JP2785390B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用等における電動式のパワーステア
リング装置に係り、特にスリップ時における操舵不安定
を防止した電動パワーステアリング装置に関するもので
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for an automobile or the like, and more particularly to an electric power steering apparatus that prevents steering instability during a slip.
従来、電動パワーステアリング装置としては、ステア
リング操舵トルクおよび車速に応じて、補助操舵用のモ
ータ電流を増減し、またはモータ電流をオン，オフする
制御を行うようにしたものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric power steering device, there is known an electric power steering device that performs control for increasing or decreasing a motor current for auxiliary steering or turning on / off a motor current in accordance with a steering torque and a vehicle speed.
このような装置においては、ステアリング操舵トルク
および車速を測定する手段を有し、これらの計測値に応
じて制御を行うことによって、操舵用モータ電流を増減
またはオン，オフさせて所要のパワーアシストを行い、
低速走行時には補助操舵力を大きくして軽快な操舵を行
うことができるようにし、車速の上昇とともに補助操舵
力を漸減させ、さらにある速度以上ではマニュアルステ
アリングになるようにして、安定な操舵性能を得られる
ようにしている。Such a device has means for measuring the steering torque and the vehicle speed, and by performing control in accordance with these measured values, increases / decreases the steering motor current or turns on / off to provide the required power assist. Do
At low speeds, the auxiliary steering force is increased so that light steering can be performed.The auxiliary steering force is gradually reduced as the vehicle speed increases, and at a certain speed or higher, manual steering is performed to ensure stable steering performance. I am getting it.
自動車が雪路やじゃり路等を走行中には、車輪のスリ
ップが発生しやすい。このような状態では通常の道路と
同様の操舵力で操舵すると、ステアリング操作が軽くな
りすぎて舵の切り過ぎを生じるので、操舵力を通常の場
合より弱くして操舵性能を安定させることが必要であ
る。When an automobile is traveling on a snowy road, a jersey, or the like, wheels are likely to slip. In such a state, if the steering is performed with the same steering force as on a normal road, the steering operation becomes too light and the rudder is turned too much, so it is necessary to stabilize the steering performance by making the steering force weaker than usual. It is.
パワーステアリング装置の場合も同様に、路面状態を
考慮せずに同じ補助操舵力で制御すると、雪路やじゃり
路等では、切り過ぎによって操舵が不安定になったり、
必要以上の操舵によって車両がスピンしたりするといっ
た不都合がある。Similarly, in the case of a power steering device, when the vehicle is controlled with the same auxiliary steering force without considering the road surface condition, on a snowy road or a jersey road, the steering becomes unstable due to excessive turning,
There is a disadvantage that the vehicle spins due to excessive steering.
本発明は、このような従来技術の課題を解決しようと
するものである。The present invention is to solve such a problem of the related art.
すなわち、本発明は、車輪のスリップが生じたとき
に、電動パワーステアリングの補助操舵力を補正するも
のであって、スリップ量に応じて補助操舵用の出力電流
を補正するとともに、スリップ量の判定にヒステリシス
を持たせることによって、ステアリング操作の違和感を
なくした電動パワーステアリング装置を提供することを
目的としている。That is, the present invention corrects the auxiliary steering force of the electric power steering when a wheel slip occurs, corrects the output current for auxiliary steering according to the slip amount, and determines the slip amount. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that eliminates a feeling of strangeness in steering operation by providing hysteresis to the electric power steering apparatus.
本発明においては、ステアリングモータによってステ
アリングハンドルの操舵力に補助操舵力を付与する電動
パワーステアリング装置において、各車輪に設けられた
車輪速センサと、この車輪速センサによって求められる
各車輪の速度の差をとるとともにこれに基づいてスリッ
プ量を求めるスリップ量算出部と、ステアリングハンド
ル軸における操舵トルクと車両の速度を示す車速値とか
らステアリングモータに対する出力電流を制御してステ
アリングハンドルの操舵力に補助操舵力を付与する操舵
力制御手段とを有している。そして、この操舵力制御手
段が、更に、スリップ量が設定値以上のときステアリン
グモータに対する出力電流を補正する電流補正機能と、
前回ステアリングモータに対する出力電流の補正が行わ
れたときはスリップ量の設定値を変更する設定値調整機
能と、この変更後におけるスリップ量が設定値以上であ
ったときに更に出力電流の補正を行う再補正機能とを備
えているという構成をとっている。According to the present invention, in an electric power steering device that applies an auxiliary steering force to a steering force of a steering handle by a steering motor, a difference between a wheel speed sensor provided for each wheel and a speed of each wheel obtained by the wheel speed sensor is provided. And a slip amount calculating unit for calculating a slip amount based on the steering torque, and an output current to the steering motor is controlled based on the steering torque on the steering handle shaft and a vehicle speed value indicating the speed of the vehicle to assist the steering force of the steering handle. Steering force control means for applying force. The steering force control means further includes a current correction function for correcting an output current to the steering motor when the slip amount is equal to or more than a set value;
A set value adjustment function for changing the set value of the slip amount when the output current to the steering motor was corrected last time, and further correcting the output current when the slip amount after the change is equal to or more than the set value. It is configured to have a re-correction function.
これによって前述した目的を達成しようとするもので
ある。This aims to achieve the above-mentioned object.
以下、本発明を第１図ないし第５図に基づいて説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図に示す実施例は、ステアリングモータ13によっ
てステアリングハンドルの操舵力に補助操舵力を付与す
る電動パワーステアリング装置を開示している。The embodiment shown in FIG. 1 discloses an electric power steering apparatus in which a steering motor 13 applies an auxiliary steering force to a steering force of a steering handle.
本実施例においては、このような電動パワーステアリ
ング装置に対して、さらに、各車輪に設けられた車輪速
センサ21と、車輪速センサ21によって求められた各車輪
の速度の差からスリップ量を求めるスリップ量算出部25
とを備えている。In the present embodiment, for such an electric power steering device, a slip amount is further determined from a difference between the wheel speed sensors 21 provided for the respective wheels and the speeds of the respective wheels determined by the wheel speed sensors 21. Slip amount calculator 25
And
さらに、ステアリングハンドル軸11における操舵トル
クと車両の速度を示す車速値とからステアリングモータ
13に対する出力電流を制御してステアリングハンドル10
の操舵力に補助操舵力を付与するとともに、前記求めら
れたスリップ量が設定値以上のとき前記ステアリングモ
ータ13に対する出力電流を補正し、前回ステアリングモ
ータ13に対する出力電流の補正が行われたときはスリッ
プ量の設定値を変更して、この変更後におけるスリップ
量が設定値以上であったとき出力電流の補正を行う操舵
力制御手段としての制御部30が設けられている。Further, a steering motor is determined from a steering torque on the steering handle shaft 11 and a vehicle speed value indicating the speed of the vehicle.
13 control the output current to the steering wheel 10
Auxiliary steering force is applied to the steering force of the above, the output current to the steering motor 13 is corrected when the obtained slip amount is equal to or more than a set value, and when the output current to the steering motor 13 was corrected last time, A control unit 30 is provided as steering force control means for changing the set value of the slip amount and correcting the output current when the slip amount after the change is equal to or more than the set value.
これをさらに詳述すると、第１図において、符号10は
ステアリングハンドル、符号11はステアリングハンドル
10からの操作トルクを伝達するステアリングハンドル軸
である。ステアリングハンドル軸11上には、トルクセン
サ12が取り付けられており、ステアリングハンドル10を
操作したとき、トルクセンサ12によってそのときの操舵
トルクを検出することができるようになっている。More specifically, in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a steering handle, and reference numeral 11 denotes a steering handle.
This is the steering handle shaft that transmits the operating torque from 10. A torque sensor 12 is mounted on the steering handle shaft 11, and when the steering handle 10 is operated, the torque sensor 12 can detect the steering torque at that time.
また、符号13はステアリングモータ、符号14はクラッ
チ、符号15は減速機を示す。これらは、車軸に結合され
たステアリングコラム16に取り付けられており、ステア
リングモータ13に生じた回転力をクラッチ14を経て減速
機15に伝え、減速機15で減速，増大された回転力によっ
てステアリングコラム16を介して車軸に操舵力を与える
ことによって、車輪20の向きを変えて転向するように構
成されている。Reference numeral 13 denotes a steering motor, reference numeral 14 denotes a clutch, and reference numeral 15 denotes a speed reducer. These are mounted on a steering column 16 connected to an axle. The torque generated by the steering motor 13 is transmitted to a speed reducer 15 via a clutch 14, and the speed is reduced by the speed reducer 15 and the increased torque is applied to the steering column. By applying a steering force to the axle via 16, the wheels 20 are changed in direction and turned.
符号40はブレーキペダルであって、これを操作するこ
とによって、ブレーキオイルがアクチュエータ41からブ
レーキチューブ42を経て、各車輪のブレーキ部に送られ
て、各車輪のブレーキパッド43を動作させて制動が行わ
れる。Reference numeral 40 denotes a brake pedal, and by operating the brake pedal, brake oil is sent from the actuator 41 to the brake unit of each wheel via the brake tube 42, and the brake pad 43 of each wheel is operated to perform braking. Done.
符号21は車輪速センサであって、各車輪20に取り付け
られており、それぞれの車輪の回転速度を計測する。ま
た、符号17はスピードメータ用の車速センサであって、
図示されないトランスミッション部における駆動軸の回
転速度によって、車両の速度を計測する。Reference numeral 21 denotes a wheel speed sensor, which is attached to each wheel 20, and measures the rotation speed of each wheel. Reference numeral 17 denotes a vehicle speed sensor for a speedometer,
The speed of the vehicle is measured based on the rotation speed of the drive shaft in a transmission unit (not shown).
スリップ量算出部25は、各車輪速センサ21からの各車
輪速のデータより速度差を求め、これと各車輪速との関
係からスリップ量を算出する。The slip amount calculation unit 25 obtains a speed difference from the data of each wheel speed from each wheel speed sensor 21, and calculates a slip amount from the relationship between the difference and the wheel speed.
トルクセンサ12,車速センサ17,スリップ量算出部25の
それぞれの信号は、操舵力制御手段としての制御部30に
加えられるようになっている。Each signal of the torque sensor 12, the vehicle speed sensor 17, and the slip amount calculation unit 25 is applied to a control unit 30 as a steering force control unit.
この制御部30は、トルクセンサ12からの操舵トルクと
車速センサ17からの車速のデータによって必要な補助操
舵力を算出し、これによってステアリングモータ13に対
する出力電流を制御する。さらに、スリップ量算出部25
において求められた車輪のスリップ量に基づいて、ステ
アリングモータ13に対する出力電流を補正する。The control unit 30 calculates a necessary auxiliary steering force based on the steering torque from the torque sensor 12 and the vehicle speed data from the vehicle speed sensor 17, and thereby controls the output current to the steering motor 13. Further, the slip amount calculation unit 25
The output current to the steering motor 13 is corrected based on the wheel slip amount obtained in.
第２図は、第１図に示された電動パワーステアリング
装置の動作をフローチャートによって示したものであ
る。以下、これに基づいて、本実施例の電動パワーステ
アリング装置の動作を説明する。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the electric power steering device shown in FIG. Hereinafter, based on this, the operation of the electric power steering device of the present embodiment will be described.
．制御部30は、操舵トルクと車速が予め設定されてい
る補助操舵に対する設定値の範囲内であるか否かをチェ
ックする（S100）。. The control unit 30 checks whether or not the steering torque and the vehicle speed are within a preset set value for the auxiliary steering (S100).
．チェック結果、補助操舵に対する設定値の範囲外で
あれば、ステアリングモータ電流を「０」とするか（S1
01）、またはステアリングモータ13およびクラッチ14を
オフにする（S111）。. If the check result indicates that the value is out of the set value for the auxiliary steering, the steering motor current is set to “0” (S1
01) or turn off the steering motor 13 and the clutch 14 (S111).
．チェック結果、補助操舵に対する設定値の範囲内で
あったときは、スリップ量算出部25において算出された
スリップ量を読み込む（S120）。. If the check result indicates that the value is within the range of the set value for the auxiliary steering, the slip amount calculated by the slip amount calculation unit 25 is read (S120).
．読み込まれたスリップ量が、予め設定されている値
以上であるか否かをチェックする（S130）。. It is checked whether the read slip amount is equal to or larger than a preset value (S130).
．スリップ量が予め設定されている値以上であれば、
モータ出力電流値を補正する（S140）。この場合の補正
方法としては、 （ａ）．スリップ量に応じて予め定められている補正係
数によって算出する。. If the slip amount is equal to or greater than a preset value,
The motor output current value is corrected (S140). As the correction method in this case, (a). It is calculated by a correction coefficient predetermined according to the slip amount.
（ｂ）．スリップ発生時の出力電流マップを予め設定し
ておき、これから算出する。(B). An output current map at the time of occurrence of slip is set in advance, and is calculated from this.
等の方法によって行うことができる。 And the like.
第３図はステアリングモータの出力電流マップを例示
したものであって、同図（１）はスリップ量が「０」の
場合を示し、同図（２）はスリップ量がある値ｘの場合
を示している。FIG. 3 illustrates an output current map of the steering motor. FIG. 3A shows a case where the slip amount is “0”, and FIG. 4B shows a case where the slip amount is a certain value x. Is shown.
．スリップ量が設定値以下であれば、出力電流の補正
を行わないが、スリップ量の変動によるハンチングを防
止するため、前回補正が行われたか否かをチェックし
（S131）、補正が行われていたならば、スリップ量の設
定値を変更する（S132）ことによって、制御にヒステリ
シスを与えるようにする。. If the slip amount is equal to or less than the set value, the output current is not corrected. However, in order to prevent hunting due to a change in the slip amount, it is checked whether or not the previous correction has been performed (S131), and the correction has been performed. Then, the control is given hysteresis by changing the set value of the slip amount (S132).
．変更後のスリップ量が設定値以上であるか否かをチ
ェックし（S133）、これからステアリングモータ13に対
する出力電流の補正が必要か否かの判定を行う。そして
必要なとき出力電流の補正を行って（S140）、決定され
た電流値をステアリングモータ13に対して出力する。な
お第２図において、破線で囲んで示す（S131），（S13
2），（S133）の各ステップは、ハンチング防止のため
のヒステリシス付与部分を示している。. It is checked whether or not the changed slip amount is equal to or larger than a set value (S133), and it is determined whether or not the output current of the steering motor 13 needs to be corrected. Then, when necessary, the output current is corrected (S140), and the determined current value is output to the steering motor 13. In FIG. 2, (S131), (S13)
Steps 2) and (S133) show a hysteresis providing portion for preventing hunting.
第４図は出力電流の補正の具体例を示したものであ
る。FIG. 4 shows a specific example of the correction of the output current.
いま、スリップ量が第４図に示されるように変化した
とき、時間Δｔごとにスリップ量を算出したとすると、
ａ点およびｂ点ではスリップ量が設定値Ｘより大きいの
で、出力電流の補正が行われる。Now, when the slip amount changes as shown in FIG. 4, if the slip amount is calculated for each time Δt,
At points a and b, since the slip amount is larger than the set value X, the output current is corrected.
路面状況の変化によってスリップ量が一時的に減少し
た場合、例えばｃ点のように、スリップ量が設定値Ｘよ
りも低くなることがある。When the slip amount temporarily decreases due to a change in the road surface condition, the slip amount may be lower than the set value X, for example, at a point c.
この場合は、前回（ｂ点）において出力補正を行って
いるので、スリップ量を変更して差分ΔＸだけ増加した
値ｃ′とする。これによって設定値Ｘより大きくなるの
で、出力補正が行われることになる。In this case, since the output is corrected at the previous time (point b), the slip amount is changed to a value c ′ increased by the difference ΔX. As a result, the output value becomes larger than the set value X, so that output correction is performed.
スリップが実際に収まり始めたｅ点においても、スリ
ップ量が設定値Ｘより低いので同様の処理が行われる
が、差分ΔＸを加えた値ｅ′は設定値Ｘより低くなるの
で、この場合は出力補正は行われない。At point e where the slip actually starts to settle, the same processing is performed because the slip amount is lower than the set value X. However, since the value e ′ obtained by adding the difference ΔX is lower than the set value X, in this case, the output No correction is made.
このような処理を行うことによって、第４図のａ〜ｄ
点ではスリップ中とみなして出力補正を行い、ｅ点以降
ではスリップが収まったものとみなして通常の電流出力
とする制御が行われる。By performing such processing, a to d in FIG.
At the point, the output is corrected by assuming that the slip is being performed, and after the point e, the control is performed such that the slip is settled and the normal current output is performed.
第５図は第１図に示された実施例の変形例を示したも
のであって、第１図の場合と同じものを同じ番号で示
す。符号50はアンチロック・ブレーキ・システム（AB
S）の制御装置である。この制御装置50は、ABS制御を行
うために、各車輪速センサ21の車輪速のデータによっ
て、スリップ量の検出を行っている。FIG. 5 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 are indicated by the same numbers. 50 is an anti-lock brake system (AB
S) is a control device. The control device 50 detects the slip amount based on the wheel speed data of each wheel speed sensor 21 in order to perform the ABS control.
第５図の実施例では、ABS制御装置50は電動パワース
テアリング装置の制御部30と接続線51を経て通信可能な
ように構成されている。In the embodiment of FIG. 5, the ABS control device 50 is configured to be able to communicate with the control unit 30 of the electric power steering device via the connection line 51.
これによって、ABS制御装置50が検出したスリップ量
を、逐次、電動パワーステアリング装置の制御部30に通
知することによって、第１図に示された実施例の場合と
同様の制御を行うことができる。As a result, the same control as in the embodiment shown in FIG. 1 can be performed by sequentially notifying the control unit 30 of the electric power steering device of the slip amount detected by the ABS control device 50. .
以上説明したように、本発明によれば、路面状態等に
基づいて車輪がスリップしている状態では、上述した如
く電動パワーステアリング装置の補助操舵力を弱めるよ
うに制御を行うので、ステアリング操作が安定し、急ハ
ンドルによってスピンが生じたりする危険性が減少す
る。このような効果は、発進，停止時においても同様で
ある。As described above, according to the present invention, in a state in which the wheels are slipping based on the road surface state or the like, the control is performed so as to weaken the auxiliary steering force of the electric power steering apparatus as described above, so that the steering operation is performed. Stable and reduces the risk of spinning due to sharp turns. This effect is the same at the time of starting and stopping.
また本発明では、スリップ量の判定に際しては、設定
値の変更によってヒステリシスを持たせるようにしてい
るので、補助操舵力が変化するときの違和感がない。Further, in the present invention, when the slip amount is determined, the hysteresis is provided by changing the set value, so that there is no uncomfortable feeling when the auxiliary steering force changes.
さらに本発明ではスリップ量の検出にABS装置を用い
ることができ、かかる点においてそのハードウエアとソ
フトウエアを利用することが可能であり、従って本発明
を実施するための改造費を少なくすることができる。Further, in the present invention, an ABS device can be used for detecting the slip amount, and the hardware and software can be used in such a point, so that the remodeling cost for implementing the present invention can be reduced. it can.
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明装
置の動作を示すフローチャート、第３図はステアリング
モータの出力電流マップを例示する図、第４図は出力電
流の補正の具体例を示す図、第５図は第１図の実施例の
変形例を示す図である。 10……ステアリングハンドル、11……ステアリングハン
ドル軸、13……ステアリングモータ、21……車輪速セン
サ、25……スリップ量算出部、30……操舵力制御手段と
しての制御部。1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the device of the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating an output current map of a steering motor, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a modification of the embodiment of FIG. 10 Steering handle, 11 Steering handle shaft, 13 Steering motor, 21 Wheel speed sensor, 25 Slip amount calculation unit, 30 Control unit as steering force control means.
Claims (1)
ハンドルの操舵力に補助操舵力を付与する電動パワース
テアリング装置において、 各車輪に設けられた車輪速センサと、この車輪速センサ
によって求められる各車輪の速度の差をとるとともにこ
れに基づいてスリップ量を求めるスリップ量算出部と、
ステアリングハンドル軸における操舵トルクと車両の速
度を示す車速値とからステアリングモータに対する出力
電流を制御してステアリングハンドルの操舵力に補助操
舵力を付与する操舵力制御手段とを備え、 この操舵力制御手段が、更に、前記スリップ量が設定値
以上のとき前記ステアリングモータに対する出力電流を
補正する電流補正機能と、前回ステアリングモータに対
する出力電流の補正が行われたときはスリップ量の設定
値を変更する設定値調整機能と、この変更後におけるス
リップ量が設定値以上であったときに更に出力電流の補
正を行う再補正機能とを備えていることを特徴とした電
動パワーステアリング装置。An electric power steering system for applying an auxiliary steering force to a steering force of a steering handle by a steering motor, wherein a difference between a wheel speed sensor provided for each wheel and a speed of each wheel obtained by the wheel speed sensor is provided. And a slip amount calculating unit for obtaining a slip amount based on the slip amount.
Steering force control means for controlling an output current to a steering motor from a steering torque on a steering handle shaft and a vehicle speed value indicating the speed of the vehicle to provide an auxiliary steering force to the steering force of the steering handle; In addition, a current correction function for correcting the output current to the steering motor when the slip amount is equal to or more than a set value, and a setting for changing the set value of the slip amount when the output current to the steering motor was corrected last time. An electric power steering apparatus, comprising: a value adjustment function; and a re-correction function for further correcting the output current when the slip amount after the change is equal to or more than a set value.
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