JP4969410B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される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 device mounted on a vehicle.
従来、この種の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)の制御系は、概略図3に示すように構成され、ドライバのステアリングの操作をモータ(直流モータ)1の回転駆動によってアシストする。 Conventionally, a control system of this type of electric power steering apparatus (hereinafter referred to as EPS) is configured as schematically shown in FIG. 3, and assists the driver's steering operation by the rotational drive of a motor (DC motor) 1.
すなわち、ドライバのステアリングの操作トルクをトルクセンサ2により検出し、その検出トルクをA/D変換してマイクロコンピュータ構成の制御ECU3Aの電流目標値設定器4に入力する。なお、前記検出トルクはその力の方向(正、逆)の情報を含む。 That is, the steering torque of the driver's steering is detected by the torque sensor 2, and the detected torque is A / D converted and input to the current target value setting unit 4 of the control ECU 3A having a microcomputer configuration. The detected torque includes information on the direction of the force (forward or reverse).
電流目標値設定器4は、例えばトルクセンサ2の検出トルクに対するモータ1の駆動電流の目標値の特性マップ又は演算式を保持し、入力された検出トルクに応じたモータ1の駆動電流の目標値Irのデータを減算器5に出力する。 The current target value setter 4 holds, for example, a characteristic map or arithmetic expression of the target value of the drive current of the motor 1 with respect to the detected torque of the torque sensor 2, and the target value of the drive current of the motor 1 according to the input detected torque. The Ir data is output to the subtracter 5.
減算器5は目標値Irと後述する駆動電流の検出値Ixとの誤差ΔIrx(=Ir−Ix)を演算し、誤差ΔIrxのデータを制御器6に出力する。 The subtractor 5 calculates an error ΔIrx (= Ir−Ix) between a target value Ir and a detection value Ix of a drive current described later, and outputs data of the error ΔIrx to the controller 6.
制御器6はモータ1の駆動電流制御器を形成し、誤差ΔIrxに周知のPI制御又はPID制御)を施し(Pは比例、Iは積分、Dは微分)、フィードバック制御の操作量として、検出値Ixを目標値Irに制御するモータ1の駆動電圧値を求め、この駆動電圧値に対応する電圧制御出力として、例えばPWM制御の制御出力を形成し、この制御出力を駆動ECU7のモータ駆動回路8に出力する。 The controller 6 forms a drive current controller for the motor 1 and applies a known PI control or PID control to the error ΔIrx (P is proportional, I is integral, D is derivative), and is detected as an operation amount of feedback control. A drive voltage value of the motor 1 that controls the value Ix to the target value Ir is obtained, a control output of, for example, PWM control is formed as a voltage control output corresponding to this drive voltage value, and this control output is used as a motor drive circuit of the drive ECU 7. 8 is output.
モータ駆動回路8は例えば図4に示すように、1対の電源端a、b間に、一方の2ブリッジ辺8a、8bの直列回路と、他方の2ブリッジ辺8c、8dの直列回路とを並列接続し、各ブリッジ辺8a〜8dに半導体スイッチQ1〜Q4を設けて、いわゆるフルブリッジに形成される。
For example, as shown in FIG. 4, the
なお、各半導体スイッチQ1〜Q4は電力用FET、IGBT、電力用トランジスタ等からなり、それぞれ放電路用のダイオードD1〜D4が逆並列に接続される。 Each of the semiconductor switches Q1 to Q4 includes a power FET, IGBT, power transistor, and the like, and diodes D1 to D4 for discharge paths are connected in antiparallel.
また、モータ1の一端はブリッジ辺8a、8bの接続点αに接続され、モータ1の他端は2ブリッジ辺8c、8dの接続点βに接続される。
One end of the motor 1 is connected to a connection point α between the
そして、前記制御出力は各ブリッジ辺8a〜8dの半導体スイッチQ1〜Q4の制御端子(ゲート端子)にパルス入力される4相出力であり、それらのハイレベル、ローレベルに基づく半導体スイッチQ1〜Q4のオン、オフの組み合わせにより、モータ1に印加される駆動電圧が操作されて可変制御される。
The control output is a four-phase output pulsed to the control terminals (gate terminals) of the semiconductor switches Q1 to Q4 of the
このとき、対向する2ブリッジ辺8a、8dの半導体スイッチQ1、Q4が同時にオンすると、前記駆動電圧に応じた図4の矢印線iaに示す向きの駆動電流がモータ1を通流してモータ1が正回転駆動される。
At this time, when the semiconductor switches Q1 and Q4 of the opposing two
また、対向する2ブリッジ辺8b、8cの半導体スイッチQ2、Q3が同時にオンすると、前記駆動電圧に応じた図4の矢印線ibに示す向きの駆動電流がモータ1を通流してモータ1が逆回転駆動される。
Further, when the semiconductor switches Q2 and Q3 of the opposing two
つぎに、モータ1を通流する駆動電流(モータ電流)は、例えば図4の抵抗Rが形成する図3のモータ電流検出器9により検出され、その検出出力が制御ECU3AのA/D変換器10により駆動電流の検出値Ixのデータに変換され、この検出値Ixのデータが減算器5に供給される。なお、実際にはA/D変換器10の後段に符号付加器が設けられ、この符号付加器によって制御器6の出力と検出値Ixとの関係からモータ1の回転の正逆が検出され、A/D変換器10の出力がモータ1の回転方向に応じて正、負の極性になるが、図3では説明を簡単にするため、符号付加器等は省略している。
Next, the drive current (motor current) flowing through the motor 1 is detected by, for example, the motor current detector 9 of FIG. 3 formed by the resistor R of FIG. 4, and the detected output is an A / D converter of the control ECU 3A. 10 is converted into data of the detected value Ix of the drive current, and the data of the detected value Ix is supplied to the subtracter 5. In practice, a sign adder is provided at the subsequent stage of the A /
上記構成のEPSは、減算器5から、制御器6、モータ駆動回路8、モータ1、モータ電流検出器9、A/D変換器10を介して減算器5に戻る閉ループのデジタルのフィードバック制御により、ステアリングの操作トルクに応じたモータ1の駆動電流の目標値Irと、モータ1の駆動電流(制御量)の検出値Ixとの誤差ΔIrxに基づいて、フィードバック制御の制御量である前記駆動電流を目標値Irに引き込む。
The EPS configured as described above is based on closed-loop digital feedback control that returns from the subtractor 5 to the subtractor 5 via the controller 6, the
その際、モータ1の駆動電圧(フィードバック制御の操作量)を設定するPWM制御の制御出力は、制御ECU3Aにプログラム設定された50μs程度のPWM制御の微小な単位周期τ毎に更新してもよいが、制御系全体の追従性等を考慮し、実用的には、例えば10単位周期10×τ(500μs)の制御周期毎に目標値Ir、検出値Ixを読み込んで制御出力が更新される。
At that time, the control output of the PWM control for setting the driving voltage (operation amount of feedback control) of the motor 1 may be updated every minute unit period τ of the PWM control of about 50 μs set in the control ECU 3A. However, considering the followability of the entire control system and the like, practically, for example, the control output is updated by reading the target value Ir and the detection value Ix every control period of 10
ところで、この種のEPSにおいては、図3に示すように、モータ電流検出器9から減算器5に至るフィードバック制御の帰還路11に破線で示す減衰手段(位相遅れ回路又は、ローパスフイルタからなる)12aを設け、前記帰還路に混入した外来のノイズnaを低減し、電動パワーステアリングの品質(ステアリングの操作フィーリング)を高めること及び、電流目標値設定器4から制御器6に至る経路にも破線に示す同様の減衰手段12bを設け、その経路に混入した外来のノイズnbを低減し、電動パワーステアリングの品質を高めることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
By the way, in this type of EPS, as shown in FIG. 3, attenuating means (consisting of a phase delay circuit or a low-pass filter) indicated by a broken line in a
そして、減衰手段12aを設けた場合、モータ電流検出器9から出力される前記帰還路の検出値Ixに混入した外来のノイズnaについては、減衰手段12aの位相遅れやローパスフイルタの積分処理によってノイズnaが低減されることにより、減算器5の誤差ΔIrx及び、制御器6からモータ駆動回路8に出力される制御出力のノイズnaによる変動が防止され、フィードバック制御の乱れ等が抑制される。
When the attenuating
また、減衰手段12bを設けた場合も、減衰手段12bの位相遅れやローパスフイルタの積分処理によって電流目標値設定器4の目標値Irに混入(重畳)した外来の高周波のノイズnbが低減されることにより、フィードバック制御の乱れ等が抑制される。 Even when the attenuating means 12b is provided, the external high-frequency noise nb mixed (superposed) on the target value Ir of the current target value setter 4 is reduced by the phase delay of the attenuating means 12b or the integration process of the low-pass filter. Thus, disturbance of feedback control or the like is suppressed.
この種のEPSに図3の減衰手段12a、12bを設けた場合、ステアリングの操作によって制御電流目標値設定器4の目標値Irが前回値から変化し、この変化に伴って前記PWM制御の制御出力が変化するときには、この制御出力の変動に基づく検出値Ixの変動が減衰手段12aの前記積分処理によって抑えられるため、モータの駆動電流(検出値Ix)が目標値Irに引き込まれて安定するまでのフィードバック制御の変動が長引き、その間、ステアリングが微振動してその操作フィーリングが悪くなる。 When the attenuating means 12a and 12b of FIG. 3 are provided in this type of EPS, the target value Ir of the control current target value setter 4 is changed from the previous value by the steering operation, and the control of the PWM control is accompanied by this change. When the output changes, the fluctuation of the detected value Ix based on the fluctuation of the control output is suppressed by the integration process of the attenuation means 12a, so that the motor driving current (detected value Ix) is drawn to the target value Ir and stabilized. Until then, the fluctuation of the feedback control is prolonged, and during that time, the steering is slightly vibrated and the operation feeling becomes worse.
また、減衰手段12bを設けた場合も、ステアリング操作による電流目標値設定器4の目標値Irの変化が減衰手段12bの前記積分処理によって抑えられるため、モータの駆動電流が目標値Irに引き込まれて安定するまでのフィードバック制御の変動が長引き、その間、ステアリングが微振動してその操作フィーリングが悪くなる。
Even when the
すなわち、減衰手段12a、12bを設けた場合、ステアリングの操作によって毎制御周期の電流目標値設定器4の目標値Irが前回値から変化し、モータ1の駆動電圧(フィードバック制御の操作量)を設定するPWM制御の制御出力が変化してフィードバック制御の制御量であるモータの駆動電流が変動すると、減衰手段12a、12bの前記積分処理によってフィードバック制御の前記制御量又は前記操作量の本来の変化が抑えられ、モータの駆動電流(検出値Ix)が目標値Irに引き込まれて安定するまでのフィードバック制御の変動が長引き、その間、ステアリングが微振動してその操作フィーリングが悪くなり、EPSのステアリング操作性能が却って低下する問題がある。なお、ステアリングが微振動してその操作フィーリングが悪くなる現象は、操作トルクの変化が大きくない通常の緩やかなステアリング操作において顕著である。 That is, when the attenuating means 12a and 12b are provided, the target value Ir of the current target value setter 4 in each control cycle is changed from the previous value by the steering operation, and the drive voltage of the motor 1 (operation amount of feedback control) is changed. When the control output of the PWM control to be set changes and the drive current of the motor, which is the control amount of the feedback control, fluctuates, the original change of the control amount or the operation amount of the feedback control by the integration processing of the attenuation means 12a and 12b. Fluctuations in the feedback control until the motor drive current (detected value Ix) is drawn to the target value Ir and stabilizes, and the steering slightly vibrates and the operation feeling becomes worse. There is a problem that the steering operation performance deteriorates. Note that the phenomenon that the steering feels slightly worse due to the slight vibration of the steering is conspicuous in a normal gentle steering operation in which the change in the operating torque is not large.
そして、ノイズna、nbは、いわゆるシールド対策を講じて混入を低減することができるので、減衰手段12a、12bについては省くことが可能である。
Since noise na and nb can be reduced by taking a so-called shield measure, the attenuating
しかしながら、電流目標値設定器4の目標値(前記フィードバック制御の目標値)Irが前回値から変化したときの駆動電流の変化に伴うフィードバック制御の変動は、減衰手段12a、12bを省き、シールド対策を講じたとても、運転中に必ず出現し、ステアリングの微振動が生じる。
However, when the target value of the current target value setter 4 (target value of the feedback control) Ir is changed from the previous value, the fluctuation of the feedback control accompanying the change of the drive current omits the
そのため、この種のEPSにおいては、電流目標値設定器4の目標値Irの変化により前記ステアリングの微振動が発生して操作フィーリングが悪くなり、ステアリング操作性能が低下する現象を、どのように改善するかが重要である。このことは、モータ1の駆動電圧(フィードバック制御の操作量)をPWM制御方式以外の制御方式で制御する場合も同様である。 Therefore, in this type of EPS, how is the phenomenon that the steering feeling is deteriorated due to the slight vibration of the steering due to the change of the target value Ir of the current target value setter 4 and the steering operation performance is deteriorated? It is important to improve. The same applies to the case where the drive voltage of the motor 1 (operation amount of feedback control) is controlled by a control method other than the PWM control method.
本発明は、ステアリングの操作トルクに応じてモータの駆動電流をフィードバック制御する電動パワーステアリング装置において、駆動電流の目標値が変化したときのステアリングの微振動を極力防止し、ステアリングの操作フィーリングの向上を図ることを目的とする。 The present invention is an electric power steering apparatus that feedback-controls the motor drive current according to the steering operation torque, and prevents the steering vibration when the drive current target value changes as much as possible. The purpose is to improve.
上記した目的を達成するために、本発明のEPSは、ステアリングの操作をアシストするモータと、該モータを通電駆動する駆動部と、該駆動部を制御する制御部とを備え、該制御部により、前記ステアリングの操作トルクに応じた前記モータの駆動電流の目標値と、前記モータの駆動電流の検出値との誤差に基づいて、前記駆動電流をフィードバック制御するEPSにおいて、前記制御部に、前記検出値を微分する微分手段と、前記検出値に前記微分手段の微分値を加算する加算手段と、前記目標値と前記加算手段の加算値との誤差を演算する誤差演算手段とを設け、前記制御部により、前記目標値と前記加算手段の加算値との誤差に基づいて、前記駆動電流をフィードバック制御するようにしたことを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above object, the EPS of the present invention includes a motor that assists the steering operation, a drive unit that drives the motor to be energized, and a control unit that controls the drive unit. In the EPS that feedback-controls the drive current based on an error between a target value of the motor drive current corresponding to the steering operation torque and a detected value of the motor drive current, Differentiating means for differentiating the detected value, adding means for adding the differentiated value of the differentiating means to the detected value, and error calculating means for calculating an error between the target value and the added value of the adding means, The control unit is configured to perform feedback control of the drive current based on an error between the target value and the addition value of the addition means (claim 1).
また、本発明のEPSは、前記微分手段の後段に、前記微分値の過大成分を抑制するローパスフイルタを設けたことを特徴としている(請求項2)。 The EPS of the present invention is characterized in that a low-pass filter that suppresses an excessive component of the differential value is provided after the differentiating means (claim 2).
請求項1の本発明のEPSの場合、ステアリングの操作トルクに応じて前記駆動電流の目標値が変化し、モータの駆動電圧(フィードバック制御の操作量)を設定するモータ駆動の制御出力(例えば前記PWM制御の制御出力)が変化してモータの駆動電流(フィードバック制御の制御量)が変化すると、その変化が微分手段の微分によって増幅され、微分値として微分手段から出力される。 In the case of the EPS of the present invention of claim 1, the target value of the drive current changes according to the steering operation torque, and the motor drive control output (for example, the feedback control operation amount) is set. When the motor control current (PWM control output) changes and the motor drive current (control amount for feedback control) changes, the change is amplified by the differentiation of the differentiating means and is output from the differentiating means as a differential value.
そして、前記駆動電流の検出値と前記微分手段の微分値とが加算手段によって加算され、前記駆動電流の検出値に代えて前記加算手段の加算値が誤差演算手段に帰還入力される。 Then, the detected value of the driving current and the differential value of the differentiating means are added by the adding means, and the added value of the adding means is fed back to the error calculating means instead of the detected value of the driving current.
さらに、フィードバック制御される駆動電流の目標値と帰還入力された前記加算手段の加算値との誤差に基づく前記モータ駆動の制御出力の変化が、前記フィードバック制御の目標値と前記駆動電流の検出値との誤差に基づく変化より大きくなり、制御出力によってモータの駆動電流が迅速に目標値に引き込まれ、フィードバック制御が極めて短時間に安定する。 Further, the change in the control output of the motor drive based on the error between the target value of the drive current to be feedback-controlled and the addition value of the adding means input by feedback is the target value of the feedback control and the detected value of the drive current. As a result, the drive current of the motor is quickly drawn to the target value by the control output, and the feedback control is stabilized in a very short time.
そのため、駆動電流の目標値が変化したときのフィードバック制御の変動に伴うステアリングの微振動の発生が防止され、ステアリングの操作フィーリングが向上してステアリングの操作性能を高めることができる。 Therefore, it is possible to prevent the occurrence of fine vibrations of the steering accompanying the fluctuation of the feedback control when the target value of the driving current is changed, thereby improving the steering feeling and improving the steering operation performance.
また、請求項2の本発明のEPSの場合、前記微分手段の後段に設けたローパスフィルタの積分処理により前記微分手段の微分値が一定の大きさで飽和し、前記微分値が極端に過大になって正常なフィードバック制御が行なえなくなる事態の発生を防止することができ、一層実用的な構成でステアリングの操作フィーリングを向上し、この種のEPSのステアリング操作性能を高めることができる。 In the EPS of the present invention according to claim 2, the differential value of the differentiating means is saturated at a constant magnitude by the integration processing of the low-pass filter provided at the subsequent stage of the differentiating means, and the differential value becomes extremely excessive. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which normal feedback control cannot be performed, improve the steering operation feeling with a more practical configuration, and improve the steering operation performance of this type of EPS.
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その一実施形態について、図1及び図2にしたがって詳述する。 Next, in order to describe the present invention in more detail, an embodiment thereof will be described in detail with reference to FIGS.
図1は車両に搭載されたEPSのモータ駆動電流制御のブロック図、図2は図1の伝達特性の一例を示す。 FIG. 1 is a block diagram of motor drive current control of an EPS mounted on a vehicle, and FIG. 2 shows an example of the transfer characteristic of FIG.
(構成)
そして、図1において図3と同一符号は同一のものを示し、図1のEPSが図3の従来のEPSと異なる点は、図3の制御ECU3Aに代えて、本発明の制御部を形成するマイクロコンピュータ構成の制御ECU3Bを備えた点である。
(Constitution)
In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components, and the EPS in FIG. 1 differs from the conventional EPS in FIG. 3 in that a control unit of the present invention is formed instead of the control ECU 3A in FIG. A control ECU 3B having a microcomputer configuration is provided.
この制御ECU3Bが図3の制御ECU3Aと異なる点は、A/D変換器10から減算器5に至るフィードバック制御の本来の帰還路11にA/D変換器10側から順にロ−パスフィルタ(以下、LPFという)13、加算器14を設け、帰還路11のA/D変換器10から分岐して加算器13に至る第2の帰還路15にA/D変換器10側から順に微分器16、LPF17、リミッタ18を設けた点である。
This control ECU 3B is different from the control ECU 3A in FIG. 3 in that a low-pass filter (hereinafter referred to as “return filter”) is sequentially provided from the A /
なお、制御ECU3Bには、図3の破線の減衰手段12a、12bは設けられていない。また、制御ECU3B内の各部は実際にはマイクロコンピュータのソフトウエア処理によって実現され、制御ECU3Bはデジタル処理によってモータ1の駆動電流をフィードバック制御する。 The control ECU 3B is not provided with the attenuating means 12a and 12b shown by broken lines in FIG. Each part in the control ECU 3B is actually realized by software processing of a microcomputer, and the control ECU 3B feedback-controls the driving current of the motor 1 by digital processing.
そして、減算器5は本発明の誤差演算手段、微分器16は本発明の微分手段である。また、加算器14は本発明の加算手段であり、LPF17は微分値の過大成分を抑制する本発明のLPFである。
The subtractor 5 is the error calculation means of the present invention, and the
(動作)
図1のEPSは、トルクセンサ2の検出トルク力をA/D変換して電流目標値設定器4に入力し、この電流目標値設定器4は検出トルク力に応じたモータ1の駆動電流の目標値Irのデータを減算器5に出力する。
(Operation)
The EPS in FIG. 1 A / D converts the detected torque force of the torque sensor 2 and inputs it to the current target value setter 4, which sets the drive current of the motor 1 according to the detected torque force. Data of the target value Ir is output to the subtracter 5.
減算器5は目標値Irと加算器13の出力Izとの誤差ΔIrz(=Ir−Iz)を演算し、誤差ΔIrzのデータを制御器6に出力する。
The subtractor 5 calculates an error ΔIrz (= Ir−Iz) between the target value Ir and the output Iz of the
制御器6はモータ1の電流制御部を形成し、誤差ΔIrzに周知のPI制御(又はPID制御)を施し、フィードバック制御の操作量として、出力Irzを目標値Irに制御するモータ1の駆動電圧値を求め、この駆動電圧値に対応するモータ1の電圧制御出力としてのPWM制御の制御出力を形成し、この制御出力を駆動ECU7のモータ駆動回路8に出力する。
The controller 6 forms a current control unit of the motor 1, performs known PI control (or PID control) on the error ΔIrz, and controls the output Irz to the target value Ir as an operation amount of feedback control. A value is obtained, a control output of PWM control is formed as a voltage control output of the motor 1 corresponding to this drive voltage value, and this control output is output to the
モータ駆動回路8は図4に示した半導体スイッチQ1〜Q4のフルブリッジに形成され、前記制御出力に基づく各ブリッジ辺8a〜8dの半導体スイッチQ1〜Q4のオン、オフの組み合わせにより、モータ1に印加される駆動電圧が操作されて可変制御される。
The
さらに、モータ1を通流する駆動電流(モータ電流)はモータ電流検出器9により検出され、その検出出力がA/D変換器10により駆動電流の検出値Ixのデータに変換される。
Further, the drive current (motor current) flowing through the motor 1 is detected by the motor current detector 9, and the detected output is converted to data of the detected value Ix of the drive current by the A /
そして、検出値Ixのデータは、LPF13を介して加算器14の一方の入力端子に供給されるとともに、微分器16、LPF17、リミッタ18を介して加算器14の他方の入力端子に供給される。
The data of the detection value Ix is supplied to one input terminal of the adder 14 through the
なお、実際にはA/D変換器10の後段に符号付加器が設けられ、この符号付加器によって制御器6の出力と検出値Ixとの関係からモータ1の回転の正逆が検出され、A/D変換器10の出力はモータ1の回転方向に応じて正、負の極性になるが、図1では説明を簡単にするため、符号付加器等は省略している。
In practice, a sign adder is provided at the subsequent stage of the A /
そして、微分器16はA/D変換器10のデジタル出力の検出値Ixを微分し、検出値Ixが変動すると、微分器15の出力は大きく変化する。そのため、微分器16は検出値Ixの変動を増幅し、増幅結果の微分値をLPF17に出力する。
The
LPF17は一定値以上の過大な微分値に対して出力が一定レベルに飽和する特性であり、微分器16の微分値の過大成分を抑制し、制御ECU3Bのフィードバック制御が過入力の異常な状態になるのを防止する。
The
LPF17を介した前記微分値の出力は、制御ECU3Bのフィードバック制御の安定性等を一層向上するため、リミッタ18により設定された上限値より大きい成分がカットされ、上限値以下に制限されて加算器14に入力される。
In order to further improve the stability of feedback control of the control ECU 3B, the output of the differential value via the
一方、LPF13はLPF17と同じ特性であり、A/D変換器10のデジタル出力の検出値IxにLPF17と同様に作用し、LPF13を介して加算器14に入力される検出値Ixと、リミッタ18から加算器14に入力される前記微分値との位相等の整合を取る。
On the other hand, the
そして、加算器14は、LPF13を介して入力されたA/D変換器10の検出値Ixと、LPF17、リミッタ18を介して入力された微分器16の微分値(すなわち、検出値Ixの微分値)とを加算する。
The adder 14 then detects the detected value Ix of the A /
そして、加算器14の加算値Izが検出値Ixの代わりに減算器5に帰還入力され、減算器5は上述したように、電流目標値設定器4の目標値Irと帰還入力された加算値Izとの誤差ΔIrzを制御器6に出力し、制御器6は誤差ΔIrzに応じた前記PWM制御の制御出力をモータ駆動回路8に出力し、モータ1の駆動電圧を誤差ΔIrzにしたがって操作し、モータ1の駆動電流をフィードバック制御によって目標値Irに引き込む。
Then, the added value Iz of the adder 14 is fed back to the subtracter 5 instead of the detected value Ix, and the subtracter 5 is fed back with the target value Ir of the current target value setter 4 as described above. An error ΔIrz with Iz is output to the controller 6, the controller 6 outputs a control output of the PWM control according to the error ΔIrz to the
このとき、加算値Izは検出値Ixの変動を前記微分値の加算によって増幅(強調)した値であり、誤差ΔIrzは検出値Ixの変動を実際より大きくして形成される。 At this time, the added value Iz is a value obtained by amplifying (emphasizing) the fluctuation of the detected value Ix by adding the differential value, and the error ΔIrz is formed by making the fluctuation of the detected value Ix larger than the actual value.
そのため、例えば前記した10×τ(500μs)の制御周期毎に、目標値Ir、検出値Ixを読み込んでPWM制御の制御出力を更新する場合、運転中の穏やかなステアリング操作で操作トルクが変化し、この操作トルクの変化に基づき毎制御周期の駆動電流の目標値Irが前回値から変化してPWM制御の制御出力が変化し、モータ1の駆動電流の検出値Ixが変動すると、検出値Ixの変動を増幅して実際より大きくして形成された誤差ΔIrにより、PWM制御の制御出力が大きく変化してモータ1の駆動電流が迅速に目標値Ixに引き込まれ、フィードバック制御が極めて短時間に安定する。 Therefore, for example, when the control output of the PWM control is updated by reading the target value Ir and the detection value Ix at every control cycle of 10 × τ (500 μs), the operation torque is changed by a gentle steering operation during driving. Based on the change in the operation torque, when the target value Ir of the drive current in each control cycle changes from the previous value, the control output of the PWM control changes, and the detected value Ix of the drive current of the motor 1 fluctuates, the detected value Ix Due to the error ΔIr formed by amplifying the fluctuation of the signal and making it larger than the actual value, the control output of the PWM control changes greatly, the drive current of the motor 1 is quickly drawn to the target value Ix, and the feedback control is performed in a very short time. Stabilize.
したがって、駆動電流の変化に伴うステアリングの微振動の発生が防止され、とくに通常運転中の穏やかなステアリングの操作に対する操作フィーリングが向上し、ステアリング操作性能を高めることができる。 Therefore, it is possible to prevent the slight vibration of the steering accompanying the change of the driving current, and particularly to improve the operation feeling for the gentle steering operation during the normal driving, thereby improving the steering operation performance.
そして、微分器16による補償を付加した図1の本実施形態のEPSと、本実施形態のEPSからLPF13、17、加算器14、微分器16、リミッタ18を省いた補償無しのEPSと、この補償無しのEPSに図3の減衰手段12aを付加したEPSとについて、モータ駆動回路8の制御出力にノイズを加えて検出値Ixを観測し、フィードバック制御系の応答をシミュレーションしたところ、図2の伝達特性が得られた。同図において、実線が本実施形態のEPSの伝達特性、破線が補償無しのEPSの伝達特性、1点鎖線が減衰手段12aを付加したEPSの伝達特性である。
The EPS of the present embodiment in FIG. 1 to which compensation by the
図2からも明らかなように、微分器16による補償を付加した本実施形態のEPSはノイズによる変動が最も抑えられて小さくなる。なお、減衰手段12aを付加したEPSは、減衰手段12aを付加した分、補償無しのEPSよりノイズによる駆動電流の変動が大きくなる。
As is clear from FIG. 2, the EPS of the present embodiment to which compensation by the
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、構成の簡素化等を図る場合、リミッタ18を省いてよく、場合によっては、LPF13、17も省いてよい。
For example, when the configuration is simplified, the
また、微分器16、LPF13、17等の構成はどのようであってもよく、モータ駆動回路8の構成やその駆動方式もどのようであってもよい。さらに、モータ1の制御周期は実施形態に限られるものではない。そして、制御ECU3Bの各部をハードウエアで形成してもよいのは勿論である。
Further, the configuration of the
つぎに、前記実施形態においてはデジタルのフィードバック制御を行なうESPに適用したが、本発明はアナログのフィードバック制御を行なうESPに適用することも可能でる。 Next, in the above-described embodiment, the present invention is applied to ESP that performs digital feedback control. However, the present invention can also be applied to ESP that performs analog feedback control.
そして、本発明は、種々の車両のEPSに適用することができる。 The present invention can be applied to EPS of various vehicles.
1 モータ
3B 制御ECU
5 減算器
14 加算器
16 微分器
17 LPF
Ir 目標値
Ix 検出値
Iz 加算値
1 Motor 3B Control ECU
5 Subtractor 14
Ir target value Ix detection value Iz addition value
Claims (2)
前記制御部に、
前記検出値を微分する微分手段と、
前記検出値に前記微分手段の微分値を加算する加算手段と、
前記目標値と前記加算手段の加算値との誤差を演算する誤差演算手段とを設け、
前記制御部により、前記目標値と前記加算手段の加算値との誤差に基づいて、前記駆動電流をフィードバック制御するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor for assisting steering operation; a drive unit for energizing and driving the motor; and a control unit for controlling the drive unit. The control unit is configured to control the drive current of the motor according to the steering operation torque. In the electric power steering device that feedback-controls the drive current based on an error between a target value and a detected value of the drive current of the motor,
In the control unit,
Differentiating means for differentiating the detected value;
Adding means for adding the differential value of the differentiating means to the detected value;
An error calculating means for calculating an error between the target value and the added value of the adding means;
An electric power steering apparatus, wherein the drive current is feedback-controlled by the control unit based on an error between the target value and an addition value of the addition means.
前記微分手段の後段に、前記微分値の過大成分を抑制するローパスフイルタを設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1,
An electric power steering apparatus comprising a low-pass filter for suppressing an excessive component of the differential value at a subsequent stage of the differentiating means.
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