and right ends thereof. It has. The stopper rubber is at the end of the stopper piece that is fitted into the inner peripheral portion of the right-extending cylindrical housing of the gear housing at the moving end of the leftward movement in the stroke of the forward / backward movement of the rack shaft in the left-right direction. Further, the moving end of the rightward movement is in contact with the left end of the left housing. As a result, it is possible to prevent an excessive impact load from being generated on the rack and pinion due to the rack shaft hitting the housing. As described above, the stopper rubber serves to protect a transmission mechanism (reduction gear mechanism) such as a rack and pinion that transmits the rotational operation force of the steering wheel (handle) to the wheels from an impact load.

特開２００６−１１７２２１号公報JP 2006-117221 A

ラック軸の移動端においてラックエンドがハウジング等に突き当たる際には、運転者は、ステアリングホイールを通じてその突き当たる衝撃を感じることになる。しかしながらこの衝撃が過度に大きくなると、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。またこの衝撃が過度に小さい場合には、ラック軸が移動端に達した状態を運転者が感知しにくくなる。つまりこの衝撃は、変動しないことが好ましい。
本発明は、ラックエンドが突き当たったときの衝撃が変動しにくい電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 When the rack end hits the housing or the like at the moving end of the rack shaft, the driver feels the impact hitting the steering wheel. However, if this impact becomes excessively large, the steering feeling may be deteriorated. If the impact is excessively small, it becomes difficult for the driver to sense the state where the rack shaft has reached the moving end. That is, it is preferable that this impact does not fluctuate.
An object of the present invention is to provide an electric power steering device in which an impact when a rack end hits is less likely to fluctuate.

かかる目的のもと、本発明は、直線移動によって車輪を転舵させるラック軸を有し、ステアリングホイールの一方方向の回転操作力を当該車輪の一方方向の転動力として伝達する伝達機構と、前記伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が前記車輪の一方方向の転動力として加えられる電動モータと、前記ステアリングホイールに対して前記一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように前記電動モータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ラック軸の移動端において当該ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にするように前記電動モータの回転駆動力を制御する電動パワーステアリング装置である。   For this purpose, the present invention has a rack shaft that steers a wheel by linear movement, and transmits a rotational operation force in one direction of the steering wheel as a rolling force in one direction of the wheel, An electric motor in which a rotational driving force in one direction is applied as a motive force in one direction of the wheel via a transmission mechanism, and the one direction when a rotational operation force in the one direction is applied to the steering wheel. Control means for controlling the drive of the electric motor so as to generate a rotational drive force, and the control means sets the energy given by the rack shaft at a moving end of the rack shaft to a predetermined amount. An electric power steering device for controlling the rotational driving force of the electric motor.

本発明によれば、ラックエンドがハウジングに突き当たったときの衝撃が変動しにくい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 in which the impact when the rack end hits the housing is unlikely to fluctuate.

実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the electric power steering device concerning an embodiment. 制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control apparatus. 目標電流算出部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a target current calculation part. ラック軸が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸とエネルギーとの関係を示すモデル図である。It is a model figure which shows the relationship between a rack axis | shaft and energy when a rack axis | shaft moves to the right direction (plus direction). ラック軸の位置とラック軸が与えるエネルギーとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of a rack shaft, and the energy which a rack shaft gives.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。なお、図１は、自動車１を前方から見た図である。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus 100 according to an embodiment.
Electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as “steering device 100”) is a steering device for arbitrarily changing the traveling direction of a vehicle, and in this embodiment, an automobile as an example of the vehicle. 1 illustrates the configuration applied to 1. FIG. 1 is a view of the automobile 1 as viewed from the front.

ステアリング装置１００は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。   The steering device 100 includes a wheel-like steering wheel 101 that is operated by a driver to change the traveling direction of the automobile 1, and a steering shaft 102 that is provided integrally with the steering wheel 101. Yes. The steering device 100 includes an upper connecting shaft 103 connected to the steering shaft 102 via a universal joint 103a, and a lower connecting shaft 108 connected to the upper connecting shaft 103 via a universal joint 103b. . The lower connecting shaft 108 rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel 101.

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の車輪１５０それぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を車輪１５０の転動力として伝達する伝達機構として機能する。   Steering device 100 includes tie rods 104 connected to left and right wheels 150 as rolling wheels, and rack shaft 105 connected to tie rods 104. Further, the steering device 100 includes a pinion 106 a that constitutes a rack and pinion mechanism together with rack teeth 105 a formed on the rack shaft 105. The pinion 106 a is formed at the lower end portion of the pinion shaft 106. The rack shaft 105, the pinion shaft 106, and the like function as a transmission mechanism that transmits the rotational operation force of the steering wheel 101 as the rolling force of the wheel 150.

また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス（ハウジング）１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。   Further, the steering device 100 has a steering gear box (housing) 107 that houses the pinion shaft 106. The pinion shaft 106 is connected to the lower connection shaft 108 via the torsion bar 112 in the steering gear box 107. The steering gear box 107 has a steering torque T applied to the steering wheel 101 based on the relative rotation angle between the lower connecting shaft 108 and the pinion shaft 106, in other words, based on the twist amount of the torsion bar 112. Is provided.

ステアリングギヤボックス１０７内に、ラック軸１０５の中央部に形成されたラック歯１０５ａが入っており、ラック軸１０５の両端部は、それぞれステアリングギヤボックス１０７から突出している。そして、ラック軸１０５の両端部には、それぞれ、ステアリングギヤボックス１０７における図１で見た場合の左右方向の両端面１０７ａの開口部よりも大きな外形の突出部１０５ｂが設けられている。さらに突出部１０５ｂには、ラック軸１０５がステアリングギヤボックス１０７に突き当たる際の衝撃を緩和する緩衝弾性部材の一例であるストッパラバー１０５ｃが設けられている。そして、このストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の左右方向の端面１０７ａに突き当たることで、ラック軸１０５の移動量が規制される。
尚、突出部１０５ｂにストッパラバー１０５ｃが構成されている本構成では、ストッパラバー１０５ｃをラック軸１０５のラックエンドということもできる。
また、ストッパラバー１０５ｃは、ステアリングギアボックス１０７の端面１０７ａに設けられていても良い。 In the steering gear box 107, rack teeth 105a formed at the center of the rack shaft 105 are placed, and both end portions of the rack shaft 105 protrude from the steering gear box 107, respectively. Further, at both ends of the rack shaft 105, protruding portions 105b having outer shapes larger than the opening portions of the left and right end surfaces 107a of the steering gear box 107 when viewed in FIG. Furthermore, a stopper rubber 105c, which is an example of a shock-absorbing elastic member that relieves an impact when the rack shaft 105 hits the steering gear box 107, is provided on the protruding portion 105b. The stopper rubber 105c abuts against the left and right end face 107a of the steering gear box 107, so that the amount of movement of the rack shaft 105 is restricted.
In this configuration in which the stopper rubber 105c is formed on the protruding portion 105b, the stopper rubber 105c can also be referred to as the rack end of the rack shaft 105.
The stopper rubber 105c may be provided on the end surface 107a of the steering gear box 107.

また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータである。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。   Further, the steering device 100 includes an electric motor 110 supported by the steering gear box 107 and a speed reduction mechanism 111 that reduces the driving force of the electric motor 110 and transmits it to the pinion shaft 106. Electric motor 110 according to the present embodiment is a three-phase brushless motor. The speed reduction mechanism 111 includes, for example, a worm wheel (not shown) fixed to the pinion shaft 106, a worm gear (not shown) fixed to the output shaft of the electric motor 110, and the like.

また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御手段の一例としての制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車１に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０からの出力信号ｖなどが入力される。   The steering device 100 includes a control device 10 as an example of a control unit that controls the operation of the electric motor 110. An output signal from the torque sensor 109 described above is input to the control device 10. In addition, the control device 10 includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed Vc that is a moving speed of the automobile 1 via a network (CAN) that performs communication for sending signals for controlling various devices mounted on the automobile 1. An output signal v from 170 is input.

以上のように構成されたステアリング装置１００は、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）をピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）が、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵をアシストする。このように、電動モータ１１０は、運転者のステアリングホイール１０１の操舵に対してアシスト力（補助力）を付与する。   The steering device 100 configured as described above drives the electric motor 110 based on the steering torque T detected by the torque sensor 109, and transmits the driving force (generated torque) of the electric motor 110 to the pinion shaft 106. Thereby, the driving force (generated torque) of the electric motor 110 assists the driver's steering applied to the steering wheel 101. As described above, the electric motor 110 applies assist force (assist force) to the steering of the driver's steering wheel 101.

〔制御装置〕
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。 〔Control device〕
Next, the control device 10 will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the control device 10.
The control device 10 is an arithmetic and logic circuit composed of a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.
The control device 10 includes a torque signal Td obtained by converting the steering torque T detected by the torque sensor 109 described above into an output signal, and a vehicle speed signal obtained by converting the vehicle speed Vc detected by the vehicle speed sensor 170 into an output signal. v or the like is input.

そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流Ｉｔを算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部７０と、ラック軸１０５の位置を検出するラック軸位置検出部８０と、を備えている。モータ回転速度算出部７０は、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するレゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出し、その回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓを出力する。ラック軸位置検出部８０は、レゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転位置を把握し、減速機構１１１およびピニオンシャフト１０６を介して電動モータ１１０の回転駆動力が機械的に伝達されるラック軸１０５の位置ｐを検出し、ラック軸１０５の位置ｐが出力信号に変換されたラック軸位置信号Ｐｓを出力する。 Then, the control device 10 calculates a target auxiliary torque based on the torque signal Td and the vehicle speed signal v, and calculates a target current It necessary for the electric motor 110 to supply the target auxiliary torque. 20 and a control unit 30 that performs feedback control or the like based on the target current It calculated by the target current calculation unit 20.
In addition, the control device 10 includes a motor rotation speed calculation unit 70 that calculates the rotation speed Nm of the electric motor 110 and a rack shaft position detection unit 80 that detects the position of the rack shaft 105. The motor rotation speed calculation unit 70 calculates the rotation speed Nm of the electric motor 110 based on the output signal from the resolver that detects the rotation position of the rotor (rotor) of the electric motor 110 that is a three-phase brushless motor, and the rotation thereof. A rotation speed signal Nms in which the speed Nm is converted into an output signal is output. The rack shaft position detecting unit 80 grasps the rotational position of the electric motor 110 based on the output signal from the resolver, and mechanically transmits the rotational driving force of the electric motor 110 via the speed reduction mechanism 111 and the pinion shaft 106. The position p of the rack shaft 105 is detected, and a rack shaft position signal Ps obtained by converting the position p of the rack shaft 105 into an output signal is output.

〔目標電流算出部〕
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて仮の目標電流である仮目標電流Ｉｔｆを決定する仮目標電流決定部２５を備えている。また、目標電流算出部２０は、ラック軸１０５の位置や移動状態に基づいてラック軸１０５が与えるエネルギーを調整する電流であるエネルギー補償電流Ｉｒを算出するエネルギー補償電流算出部２７と、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよびエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する最終目標電流決定部２８と、を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、回転速度信号Ｎｍｓ、ラック軸位置信号Ｐｓなどが入力される。 [Target current calculation unit]
Next, the target current calculation unit 20 will be described in detail.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the target current calculation unit 20.
The target current calculation unit 20 includes a base current calculation unit 21 that calculates a base current Ib that serves as a reference for setting the target current, and an inertia compensation current calculation unit 22 that calculates a current for canceling the inertia moment of the electric motor 110. And a damper compensation current calculation unit 23 for calculating a current for limiting the rotation of the motor. Further, the target current calculation unit 20 determines a temporary target current Itf that is a temporary target current based on the values calculated by the base current calculation unit 21, the inertia compensation current calculation unit 22, and the damper compensation current calculation unit 23. A temporary target current determination unit 25 is provided. In addition, the target current calculation unit 20 includes an energy compensation current calculation unit 27 that calculates an energy compensation current Ir that is a current for adjusting the energy given by the rack shaft 105 based on the position and movement state of the rack shaft 105, and a temporary target current. A final target current determination unit 28 that finally determines the target current It based on the temporary target current Itf determined by the determination unit 25 and the energy compensation current Ir calculated by the energy compensation current calculation unit 27. ing.
The target current calculation unit 20 receives a torque signal Td, a vehicle speed signal v, a rotation speed signal Nms, a rack shaft position signal Ps, and the like.

ベース電流算出部２１は、位相補償部２６（図３参照）にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。   The base current calculation unit 21 calculates the base current Ib based on the torque signal Ts obtained by phase compensation of the torque signal Td by the phase compensation unit 26 (see FIG. 3) and the vehicle speed signal v from the vehicle speed sensor 170. That is, the base current calculation unit 21 calculates the base current Ib according to the phase-compensated steering torque T and the vehicle speed Vc. The base current calculation unit 21 is, for example, a phase-compensated steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and base current that are created in advance based on empirical rules and stored in the ROM. The base current Ib is calculated by substituting the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v) into the control map indicating the correspondence with Ib.

イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。   The inertia compensation current calculation unit 22 calculates an inertia compensation current Is for canceling the moment of inertia of the electric motor 110 and the system based on the torque signal Ts and the vehicle speed signal v. That is, the inertia compensation current calculation unit 22 calculates the inertia compensation current Is according to the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v). Note that the inertia compensation current calculation unit 22 generates, for example, the steering torque T (torque signal Ts), the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and the inertia compensation current Is, which are previously created based on empirical rules and stored in the ROM. The inertia compensation current Is is calculated by substituting the steering torque T (torque signal Ts) and the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v) into the control map indicating the correspondence between the two.

ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）と、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）に応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）を代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。   The damper compensation current calculation unit 23 calculates a damper compensation current Id for limiting the rotation of the electric motor 110 based on the torque signal Ts, the vehicle speed signal v, and the rotation speed signal Nms of the electric motor 110. That is, the damper compensation current calculation unit 23 calculates the damper compensation current Id according to the steering torque T (torque signal Ts), the vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and the rotational speed Nm (rotational speed signal Nms) of the electric motor 110. calculate. For example, the damper compensation current calculation unit 23 is prepared based on an empirical rule and stored in the ROM in advance, such as steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and rotation speed Nm (rotation). By substituting steering torque T (torque signal Ts), vehicle speed Vc (vehicle speed signal v), and rotational speed Nm (rotational speed signal Nms) into a control map indicating the correspondence between speed signal Nms) and damper compensation current Id. A damper compensation current Id is calculated.

仮目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて仮目標電流Ｉｔｆを決定する。仮目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を仮目標電流Ｉｔｆとして決定する。
エネルギー補償電流算出部２７については後で詳述する。 The temporary target current determination unit 25 includes a base current Ib calculated by the base current calculation unit 21, an inertia compensation current Is calculated by the inertia compensation current calculation unit 22, and a damper calculated by the damper compensation current calculation unit 23. A temporary target current Itf is determined based on the compensation current Id. For example, the temporary target current determination unit 25 determines the current obtained by adding the inertia compensation current Is to the base current Ib and subtracting the damper compensation current Id as the temporary target current Itf.
The energy compensation current calculation unit 27 will be described in detail later.

最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよびエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する。本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆにエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒを加算して得た電流を目標電流Ｉｔとして決定する。   The final target current determination unit 28 finally determines the target current It based on the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25 and the energy compensation current Ir calculated by the energy compensation current calculation unit 27. To do. The final target current determination unit 28 according to the present embodiment is obtained by adding the energy compensation current Ir calculated by the energy compensation current calculation unit 27 to the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25. The determined current is determined as the target current It.

〔制御部〕
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部（不図示）と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部（不図示）と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部（不図示）とを有している。 (Control part)
The control unit 30 detects a motor drive control unit (not shown) that controls the operation of the electric motor 110, a motor drive unit (not shown) that drives the electric motor 110, and an actual current Im that actually flows through the electric motor 110. And a motor current detection unit (not shown).

モータ駆動制御部は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部（不図示）を有している。また、モータ駆動制御部は、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部（不図示）を有している。   The motor drive control unit performs feedback based on a deviation between the target current It finally determined by the target current calculation unit 20 and the actual current Im supplied to the electric motor 110 detected by the motor current detection unit. A feedback (F / B) control unit (not shown) that performs control is included. The motor drive controller has a PWM signal generator (not shown) that generates a PWM (pulse width modulation) signal for PWM driving the electric motor 110.

モータ駆動部は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部は、モータ駆動部に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。 The motor drive unit is a so-called inverter, and includes, for example, six independent transistors (FETs) as switching elements, and three of the six transistors are a positive-side line of a power source and an electric coil of each phase. The other three transistors are connected between the electric coil of each phase and the negative side (ground) line of the power source. Then, the driving of the electric motor 110 is controlled by driving the gates of two transistors selected from the six and switching the transistors.
The motor current detection unit detects the value of the actual current Im flowing through the electric motor 110 from the voltage generated at both ends of the shunt resistor connected to the motor drive unit.

〔エネルギー補償電流算出部〕
次に、エネルギー補償電流算出部２７について詳述する。
上述した本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆとエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒとに基づいて目標電流Ｉｔを決定する。詳しくは後述するが、これは、ラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる前に操舵トルクＴに基づいて行うアシストを調整することで、突き当たるときのラック軸１０５が与えるエネルギーを調整し、突き当たるときのエネルギーを予め定められた量とする意図である。 [Energy compensation current calculator]
Next, the energy compensation current calculation unit 27 will be described in detail.
The final target current determination unit 28 according to the above-described embodiment is based on the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25 and the energy compensation current Ir calculated by the energy compensation current calculation unit 27. To determine the target current It. As will be described in detail later, this is provided by the rack shaft 105 at the time of abutment by adjusting the assist performed based on the steering torque T before the stopper rubber 105c of the rack shaft 105 abuts against the end surface 107a of the steering gear box 107. The intention is to adjust the energy so that the energy when hitting is a predetermined amount.

より具体的には、制御装置１０は、基本的には、ステアリングホイール１０１に対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に一方方向の回転駆動力を生じるように電動モータ１１０の駆動を制御する。ただし制御装置１０は、ラック軸１０５の位置ｐやラック軸１０５の移動速度等によっては、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーを予め定められた量にするように電動モータ１１０の回転駆動力を制御する。この場合、ラック軸１０５の移動端は、ラック軸１０５に設けられるストッパラバー１０５ｃとステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａとが接触する箇所である。なお本実施の形態では、ラック軸１０５の移動端は、ラック軸１０５に設けられるストッパラバー１０５ｃであり、ストッパラバー１０５ｃとステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａとが接触する箇所である、と言うこともできる。   More specifically, the control device 10 basically drives the electric motor 110 to generate a rotational driving force in one direction when a rotational operating force in one direction is applied to the steering wheel 101. Control. However, the control device 10 determines the amount of energy given by the rack shaft 105 at the moving end of the rack shaft 105 to a predetermined amount depending on the position p of the rack shaft 105, the moving speed of the rack shaft 105, and the like. Controls the rotational driving force. In this case, the moving end of the rack shaft 105 is a place where the stopper rubber 105 c provided on the rack shaft 105 and the end surface 107 a of the steering gear box 107 come into contact with each other. In the present embodiment, the moving end of the rack shaft 105 is a stopper rubber 105c provided on the rack shaft 105, and it may be said that the stopper rubber 105c and the end surface 107a of the steering gear box 107 are in contact with each other. it can.

それゆえ、エネルギー補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の位置ｐや移動状態に基づいてエネルギー補償電流Ｉｒを算出する。
エネルギー補償電流算出部２７は、基本的には、ラック軸１０５の速度に基づいて、ラック軸１０５が与えるエネルギーを算出するとともに、エネルギーを調整するために必要なエネルギー補償電流Ｉｒを設定する。 Therefore, the energy compensation current calculation unit 27 calculates the energy compensation current Ir based on the position p of the rack shaft 105 and the movement state.
The energy compensation current calculation unit 27 basically calculates the energy given by the rack shaft 105 based on the speed of the rack shaft 105 and sets the energy compensation current Ir necessary for adjusting the energy.

次に、ラック軸１０５が与えるエネルギーを算出する手法について説明する。
なお、以下の説明において、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が右回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動して車輪１５０が右回転し、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が左回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の左方向に移動して車輪１５０が左回転するものとする。そして、ラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動した場合をプラス方向とし、左方向に移動した場合をマイナス方向とする。 Next, a method for calculating the energy given by the rack shaft 105 will be described.
In the following description, when the steering wheel (handle) 101 is rotated to the right, the rack shaft 105 moves rightward as viewed in FIG. When the wheel is rotated counterclockwise, the rack shaft 105 moves leftward as viewed in FIG. 1 and the wheel 150 rotates counterclockwise. A case where the rack shaft 105 moves in the right direction as viewed in FIG. 1 is a positive direction, and a case where the rack shaft 105 moves in the left direction is a negative direction.

図４は、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸１０５とエネルギーとの関係を示すモデル図である。この場合、ステアリングギヤボックス１０７は、固定とし、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動する場合を考える。
このときラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（１）により算出することができる。式（１）においてｍは、ラック軸１０５の質量、Ｖは、ラック軸１０５の速度を表す。つまりここでは、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦを、ラック軸１０５の運動エネルギーとしている。ラック軸１０５の速度Ｖは、例えば、ラック軸１０５の位置ｐを時間微分することで求めることができる。 FIG. 4 is a model diagram showing the relationship between the rack shaft 105 and energy when the rack shaft 105 moves to the right (plus direction). In this case, it is assumed that the steering gear box 107 is fixed and the rack shaft 105 moves in the right direction (plus direction).
At this time, the energy F given by the rack shaft 105 can be calculated by the following equation (1). In Expression (1), m represents the mass of the rack shaft 105, and V represents the speed of the rack shaft 105. That is, here, the energy F given by the rack shaft 105 is the kinetic energy of the rack shaft 105. The speed V of the rack shaft 105 can be obtained, for example, by differentiating the position p of the rack shaft 105 with respect to time.

Figure 2019130987
Figure 2019130987

またラック軸１０５が与えるエネルギーＦとして、電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーをさらに加味することが好ましい。この場合、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（２）により算出することができる。式（２）において、Ｍは、電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを表す。即ち、式（２）は、式（１）の右辺に電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを加算した式である。この駆動エネルギーは、例えば、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍから求めることができる。   Further, it is preferable to further consider the driving energy applied from the electric motor 110 to the rack shaft 105 as the energy F given by the rack shaft 105. In this case, the energy F given by the rack shaft 105 can be calculated by the following equation (2). In Expression (2), M represents drive energy applied from the electric motor 110 to the rack shaft 105. That is, Expression (2) is an expression obtained by adding drive energy applied from the electric motor 110 to the rack shaft 105 to the right side of Expression (1). This drive energy can be obtained from the rotational speed Nm of the electric motor 110, for example.

Figure 2019130987
Figure 2019130987

さらにラック軸１０５が与えるエネルギーＦとして、ステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーをさらに加味することが好ましい。この場合、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（３）により算出することができる。式（３）において、Ｈは、ステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを表す。即ち、式（３）は、式（２）の右辺にステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを加算した式である。この駆動エネルギーは、例えば、操舵トルクＴから求めることができる。   Further, it is preferable to further consider driving energy applied from the steering wheel 101 to the rack shaft 105 as the energy F given by the rack shaft 105. In this case, the energy F given by the rack shaft 105 can be calculated by the following equation (3). In Expression (3), H represents drive energy applied from the steering wheel 101 to the rack shaft 105. That is, Expression (3) is an expression in which the driving energy applied from the steering wheel 101 to the rack shaft 105 is added to the right side of Expression (2). This drive energy can be obtained from the steering torque T, for example.

Figure 2019130987
Figure 2019130987

またエネルギー補償電流算出部２７は、以上のようにして求めたエネルギーＦを基に、以下のようにして、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーを予め定められた量にする制御を行なう。   Further, the energy compensation current calculation unit 27 controls the energy given by the rack shaft 105 to a predetermined amount at the moving end of the rack shaft 105 as follows based on the energy F obtained as described above. To do.

まずエネルギー補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の移動端において、ストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たるときの望ましいエネルギーを予め設定しておく。本実施の形態では、この望ましいエネルギーを設定エネルギーＦｒとする。この設定エネルギーＦｒは、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーの目標量である。そしてエネルギー補償電流算出部２７は、上述したエネルギーＦと設定エネルギーＦｒとの差分Ｆｄを下記式（４）により算出する。   First, the energy compensation current calculation unit 27 sets in advance a desired energy when the stopper rubber 105 c hits the end surface 107 a of the steering gear box 107 at the moving end of the rack shaft 105. In the present embodiment, this desirable energy is set as the set energy Fr. The set energy Fr is a target amount of energy given by the rack shaft 105 at the moving end of the rack shaft 105. Then, the energy compensation current calculation unit 27 calculates the difference Fd between the above-described energy F and the set energy Fr by the following equation (4).

Ｆｄ＝Ｆ−Ｆｒ …（４）   Fd = F−Fr (4)

エネルギー補償電流算出部２７は、移動端と移動端から予め定められた距離に設定された制御開始点においてこの差分Ｆｄを算出する。   The energy compensation current calculation unit 27 calculates the difference Fd at the control start point set at a predetermined distance from the moving end and the moving end.

エネルギー補償電流算出部２７は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、差分Ｆｄとエネルギー補償電流Ｉｒとの対応を示す制御マップに、式（４）を用いて算出した差分Ｆｄを代入することによりエネルギー補償電流Ｉｒを算出する。差分Ｆｄとエネルギー補償電流Ｉｒとの関係は、例えば、差分Ｆｄがプラス方向に大きくなるに従ってエネルギー補償電流Ｉｒがマイナス方向に大きくなる関係となる。   For example, the energy compensation current calculation unit 27 calculates a control map indicating the correspondence between the difference Fd and the energy compensation current Ir, which is created based on an empirical rule in advance and stored in the ROM, using Equation (4). The energy compensation current Ir is calculated by substituting the difference Fd. The relationship between the difference Fd and the energy compensation current Ir is, for example, a relationship in which the energy compensation current Ir increases in the minus direction as the difference Fd increases in the plus direction.

図５は、ラック軸１０５の位置とラック軸１０５が与えるエネルギーＦとの関係を示す図である。図中、横軸は、ラック軸１０５の位置としてストッパラバー１０５ｃの位置を表し、縦軸は、エネルギーＦを表す。
図示するＰ１〜Ｐ３で示した実線は、ストッパラバー１０５ｃの位置に対するエネルギーＦの変化を示している。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the position of the rack shaft 105 and the energy F given by the rack shaft 105. In the drawing, the horizontal axis represents the position of the stopper rubber 105 c as the position of the rack shaft 105, and the vertical axis represents the energy F.
The solid lines indicated by P1 to P3 in the figure indicate changes in energy F with respect to the position of the stopper rubber 105c.

このうち実線Ｐ１は、制御開始点におけるエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒより大きかった例を示している。この場合、式（４）により算出される差分Ｆｄは、正の値となり、エネルギー補償電流算出部２７から出力されるエネルギー補償電流Ｉｒは、負の値となる。そのため最終目標電流決定部２８で決定される目標電流Ｉｔは、仮目標電流決定部２５で決定された仮目標電流Ｉｔｆより小さくなり、アシスト力は減少する。そのためラック軸１０５が、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近づくに従い、エネルギーＦは、減少する。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときは、エネルギーＦは、設定エネルギーＦｒとなる。   Among these, the solid line P1 shows an example in which the energy F at the control start point is larger than the set energy Fr. In this case, the difference Fd calculated by the equation (4) is a positive value, and the energy compensation current Ir output from the energy compensation current calculation unit 27 is a negative value. Therefore, the target current It determined by the final target current determination unit 28 becomes smaller than the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25, and the assist force decreases. Therefore, as the rack shaft 105 approaches the end face 107a of the steering gear box 107 from the control start point, the energy F decreases. When the stopper rubber 105c of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107, the energy F becomes the set energy Fr.

また実線Ｐ２、Ｐ３は、制御開始点におけるエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒより小さかった例を示している。この場合、式（４）により算出される差分Ｆｄは、負の値となり、エネルギー補償電流算出部２７から出力されるエネルギー補償電流Ｉｒは、正の値となる。そのため最終目標電流決定部２８で決定される目標電流Ｉｔは、仮目標電流決定部２５で決定された仮目標電流Ｉｔｆより大きくなり、アシスト力は増加する。そのためラック軸１０５が、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近づくに従い、エネルギーＦは、増加する。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときは、エネルギーＦは、設定エネルギーＦｒとなる。通常は、ラック軸１０５の移動端に近づくに従い、車輪１５０のねじれが大きくなり、車輪１５０からの反発する力が大きくなるため、運転者は、ステアリングホイール１０１が重くなったと感じやすい（アシスト力が不足しやすい）。この場合、運転者はステアリングホイール１０１により大きな回転操作力を加える必要が生じる。しかしアシスト力を増加させ、エネルギーＦを増加させることで、アシスト力の不足がなくなるため、ラック軸１０５の移動端に近づいても操舵フィーリングが変化しにくくなる。   Solid lines P2 and P3 show examples in which the energy F at the control start point is smaller than the set energy Fr. In this case, the difference Fd calculated by the equation (4) is a negative value, and the energy compensation current Ir output from the energy compensation current calculation unit 27 is a positive value. Therefore, the target current It determined by the final target current determination unit 28 becomes larger than the temporary target current Itf determined by the temporary target current determination unit 25, and the assist force increases. Therefore, the energy F increases as the rack shaft 105 approaches the end surface 107a of the steering gear box 107 from the control start point. When the stopper rubber 105c of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107, the energy F becomes the set energy Fr. Normally, as the moving end of the rack shaft 105 is approached, the torsion of the wheel 150 increases, and the repulsive force from the wheel 150 increases, so that the driver can easily feel that the steering wheel 101 has become heavy (assist force is reduced). Easy to run out). In this case, the driver needs to apply a large rotational operation force to the steering wheel 101. However, by increasing the assist force and increasing the energy F, the shortage of the assist force is eliminated, so that the steering feeling is unlikely to change even when approaching the moving end of the rack shaft 105.

なおこのとき実線Ｐ２の場合より実線Ｐ３の場合の方が、差分Ｆｄがより小さくなる（差分Ｆｄは、負の値のため絶対値としてはより大きくなる）ため、エネルギー補償電流Ｉｒはより大きくなり、より大きいアシスト力が付与される。   At this time, since the difference Fd is smaller in the case of the solid line P3 than in the case of the solid line P2 (the difference Fd is larger as an absolute value because of the negative value), the energy compensation current Ir becomes larger. , A larger assist force is applied.

このように本実施の形態では、制御開始点における差分Ｆｄに基づき、エネルギー補償電流Ｉｒを決定し、これにより目標電流Ｉｔを調整する。その結果、アシスト力が調整され、ラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときのエネルギーを調整することができる。その結果、ストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときの衝撃が変動しにくくなる。   Thus, in the present embodiment, the energy compensation current Ir is determined based on the difference Fd at the control start point, thereby adjusting the target current It. As a result, the assist force is adjusted, and the energy when the stopper rubber 105c of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107 can be adjusted. As a result, the impact when the stopper rubber 105c hits the end surface 107a of the steering gear box 107 is less likely to fluctuate.

なお上述した例では、制御開始点における差分Ｆｄからエネルギー補償電流Ｉｒを決定したが、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近い側で、さらに差分Ｆｄを算出し、新たなエネルギー補償電流Ｉｒを決定し、これを基に目標電流Ｉｔを求めてもよい。即ちこの場合、エネルギー補償電流Ｉｒは、複数回算出される。これにより、エネルギーＦの制御をさらに高い精度で行なうことができる。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときのエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒにさらに近づきやすくなる。   In the example described above, the energy compensation current Ir is determined from the difference Fd at the control start point. However, the difference Fd is further calculated on the side closer to the end face 107a of the steering gear box 107 from the control start point, and a new energy compensation current is obtained. Ir may be determined, and the target current It may be obtained based on this. That is, in this case, the energy compensation current Ir is calculated a plurality of times. Thereby, control of energy F can be performed with higher accuracy. The energy F when the stopper rubber 105c of the rack shaft 105 hits the end surface 107a of the steering gear box 107 is more likely to approach the set energy Fr.

また設定エネルギーＦｒは、一定の値として予め定めておいてもよいが、車両状態に基づき決定してもよい。この場合、車両状態としては、例えば、車速Ｖｃ、車輪１５０の速度、ヨーレート、車両の加速度、ラック軸１０５の温度、ラック軸１０５近傍の外気温などが挙げられる。つまりこれらの車両状態毎に、設定エネルギーＦｒの値を決めておき、エネルギー補償電流算出部２７が、車両状態に応じて設定エネルギーＦｒを選択する。   The set energy Fr may be predetermined as a constant value, but may be determined based on the vehicle state. In this case, examples of the vehicle state include the vehicle speed Vc, the speed of the wheels 150, the yaw rate, the acceleration of the vehicle, the temperature of the rack shaft 105, the outside air temperature in the vicinity of the rack shaft 105, and the like. That is, the value of the set energy Fr is determined for each vehicle state, and the energy compensation current calculation unit 27 selects the set energy Fr according to the vehicle state.

また上述した例では、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸１０５の位置とラック軸１０５が与えるエネルギーＦとの関係について説明したが、ラック軸１０５が左方向（マイナス方向）に移動した場合もほぼ同様である。つまりラック軸１０５が左方向（マイナス方向）に移動したときは、図１中の右側に位置する方のラック軸１０５の突出部１０５ｂが、図１中の右側に位置する方のステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる場合となる。この場合もエネルギーＦを、同様にして求めることができる。
また上述した例では、ラック軸１０５の突出部１０５ｂにストッパラバー１０５ｃを設けた場合について説明したが、ストッパラバー１０５ｃを設けないようにすることもできる。この場合も、上述した事項は、同様に適用することができる。この場合において、移動端は、突出部１０５ｂとなり、突出部１０５ｂをラックエンドということができる。 In the example described above, the relationship between the position of the rack shaft 105 and the energy F given by the rack shaft 105 when the rack shaft 105 moves to the right (plus direction) has been described. The same is true when moving in the negative direction. That is, when the rack shaft 105 moves in the left direction (minus direction), the protruding portion 105b of the rack shaft 105 positioned on the right side in FIG. 1 becomes the steering gear box 107 positioned on the right side in FIG. It will be a case where it hits against the end face 107a. Also in this case, the energy F can be obtained in the same manner.
In the above-described example, the case where the stopper rubber 105c is provided on the protruding portion 105b of the rack shaft 105 has been described. However, the stopper rubber 105c may be omitted. In this case as well, the above-described matters can be similarly applied. In this case, the moving end is the protruding portion 105b, and the protruding portion 105b can be called a rack end.

なお、上記実施の形態では、ラックピニオン式を例示したが、その他のラックアシスト式、ディアルピニオン式等にも同様に採用できる。   In the above embodiment, the rack and pinion type is exemplified, but other rack assist type and dial pinion type can be similarly adopted.

また、上述した各実施形態における制御装置１０の構成要素は、ハードウェアによって実現されていても良いし、ソフトウェアによって実現されていても良い。また、本発明の構成要素の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等の外部記憶装置も含む。   In addition, the components of the control device 10 in each embodiment described above may be realized by hardware or may be realized by software. When some or all of the constituent elements of the present invention are realized by software, the software (computer program) can be provided in a form stored in a computer-readable recording medium. The “computer-readable recording medium” is not limited to a portable recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM, but an internal storage device in a computer such as various RAMs and ROMs, or an external storage device such as a hard disk Including.

１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２２…イナーシャ補償電流算出部、２３…ダンパー補償電流算出部、２５…仮目標電流決定部、２７…エネルギー補償電流算出部、２８…最終目標電流決定部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１０５…ラック軸、１０７…ステアリングギヤボックス、１１０…電動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Control apparatus, 20 ... Target current calculation part, 21 ... Base current calculation part, 22 ... Inertia compensation current calculation part, 23 ... Damper compensation current calculation part, 25 ... Temporary target current determination part, 27 ... Energy compensation current calculation part 28 ... Final target current determination unit, 30 ... Control unit, 100 ... Electric power steering device, 105 ... Rack shaft, 107 ... Steering gear box, 110 ... Electric motor

Claims (8)

直線移動によって車輪を転舵させるラック軸を有し、ステアリングホイールの一方方向の回転操作力を前記車輪の一方方向の転動力として伝達する伝達機構と、
前記伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が前記車輪の一方方向の転動力として加えられる電動モータと、
前記ステアリングホイールに対して前記一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように前記電動モータの駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ラック軸の移動端において前記ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にするように前記電動モータの回転駆動力を制御する電動パワーステアリング装置。 A transmission mechanism that has a rack shaft that steers a wheel by linear movement, and transmits a rotational operation force in one direction of the steering wheel as a rolling force in one direction of the wheel;
An electric motor to which a rotational driving force in one direction is applied as a rolling force in one direction of the wheel, via the transmission mechanism;
Control means for controlling the driving of the electric motor so as to generate the rotational driving force in the one direction when the rotational operating force in the one direction is applied to the steering wheel;
With
The electric power steering apparatus, wherein the control means controls a rotational driving force of the electric motor so that an energy given by the rack shaft at a moving end of the rack shaft is set to a predetermined amount. 前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記ラック軸の運動エネルギーである請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the energy given by the rack shaft is kinetic energy of the rack shaft. 前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記電動モータから前記ラック軸に加えられる駆動エネルギーをさらに加味したものである請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the energy given by the rack shaft further includes driving energy applied to the rack shaft from the electric motor. 前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記ステアリングホイールから前記ラック軸に加えられる駆動エネルギーをさらに加味したものである請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the energy given by the rack shaft further includes driving energy applied from the steering wheel to the rack shaft. 前記制御手段は、前記ラック軸が与えるエネルギーと予め定められたエネルギーである設定エネルギーとの差分に基づき制御を行なう請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control based on a difference between energy given by the rack shaft and set energy that is predetermined energy. 前記設定エネルギーは、車両状態に基づき決定される請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 5, wherein the set energy is determined based on a vehicle state. 前記制御手段は、前記移動端と前記移動端から予め定められた距離に設定された制御開始点における前記差分に基づき制御を行なう請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 5, wherein the control means performs control based on the difference between the moving end and a control start point set at a predetermined distance from the moving end. ステアリングホイールに対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように電動モータを駆動させる仮の目標電流として仮目標電流を決定する仮目標電流決定部と、
直線移動によって車輪を転舵させるラック軸の移動端において前記ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にする電流としてエネルギー補償電流を算出するエネルギー補償電流算出部と、
前記仮目標電流および前記エネルギー補償電流に基づいて、前記電動モータを駆動させる最終的な目標電流として最終目標電流を決定する最終目標電流決定部と、
を備える電動パワーステアリング装置。 A temporary target current determining unit that determines a temporary target current as a temporary target current for driving the electric motor so as to generate a rotational driving force in one direction when a rotational operation force in one direction is applied to the steering wheel; ,
An energy compensation current calculation unit that calculates an energy compensation current as a current that makes the energy given by the rack shaft a predetermined amount at the moving end of the rack shaft that steers the wheel by linear movement;
A final target current determining unit that determines a final target current as a final target current for driving the electric motor based on the temporary target current and the energy compensation current;
An electric power steering apparatus comprising:
JP2018013642A 2018-01-30 2018-01-30 Electric power steering device Active JP6966951B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018013642A JP6966951B2 (en) 2018-01-30 2018-01-30 Electric power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018013642A JP6966951B2 (en) 2018-01-30 2018-01-30 Electric power steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019130987A true JP2019130987A (en) 2019-08-08
JP6966951B2 JP6966951B2 (en) 2021-11-17

Family

ID=67545414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018013642A Active JP6966951B2 (en) 2018-01-30 2018-01-30 Electric power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6966951B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6315272U (en) * 1986-07-17 1988-02-01
JPH03239670A (en) * 1990-02-15 1991-10-25 Atsugi Unisia Corp Control method for power steering system with motor
JP2005067296A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Showa Corp Electric power steering device
JP2006001474A (en) * 2004-06-18 2006-01-05 Showa Corp Electric power steering device
JP2008213643A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2015123807A (en) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社ショーワ Electric power steering device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6315272U (en) * 1986-07-17 1988-02-01
JPH03239670A (en) * 1990-02-15 1991-10-25 Atsugi Unisia Corp Control method for power steering system with motor
JP2005067296A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Showa Corp Electric power steering device
JP2006001474A (en) * 2004-06-18 2006-01-05 Showa Corp Electric power steering device
JP2008213643A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2015123807A (en) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社ショーワ Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6966951B2 (en) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111746628A (en) Steering control device
JP6352576B1 (en) Steering device
JP6609465B2 (en) Electric power steering device
JP5687166B2 (en) Electric power steering device
JP2013212715A (en) Electric power steering device
JP6209444B2 (en) Electric power steering device
JP6966951B2 (en) Electric power steering device
JP6326171B1 (en) Steering control device, electric power steering device
JP6222895B2 (en) Electric power steering device
JP6401878B1 (en) Electric power steering device
JP5975741B2 (en) Electric power steering device
JP2014125036A (en) Electric power-steering device
JP2015085729A (en) Electric power steering device
JP6059063B2 (en) Electric power steering device
JP2017043114A (en) Electric power steering device
JP5045872B2 (en) Electric power steering device
JP6401637B2 (en) Electric power steering device
JP6059051B2 (en) Electric power steering apparatus and program
JP2014088138A (en) Electric power steering device
JP2016165953A (en) Electric power steering device
JP2016159701A (en) Electric power steering system
JP6357326B2 (en) Electric power steering device
JP6235940B2 (en) ELECTRIC POWER STEERING DEVICE, CONTROL DEVICE AND PROGRAM FOR ELECTRIC POWER STEERING DEVICE
JP6058984B2 (en) Electric power steering device
JP2014148244A (en) Electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200717

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20210226

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211004

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211019

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6966951

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150