JP4003104B2

JP4003104B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP4003104B2
Application number: JP4217099A
Authority: JP
Inventors: 喜隆林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP2000238652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車等の車両に装備される電動パワーステアリング装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の操舵装置では、一方に切られたハンドル（ステアリングホイール）から運転者が手を離すなり操舵力を抜くなりして、自然に操舵車輪が中立位置に戻す操作が通常行われてきた。ところが通常の電動パワーステアリング装置では、自然に操舵車輪が中立位置に戻るのを期待していると、特に低速時にはハンドルが戻りにくいという不都合があった。これは、路面から各操舵車輪にかかる力により自然にハンドルが戻ろうとする際に、パワーアシストモータおよびその減速機がもつ慣性モーメントおよび摩擦抵抗などの影響に起因している。その結果、運転者がハンドルから手を離しても、ハンドルの戻りが遅かったり、ハンドルが中立位置まで戻りきらなかったりするので、運転者は積極的にハンドルを中立位置にまで戻す操作をしなければならず、ワークロードが大きかった。
【０００３】
このような不都合を解消する目的で、特公平３−１１９４４号公報には、ハンドルを一方に切るトルクを弱めると、直ちに戻し操舵が自動的に行われて操舵車輪が中立位置に戻る電動パワーステアリング装置が開示されている。すなわち、同公報の電動パワーステアリング装置には、ステアリングラック軸の左右位置を検出することにより直接的に操舵車輪の操舵角を検出する舵角センサが装備されている。そして、ステアリングコラムにかかる操舵トルクの急激な減少によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、積極的にパワーアシストモータが駆動され、操舵車輪は速やかに中立位置に戻されるようになっている。その結果、同公報の技術によれば、ハンドルを中立位置に戻すための積極的な運転操作を行うことが不要になり、運転者のワークロードが軽減されるという効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報の技術では、通常の電動パワーステアリング装置のハードウェア構成に加えて、操舵車輪の操舵角を検出するための舵角センサが必要とされるので、その分のコストアップは不可避であった。
そこで本発明は、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に止めることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明した。
（第１手段）
本発明の第１手段は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置である。
本手段では、制御ユニットは、車輪速センサからの左右一対の車輪速信号と、トルクセンサからの操舵トルク信号とに基づいて、パワーアシストモータを駆動する作用を有する。この作用を発揮するために、制御ユニットは、左右車輪速差演算手段、モータ回転角速度推定手段、ハンドル戻し検出手段および戻し補正制御手段の四つの演算手段を備えている。
【０００６】
左右車輪速差演算手段は、左右一対の車輪速信号に基づいた演算を行なって、左右の各車輪の速度差を示す車輪速差信号を生成する数値演算手段である。また、モータ回転角速度推定手段は、パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電圧と、そのモータ電流検出値とに基づいて、モータ回転角速度を推定する演算を行う数値演算手段である。一方、ハンドル戻し検出手段は、操舵トルク信号と車輪速差信号とモータ回転角速度とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、戻し補正制御手段は、このハンドル戻し検出手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、パワーアシストモータに適正な戻し操舵をさせる戻し補正信号を生成する数値演算手段である。これら四つの演算手段が、所定の制御ロジックに従って互いに関連しながら作用することにより、制御ユニットは、ハンドルが戻し状態にある場合には、適正な戻し操舵をさせるように、パワーアシストモータを駆動することができる。
【０００７】
すなわち、これら四つの演算手段は、ＥＣＵ等の制御ユニット内に装備されているマイクロコンピュータのソフトウェアを改修する等のマイナーチェンジによって実現可能である。それゆえ、本手段では、操舵角センサ等のハードウェアを新たに装備すること必要がなくなり、その分のコストアップがなくなる。それでいて、本手段の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードを軽減することができる。
【０００８】
したがって、本手段の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に止めることができるという効果がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の電動パワーステアリング装置の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。
［実施例１］
（実施例１の構成）
本発明の実施例１としての電動パワーステアリング装置は、電気自動車用の操舵装置であって、図１に示すように、左右一対の車輪速センサ１、トルクセンサ２、制御ユニット１０およびパワーアシストモータ３を有する。
【００１０】
左右一対の車輪速センサ１は、ＡＢＳのセンサとしてすでに自動車に標準装備されているデジタル周波数検出用のピックアップであって、左右の各車輪の回転角速度に関する車輪速信号をそれぞれ生成するセンサである。一方、トルクセンサ２は、ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を生成するセンサである。本実施例の電動パワーステアリング装置は、自動車の状態を検知するセンサとしてはこれら二種類のセンサだけを採用しており、操舵車輪の操舵角度を検出するポテンショメータなどの操舵角センサは、必要としていない。
【００１１】
パワーアシストモータ３は、制御ユニット１０によって適正に制御されながら駆動され、運転者がハンドルにかける操舵トルクを補強して、操舵車輪に舵角を与える操舵力を高める直流モータである。一方、制御ユニット１０は、前述の左右一対の車輪速信号と操舵トルク信号とに基づいて、パワーアシストモータを適正に駆動するＥＣＵである。
【００１２】
すなわち、制御ユニット１０は、車速演算器１１、電流指令値演算手段１２、モータ制御回路１３、モータ駆動回路１４、モータ電流検出回路１５、モータ端子間電圧検出回路１６、モータ回転角速度推定手段１７、ハンドル戻し検出手段１８、左右車輪速差演算手段１９および戻し補正制御手段２０を内蔵している。これらの構成要素のうち、車速演算器１１、電流指令値演算手段１２、モータ制御回路１３、モータ駆動回路１４、モータ電流検出回路１５およびモータ端子間電圧検出回路１６は、普通の電動パワーステアリング装置がもっているものと基本的に同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００１３】
また、電流指令値演算手段１２、モータ回転角速度推定手段１７、ハンドル戻し検出手段１８、左右車輪速差演算手段１９および戻し補正制御手段２０は、制御ユニット１０に内蔵されているマイクロコンピュータ（図略）によってそれぞれ実現されるデジタル演算手段である。
すなわち、左右車輪速差演算手段１９は、左右一対の車輪速信号に基づいた演算を行なって、左右の各車輪の速度差を示す車輪速差信号を生成する数値演算手段である。また、モータ回転角速度推定手段１７は、パワーアシストモータ３に加えられるモータ端子間電圧と、そのモータ電流検出値とに基づいて、モータ回転角速度を推定する演算を行う数値演算手段である。一方、ハンドル戻し検出手段１８は、操舵トルク信号と車輪速差信号とモータ回転角速度とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、戻し補正制御手段２０は、このハンドル戻し検出手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさせる戻し補正信号を生成する数値演算手段である。
【００１４】
本実施例の電動パワーステアリング装置における各種信号の入出力は、図１に示す通りであるが、本実施例の特徴的な部分については後ほど作用効果の項で説明する。
（実施例１の作用効果）
本実施例の電動パワーステアリング装置は、以上のように構成されているので、以下のような作用効果を発揮する。読者におかれては、図１を参照しつつ読み進められたい。
【００１５】
左右車輪速差演算手段１９は、前述の左右一対の車輪速センサ１からのパルス信号の間隔をパルスカウンタで計測することにより、左右一対の車輪速信号に基づいた演算を行なって、左右の各車輪の速度差を示す車輪速差信号を生成する。すなわち、自動車が左右の一方に旋回中には左右の車輪の回転速度の差が生じるので、左右車輪速差演算手段１９は、その差を検出して数値演算を行うことにより、左右の各車輪の速度差を示す車輪速差信号を生成する。
【００１６】
また、モータ回転角速度推定手段１７は、パワーアシストモータ３に加えられるモータ端子間電圧と、そのモータ電流検出値とに基づいて、モータ回転角速度を推定する数値演算を行う。ここで、モータ端子間電圧は、モータ駆動回路１４に付属しているモータ端子間電圧検出回路１６のよって検出され、Ａ／Ｄ変換器を介してモータ回転角速度推定手段１７に入力される。一方、モータ電流検出値は、モータ制御回路１３等と共にマイナー・フィードバックループを形成しているモータ電流検出回路１５によって計測され、やはりＡ／Ｄ変換器を介してモータ回転角速度推定手段１７に入力される。
【００１７】
モータ回転角速度推定手段１７によって算定されたモータ回転角速度信号は、ハンドル戻し検出手段１８に伝達される。ハンドル戻し検出手段１８にはまた、前述の左右車輪速差演算手段１９によって算出された車輪速差信号と、前述のトルクセンサ２からのトルク信号とが、それぞれ入力される。
ハンドル戻し検出手段１８は、操舵トルク信号と車輪速差信号とモータ回転角速度信号とに基づいて、論理演算を行い、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する。ハンドル戻し検出手段１８によるこの判定結果は、左右車輪速差演算手段１９によって算出された車輪速差信号と、車速演算器１１により計測された車速信号とに並行して、戻し補正制御手段２０に供給される。
【００１８】
最後に、戻し補正制御手段２０は、前述のようにハンドル戻し検出手段１８によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、数値演算を行い、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさせる戻し補正信号を生成する。この数値演算は、車速演算器１１によって測定された車速信号と、左右車輪速差演算手段１９によって算出された車輪速差信号とに基づき、所定の演算ロジックに従ってなされ、適正な戻し補正信号が生成される。
【００１９】
このようにして戻し補正制御手段２０によって生成された戻し補正信号は、電流指令値演算手段１２に提供される。その結果、電流指令値演算手段１２では、トルクセンサ２からのトルク信号と、車速演算器１１からの車速信号と、戻し補正制御手段２０からの戻し補正信号とに基づき、適正な電流指令値が算出されて戻し操舵がスムースに行われるようになる。
【００２０】
以上の作用のうち、モータ回転角速度推定手段１７、左右車輪速差演算手段１９およびハンドル戻し検出手段１８の作用について、図２のフローチャートを参照しつつより具体的に説明する。
すなわち、先ず処理ステップＳ１で、各種入力データが、制御ユニット１０のマイクロコンピュータ（図略）に読み込まれる。これらの入力データは、トルクセンサ２からの操舵トルク値、モータ電流検出回路１５からのモータ電流検出値、モータ端子間電圧検出回路１６からのモータ端子間電圧値、並びに車輪速センサ１からの右車輪速度および左車輪速度である。
【００２１】
次に処理ステップＳ２では、同ステップのブロックに記載された数式に従って、モータ回転角速度推定手段１７によるモータ回転角速度の数値演算が行われ、モータ回転角速度信号θdot が算出される。
さらに、処理ステップＳ３では、同ステップのブロックに記載された数式に従って数値演算が行われ、左右車輪速差演算手段１９による左右の車輪の速度差を示す車輪速差信号Ｖrdifが算出される。ここで、左右車輪速度差補正値Ｖost は、左右の車輪の空気圧の差などに起因して直進状態でも生じる左右の車輪速差を補正するための補正値であり、学習演算により自動的に調整されて設定される値である。
【００２２】
以下、ステップＳ４〜Ｓ１０は、ハンドル戻し検出手段１８による論理演算のロジックを示す部分である。
すなわち、判断ステップＳ４では、先ず、前回のハンドル戻し検出手段１８の論理演算でハンドル戻し制御フラグがセットされているか、あるいは逆にリセットされているかが判定される。ここで、ハンドル戻し制御フラグがセットされている状態は、ハンドルが戻し状態にあることを示し、逆に、ハンドル戻し制御フラグがリセットされている状態は、ハンドルが戻し状態にはないことを示す。それゆえ、前回のハンドル戻し検出手段１８による論理演算の結果、ハンドル戻し制御フラグがリセットされおりハンドルが戻し状態にはないと判定されていた場合には、判断ステップＳ５以下に進み、新たに戻し状態になってないかが判定される。
【００２３】
判断ステップＳ５では、操舵トルク信号Ｔｓとパワーアシストモータ３の回転方向とが一致しているか、あるいは逆になっているかが判定さる。両者が一致している場合には、ハンドルは依然として戻し状態にないものと判定され、ハンドル戻し制御フラグはそのままでルーチンが終了する。逆に、両者が正負逆になっている場合には、パワーアシストモータ３の回転方向とハンドルにかかっている操舵トルクＴｓとが逆になっているわけであるから、戻し状態になっている可能性ありと判定され、次の判断ステップＳ６にロジックは進む。なお、パワーアシストモータ３が静止しており、操舵トルクＴｓが正負いずれかである場合にも、戻し状態になっている可能性ありと判定され、次の判断ステップＳ６にロジックは進む。
【００２４】
次の判断ステップＳ６では、車輪速差信号Ｖrdifの絶対値が規定値（１ｋｍ／ｈ弱程度）を越えているかが判定され、自動車が旋回状態にあるか否かの判定がなされる。すなわち、車輪速差信号Ｖrdifの絶対値が規定値を越えてなければ、自動車は旋回状態にはなくほぼ直進状態であるものと判定され、戻し状態にはないので、ハンドル戻し制御フラグをそのままにしてルーチンを終了する。逆に、車輪速差信号Ｖrdifの絶対値が規定値を越えいる場合には、自動車は旋回状態にあるものと判定され、戻し状態である可能性が高いと判定されて、次の判断ステップＳ７にロジックは進む。
【００２５】
判断ステップＳ７では、前述の判断ステップＳ５および判断ステップＳ６の判定がごく短時間の所定時間中に保たれているか否かが判定される。これは、操舵トルクＴｓが瞬間的に戻し操作側の符号になっただけで戻し状態にあると判定すると、ハンドルの微動等を拾ってしまい、判定を誤る可能性があるからである。それゆえ、所定時間の間、判断ステップＳ５および判断ステップＳ６の判定が維持されているか否かが判定される。その結果、同判定が維持されていないようであれば、処理ステップＳ１１で所定時間カウンタがリセットされ、ハンドル戻し制御フラグをそのまま（リセット状態のまま）にしてルーチンは終了する。逆に、判断ステップＳ５および判断ステップＳ６の判定が維持されており、戻し状態になったと判断ステップＳ７で判定された場合には、次の処理ステップＳ８でハンドル戻し制御フラグがセットされ、戻し状態にあるとの認識がなされる。
【００２６】
一方、前述の判断ステップＳ４において、前回のハンドル戻し検出手段１８の論理演算でハンドル戻し制御フラグがセットされており、ハンドルが戻し状態にあったと判定された場合には、判断ステップＳ９へとロジックは進む。
判断ステップＳ９では、車輪速差信号Ｖrdifの絶対値が前述の規定値以内であるか否かが判定される。同絶対値が規定値以内にない場合には、自動車は旋回状態にあるわけであるから、依然としてハンドルは戻し状態にあるものと判定され、ハンドル戻し制御フラグはリセットされることなくルーチンは終了する。逆に、同絶対値が規定値以内にある場合には、自動車は旋回状態を終え直進状態に復帰しているわけである。それゆえ、この場合には、ハンドルはすでに中立状態にあり戻し状態を脱していると判定され、ハンドル戻し制御フラグはリセットされてルーチンが終了する。
【００２７】
このようなハンドルが戻し状態にあるか否かの判定が、ハンドル戻し検出手段１８で行われた後、戻し状態であるある場合には、戻し補正制御手段２０により適正な戻し補正信号が算出されて、電流指令値演算手段１２に伝達される。その結果、前述のように、電流指令値演算手段１２では、トルクセンサ２からのトルク信号と、車速演算器１１からの車速信号と、戻し補正制御手段２０からの戻し補正信号とに基づき、適正な電流指令値が算出されて戻し操舵がスムースに行われるようになる。
【００２８】
以上詳述したように、制御ユニット１０に内蔵されたマイクロコンピュータにおいて各演算手段が作用し、制御ユニット１０は、ハンドルが戻し状態にある場合には適正な戻し操舵をさせるように、パワーアシストモータ３を駆動することができる。
すなわち、本実施例の電動パワーステアリング装置は、すでに電気自動車に装備されている制御ユニット（ＥＣＵ）１０内に装備されているマイクロコンピュータのソフトウェアを改修する等のマイナーチェンジによって実現可能である。それゆえ、本実施例では、電気自動車に標準装備されているＡＢＳの車輪速センサ１を利用することによって、操舵角センサ等のハードウェアを新たに装備すること必要がなくなり、その分のコストアップがなくなる。それでいて、本実施例によれば、ハンドルを中立位置に戻すための運転者のワークロードを軽減することができる。
【００２９】
したがって、本実施例の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図
【図２】実施例１でのステアリング戻し制御の主要な作用を示す流れ図
【符号の説明】
１：車輪速センサ（左右一対）
２：トルクセンサ（ステアリングコラムに装備）
３：パワーアシストモータ（直流モータ）
１０：制御ユニット（ＥＣＵ）
１１：車速演算器１２：電流指令値演算手段
１３：モータ制御回路１４：モータ駆動回路
１５：モータ電流検出回路１６：モータ端子間電圧検出回路
１７：モータ回転角速度推定手段１８：ハンドル戻し検出手段
１９：左右車輪速差演算手段２０：戻し補正制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of an electric power steering device installed in a vehicle such as an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
In a steering apparatus for an automobile, an operation in which a driver releases a steering force from a steering wheel (steering wheel) cut to one side or removes a steering force to naturally return a steering wheel to a neutral position has been generally performed. However, in an ordinary electric power steering device, there is a disadvantage that the steering wheel is difficult to return particularly when the steering wheel is expected to return to the neutral position, particularly at a low speed. This is due to the effects of the moment of inertia and frictional resistance of the power assist motor and its speed reducer when the steering wheel naturally returns due to the force applied to each steering wheel from the road surface. As a result, even if the driver removes his / her hand from the handle, the return of the handle is slow or the handle does not return to the neutral position, so the driver must actively return the handle to the neutral position. It was a heavy workload.
[0003]
In order to solve this problem, JP fairness 3-11944 and weaken the torque to cut the handle in one direction, immediately return the electric power steering is done automatically steering wheel returns to the neutral position A steering device is disclosed. That is, the electric power steering apparatus disclosed in the publication is equipped with a steering angle sensor that directly detects the steering angle of the steering wheel by detecting the left and right positions of the steering rack shaft. When it is determined that the steering wheel is in a return state due to a sudden decrease in steering torque applied to the steering column, the power assist motor is actively driven, and the steering wheel is quickly returned to the neutral position. ing. As a result, according to the technique disclosed in the publication, it is not necessary to perform an aggressive driving operation for returning the steering wheel to the neutral position, and the driver's workload is reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in the above publication requires a steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel in addition to the hardware configuration of a normal electric power steering apparatus, and thus the cost increase is inevitable. there were.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can minimize the increase in cost while reducing the workload for returning the steering wheel to the neutral position.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the inventor has invented the following means.
(First means)
The first means of the present invention is the electric power steering apparatus according to claim 1.
In this means, the control unit has an action of driving the power assist motor based on a pair of left and right wheel speed signals from the wheel speed sensor and a steering torque signal from the torque sensor. In order to exert this effect, the control unit includes four calculation means, that is, a left and right wheel speed difference calculation means, a motor rotation angular speed estimation means, a steering wheel return detection means, and a return correction control means.
[0006]
The left and right wheel speed difference calculating means is numerical value calculating means for performing a calculation based on a pair of left and right wheel speed signals to generate a wheel speed difference signal indicating a speed difference between the left and right wheels. The motor rotation angular velocity estimation means is a numerical calculation means that performs an operation for estimating the motor rotation angular velocity based on the voltage between the motor terminals applied to the power assist motor and the detected motor current. On the other hand, the steering wheel return detection means is a logical operation means that determines whether or not the steering wheel is in a returning state based on the steering torque signal, the wheel speed difference signal, and the motor rotation angular velocity. Further, the return correction control means is a numerical calculation means for generating a return correction signal for causing the power assist motor to perform proper return steering when the handle return detection means determines that the handle is in the return state. When these four calculation means operate in association with each other according to a predetermined control logic, the control unit drives the power assist motor so as to perform proper return steering when the steering wheel is in the return state. be able to.
[0007]
In other words, these four calculation means can be realized by minor changes such as modifying the software of a microcomputer equipped in a control unit such as an ECU. Therefore, in this means, it is not necessary to newly equip hardware such as a steering angle sensor, and the cost is increased accordingly. Nevertheless, according to the electric power steering apparatus of this means, the workload for returning the handle to the neutral position can be reduced.
[0008]
Therefore, according to the electric power steering apparatus of this means, there is an effect that the cost increase can be minimized while the workload for returning the handle to the neutral position is reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiments of the electric power steering apparatus of the present invention will be described clearly and sufficiently in the following examples so that a person skilled in the art can understand that the embodiments can be implemented.
[Example 1]
(Configuration of Example 1)
The electric power steering apparatus as the first embodiment of the present invention is a steering apparatus for an electric vehicle. As shown in FIG. 1, a pair of left and right wheel speed sensors 1, a torque sensor 2, a control unit 10, and a power assist motor. having three.
[0010]
The pair of left and right wheel speed sensors 1 are digital frequency detection pickups already provided as standard in the automobile as ABS sensors, and generate wheel speed signals related to the rotational angular velocities of the left and right wheels, respectively. On the other hand, the torque sensor 2 is a sensor that detects a steering torque applied to the steering column and generates a steering torque signal. The electric power steering apparatus of this embodiment employs only these two types of sensors as sensors for detecting the state of the automobile, and does not require a steering angle sensor such as a potentiometer that detects the steering angle of the steering wheel. .
[0011]
The power assist motor 3 is a direct current motor that is driven while being properly controlled by the control unit 10 and reinforces the steering torque applied by the driver to the steering wheel to increase the steering force that gives the steering wheel a steering angle. On the other hand, the control unit 10 is an ECU that appropriately drives the power assist motor based on the pair of left and right wheel speed signals and the steering torque signal.
[0012]
That is, the control unit 10 includes a vehicle speed calculator 11, a current command value calculator 12, a motor control circuit 13, a motor drive circuit 14, a motor current detector 15, a motor terminal voltage detector 16, a motor rotation angular velocity estimator 17, A steering wheel return detection means 18, a left and right wheel speed difference calculation means 19 and a return correction control means 20 are incorporated. Among these components, the vehicle speed calculator 11, the current command value calculator 12, the motor control circuit 13, the motor drive circuit 14, the motor current detection circuit 15, and the voltage detection circuit 16 between the motor terminals are ordinary electric power steering devices. Since it is basically the same as the one having, detailed description is omitted.
[0013]
The current command value calculation means 12, the motor rotation angular speed estimation means 17, the handle return detection means 18, the left and right wheel speed difference calculation means 19 and the return correction control means 20 are a microcomputer (not shown) built in the control unit 10. ) Is a digital arithmetic means realized by each.
That is, the left and right wheel speed difference calculating means 19 is a numerical value calculating means for performing a calculation based on a pair of left and right wheel speed signals to generate a wheel speed difference signal indicating a speed difference between the left and right wheels. The motor rotation angular velocity estimation means 17 is a numerical calculation means for performing a calculation for estimating the motor rotation angular speed based on the motor terminal voltage applied to the power assist motor 3 and the detected motor current. On the other hand, the steering wheel return detection unit 18 is a logical operation unit that determines whether or not the steering wheel is in a returning state based on the steering torque signal, the wheel speed difference signal, and the motor rotation angular velocity. Further, the return correction control means 20 is a numerical calculation means for generating a return correction signal for causing the power assist motor 3 to perform proper return steering when the handle return detection means determines that the handle is in the return state. is there.
[0014]
The input / output of various signals in the electric power steering apparatus of the present embodiment is as shown in FIG. 1, but the characteristic part of the present embodiment will be described later in the section of operational effects.
(Operational effect of Example 1)
Since the electric power steering apparatus of the present embodiment is configured as described above, the following operational effects are exhibited. The reader is encouraged to read with reference to FIG.
[0015]
The left and right wheel speed difference calculating means 19 performs an operation based on the pair of left and right wheel speed signals by measuring the interval between the pulse signals from the pair of left and right wheel speed sensors 1 described above, and thereby calculating the left and right wheel speed signals. A wheel speed difference signal indicating a wheel speed difference is generated. That is, since the difference between the rotational speeds of the left and right wheels occurs while the vehicle is turning to the left or right, the left and right wheel speed difference calculating means 19 detects the difference and performs a numerical calculation to thereby calculate the left and right wheels. A wheel speed difference signal indicating the speed difference is generated.
[0016]
Further, the motor rotation angular velocity estimation means 17 performs numerical calculation for estimating the motor rotation angular velocity based on the voltage between the motor terminals applied to the power assist motor 3 and the detected motor current. Here, the motor terminal voltage is detected by a motor terminal voltage detection circuit 16 attached to the motor drive circuit 14, and is input to the motor rotation angular velocity estimation means 17 via the A / D converter. On the other hand, the motor current detection value is measured by the motor current detection circuit 15 that forms a minor feedback loop together with the motor control circuit 13 and the like, and is also input to the motor rotation angular velocity estimation means 17 via the A / D converter. The
[0017]
The motor rotation angular velocity signal calculated by the motor rotation angular velocity estimation means 17 is transmitted to the handle return detection means 18. The wheel return detection means 18 also receives the wheel speed difference signal calculated by the left and right wheel speed difference calculation means 19 and the torque signal from the torque sensor 2 described above.
The steering wheel return detection means 18 performs a logical operation based on the steering torque signal, the wheel speed difference signal, and the motor rotation angular velocity signal, and determines whether or not the steering wheel is in the returning state . This determination result by the steering wheel return detection means 18 is sent to the return correction control means 20 in parallel with the wheel speed difference signal calculated by the left and right wheel speed difference calculation means 19 and the vehicle speed signal measured by the vehicle speed calculator 11. Supplied.
[0018]
Finally, the return correction control means 20 performs a numerical calculation when the handle return detection means 18 determines that the handle is in the return state as described above, and causes the power assist motor 3 to perform proper return steering. A return correction signal is generated. This numerical calculation is performed in accordance with a predetermined calculation logic based on the vehicle speed signal measured by the vehicle speed calculator 11 and the wheel speed difference signal calculated by the left and right wheel speed difference calculating means 19, and an appropriate return correction signal is generated. Is done.
[0019]
The return correction signal generated by the return correction control means 20 in this way is provided to the current command value calculation means 12. As a result, the current command value calculation means 12 determines an appropriate current command value based on the torque signal from the torque sensor 2, the vehicle speed signal from the vehicle speed calculator 11, and the return correction signal from the return correction control means 20. It is calculated and the return steering is smoothly performed.
[0020]
Among the operations described above, the operations of the motor rotation angular velocity estimation means 17, the left and right wheel speed difference calculation means 19 and the handle return detection means 18 will be described more specifically with reference to the flowchart of FIG.
That is, first, in processing step S1, various input data are read into the microcomputer (not shown) of the control unit 10. These input data are the steering torque value from the torque sensor 2, the motor current detection value from the motor current detection circuit 15, the voltage value between the motor terminals from the motor terminal voltage detection circuit 16, and the right from the wheel speed sensor 1. Wheel speed and left wheel speed.
[0021]
Next, in processing step S2, a numerical calculation of the motor rotational angular velocity is performed by the motor rotational angular velocity estimating means 17 according to the mathematical formula described in the block of the same step, and the motor rotational angular velocity signal θdot is calculated.
Further, in the processing step S3, numerical calculation is performed according to the mathematical formula described in the block of the same step, and the wheel speed difference signal Vrdif indicating the speed difference between the left and right wheels is calculated by the left and right wheel speed difference calculating means 19. Here, the left / right wheel speed difference correction value Vost is a correction value for correcting a left / right wheel speed difference that occurs even in a straight traveling state due to a difference in air pressure between the left and right wheels, and is automatically adjusted by a learning calculation. This is the value that is set.
[0022]
Hereinafter, steps S4 to S10 are portions showing logic of logic operation by the handle return detection means 18.
That is, in the determination step S4, first, it is determined whether the handle return control flag is set by the previous logical operation of the handle return detection means 18 or is reset. Here, the state in which the handle return control flag is set indicates that the handle is in the return state, and conversely, the state in which the handle return control flag is reset indicates that the handle is not in the return state. . Therefore, when it is determined that the handle return control flag is reset and the handle is not in the return state as a result of the logical operation by the previous handle return detection means 18, the process proceeds to the determination step S5 and subsequent steps and a new return is made. It is determined whether the state is not reached.
[0023]
In the determination step S5, it is determined whether the steering torque signal Ts and the rotation direction of the power assist motor 3 coincide with each other or are reversed. If the two match, it is determined that the handle is still not in the return state, and the routine ends with the handle return control flag unchanged. On the contrary, when both are positive and negative, the rotation direction of the power assist motor 3 and the steering torque Ts applied to the steering wheel are reversed, so that the return state can be established. The logic proceeds to the next decision step S6. Even when the power assist motor 3 is stationary and the steering torque Ts is either positive or negative, it is determined that there is a possibility of returning, and the logic advances to the next determination step S6.
[0024]
In the next determination step S6, it is determined whether or not the absolute value of the wheel speed difference signal Vrdif exceeds a specified value (about 1 km / h or less), and it is determined whether or not the vehicle is in a turning state. That is, if the absolute value of the wheel speed difference signal Vrdif does not exceed the specified value, it is determined that the vehicle is not in a turning state but is in a substantially straight state, and is not in a returning state. Exit the routine. Conversely, if the absolute value of the wheel speed difference signal Vrdif exceeds the specified value, it is determined that the vehicle is in a turning state, and it is determined that there is a high possibility that the vehicle is in a returning state, and the next determination step S7 is performed. The logic goes on.
[0025]
In the determination step S7, it is determined whether or not the determinations in the determination step S5 and the determination step S6 are maintained for a very short time. This is because if it is determined that the steering torque Ts instantaneously becomes the sign on the return operation side and it is determined that the steering torque Ts is in the return state, a slight movement of the steering wheel or the like is picked up, and the determination may be erroneous. Therefore, it is determined whether or not the determinations of determination step S5 and determination step S6 are maintained for a predetermined time. As a result, if the same determination is not maintained, the counter is reset for a predetermined time in processing step S11, and the routine ends with the handle return control flag as it is (remaining in the reset state). On the other hand, if the determinations in the determination step S5 and the determination step S6 are maintained and it is determined in the determination step S7 that the return state has been reached, the handle return control flag is set in the next processing step S8, and the return state Is recognized.
[0026]
On the other hand, in the above-described determination step S4, if the handle return control flag is set by the previous logical operation of the handle return detection means 18, and it is determined that the handle is in the return state, the process proceeds to the determination step S9. Goes on.
In determination step S9, it is determined whether or not the absolute value of the wheel speed difference signal Vrdif is within the above-mentioned prescribed value. If the absolute value is not within the specified value, the vehicle is in a turning state, so it is determined that the steering wheel is still in the returning state, and the routine ends without resetting the steering wheel return control flag. . On the other hand, when the absolute value is within the specified value, the vehicle has finished turning and has returned straight. Therefore, in this case, it is determined that the handle is already in the neutral state and has returned from the return state, the handle return control flag is reset, and the routine ends.
[0027]
After such a determination as to whether or not the handle is in the return state is made by the handle return detection means 18, and in the return state, an appropriate return correction signal is calculated by the return correction control means 20. Is transmitted to the current command value calculation means 12. As a result, as described above, the current command value calculation means 12 is based on the torque signal from the torque sensor 2, the vehicle speed signal from the vehicle speed calculator 11, and the return correction signal from the return correction control means 20. A correct current command value is calculated, and the return steering is smoothly performed.
[0028]
As described above in detail, each calculation means operates in the microcomputer built in the control unit 10, and the control unit 10 causes the power assist motor to perform proper return steering when the steering wheel is in the return state. 3 can be driven.
That is, the electric power steering apparatus of the present embodiment can be realized by a minor change such as refurbishing the software of the microcomputer already installed in the control unit (ECU) 10 already installed in the electric vehicle. Therefore, in this embodiment, by using the ABS wheel speed sensor 1 that is standard equipment in an electric vehicle, it is not necessary to newly install hardware such as a steering angle sensor, and the cost is increased accordingly. Disappears. Nevertheless, according to this embodiment, the driver's workload for returning the steering wheel to the neutral position can be reduced.
[0029]
Therefore, according to the electric power steering apparatus of the present embodiment, there is an effect that the cost increase can be suppressed to a minimum while the workload for returning the handle to the neutral position is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment. FIG. 2 is a flowchart illustrating main operations of steering return control according to the first embodiment.
1: Wheel speed sensor (left and right pair)
2: Torque sensor (equipped on the steering column)
3: Power assist motor (DC motor)
10: Control unit (ECU)
11: Vehicle speed calculator 12: Current command value calculation means 13: Motor control circuit 14: Motor drive circuit 15: Motor current detection circuit 16: Motor terminal voltage detection circuit 17: Motor rotation angular velocity estimation means 18: Handle return detection means 19 : Left and right wheel speed difference calculation means 20: Return correction control means

Claims

左右の各車輪の回転角度位置または回転角速度に関する車輪速信号をそれぞれ生成する左右一対の車輪速センサと、
ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を生成するトルクセンサと、
この操舵トルクを補強して操舵力を高めるパワーアシストモータと、
これらの車輪速信号のうち少なくとも一方とこの操舵トルク信号とに基づいてこのパワーアシストモータを駆動する制御ユニットと、
を有する電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、
直進状態でも生じる左右の車輪速差を補正し両前記車輪速信号に基づいて左右の各前記車輪の速度差を示す車輪速差信号を生成する左右車輪速差演算手段と、
前記パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電圧とモータ電流検出値とに基づいてモータ回転角速度を推定するモータ回転角速度推定手段と、
前記操舵トルク信号とこの車輪速差信号とこのモータ回転角速度とに基づいてハンドルが戻し状態にあるか否かを判定するハンドル戻し検出手段と、
このハンドル戻し検出手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、前記パワーアシストモータに適正な戻し操舵をさせる戻し補正信号を生成する戻し補正制御手段と、
を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。A pair of left and right wheel speed sensors that respectively generate wheel speed signals related to the rotation angle positions or rotation angular speeds of the left and right wheels;
A torque sensor that detects steering torque applied to the steering column and generates a steering torque signal;
A power assist motor that reinforces the steering torque and increases the steering force;
A control unit that drives the power assist motor based on at least one of the wheel speed signals and the steering torque signal;
In an electric power steering apparatus having
The control unit is
Right and left wheel speed difference calculating means for correcting a left and right wheel speed difference that occurs even in a straight traveling state and generating a wheel speed difference signal indicating a speed difference between the left and right wheels based on both the wheel speed signals;
Motor rotation angular velocity estimation means for estimating a motor rotation angular velocity based on a motor terminal voltage and a motor current detection value applied to the power assist motor;
Steering wheel return detection means for determining whether or not the steering wheel is in a return state based on the steering torque signal, the wheel speed difference signal, and the motor rotation angular velocity;
A return correction control means for generating a return correction signal for causing the power assist motor to perform an appropriate return steering when the handle return detection means determines that the handle is in a return state;
An electric power steering apparatus comprising: