JP5772210B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5772210B2 JP5772210B2 JP2011111785A JP2011111785A JP5772210B2 JP 5772210 B2 JP5772210 B2 JP 5772210B2 JP 2011111785 A JP2011111785 A JP 2011111785A JP 2011111785 A JP2011111785 A JP 2011111785A JP 5772210 B2 JP5772210 B2 JP 5772210B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric motor
- electric power
- power steering
- command signal
- torque
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
本発明は、ステアリングシャフトと、ラックシャフトと、このラックシャフトの移動を制限するストッパと、ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、ステアリングシャフトのトルクに応じて電動モータの駆動電流を制御するための指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention is directed to a steering shaft, a rack shaft, a stopper that restricts the movement of the rack shaft, an electric motor that applies torque to the steering shaft, and a drive current of the electric motor that is controlled according to the torque of the steering shaft. The present invention relates to an electric power steering apparatus that includes a control device that outputs a command signal.
従来の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトに入力されるトルクに応じて電動モータから同シャフトに付与するトルクの大きさを制御している。また、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置は、転舵輪に対して路面から入力されるトルクの影響を抑制し、ステアリングホイールの操作のアシストを良好なものにするための制御をさらに行なう。 The conventional electric power steering apparatus controls the magnitude of torque applied to the shaft from the electric motor according to the torque input to the steering shaft by operating the steering wheel. Moreover, the electric power steering apparatus described in Patent Document 1 further performs control for suppressing the influence of torque input from the road surface to the steered wheels and improving steering wheel operation assist.
転舵輪に対して路面から入力される力が大きい場合、例えば車両の走行時に転舵輪が車道の縁石に衝突した場合、ラックシャフトがストッパに衝突することがある。そして、ラックシャフトがストッパに衝突した場合には、ステアリングシャフトに過度に大きな慣性トルクが発生するおそれがある。なお、特許文献1の電動パワーステアリング装置は、ラックシャフトがストッパに衝突することを考慮した制御を行なうものではないため、上記慣性トルクが十分に低減されないと考えられる。 When the force input from the road surface to the steered wheel is large, for example, when the steered wheel collides with the curb of the roadway during traveling of the vehicle, the rack shaft may collide with the stopper. When the rack shaft collides with the stopper, an excessively large inertia torque may be generated on the steering shaft. In addition, since the electric power steering apparatus of patent document 1 does not perform the control which considered that a rack shaft collides with a stopper, it is thought that the said inertia torque is not fully reduced.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of reducing the inertia torque of the steering shaft generated when the rack shaft collides with the stopper. It is in.
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
(1)電動パワーステアリング装置の一例は、ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの回転に応じて移動するラックシャフトと、前記ラックシャフトの移動を制限するストッパと、前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号である通常指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突している場合、前記ラックシャフトの移動を制限している前記ストッパから前記ラックシャフトが離間するように前記ステアリングシャフトを回転させるためのトルクである補償トルクが前記ステアリングシャフトに付与されるように前記電動モータに駆動電流を供給する指令信号である補償指令信号を出力し、前記電動モータの駆動電流と前記補償指令信号により指定される電流である指令電流との差が基準の差未満の状態である許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続している場合、前記補償指令信号に代えて前記通常指令信号を出力することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) Electric an example of an electric power steering apparatus includes a scan tearing shaft, which imparts a rack shaft moves in response to rotation of the steering shaft, and a stopper for limiting the movement of the rack shaft, a torque to the steering shaft a motor, an electric power steering apparatus comprising a normal and a control unit for outputting a command signal which is an instruction signal for controlling the driving current of the electric motor according to the torque of the steering shaft, the control device, the rack When the shaft collides with the stopper, a compensation torque, which is a torque for rotating the steering shaft so that the rack shaft is separated from the stopper that restricts the movement of the rack shaft, is applied to the steering shaft. To be granted A compensation command signal that is a command signal for supplying a drive current to the electric motor is output, and a difference between the drive current of the electric motor and a command current that is a current specified by the compensation command signal is less than a reference difference If the allowed divergence state is continues for more than a predetermined time, the gist that you output the normal command signal in place of the compensation command signal.
この発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突しているとき、電動モータによりラックシャフトがそのストッパから離間するようにステアリングシャフトを回転させるための補償トルクがステアリングシャフトに付与される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることができる。
また、制御装置による電動モータの制御が可能なときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号により指定される電流である指令電流との乖離が小さいというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差未満のときには、電動モータの制御が可能な状態にあると考えることができる。
一方、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流との差が基準の差以上の状態から基準の差未満の状態に変化した場合において、同電流の差が直ちに基準の差以上の状態に変化することもある。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御からステアリングシャフトのトルクに応じた通常指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうためには、上記電流の差が基準の差未満の状態が所定時間以上にわたり継続しているか否かを確認することが好ましい。
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と補償指令信号の指令電流との差が基準の差未満の状態を許容乖離状態として、許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続しているとき、補償指令信号に代えて通常指令信号の出力を開始している。このため、補償指令信号に基づく電動モータの制御から通常指令信号に基づく電動モータの制御への切り替えをより適切な時期に行なうことができる。
According to the present invention, when the rack shaft collides with the stopper, the compensation torque for rotating the steering shaft so that the rack shaft is separated from the stopper by the electric motor is applied to the steering shaft. For this reason, the inertia torque of the steering shaft generated when the rack shaft collides with the stopper can be reduced.
Further, as a phenomenon that can be confirmed when the control of the electric motor by the control device is possible, there is a phenomenon in which the difference between the drive current of the electric motor and the command current that is the current specified by the command signal is small. For this reason, when the difference between the drive current of the electric motor and the command current of the command signal is less than the reference difference, it can be considered that the control of the electric motor is possible.
On the other hand, when the difference between the drive current of the electric motor and the command current of the command signal changes from a state greater than the reference difference to a state less than the reference difference, the current difference immediately changes to a state greater than the reference difference. Sometimes. For this reason, in order to switch the control of the electric motor based on the compensation command signal to the control of the electric motor based on the normal command signal corresponding to the steering shaft torque at a more appropriate time, the difference in current is a reference. It is preferable to confirm whether or not the state of less than the difference continues for a predetermined time or more.
In the present invention, based on this concept, a state where the difference between the drive current of the electric motor and the command current of the compensation command signal is less than a reference difference is defined as an allowable divergence state, and the allowable divergence state continues for a predetermined time or more. When it is, the output of the normal command signal is started instead of the compensation command signal. For this reason, switching from the control of the electric motor based on the compensation command signal to the control of the electric motor based on the normal command signal can be performed at a more appropriate time.
(2)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記制御装置は前記補償指令信号を出力することを要旨とする。 (2) According to an example of the electric power steering apparatus, a condition indicating that the previous SL rack shaft is colliding with the stopper as collision condition, when the collision condition is satisfied, the control device is the gist and Turkey to output the compensation command signal.
(3)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とすることを要旨とする。 (3) the according to an example of an electric power steering apparatus, the gist and the collision condition and to Turkey the rate of reduction of the rotational speed before Symbol electric motor is a predetermined decreasing rate over.
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、電動モータの回転速度の減少速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。 As a phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper, there is an excessively large decrease rate of the rotation speed of the electric motor. For this reason, when the decreasing speed of the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the predetermined decreasing speed, it can be considered that the rack shaft is likely to collide with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, based on this concept, since the compensation command signal is output when the reduction speed of the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than the predetermined reduction speed, the inertia torque generated in the steering shaft can be reduced more appropriately. Can do.
(4)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの駆動電流の絶対値が「0」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「0」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とすることを要旨とする。 (4) the according to an example of an electric power steering device, change the absolute value of the drive current before Symbol electric motor from a state of "0" to the larger state than the absolute value "0" of the driving current of the electric motor that was the subject matter and the collision condition and to Turkey.
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、指令信号による電動モータの制御が不能な状態から制御が可能な状態に変化するというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流の絶対値が「0」の状態から「0」よりも大きい状態に変化したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。 As a phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper, there is a phenomenon in which the control of the electric motor by the command signal is changed to a controllable state. For this reason, when the absolute value of the drive current of the electric motor changes from a state of “0” to a state larger than “0”, it can be considered that there is a high possibility that the rack shaft has collided with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流の絶対値が「0」の状態から「0」よりも大きい状態に変化したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, based on this concept, a compensation command signal is output when the absolute value of the drive current of the electric motor changes from “0” to a state larger than “0”. The inertia torque to be reduced can be reduced more accurately.
(5)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とすることを要旨とする。 (5) the according to an example of an electric power steering apparatus, the gist and the collision condition and to Turkey the amount of change torque acting before Symbol steering shaft is predetermined change amount or more.
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクが過度に大きいというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the torque acting on the steering shaft is excessively large. For this reason, when the amount of change in the torque acting on the steering shaft is equal to or greater than the predetermined amount of change, it can be considered that the rack shaft is likely to collide with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, based on this concept, the compensation command signal is output when the change amount of the torque acting on the steering shaft is equal to or greater than the predetermined change amount, so that the inertia torque generated on the steering shaft is reduced more accurately. be able to.
(6)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とすることを要旨とする。 (6) the according to an example of an electric power steering apparatus, the direction of the torque acting before Symbol steering shaft to the gist and the collision condition and to Turkey that it has reversed.
ラックシャフトがストッパに衝突したときに確認できる現象として、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転するというものが挙げられる。このため、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときには、ラックシャフトがストッパに衝突した可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the direction of the torque acting on the steering shaft is reversed. For this reason, when the direction of the torque acting on the steering shaft is reversed, it can be considered that there is a high possibility that the rack shaft has collided with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, since the compensation command signal is output when the direction of the torque acting on the steering shaft is reversed based on this concept, the inertia torque generated on the steering shaft can be reduced more accurately.
(7)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記制御装置は前記補償指令信号を出力することを要旨とする。 (7) According to an example of the electric power steering apparatus, a condition before Symbol rack shaft indicates that collide with the stopper as the collision forecast condition, when the collision estimated condition is satisfied, said control device the and Turkey to output the compensation instruction signal to subject matter.
この発明によれば、電動モータの動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフトがストッパに衝突した後において、ステアリングホイールに対する適切なアシストを速やかに再開することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the output of the compensation command signal over a long period of time even though the operation state of the electric motor is in a controllable state. For this reason, after the rack shaft collides with the stopper, appropriate assist for the steering wheel can be resumed promptly.
(8)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とすることを要旨とする。 (8) the according to an example of an electric power steering apparatus, the operation state before the SL electric motor is summarized as said collision expected condition and to Turkey that it is in the predetermined operating state.
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの動作状態が衝突発生に応じた状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the operating state of the electric motor is in a state corresponding to the occurrence of the collision. For this reason, when the operation state of the electric motor is a predetermined operation state, it can be considered that the possibility that the rack shaft collides with the stopper is high.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの動作状態が所定の動作状態のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, since the compensation command signal is output when the operation state of the electric motor is in a predetermined operation state based on this concept, the inertia torque generated in the steering shaft can be reduced more accurately.
(9)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とすることを要旨とする。 (9) said According to an example of an electric power steering apparatus, the rotational speed before Symbol electric motor is summarized as said collision expected condition and to Turkey that is equal to or higher than a predetermined rotational speed.
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの回転速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the rotational speed of the electric motor is excessively high. For this reason, when the rotation speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed, it can be considered that the rack shaft is highly likely to collide with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの回転速度が所定の回転速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, since the compensation command signal is output when the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than the predetermined rotational speed based on this concept, the inertia torque generated in the steering shaft can be reduced more accurately.
(10)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの駆動電流と前記通常指令信号により指定される電流である指令電流との差が所定の差以上であることを前記衝突見込条件とすることを要旨とする。 ( 10 ) According to an example of the electric power steering apparatus, the collision expectation condition is that a difference between a driving current of the electric motor and a command current that is a current specified by the normal command signal is equal to or larger than a predetermined difference. the gist and Turkey to the.
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、電動モータの駆動電流と指令信号の指令電流とが過度に乖離しているというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流と通常指令信号の指令電流との差が所定の差以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the drive current of the electric motor and the command current of the command signal are excessively deviated. Therefore, when the difference between the command current of the drive current and the normal command signal of the electric motor is equal to or larger than a predetermined difference, the rack shaft can be considered that there is a high possibility of collision with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流と通常指令信号の指令電流との差が所定の差以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, on the basis of this concept, the difference between the command current of the driving current and the normal command signal of the electric motor outputs a compensation instruction signal when more than a predetermined difference, the inertia torque generated in a steering shaft It can be made more accurate.
(11)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記電動モータの駆動電流が「0」であることを前記衝突見込条件とすることを要旨とする。 (11) said According to an example of an electric power steering apparatus, the drive current before Symbol electric motor is summarized as said collision expected condition and to Turkey that "0".
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、制御装置による電動モータの制御が不能な状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータの駆動電流が「0」のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。 As a phenomenon that can be checked when the rack shaft strikes the stopper include those that control of the electric motor is in a condition not due to control device. For this reason, when the drive current of the electric motor is “0”, it can be considered that the possibility that the rack shaft collides with the stopper is high.
本発明においては、この考え方に基づいて、電動モータの駆動電流が「0」のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, since the compensation command signal is output when the drive current of the electric motor is “0” based on this concept, the inertia torque generated in the steering shaft can be reduced more accurately.
(12)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とすることを要旨とする。 (12) According to an example of the electric power steering apparatus, the gist and the collision estimated condition and to Turkey the moving speed of the rack shaft is greater than or equal to a predetermined moving speed.
ラックシャフトがストッパに衝突するときに確認できる現象として、ラックシャフトの移動速度が過度に大きいというものが挙げられる。このため、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときには、ラックシャフトがストッパに衝突する可能性が高いと考えることができる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft collides with the stopper is that the movement speed of the rack shaft is excessively high. For this reason, when the moving speed of the rack shaft is equal to or higher than the predetermined moving speed, it can be considered that the rack shaft is likely to collide with the stopper.
本発明においては、この考え方に基づいて、ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上のときに補償指令信号を出力するため、ステアリングシャフトに発生する慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 In the present invention, based on this concept, the compensation command signal is output when the movement speed of the rack shaft is equal to or higher than the predetermined movement speed, so that the inertia torque generated in the steering shaft can be reduced more accurately.
(13)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力することを要旨とする。 According to one example of the (13) the electric power steering system, before Symbol controller the command signal that is set in advance without reflecting the output of the torque sensor for detecting torque of the steering shaft as the compensation instruction signal and gist of the output to Turkey.
(14)前記電動パワーステアリング装置の一例によれば、前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なうことを要旨とする。 (14) According to an example of the electric power steering apparatus, prior Symbol control apparatus, the place of the compensation instruction signal for outputting a control, the gist of the control lines of TURMERIC to stop driving of the electric motor .
ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクは、ラックシャフトをストッパに押し付ける方向に作用する。このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置においては、慣性トルクに応じて電動モータからステアリングシャフトに慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフトの移動がストッパにより制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータを駆動した場合には、電動モータとステアリングシャフトとの間で動力を伝達する部品および電動モータに過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフトがストッパに衝突したときには、電動モータのトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータの少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。 The inertia torque of the steering shaft generated when the rack shaft collides with the stopper acts in the direction of pressing the rack shaft against the stopper. For this reason, in the electric power steering apparatus that performs torque assist control, torque in the same direction as the inertia torque is applied from the electric motor to the steering shaft in accordance with the inertia torque. At this time, since the movement of the rack shaft is restricted by the stopper, when the electric motor is driven in the direction in which the torque is generated, a component for transmitting power between the electric motor and the steering shaft and the electric An excessively large load is applied to the motor. That is, when the rack shaft collides with the stopper, there is a possibility that at least one of the same component and the electric motor may be damaged due to the torque assist control of the electric motor.
本発明では、ラックシャフトとストッパとの衝突にともない慣性トルクが発生しているとき、電動モータの駆動を停止するため、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。 In the present invention, when the inertia torque is generated due to the collision between the rack shaft and the stopper, the driving of the electric motor is stopped, so that it is possible to suppress the occurrence of the above-described problem due to the torque assist control.
本発明によれば、ラックシャフトがストッパに衝突したときに発生するステアリングシャフトの慣性トルクを小さくすることのできる電動パワーステアリング装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power steering apparatus which can make small the inertia torque of the steering shaft which generate | occur | produces when a rack shaft collides with a stopper can be provided.
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2の操作に応じて回転するステアリングシャフト10と、ステアリングシャフト10から伝達される回転により直線運動するラックシャフト20とを備えている。またこの他に、ステアリングシャフト10の回転をラックシャフト20に伝達するラックアンドピニオン機構30と、ラックシャフト20を支持するラックハウジング40と、ステアリングシャフト10にトルクを付与するアシスト装置50とを備えている。
The configuration of the electric power steering apparatus 1 will be described with reference to FIG.
The electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 10 that rotates in response to an operation of the steering wheel 2 and a rack shaft 20 that linearly moves by rotation transmitted from the steering shaft 10. In addition, a rack and pinion mechanism 30 that transmits the rotation of the steering shaft 10 to the rack shaft 20, a rack housing 40 that supports the rack shaft 20, and an assist device 50 that applies torque to the steering shaft 10 are provided. Yes.
ステアリングシャフト10は、ステアリングホイール2が固定されるコラムシャフト11と、ラックアンドピニオン機構30に回転を伝達するピニオンシャフト13と、コラムシャフト11とピニオンシャフト13とを互いに接続するインターミディエイトシャフト12とを備えている。 The steering shaft 10 includes a column shaft 11 to which the steering wheel 2 is fixed, a pinion shaft 13 that transmits rotation to the rack and pinion mechanism 30, and an intermediate shaft 12 that connects the column shaft 11 and the pinion shaft 13 to each other. I have.
ラックアンドピニオン機構30は、ピニオンシャフト13に形成されたピニオン31と、ラックシャフト20に形成されたラック32とを備えている。ピニオン31およびラック32は、ラックハウジング40内において互いに噛み合わせられている。 The rack and pinion mechanism 30 includes a pinion 31 formed on the pinion shaft 13 and a rack 32 formed on the rack shaft 20. The pinion 31 and the rack 32 are meshed with each other in the rack housing 40.
ラックシャフト20において、右側の先端を含む右側の端部および左側の先端を含む左側の端部は、ラックハウジング40から突出している。ラックシャフト20の右側の端部には、右ラックエンド21が設けられている。ラックシャフト20の左側の端部には、左ラックエンド22が設けられている。 In the rack shaft 20, the right end including the right end and the left end including the left end protrude from the rack housing 40. A right rack end 21 is provided at the right end of the rack shaft 20. A left rack end 22 is provided at the left end of the rack shaft 20.
ラックハウジング40の右側の端部には、軸方向において右ラックエンド21に対向する右ストッパ41が設けられている。ラックハウジング40の左側の端部には、軸方向において左ラックエンド22に対向する左ストッパ42が設けられている。 A right stopper 41 facing the right rack end 21 in the axial direction is provided at the right end of the rack housing 40. A left stopper 42 facing the left rack end 22 in the axial direction is provided at the left end of the rack housing 40.
電動パワーステアリング装置1においては、ラックハウジング40に対するラックシャフト20の移動が次のように制限される。すなわち、ラックシャフト20がラックハウジング40に対して軸方向の左方に移動することにより右ラックエンド21が右ストッパ41に接触したとき、ラックハウジング40に対する軸方向左方への移動が制限される。一方、ラックシャフト20がラックハウジング40に対して軸方向の右方に移動することにより左ラックエンド22が左ストッパ42に接触したとき、ラックハウジング40に対する軸方向右方への移動が制限される。 In the electric power steering apparatus 1, the movement of the rack shaft 20 with respect to the rack housing 40 is limited as follows. That is, when the rack shaft 20 moves to the left in the axial direction with respect to the rack housing 40 and the right rack end 21 comes into contact with the right stopper 41, the movement to the left in the axial direction with respect to the rack housing 40 is restricted. . On the other hand, when the rack shaft 20 moves to the right in the axial direction with respect to the rack housing 40, when the left rack end 22 contacts the left stopper 42, the movement to the right in the axial direction with respect to the rack housing 40 is restricted. .
アシスト装置50は、駆動源としての電動モータ51と、電動モータ51のロータの回転角に応じた信号を出力する回転角センサ51Aと、電動モータ51の回転を減速してコラムシャフト11に伝達する減速機52と、ステアリングシャフト10に作用しているトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ53と、電動モータ51を制御する制御装置54とを備えている。 The assist device 50 decelerates the rotation of the electric motor 51 and transmits it to the column shaft 11, an electric motor 51 as a drive source, a rotation angle sensor 51 A that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the rotor of the electric motor 51. A reduction gear 52, a torque sensor 53 that outputs a signal corresponding to the torque acting on the steering shaft 10, and a control device 54 that controls the electric motor 51 are provided.
減速機52は、電動モータ51の出力軸と一体的に回転するウォームシャフト52Aと、コラムシャフト11と一体的に回転するウォームホイール52Bとを備えている。ウォームホイール52Bとしては、樹脂製のものが用いられている。 The speed reducer 52 includes a worm shaft 52 </ b> A that rotates integrally with the output shaft of the electric motor 51 and a worm wheel 52 </ b> B that rotates integrally with the column shaft 11. The worm wheel 52B is made of resin.
制御装置54は、回転角センサ51Aの出力に基づいて、電動モータ51の回転速度に相当する演算値を算出する。また、トルクセンサ53の出力に基づいて、ステアリングシャフト10に作用しているトルクに相当する演算値を算出する。また、トルクアシスト制御、逆入力時慣性補償制御(図2)、衝突見込条件判定制御(図3)、および補償停止条件判定制御(図4)をはじめとする各種の制御を行なう。 The control device 54 calculates a calculation value corresponding to the rotation speed of the electric motor 51 based on the output of the rotation angle sensor 51A. Further, based on the output of the torque sensor 53, a calculation value corresponding to the torque acting on the steering shaft 10 is calculated. Various controls including torque assist control, reverse input inertia compensation control (FIG. 2), collision expectation condition determination control (FIG. 3), and compensation stop condition determination control (FIG. 4) are performed.
トルクアシスト制御では、電動モータ51に流れている電流(以下、「駆動電流」)、およびトルクの演算値に基づいて、ステアリングシャフト10のトルクに応じた指令信号(以下、「通常指令信号」)を電動モータ51の駆動回路に出力する。 In the torque assist control, a command signal corresponding to the torque of the steering shaft 10 (hereinafter referred to as “normal command signal”) based on the current flowing in the electric motor 51 (hereinafter referred to as “drive current”) and the calculated value of the torque. Is output to the drive circuit of the electric motor 51.
逆入力時慣性補償制御では、衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、トルクの演算値とは関係なく予め設定された指令信号(以下、「補償指令信号」)の出力を開始する。また、補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとき、補償指令信号の出力を停止する。 In reverse input inertia compensation control, when the collision expectation condition success / failure state is changed from not established to established by the collision expectation condition determination control, a preset command signal (hereinafter referred to as “compensation instruction signal”) is used regardless of the calculated torque value. )) Output starts. Moreover, when the success / failure state of the compensation stop condition is changed from not established to established by the compensation stop condition determination control, the output of the compensation command signal is stopped.
衝突見込条件判定制御では、衝突見込条件すなわち、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突するおそれがあることを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ51の動作状態の1つとしての電動モータ51の回転速度に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定する。 In the collision expectation condition determination control, it is determined whether or not a collision expectation condition, that is, a condition indicating that the rack shaft 20 may collide with the right stopper 41 or the left stopper 42 is satisfied. Further, based on the rotational speed of the electric motor 51 as one of the operating states of the electric motor 51, it is determined whether or not a collision expectation condition is satisfied.
補償停止条件判定制御では、補償停止条件すなわち、電動モータ51の動作状態が制御装置54の指令信号に基づく動作が不能な状態から可能な状態に変化したことを示す条件が成立しているか否かを判定する。また、電動モータ51の動作状態の1つとしての電動モータ51の駆動電流に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定する。なお、ここでの指令信号は、通常指令信号および補償指令信号を含めて制御装置54により生成される全ての指令信号を意味する。 In the compensation stop condition determination control, whether or not a compensation stop condition, that is, a condition indicating that the operation state of the electric motor 51 has changed from an inoperable state based on a command signal of the control device 54 to a possible state is established. Determine. Further, based on the drive current of the electric motor 51 as one of the operation states of the electric motor 51, it is determined whether or not the compensation stop condition is satisfied. The command signal here means all command signals generated by the control device 54 including the normal command signal and the compensation command signal.
電動モータ51の駆動回路は、制御装置54の指令信号により指定される電流(以下、「指令電流」)に応じた駆動電流を電動モータ51に供給する。なお、駆動回路が電動モータ51に供給することのできる駆動電流には正の方向および負の方向にそれぞれ上限値がある。このため、制御装置54は、正の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流(以下、「正ガード電流値IPmax」)、および負の方向の上限の駆動電流に対応する指令電流(以下、「負ガード電流値INmax」)を指令電流のガード値として指令信号を生成する。 The drive circuit of the electric motor 51 supplies the electric motor 51 with a drive current corresponding to a current specified by a command signal from the control device 54 (hereinafter referred to as “command current”). The drive current that can be supplied to the electric motor 51 by the drive circuit has an upper limit value in each of the positive direction and the negative direction. For this reason, the control device 54 controls the command current corresponding to the upper limit drive current in the positive direction (hereinafter, “positive guard current value IPmax”) and the command current corresponding to the upper limit drive current in the negative direction (hereinafter referred to as “following”). A command signal is generated using “negative guard current value INmax”) as a guard value of the command current.
電動パワーステアリング装置1の動作について説明する。
運転者によりステアリングホイール2にトルクが入力されたとき、ステアリングホイール2とともにステアリングシャフト10が回転する。ステアリングシャフト10の回転は、ラックアンドピニオン機構30によりラックシャフト20の軸方向の直線運動に変換される。ラックシャフト20は、ラックアンドピニオン機構30から伝達される力により軸方向に移動する。そして、ラックシャフト20の軸方向への移動にともない転舵輪3の舵角が変更される。
The operation of the electric power steering apparatus 1 will be described.
When torque is input to the steering wheel 2 by the driver, the steering shaft 10 rotates together with the steering wheel 2. The rotation of the steering shaft 10 is converted into a linear motion in the axial direction of the rack shaft 20 by the rack and pinion mechanism 30. The rack shaft 20 moves in the axial direction by the force transmitted from the rack and pinion mechanism 30. As the rack shaft 20 moves in the axial direction, the steering angle of the steered wheels 3 is changed.
アシスト装置50は次のようにステアリングホイール2の操作をアシストする。
運転者によりステアリングホイール2にトルクが入力されているとき、ステアリングシャフト10に入力されているトルクに応じた信号がトルクセンサ53から制御装置54に出力される。
The assist device 50 assists the operation of the steering wheel 2 as follows.
When torque is input to the steering wheel 2 by the driver, a signal corresponding to the torque input to the steering shaft 10 is output from the torque sensor 53 to the control device 54.
制御装置54は、トルクセンサ53の出力に基づいて電動モータ51に対する指令信号を生成し、この指令信号を電動モータ51の駆動回路に出力する。駆動回路は、制御装置54の指令信号により示される指令電流を電動モータ51に供給する。これにより、電動モータ51には指令電流に応じた駆動電流が流れる。 The control device 54 generates a command signal for the electric motor 51 based on the output of the torque sensor 53, and outputs this command signal to the drive circuit of the electric motor 51. The drive circuit supplies a command current indicated by a command signal from the control device 54 to the electric motor 51. As a result, a drive current corresponding to the command current flows through the electric motor 51.
そして、電動モータ51の回転が減速機52により減速されてステアリングシャフト10に伝達されることにより、ステアリングシャフト10にトルクが付与される。これにより、ラックシャフト20を軸方向に移動させるためにステアリングホイール2の操作に要求される力が小さくなる。すなわち、ステアリングホイール2の操作に必要となる力がアシスト装置50によりアシストされる。 The rotation of the electric motor 51 is decelerated by the speed reducer 52 and transmitted to the steering shaft 10, whereby torque is applied to the steering shaft 10. Thereby, the force required for operating the steering wheel 2 to move the rack shaft 20 in the axial direction is reduced. That is, the assist device 50 assists the force required for operating the steering wheel 2.
図2を参照して、逆入力時慣性補償制御の手順について説明する。
この制御は、図1の制御装置54により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
With reference to FIG. 2, the procedure of the inertia compensation control at the time of reverse input is demonstrated.
This control is repeatedly performed at predetermined control cycles by the control device 54 of FIG. That is, after the process of the last step is completed, the execution of the control is suspended until a predetermined control cycle elapses, and the main control is performed again from the first step when the predetermined control cycle elapses.
制御装置54は、以下のように各ステップの処理を行なう。
ステップS11では、図3の衝突見込条件判定制御により衝突見込条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップS11において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップS16の処理に移行する。一方、ステップS11において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップS12の処理に移行する。
The control device 54 processes each step as follows.
In step S11, it is determined whether or not the determination result that the success / failure state of the collision expected condition has changed from not established to established is obtained by the collision expectation condition determining control of FIG. When it is determined in step S11 that the determination result is obtained, the process proceeds to step S16. On the other hand, when it is determined in step S11 that the determination result is not obtained, the process proceeds to step S12.
ステップS12では、補償指令信号の出力中か否かを判定する。ステップS12において補償指令信号の出力中の旨判定したとき、ステップS13の処理に移行する。一方、ステップS12において補償指令信号の出力中ではない旨判定したとき、ステップS14の処理に移行する。 In step S12, it is determined whether a compensation command signal is being output. When it is determined in step S12 that the compensation command signal is being output, the process proceeds to step S13. On the other hand, when it is determined in step S12 that the compensation command signal is not being output, the process proceeds to step S14.
ステップS13では、図4の補償停止条件判定制御により補償停止条件の成否状態が不成立から成立に変化したとの判定結果が得られているか否かを判定する。ステップS13において、同判定結果が得られている旨判定したとき、ステップS15の処理に移行する。一方、ステップS13において、同判定結果が得られていない旨判定したとき、ステップS16の処理に移行する。 In step S13, it is determined whether or not the determination result that the success / failure state of the compensation stop condition has changed from not established to established is obtained by the compensation stop condition determining control of FIG. When it is determined in step S13 that the determination result is obtained, the process proceeds to step S15. On the other hand, when it is determined in step S13 that the determination result is not obtained, the process proceeds to step S16.
ステップS14では、通常指令信号の出力を開始または継続する。ステップS15では、補償指令信号の出力を停止し、かつ通常指令信号の出力を開始する。ステップS16では、補償指令信号の出力を開始または継続する。 In step S14, the output of the normal command signal is started or continued. In step S15, the output of the compensation command signal is stopped and the output of the normal command signal is started. In step S16, the output of the compensation command signal is started or continued.
図3を参照して、衝突見込条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図1の制御装置54により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
The content of the collision expectation condition determination control will be described with reference to FIG.
This control is repeatedly performed at predetermined control cycles by the control device 54 of FIG. That is, after the process of the last step is completed, the execution of the control is suspended until a predetermined control cycle elapses, and the main control is performed again from the first step when the predetermined control cycle elapses.
ステップS21では、電動モータ51の回転速度が所定の回転速度(以下、「上限回転速度RC」)以上か否かを判定する。ステップS21において肯定判定したとき、ステップS22に移行する。一方、ステップS21において否定判定したとき、ステップS24に移行する。 In step S21, it is determined whether or not the rotational speed of the electric motor 51 is equal to or higher than a predetermined rotational speed (hereinafter, “upper limit rotational speed RC”). When a positive determination is made in step S21, the process proceeds to step S22. On the other hand, when a negative determination is made in step S21, the process proceeds to step S24.
上限回転速度RCは、電動モータ51の回転速度が検出不能領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。検出不能領域は、回転角センサ51Aが電動モータ51の回転角を検出することができない電動モータ51の回転速度の領域を示すものであり、試験等を実施することにより予め把握することができる。 The upper limit rotation speed RC is set in advance as a determination value for determining whether or not the rotation speed of the electric motor 51 is in the undetectable region. Undetectable region, the rotation angle sensor 51A is shows the region of the rotational speed of the electric motor 51 can not detect the rotation angle of the electric motor 51 can be grasped in advance by carrying out the test and the like.
電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上のとき、電動モータ51の回転角が回転角センサ51Aにより検出されない。これにより、電動モータ51の駆動電流のフィードバック制御を行なうことができなくなるため、制御装置54の指令信号に応じた駆動電流が電動モータ51に供給されなくなる。 When the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, the rotation angle of the electric motor 51 is not detected by the rotation angle sensor 51A. As a result, it becomes impossible to perform feedback control of the drive current of the electric motor 51, so that the drive current corresponding to the command signal of the control device 54 is not supplied to the electric motor 51.
このため、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上のときには、時間の経過にともない電動モータ51の駆動電流が次第に低下し、最終的には「0」となる。すなわち、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上のとき、制御装置54は指令信号により電動モータ51を制御することができない。 For this reason, when the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, the drive current of the electric motor 51 gradually decreases with the passage of time, and finally becomes “0”. That is, when the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, the control device 54 cannot control the electric motor 51 with the command signal.
以下では、指令信号による電動モータ51の制御が不能となる電動モータ51の動作状態を「制御不可状態」とする。また、指令信号による電動モータ51の制御が可能な電動モータ51の動作状態を「制御可能状態」とする。 Hereinafter, the operation state of the electric motor 51 in which the control of the electric motor 51 by the command signal becomes impossible is referred to as a “control disabled state”. In addition, the operation state of the electric motor 51 that can control the electric motor 51 by the command signal is referred to as a “controllable state”.
ステップS22では、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上の状態を「過剰速度状態」として、この過剰速度状態が継続されている時間(以下、「過剰速度継続時間TA」)が判定時間TAX以上か否かを判定する。ステップS22において肯定判定したとき、ステップS23に移行する。一方、ステップS22において否定判定したとき、ステップS24に移行する。 In step S22, a state in which the rotational speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotational speed RC is set as an “excess speed state”, and a time during which the excessive speed state is continued (hereinafter, “excess speed continuing time TA”) is determined. It is determined whether or not it is greater than or equal to TAX. When a positive determination is made in step S22, the process proceeds to step S23. On the other hand, when a negative determination is made in step S22, the process proceeds to step S24.
判定時間TAXは、電動モータ51の過剰速度状態に起因してラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突するおそれがあるか否かについて、これを電動モータ51の回転速度に基づいて判定するための判定値として予め設定されている。 The determination time TAX is determined based on the rotational speed of the electric motor 51 as to whether or not the rack shaft 20 may collide with the right stopper 41 or the left stopper 42 due to the excessive speed state of the electric motor 51. Is set in advance as a determination value.
ステップS23では、衝突見込条件が成立している旨、すなわちラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突する条件が成立している旨判定する。ステップS24では、衝突見込条件が成立していない旨判定する。 In step S23, it is determined that the collision expectation condition is satisfied, that is, the condition that the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42 is satisfied. In step S24, it is determined that the collision expectation condition is not satisfied.
ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突するときに確認できる現象として、電動モータ51の動作状態が過剰速度状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ51の動作状態が過剰速度状態のとき、すなわち電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上のとき、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突する可能性が高いと考えることができる。また、過剰速度状態が継続されている時間が長くなるにつれてラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突する可能性がより高くなる。 A phenomenon that can be confirmed when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42 is that the operation state of the electric motor 51 is in an excessive speed state. For this reason, when the operation state of the electric motor 51 is an excessive speed state, that is, when the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, there is a high possibility that the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42. Can be considered. Further, as the time during which the excessive speed state is continued increases, the possibility that the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42 becomes higher.
このため本衝突見込条件判定制御では、電動モータ51の過剰速度継続時間TAをカウントし、この過剰速度継続時間TAが判定時間TAX以上のとき、衝突見込条件が成立している旨判定している。 For this reason, in this collision expectation condition determination control, the excess speed duration TA of the electric motor 51 is counted, and when this excess speed duration TA is equal to or longer than the determination time TAX, it is determined that the collision expectation condition is satisfied. .
図4を参照して、補償停止条件判定制御の内容について説明する。
この制御は、図1の制御装置54により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから本制御が行なわれる。
The content of compensation stop condition determination control will be described with reference to FIG.
This control is repeatedly performed at predetermined control cycles by the control device 54 of FIG. That is, after the process of the last step is completed, the execution of the control is suspended until a predetermined control cycle elapses, and the main control is performed again from the first step when the predetermined control cycle elapses.
ステップS31では、電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差(以下、「判定乖離量DX」)未満か否かを判定する。ステップS31において肯定判定したとき、ステップS32に移行する。一方、ステップS31において否定判定したとき、ステップS34に移行する。 At step S31 judges the difference is a predetermined difference between the command current of the drive current and the command signal of the electric motor 51 (hereinafter, "determination divergence amount DX") whether below. When an affirmative determination is made in step S31, the process proceeds to step S32. On the other hand, when a negative determination is made in step S31, the process proceeds to step S34.
判定乖離量DXは、駆動電流と指令電流との差が制御不可時乖離領域にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。制御不可時乖離領域は、電動モータ51が制御不可状態のときに生じる駆動電流と指令電流との差の領域を示すものであり、試験等を実施することにより予め把握することができる。 The determination deviation amount DX is set in advance as a determination value for determining whether or not the difference between the drive current and the command current is in the deviation area when control is not possible. The non-controllable deviation area indicates a difference area between the drive current and the command current generated when the electric motor 51 is in a non-controllable state, and can be grasped in advance by performing a test or the like.
ステップS32では、電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が判定乖離量DX未満の状態を「許容乖離状態」として、この許容乖離状態が継続されている時間(以下、「許容乖離継続時間TB」)が判定時間TBX以上か否かを判定する。ステップS32において肯定判定したとき、ステップS33に移行する。一方、ステップS32において否定判定したとき、ステップS34に移行する。 In step S32, a state in which the difference between the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal is less than the determination divergence amount DX is defined as an “permissible divergence state”. It is determined whether or not the deviation continuation time TB ") is equal to or longer than the determination time TBX. When a positive determination is made in step S32, the process proceeds to step S33. On the other hand, when a negative determination is made in step S32, the process proceeds to step S34.
判定時間TBXは、電動モータ51の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に移行しているか否かについて、これを許容乖離継続時間TBに基づいて判定するための判定値として予め設定されている。 The determination time TBX is set in advance as a determination value for determining whether or not the operation state of the electric motor 51 has shifted from the uncontrollable state to the controllable state based on the allowable deviation continuation time TB. .
ステップS33では、補償停止条件が成立している旨、すなわち電動モータ51が指令信号に応じて制御することが可能な動作状態にあることを示す条件が成立している旨判定する。ステップS34では、補償停止条件が成立していない旨判定する。 In step S33, it is determined that the compensation stop condition is satisfied, that is, the condition indicating that the electric motor 51 is in an operating state that can be controlled according to the command signal. In step S34, it is determined that the compensation stop condition is not satisfied.
電動モータ51の動作状態が制御可能状態にあるときに確認できる現象として、電動モータ51の動作状態が許容乖離状態にあるというものが挙げられる。このため、電動モータ51の動作状態が許容乖離状態のとき、すなわち駆動電流と指令電流との差が判定乖離量DX未満のとき、電動モータ51が制御可能状態にある可能性が高いと考えることができる。また、許容乖離状態が継続されている時間が長くなるにつれて制御可能状態にある可能性がより高くなる。 A phenomenon that can be confirmed when the operation state of the electric motor 51 is in a controllable state is that the operation state of the electric motor 51 is in an allowable deviation state. For this reason, when the operation state of the electric motor 51 is an allowable deviation state, that is, when the difference between the drive current and the command current is less than the determination deviation amount DX, it is highly likely that the electric motor 51 is in a controllable state. Can do. Further, as the time during which the allowable deviation state is continued increases, the possibility of being in the controllable state becomes higher.
このため本補償停止判定制御では、電動モータ51の許容乖離継続時間TBをカウントし、この許容乖離継続時間TBが判定時間TBX以上のとき、補償停止条件が成立している旨判定している。 For this reason, in this compensation stop determination control, the allowable deviation duration time TB of the electric motor 51 is counted, and when the allowable deviation duration time TB is equal to or greater than the determination time TBX, it is determined that the compensation stop condition is satisfied.
図5を参照して、比較例としての電動パワーステアリング装置(以下、「仮想ステアリング装置」)により行なわれる電動モータ51の制御について説明する。この仮想ステアリング装置は、逆入力時慣性補償制御、衝突見込条件判定制御、および補償停止条件判定制御を実行しない点を除いて本実施形態の電動パワーステアリング装置1と同じ構成を備えているものとする。 With reference to FIG. 5, control of the electric motor 51 performed by an electric power steering device (hereinafter, “virtual steering device”) as a comparative example will be described. This virtual steering device has the same configuration as the electric power steering device 1 of the present embodiment except that it does not execute reverse input inertia compensation control, collision expectation condition determination control, and compensation stop condition determination control. To do.
なお、図5(a)は電動モータ51の回転速度を、図5(b)はステアリングシャフト10に作用するトルクを、図5(c)は電動モータ51の駆動電流をそれぞれ示している。また、図5(c)の二点鎖線は指令信号の指令電流を、また図5(c)の実線は電動モータ51の駆動電流をそれぞれ示している。 5A shows the rotation speed of the electric motor 51, FIG. 5B shows the torque acting on the steering shaft 10, and FIG. 5C shows the drive current of the electric motor 51. Also, the two-dot chain line in FIG. 5C indicates the command current of the command signal, and the solid line in FIG. 5C indicates the drive current of the electric motor 51.
時刻t11すなわち、車両の転舵輪3が走行路の縁石に衝突したとき、転舵輪3に入力されたトルクに基づいてラックシャフト20が軸方向の一方に移動する。また、ラックシャフト20の移動にともないラックアンドピニオン機構30を介してステアリングシャフト10にトルクが入力される。 At time t11, that is, when the steered wheel 3 of the vehicle collides with the curb of the travel path, the rack shaft 20 moves in one axial direction based on the torque input to the steered wheel 3. Further, torque is input to the steering shaft 10 via the rack and pinion mechanism 30 as the rack shaft 20 moves.
このため、図5(b)に示されるように、ステアリングシャフト10に作用するトルクは、ラックシャフト20から入力されるトルクに応じて急激に増加する。また、トルクセンサ53の出力がステアリングシャフト10のトルクに応じて変化する。 For this reason, as shown in FIG. 5B, the torque acting on the steering shaft 10 rapidly increases according to the torque input from the rack shaft 20. Further, the output of the torque sensor 53 changes according to the torque of the steering shaft 10.
制御装置54は、時刻t11以降において、図5(c)の二点鎖線で示されるようにトルクセンサ53の出力に応じて指令信号を生成する。このため、図5(c)の実線で示される電動モータ51の駆動電流は、指令信号の指令電流に応じて急激に負の方向に増加する。また、この駆動電流の増加にともない、図5(a)に示されるように電動モータ51の回転速度が急激に上昇する。 After time t11, the control device 54 generates a command signal according to the output of the torque sensor 53 as indicated by a two-dot chain line in FIG. For this reason, the drive current of the electric motor 51 indicated by the solid line in FIG. 5C rapidly increases in the negative direction according to the command current of the command signal. Further, as the drive current increases, the rotation speed of the electric motor 51 rapidly increases as shown in FIG.
時刻t11以降において、ステアリングシャフト10のトルクの増加にともない指令電流が負ガード電流値INmaxに達したときには、指令信号として負ガード電流値INmaxを指令電流とするものが生成される。図5(c)に示される例においては、ステアリングシャフト10のトルクが大きいことにより、所定期間にわたり負ガード電流値INmaxを指令電流とする指令信号が生成される。 After the time t11, when the command current reaches the negative guard current value INmax as the torque of the steering shaft 10 increases, a command signal having the negative guard current value INmax as the command current is generated. In the example shown in FIG. 5C, a command signal having a negative guard current value INmax as a command current is generated over a predetermined period due to the large torque of the steering shaft 10.
時刻t12すなわち、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RCを超えたとき、電動モータ51の駆動回路が制御装置54の指令信号に応じた駆動電流を電動モータ51に供給することができなくなる。このため、図5(c)に示されるように、電動モータ51の駆動電流(実線)が制御装置54の指令電流(二点鎖線)に対応する大きさから「0」に向けて急激に変化する。そして、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RCを超えてから所定の時間が経過した後、電動モータ51の駆動電流が「0」となる。 At time t <b> 12, that is, when the rotation speed of the electric motor 51 exceeds the upper limit rotation speed RC, the drive circuit of the electric motor 51 cannot supply a drive current corresponding to the command signal of the control device 54 to the electric motor 51. For this reason, as shown in FIG. 5C, the drive current (solid line) of the electric motor 51 changes rapidly from the magnitude corresponding to the command current (two-dot chain line) of the control device 54 toward “0”. To do. Then, after a predetermined time has elapsed after the rotation speed of the electric motor 51 exceeds the upper limit rotation speed RC, the drive current of the electric motor 51 becomes “0”.
時刻t13すなわち、外部から転舵輪3に入力されるトルクがピークに達したとき、ステアリングシャフト10に作用するトルクもこれに応じてピークを示す。また、このトルクの増加に対応して、電動モータ51の回転速度もステアリングシャフト10からのトルクの入力にともなう変化の範囲において最も大きな回転速度を示す。 At time t13, that is, when the torque input to the steered wheels 3 from the outside reaches a peak, the torque acting on the steering shaft 10 also shows a peak accordingly. Corresponding to this increase in torque, the rotational speed of the electric motor 51 also exhibits the largest rotational speed in the range of changes accompanying the input of torque from the steering shaft 10.
時刻t13以降において、外部から転舵輪3に入力されるトルクがピークを越えて低下しているとき、これに応じてステアリングシャフト10のトルクが低下する。一方、ラックシャフト20は、時刻t11以降において転舵輪3に入力されたトルクに基づいて、軸方向の一方に継続して移動しているため、ステアリングシャフト10にはラックシャフト20から継続してトルクが入力される。これにより、電動モータ51の動作状態としては、ステアリングシャフト10から入力されるトルクに基づいて回転する状態が維持される。 After the time t13, when the torque input to the steered wheels 3 from the outside decreases beyond the peak, the torque of the steering shaft 10 decreases accordingly. On the other hand, since the rack shaft 20 continues to move in one axial direction based on the torque input to the steered wheels 3 after time t11, the torque is continuously applied to the steering shaft 10 from the rack shaft 20. Is entered. Thereby, as an operation state of the electric motor 51, a state of rotating based on the torque input from the steering shaft 10 is maintained.
制御装置54は、図5(c)に示されるように、時刻t13以降においてもトルクセンサ53の出力に応じた指令信号を生成する。一方、電動モータ51の動作状態が制御不可状態にあるため、制御装置54から指令信号が出力されるものの電動モータ51の駆動電流が「0」となる状態が継続される。 As shown in FIG. 5C, the control device 54 generates a command signal corresponding to the output of the torque sensor 53 even after the time t13. On the other hand, since the operation state of the electric motor 51 is in an uncontrollable state, the command signal is output from the control device 54, but the state where the drive current of the electric motor 51 is "0" is continued.
時刻t14すなわち、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突したとき、ラックシャフト20の移動が停止するため、図5(b)に示されるように、ステアリングシャフト10にはそれまでに作用していたトルクとは反対の方向に慣性トルクが作用する。また、ラックシャフト20の移動速度が急激に減少することにともない、ラックシャフト20に作用する慣性トルクが急激に増加する。また、電動モータ51の回転がステアリングシャフト10により妨げられるため、電動モータ51の回転速度が急激に低下する。 At time t14, that is, when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, the movement of the rack shaft 20 is stopped. Therefore, as shown in FIG. Inertia torque acts in the opposite direction to the torque that has been applied. Further, as the moving speed of the rack shaft 20 rapidly decreases, the inertia torque acting on the rack shaft 20 increases rapidly. Further, since the rotation of the electric motor 51 is hindered by the steering shaft 10, the rotation speed of the electric motor 51 rapidly decreases.
制御装置54は、図5(c)に示されるように時刻t14以降において、トルクセンサ53の出力に応じて時刻t14以前とは反対の方向に電動モータ51を回転させるための通常指令信号を生成する。一方、時刻t14から時刻t15までの期間は電動モータ51の動作状態が依然として制御不可状態にあるため、電動モータ51の駆動電流が「0」となる状態が維持される。 As shown in FIG. 5C, the control device 54 generates a normal command signal for rotating the electric motor 51 in a direction opposite to that before the time t14 in accordance with the output of the torque sensor 53 after the time t14. To do. On the other hand, since the operation state of the electric motor 51 is still uncontrollable during the period from time t14 to time t15, the state where the drive current of the electric motor 51 is “0” is maintained.
時刻t15すなわち、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上の状態から電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC未満の状態に変化したとき、電動モータ51の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図5(c)に示されるように、電動モータ51の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ51が指令電流に応じて回転しはじめる。 At time t15, that is, when the rotation speed of the electric motor 51 is changed from the state where the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC to the state where the rotation speed of the electric motor 51 is lower than the upper limit rotation speed RC, the operation state of the electric motor 51 is controlled from the uncontrollable state. Change to possible state. Therefore, as shown in FIG. 5 (c), the driving current of the electric motor 51 is rapidly increased toward the command current command signal. That is, the electric motor 51 starts to rotate according to the command current.
このとき、指令信号としては、ラックシャフト20の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト20が同ストッパに押し付けられるようにステアリングシャフト10にトルクを入力するものが出力されている。 At this time, as the command signal, a stopper that restricts the movement of the rack shaft 20 is inputted to input torque to the steering shaft 10 so that the rack shaft 20 is pressed against the stopper.
具体的には、時刻t14においてラックシャフト20が右ストッパ41に衝突している場合、時刻t14以降に生成される指令信号は、ラックシャフト20が右ストッパ41に押し付けられるようにステアリングシャフト10にトルクを入力するものとなる。一方、時刻t14においてラックシャフト20が左ストッパ42に衝突している場合、時刻t14以降に生成される指令信号は、ラックシャフト20が左ストッパ42に押し付けられるようにステアリングシャフト10にトルクを入力するものとなる。 Specifically, when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 at time t14, the command signal generated after time t14 is torque to the steering shaft 10 so that the rack shaft 20 is pressed against the right stopper 41. Will be entered. On the other hand, when the rack shaft 20 collides with the left stopper 42 at time t14, a command signal generated after time t14 inputs torque to the steering shaft 10 so that the rack shaft 20 is pressed against the left stopper 42. It will be a thing.
以上のことから、時刻t14以降の状態は、電動モータ51のトルクアシスト制御によりステアリングシャフト10に作用する慣性トルクがより大きくされている状態、すなわち、トルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト10により大きな負荷がかけられている状態とみることができる。 From the above, the state after time t14 is the state where the inertial torque acting on the steering shaft 10 is increased by the torque assist control of the electric motor 51, that is, due to the execution of the torque assist control. 10 can be seen as a state where a larger load is applied.
時刻t15以降において、ステアリングシャフト10のトルクの増加にともない指令電流が正ガード電流値IPmaxに達したときには、指令信号として正ガード電流値IPmaxを指令電流とするものが生成される。図5(c)に示される例においては、ステアリングシャフト10の慣性トルクが大きいことにより、所定期間にわたり正ガード電流値IPmaxを指令電流とする指令信号が生成される。 After the time t15, when the command current reaches the positive guard current value IPmax as the torque of the steering shaft 10 increases, a command signal having the positive guard current value IPmax as the command current is generated. In the example shown in FIG. 5 (c), due to the large inertia torque of the steering shaft 10, a command signal having the positive guard current value IPmax as a command current is generated over a predetermined period.
時刻t16すなわち、電動モータ51の回転速度が「0」に達したとき、電動モータ51の慣性トルクによりステアリングシャフト10に作用する慣性トルクがピークに達する。このとき、ステアリングシャフト10からの反作用により電動モータ51に作用するトルクの大きさがそれまでに電動モータ51に作用していた慣性トルクの大きさを上回る。このため、電動モータ51が時刻t16以前の回転方向とは反対の方向に回転する。すなわち、図5(a)に示されるように、時刻t16以降において電動モータ51の回転速度が負の回転速度を示す。 At time t16, that is, when the rotational speed of the electric motor 51 reaches “0”, the inertia torque acting on the steering shaft 10 reaches the peak due to the inertia torque of the electric motor 51. At this time, the magnitude of the torque acting on the electric motor 51 due to the reaction from the steering shaft 10 exceeds the magnitude of the inertia torque acting on the electric motor 51 so far. For this reason, the electric motor 51 rotates in the direction opposite to the rotation direction before time t16. That is, as shown in FIG. 5A, the rotation speed of the electric motor 51 is a negative rotation speed after time t16.
時刻t16以降において、電動モータ51の回転方向が反転することにともにないステアリングシャフト10に作用する慣性トルクが急激に低下する。そして、時刻t16から所定時間が経過した時刻t17において、ステアリングシャフト10に作用する慣性トルクの方向が反転する。その後、電動モータ51の回転速度の低下に応じてステアリングシャフト10に作用する慣性トルクも小さくなる。 After time t16, the inertia torque acting on the steering shaft 10 that does not cause the rotation direction of the electric motor 51 to reverse is rapidly reduced. Then, at time t17 when a predetermined time has elapsed from time t16, the direction of the inertia torque acting on the steering shaft 10 is reversed. Thereafter, as the rotational speed of the electric motor 51 decreases, the inertia torque acting on the steering shaft 10 also decreases.
時刻t18すなわち、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した時刻t14から所定時間が経過したとき、電動モータ51の回転速度が「0」となる。そして、電動モータ51の回転が停止した後、ステアリングシャフト10に作用するトルクが「0」となる。 At a time t18, that is, when a predetermined time has elapsed from the time t14 when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, the rotation speed of the electric motor 51 becomes “0”. Then, after the rotation of the electric motor 51 stops, the torque acting on the steering shaft 10 becomes “0”.
制御装置54は、図5(c)に示されるように、時刻t16以降においてもトルクセンサ53の出力に応じた指令信号を生成する。また、電動モータ51の動作状態が制御可能状態にあるため、電動モータ51の駆動電流は、制御装置54から出力される通常指令信号に応じて変化する。 As shown in FIG. 5C, the control device 54 generates a command signal corresponding to the output of the torque sensor 53 even after the time t16. Further, since the operation state of the electric motor 51 is in a controllable state, the drive current of the electric motor 51 changes according to the normal command signal output from the control device 54.
時刻t17以降において、ステアリングシャフト10の慣性トルクが負の方向に増加することにともない指令電流が負ガード電流値INmaxに達したとき、指令信号として負ガード電流値INmaxを指令電流とするものが生成される。図5(c)に示される例においては、ステアリングシャフト10の慣性トルクが大きいことにより、所定の期間にわたり負ガード電流値INmaxを指令電流とする指令信号が生成される。 After time t17, when the command current reaches the negative guard current value INmax as the inertia torque of the steering shaft 10 increases in the negative direction, a command signal having the negative guard current value INmax as the command current is generated. Is done. In the example shown in FIG. 5C, a command signal having a negative guard current value INmax as a command current is generated over a predetermined period due to a large inertia torque of the steering shaft 10.
図6を参照して、逆入力時慣性補償制御の実行態様の一例について説明する。
ここでは、図5に示される仮想ステアリング装置においての電動モータ51の制御を説明した上記の例と同様の状況を前提とし、そのときに行なわれる逆入力時慣性補償制御等による指令信号の生成態様について説明する。なお、図5に示される各時刻と同様の状態を示している時刻については、重複する点の説明を省略する。
With reference to FIG. 6, an example of an execution mode of the inertia compensation control at the time of reverse input will be described.
Here, on the premise of the same situation as the above-described example describing the control of the electric motor 51 in the virtual steering device shown in FIG. 5, the generation mode of the command signal by the reverse input inertia compensation control performed at that time Will be described. In addition, about the time which has shown the state similar to each time shown by FIG. 5, description of the overlapping point is abbreviate | omitted.
時刻t22以降において、図3の衝突見込条件判定制御により過剰速度継続時間TAのカウントが開始される。また、この過剰速度継続時間TAが判定時間TAX以上か否かの判定が行なわれる。 After the time t22, the counting of the excessive speed duration time TA is started by the collision expectation condition determination control of FIG. Further, it is determined whether or not the excessive speed continuation time TA is equal to or longer than the determination time TAX.
時刻t24すなわち、過剰速度継続時間TAが判定時間TAX以上となることにより衝突見込条件が成立したとき、補償指令信号の出力が開始される。具体的には、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC未満の状態から上限回転速度RC以上の状態に変化した時刻t22を基準として、時刻t22から所定時間Δt1が経過したとき、制御装置54により生成される指令信号が通常指令信号から補償指令信号に変更される。このとき、補償指令信号としては、ステアリングシャフト10のトルクを検出するトルクセンサ53の出力を反映することなく予め設定されたものが出力される。 At time t24, that is, when the collision expectation condition is satisfied when the excessive speed duration time TA becomes equal to or greater than the determination time TAX, output of a compensation command signal is started. Specifically, when the predetermined time Δt1 has elapsed from time t22 with reference to time t22 when the rotational speed of the electric motor 51 has changed from a state less than the upper limit rotational speed RC to a state greater than or equal to the upper limit rotational speed RC, the control device 54 Is changed from the normal command signal to the compensation command signal. At this time, as the compensation command signal, a preset signal is output without reflecting the output of the torque sensor 53 that detects the torque of the steering shaft 10.
衝突見込条件が成立しているとき、電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさを示している。また、ラックシャフト20の移動速度が所定の移動速度以上の大きさを示している。また、電動モータ51の駆動電流が「0」を示している。 When the collision expectation condition is satisfied, the difference between the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal is greater than a predetermined difference. Further, the moving speed of the rack shaft 20 is greater than a predetermined moving speed. Further, the drive current of the electric motor 51 indicates “0”.
すなわち制御装置54は、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも1つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
(A)駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の大きさであること。
(B)ラックシャフト20の移動速度が所定の移動速度以上の大きさであること。
(C)電動モータ51の駆動電流が「0」であること。
That is, the control device 54 outputs the compensation command signal based on the fact that the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, and as a result, at least one of the following conditions is satisfied. Sometimes a compensation command signal is output.
(A) The difference between the drive current and the command current of the command signal is larger than a predetermined difference.
(B) The moving speed of the rack shaft 20 is not less than a predetermined moving speed.
(C) The drive current of the electric motor 51 is “0”.
制御装置54は、図6(c)に示されるように時刻t24以降において、負ガード電流値INmaxを指令電流とする補償指令信号を出力する。一方、時刻t24から時刻t26までの期間は電動モータ51の動作状態が制御不可状態にあるため、電動モータ51の駆動電流が「0」となる状態が維持される。 As shown in FIG. 6C, the control device 54 outputs a compensation command signal using the negative guard current value INmax as a command current after time t24. On the other hand, during the period from time t24 to time t26, since the operation state of the electric motor 51 is in a non-controllable state, the state where the drive current of the electric motor 51 is “0” is maintained.
なお、補償指令信号の指令電流の方向は、ステアリングシャフト10に作用するトルクの方向に応じて定められる。このため、ステアリングシャフト10に作用するトルクの方向が図6(b)に示される例とは反対の場合、正ガード電流値IPmaxを指令電流とする補償指令信号が出力される。また、ここでは補償指令信号の指令電流の大きさとして、指令電流の最大値が設定されているが、最大値よりも小さい指令電流を設定することもできる。 The direction of the command current of the compensation command signal is determined according to the direction of torque acting on the steering shaft 10. Therefore, when the direction of the torque acting on the steering shaft 10 is opposite to the example shown in FIG. 6B , a compensation command signal having the positive guard current value IPmax as the command current is output. Further, although the maximum value of the command current is set here as the magnitude of the command current of the compensation command signal, a command current smaller than the maximum value can be set.
時刻t25すなわち、衝突発生条件が成立したとき、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突したことにともない電動モータ51の回転速度が急激に低下しはじめる。また、ステアリングシャフト10に作用するトルクの方向が反転する。 At time t25, that is, when the collision occurrence condition is satisfied, the rotational speed of the electric motor 51 starts to rapidly decrease as the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42. Further, the direction of the torque acting on the steering shaft 10 is reversed.
衝突発生条件が成立しているとき、電動モータ51の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさを示している。また、電動モータ51の駆動電流の絶対値が「0」の状態から「0」よりも大きい状態に変化している。また、ステアリングシャフト10に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上の大きさを示している。また、ステアリングシャフト10に作用するトルクの方向が反転している。 When the collision occurrence condition is satisfied, the reduction speed of the rotation speed of the electric motor 51 is greater than or equal to a predetermined reduction speed. Further, the absolute value of the drive current of the electric motor 51 is changed from “0” to a state larger than “0”. Further, the amount of change in torque acting on the steering shaft 10 is greater than or equal to a predetermined amount of change. Further, the direction of torque acting on the steering shaft 10 is reversed.
すなわち制御装置54は、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上であることに基づいて補償指令信号を出力していることにより、結果として、下記条件の少なくとも1つの条件が成立しているときに補償指令信号を出力するものとなる。
(A)電動モータ51の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであること。
(B)駆動電流が「0」の状態から「0」よりも大きい状態に変化していること。
(C)ステアリングシャフト10のトルクの変化量が所定の変化量以上であること。
(D)ステアリングシャフト10のトルクの方向が反転していること。
That is, the control device 54 outputs the compensation command signal based on the fact that the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC, and as a result, at least one of the following conditions is satisfied. Sometimes a compensation command signal is output.
(A) The reduction speed of the rotation speed of the electric motor 51 is greater than or equal to a predetermined reduction speed.
(B) The drive current has changed from “0” to a state larger than “0”.
(C) The amount of change in torque of the steering shaft 10 is greater than or equal to a predetermined amount of change.
(D) The direction of torque of the steering shaft 10 is reversed.
時刻t26すなわち、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上の状態から電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC未満の状態に変化したとき、電動モータ51の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化する。このため、図6(c)に示されるように、電動モータ51の駆動電流が指令信号の指令電流に向けて急激に増加する。すなわち、電動モータ51が指令電流に応じて回転しはじめる。 At time t26, that is, when the rotation speed of the electric motor 51 is changed from the state where the rotation speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotation speed RC to the state where the rotation speed of the electric motor 51 is lower than the upper limit rotation speed RC, the operation state of the electric motor 51 is controlled from the uncontrollable state. Change to possible state. Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the driving current of the electric motor 51 is rapidly increased toward the command current command signal. That is, the electric motor 51 starts to rotate according to the command current.
このとき、補償指令信号としては、ラックシャフト20の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト20が同ストッパから離間するようにステアリングシャフト10にトルクを入力するものが出力されている。すなわち、ステアリングシャフト10に作用する慣性トルクとは反対の方向のトルクがステアリングシャフト10に入力されるように電動モータ51が制御される。 At this time, as the compensation command signal, a stopper that restricts the movement of the rack shaft 20 is inputted to input torque to the steering shaft 10 so that the rack shaft 20 is separated from the stopper. That is, the electric motor 51 is controlled so that torque in the direction opposite to the inertia torque acting on the steering shaft 10 is input to the steering shaft 10.
時刻t26以降において、電動モータ51が補償指令信号により駆動されることにより、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した後にステアリングシャフト10に作用する慣性トルクが仮想ステアリング装置において作用する慣性トルクよりも小さくなる。すなわち、図6(b)に示されるように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1において時刻t25〜t29の期間にステアリングシャフト10に作用する慣性トルク(実線)は、仮想ステアリング装置において時刻t14〜t18の期間においてステアリングシャフト10に作用する慣性トルク(破線)よりも小さくなる。 After time t26, when the electric motor 51 is driven by the compensation command signal, the inertial torque that acts on the steering shaft 10 after the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42 acts on the virtual steering device. It becomes smaller than torque. That is, as shown in FIG. 6 (b), the inertial torque (solid line) acting on the steering shaft 10 during the period from time t25 to t29 in the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment is changed from the time t14 to the virtual steering apparatus. It becomes smaller than the inertia torque (broken line) acting on the steering shaft 10 in the period of t18.
時刻t27すなわち、電動モータ51の駆動電流が補償指令信号の指令電流と同じ大きさを示すとき、図4の補償停止条件判定制御により許容乖離継続時間TBのカウントが開始される。また、この許容乖離継続時間TBが判定時間TBX以上か否かの判定が開始される。 At time t27, that is, when the drive current of the electric motor 51 shows the same magnitude as the command current of the compensation command signal, counting of the allowable divergence duration TB is started by the compensation stop condition determination control of FIG. In addition, the determination of whether or not the allowable deviation continuation time TB is equal to or longer than the determination time TBX is started.
時刻t29すなわち、許容乖離継続時間TBが判定時間TBX以上となることにより補償停止条件が成立したとき、補償指令信号の出力が停止される。具体的には、駆動電流と指令電流との差が所定の差よりも大きい状態から所定の差未満の状態に変化した時刻t27を基準として、時刻t27から所定時間Δt2が経過したとき、補償指令信号の出力が停止される。また、トルクセンサ53の出力に基づく通常指令信号の生成が開始される。 When the compensation stop condition is established when the time t29, that is, the allowable deviation continuation time TB is equal to or greater than the determination time TBX, the output of the compensation command signal is stopped. Specifically, when a predetermined time Δt2 has elapsed from time t27 with reference to time t27 when the difference between the drive current and the command current changes from a state larger than a predetermined difference to a state less than the predetermined difference, the compensation command The signal output is stopped. Further, generation of a normal command signal based on the output of the torque sensor 53 is started.
図6(c)に示される例においては、補償指令信号の出力が停止されたときにトルクセンサ53の出力が「0」を示しているため、通常指令信号として駆動電流を負ガード電流値INmaxから「0」に向けて変化させるものが生成される。なお、時刻t29において、トルクセンサ53の出力が「0」よりも大きいときには、通常指令信号として同出力に応じたものが生成される。 In the example shown in FIG. 6C, since the output of the torque sensor 53 indicates “0” when the output of the compensation command signal is stopped, the drive current is set to the negative guard current value INmax as the normal command signal. To change from “0” to “0”. At time t29, when the output of the torque sensor 53 is greater than “0”, a normal command signal corresponding to the output is generated.
本実施形態の電動パワーステアリング装置1によれば以下の効果が得られる。
(1)電動パワーステアリング装置1は、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突してステアリングシャフト10に慣性トルクが発生しているとき、補償指令信号を出力する。この構成によれば、ステアリングシャフト10に慣性トルクが発生しているとき、電動モータ51により慣性トルクとは反対の方向のトルク(補償トルク)がステアリングシャフト10に付与される。このため、ステアリングシャフト10の慣性トルクを小さくすることができる。
According to the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The electric power steering apparatus 1 outputs a compensation command signal when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42 and inertia torque is generated in the steering shaft 10 . According to the configuration of this, when the inertia torque to the steering shaft 10 has occurred, the opposite direction of the torque (compensation torque) is applied to the steering shaft 10 and the inertia torque by the electric motor 51. For this reason, the inertia torque of the steering shaft 10 can be reduced.
(2)仮想ステアリング装置においては、時刻t14以降すなわち、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した後、電動モータ51のトルクアシスト制御の実行に起因して、ステアリングシャフト10により大きな負荷がかけられている状態となる。 (2) In the virtual steering device, after time t14, that is, after the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, a larger load is applied to the steering shaft 10 due to execution of torque assist control of the electric motor 51. Will be put on.
本実施形態の電動パワーステアリング装置1では、時刻t25以降すなわち、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した後、上記(1)のとおり補償指令信号が出力されている。すなわち、ラックシャフト20の移動を制限しているストッパについて、ラックシャフト20が同ストッパに押し付けられる方向とは反対の方向にステアリングシャフト10にトルクを入力する補償指令信号が電動モータ51に出力されている。このため、仮想ステアリング装置と比較してステアリングシャフト10にかかる負荷が小さくなる。 In the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment, after time t25, that is, after the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, the compensation command signal is output as described in (1) above. That is, for the stopper that restricts the movement of the rack shaft 20, a compensation command signal for inputting torque to the steering shaft 10 in the direction opposite to the direction in which the rack shaft 20 is pressed against the stopper is output to the electric motor 51. Yes. For this reason, the load concerning the steering shaft 10 becomes small compared with a virtual steering device.
(3)電動パワーステアリング装置1は、衝突見込条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を開始する。この構成によれば、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した後に電動モータ51の動作状態が制御不可状態から制御可能状態に変化したとき、補償指令信号に基づく補償電流の供給が速やかに開始される。このため、ステアリングシャフト10の慣性トルクをより的確に小さくすることができる。 (3) The electric power steering device 1 starts outputting a compensation command signal when the collision expectation condition is satisfied. According to this configuration, when the operation state of the electric motor 51 changes from the uncontrollable state to the controllable state after the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, the compensation current is supplied based on the compensation command signal. Get started quickly. For this reason, the inertia torque of the steering shaft 10 can be reduced more accurately.
(4)電動パワーステアリング装置1は、補償指令信号の出力中かつ補償停止条件が成立しているとき、補償指令信号の出力を停止する。この構成によれば、電動モータ51の動作状態が制御可能状態にあるにもかかわらず長期間にわたり補償指令信号が出力されることが抑制される。このため、ラックシャフト20が右ストッパ41または左ストッパ42に衝突した後において、ステアリングホイール2に対する適切なアシストを速やかに再開することができる。 (4) The electric power steering device 1 stops outputting the compensation command signal when the compensation command signal is being output and when the compensation stop condition is satisfied. According to this configuration, it is possible to suppress the output of the compensation command signal over a long period of time even though the operation state of the electric motor 51 is in a controllable state. For this reason, after the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 or the left stopper 42, it is possible to promptly resume appropriate assist for the steering wheel 2.
(その他の実施形態)
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as shown below, for example. The following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be implemented in combination.
・上記実施形態(図3)では、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上の状態を過剰速度状態として、過剰速度状態が所定時間以上にわたり継続しているときに補償指令信号の出力を開始しているが、補償指令信号の出力開始時期を次のように変更することもできる。すなわち、電動モータ51の回転速度が上限回転速度RC以上のとき、過剰速度状態の継続期間の大きさに関わらず補償指令信号の出力を開始することもできる。 In above embodiment (FIG. 3), as over-Amahaya degree state where the rotational speed of the upper limit rotation speed RC or more states of the electric motor 51, compensation instruction when excessive Amahaya degree state continues for more than a predetermined time Although the output of the signal is started, the output start time of the compensation command signal can be changed as follows. That is, when the rotational speed of the electric motor 51 is equal to or higher than the upper limit rotational speed RC, it is also possible to start the output of the compensation instruction signal regardless of the magnitude of the duration of the over Amahaya degree state.
・上記実施形態(図3)では、電動モータ51の回転速度および上限回転速度RCに基づいて衝突見込条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置54により判定する衝突見込条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記(A)〜(F)は、電動モータ51の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記(G)〜(I)は、電動モータ51の動作状態とは別の事象に基づいて、衝突見込条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。 In the above embodiment (FIG. 3), it is determined whether or not the collision expectation condition is satisfied based on the rotation speed of the electric motor 51 and the upper limit rotation speed RC, but the collision expectation condition determined by the control device 54 The contents of can also be changed as follows. The following (A) to (F) correspond to determining whether or not the collision expectation condition is satisfied based on whether or not the operation state of the electric motor 51 is in a predetermined operation state. The following (G) to (I) correspond to determining whether or not the collision expectation condition is satisfied based on an event different from the operation state of the electric motor 51.
(A)電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (A) It is set as a collision expectation condition that the difference between the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal is equal to or greater than a predetermined difference. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(B)上記(A)において、電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差以上の状態を電流乖離状態として、この電流乖離状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (B) In (A) above, a state where the difference between the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal is equal to or greater than a predetermined difference is defined as a current divergence state, and the duration of this current divergence state is equal to or greater than a predetermined period. Is set as a collision expectation condition. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(C)電動モータ51の駆動電流と指令信号の指令電流との差が所定の差未満の状態から所定の差以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (C) The fact that the difference between the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal has changed from a state less than a predetermined difference to a state greater than or equal to the predetermined difference is set as a collision expectation condition. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(D)電動モータ51の駆動電流が「0」であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。
(E)上記(D)において、電動モータ51の駆動電流が「0」の状態を電流ゼロ状態として、この電流ゼロ状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。
(D) The fact that the drive current of the electric motor 51 is “0” is set as a collision expectation condition. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(E) In (D) above, a state in which the drive current of the electric motor 51 is “0” is set as a zero current state, and the duration of this zero current state is set as a collision expectation condition that is equal to or longer than a predetermined period. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(F)電動モータ51の駆動電流の絶対値が「0」よりも大きい状態から「0」に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (F) The fact that the absolute value of the drive current of the electric motor 51 has changed from “0” to “0” is set as a collision expectation condition. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(G)ラックシャフト20の移動速度が所定の移動速度以上であることを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (G) It is set as a collision expectation condition that the moving speed of the rack shaft 20 is equal to or higher than a predetermined moving speed. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(H)上記(G)において、ラックシャフト20の移動速度が所定の移動速度以上の状態を過剰移動速度状態として、この過剰移動速度状態の継続期間が所定期間以上であることを衝突条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (H) In (G) above, a state where the movement speed of the rack shaft 20 is equal to or higher than a predetermined movement speed is set as an excessive movement speed state, and the duration of this excessive movement speed state is set as a collision condition as a collision condition To do. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied.
(I)ラックシャフト20の移動速度が所定の移動速度未満の状態から所定の移動速度以上の状態に変化したことを衝突見込条件として設定する。そして、同衝突見込条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。なお、ラックシャフト20の移動速度については、例えばラックシャフト20の位置を検出する位置センサの出力に基づいて算出することができる。 (I) The fact that the moving speed of the rack shaft 20 has changed from a state below the predetermined moving speed to a state above the predetermined moving speed is set as a collision expectation condition. Then, the control device 54 determines whether or not the same collision expectation condition is satisfied. The moving speed of the rack shaft 20 can be calculated based on the output of a position sensor that detects the position of the rack shaft 20, for example.
・上記実施形態(図4)では、電動モータ51の駆動電流および指令信号の指令電流に基づいて補償停止条件が成立しているか否かを判定しているが、制御装置54により判定する補償停止条件の内容を以下のように変更することもできる。なお、下記(A)〜(D)は、電動モータ51の動作状態が所定の動作状態にあるか否かに基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。また下記(E)〜(G)は、電動モータ51の動作状態とは別の事象に基づいて、補償停止条件が成立しているか否かを判定するものに相当する。 In the above embodiment (FIG. 4), it is determined whether or not the compensation stop condition is satisfied based on the drive current of the electric motor 51 and the command current of the command signal. The content of the condition can be changed as follows. The following (A) to (D) correspond to determining whether the compensation stop condition is satisfied based on whether the operation state of the electric motor 51 is in a predetermined operation state. The following (E) to (G) correspond to determining whether the compensation stop condition is satisfied based on an event different from the operation state of the electric motor 51.
(A)電動モータ51の回転方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。
(B)電動モータ51の回転速度の減少速度が所定の減少速度以上の大きさであることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。
(A) The fact that the rotation direction of the electric motor 51 is reversed is set as a compensation stop condition. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(B) It is set as a compensation stop condition that the reduction speed of the rotation speed of the electric motor 51 is greater than or equal to a predetermined reduction speed. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(C)電動モータ51の回転速度の減少速度が所定の減少速度未満の状態から所定の減少速度以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (C) It is set as a compensation stop condition that the reduction speed of the rotation speed of the electric motor 51 is changed from a state less than a predetermined reduction speed to a state higher than a predetermined reduction speed. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(D)電動モータ51の駆動電流が「0」の状態から「0」よりも大きい状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (D) A change in the driving current of the electric motor 51 from “0” to a state larger than “0” is set as a compensation stop condition. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(E)ステアリングシャフト10に作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (E) It is set as a compensation stop condition that the amount of change in torque acting on the steering shaft 10 is equal to or greater than a predetermined amount. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(F)ステアリングシャフト10に作用するトルクの変化量が所定の変化量未満の状態から所定の変化量以上の状態に変化したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (F) It is set as a compensation stop condition that the amount of change in torque acting on the steering shaft 10 has changed from a state less than a predetermined amount of change to a state greater than or equal to a predetermined amount of change. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
(G)ステアリングシャフト10に作用するトルクの方向が反転したことを補償停止条件として設定する。そして、同補償停止条件が成立しているか否かを制御装置54により判定する。 (G) The fact that the direction of the torque acting on the steering shaft 10 is reversed is set as a compensation stop condition. Then, the control device 54 determines whether or not the compensation stop condition is satisfied.
・上記実施形態(図2)では、逆入力時慣性補償制御により慣性トルクの発生時に補償指令信号を出力しているが、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ51の駆動を停止する制御を行なうこともできる。この構成によれば、以下の効果が得られる。 In the above embodiment (FIG. 2), the compensation command signal is output when inertia torque is generated by the inertia compensation control at the time of reverse input, but the drive of the electric motor 51 is stopped instead of the control that outputs the compensation command signal. It is also possible to perform control. According to this configuration, the following effects can be obtained.
ラックシャフト20が右ストッパ41に衝突したときに発生するステアリングシャフト10の慣性トルクは、ラックシャフト20を右ストッパ41に押し付ける方向に作用する。また、ラックシャフト20が左ストッパ42に衝突したときに発生するステアリングシャフト10の慣性トルクは、ラックシャフト20を左ストッパ42に押し付ける方向に作用する。
このため、トルクアシスト制御を行なう電動パワーステアリング装置1においては、慣性トルクに応じて電動モータ51からステアリングシャフト10に慣性トルクと同方向のトルクが付与される。このとき、ラックシャフト20の移動がストッパ41,42により制限された状態にあるため、同トルクを発生する方向に電動モータ51を駆動した場合には、電動モータ51とステアリングシャフト10との間で動力を伝達する部品(例えばウォームホイール52B)および電動モータ51に過度に大きな負荷がかかる。すなわち、ラックシャフト20がストッパ41,42に衝突したときには、電動モータ51のトルクアシスト制御に起因して同部品および電動モータ51の少なくとも一方に損傷が生じるおそれがある。よって、ラックシャフト20とストッパ41,42との衝突にともない慣性トルクが発生しているときに電動モータ51の駆動を停止することにより、トルクアシスト制御に起因する上記の問題が生じることを抑制することができる。
The inertia torque of the steering shaft 10 generated when the rack shaft 20 collides with the right stopper 41 acts in a direction in which the rack shaft 20 is pressed against the right stopper 41. Further, the inertia torque of the steering shaft 10 generated when the rack shaft 20 collides with the left stopper 42 acts in a direction in which the rack shaft 20 is pressed against the left stopper 42.
For this reason, in the electric power steering system 1 that performs torque assist control, torque inertia torque in the same direction to the steering shaft 10 from the electric motor 51 is applied in accordance with the inertia torque. At this time, since the movement of the rack shaft 20 is restricted by the stoppers 41 and 42, when the electric motor 51 is driven in the direction in which the same torque is generated, the movement between the electric motor 51 and the steering shaft 10 is performed. An excessively large load is applied to the power transmission component (for example, the worm wheel 52B) and the electric motor 51. That is, when the rack shaft 20 collides with the stoppers 41 and 42, there is a possibility that at least one of the same component and the electric motor 51 may be damaged due to the torque assist control of the electric motor 51. Therefore, by stopping the driving of the electric motor 51 when the inertia torque is generated due to the collision between the rack shaft 20 and the stoppers 41 and 42, the above problem caused by the torque assist control is suppressed. be able to.
この点、補償指令信号を出力する制御に代えて、電動モータ51の駆動を停止する上記変形例によれば、トルクアシスト制御に起因して上記の問題が生じることを抑制することができる。 In this regard, according to the modified example in which the driving of the electric motor 51 is stopped instead of the control for outputting the compensation command signal, it is possible to suppress the occurrence of the above problem due to the torque assist control.
・上記実施形態(図1)では、ウォームホイール52Bとして樹脂製のものが設けられているが、金属製のウォームホイールに変更することもできる。
・上記実施形態(図1)では、コラムシャフト11に電動モータ51が取り付けられるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置1に対して本発明を適用した一例を示しているが、本発明の適用が可能な電動パワーステアリング装置は上記実施形態で例示したものに限られない。
-In the said embodiment (FIG. 1), although the thing made from resin is provided as the worm wheel 52B, it can also change into a metal worm wheel.
In the above embodiment (FIG. 1), an example in which the present invention is applied to the column assist type electric power steering apparatus 1 in which the electric motor 51 is attached to the column shaft 11 is shown, but the present invention can be applied. Such an electric power steering device is not limited to that exemplified in the above embodiment.
例えば、ラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトに電動モータが取り付けられるピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置、またはラックアンドピニオン機構のラックシャフトに電動モータが取り付けられるラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に本発明を適用することもできる。 For example, the present invention is applied to a pinion assist type electric power steering apparatus in which an electric motor is attached to a pinion shaft of a rack and pinion mechanism, or a rack assist type electric power steering apparatus in which an electric motor is attached to a rack shaft of a rack and pinion mechanism. It can also be applied.
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…転舵輪、10…ステアリングシャフト、11…コラムシャフト、12…インターミディエイトシャフト、13…ピニオンシャフト、20…ラックシャフト、21…右ラックエンド、22…左ラックエンド、30…ラックアンドピニオン機構、31…ピニオン、32…ラック、40…ラックハウジング、41…右ストッパ、42…左ストッパ、50…アシスト装置、51…電動モータ、51A…回転角センサ、52…減速機、52A…ウォームシャフト、52B…ウォームホイール、53…トルクセンサ、54…制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering wheel, 10 ... Steering shaft, 11 ... Column shaft, 12 ... Intermediate shaft, 13 ... Pinion shaft, 20 ... Rack shaft, 21 ... Right rack end, 22 ... left rack end, 30 ... rack and pinion mechanism, 31 ... pinion, 32 ... rack, 40 ... rack housing, 41 ... right stopper, 42 ... left stopper, 50 ... assist device, 51 ... electric motor, 51A ... rotation angle sensor , 52 ... reducer, 52A ... worm shaft, 52B ... worm wheel, 53 ... torque sensor, 54 ... control device.
Claims (14)
前記ステアリングシャフトの回転に応じて移動するラックシャフトと、
前記ラックシャフトの移動を制限するストッパと、
前記ステアリングシャフトにトルクを付与する電動モータと、
前記ステアリングシャフトのトルクに応じて前記電動モータの駆動電流を制御するための指令信号である通常指令信号を出力する制御装置とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突している場合、前記ラックシャフトの移動を制限している前記ストッパから前記ラックシャフトが離間するように前記ステアリングシャフトを回転させるためのトルクである補償トルクが前記ステアリングシャフトに付与されるように前記電動モータに駆動電流を供給する指令信号である補償指令信号を出力し、前記電動モータの駆動電流と前記補償指令信号により指定される電流である指令電流との差が基準の差未満の状態である許容乖離状態が所定時間以上にわたり継続している場合、前記補償指令信号に代えて前記通常指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering shaft ,
A rack shaft that moves according to the rotation of the steering shaft ;
A stopper for limiting the movement of the rack shaft,
An electric motor for applying torque to the steering shaft ;
In an electric power steering apparatus comprising: a control device that outputs a normal command signal that is a command signal for controlling the drive current of the electric motor according to the torque of the steering shaft;
The control device is a torque for rotating the steering shaft so that the rack shaft is separated from the stopper that restricts the movement of the rack shaft when the rack shaft collides with the stopper. A compensation command signal, which is a command signal for supplying a drive current to the electric motor, is output so that a compensation torque is applied to the steering shaft, and the current is designated by the drive current of the electric motor and the compensation command signal. The electric power steering characterized by outputting the normal command signal instead of the compensation command signal when the allowable deviation state in which the difference from the command current is less than the reference difference continues for a predetermined time or more. apparatus.
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突していることを示す条件を衝突発生条件として、この衝突発生条件が成立しているとき、前記制御装置は前記補償指令信号を出力する
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, wherein
An electric power characterized in that the condition indicating that the rack shaft is colliding with the stopper is a collision occurrence condition, and when the collision occurrence condition is satisfied, the control device outputs the compensation command signal. Steering device.
前記電動モータの回転速度の減少速度が所定の減少速度以上であることを前記衝突発生条件とする
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 2 ,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the collision occurrence condition is that a reduction speed of a rotation speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined reduction speed.
前記電動モータの駆動電流の絶対値が「0」の状態から前記電動モータの駆動電流の絶対値が「0」よりも大きい状態に変化したことを前記衝突発生条件とする
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 2 ,
The collision occurrence condition is that the absolute value of the drive current of the electric motor is changed from a state where the absolute value of the drive current of the electric motor is “0” to a state where the absolute value of the drive current of the electric motor is larger than “0”. Power steering device.
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの変化量が所定の変化量以上であることを前記衝突発生条件とする
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 2 ,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the collision occurrence condition is that a change amount of a torque acting on the steering shaft is a predetermined change amount or more.
前記ステアリングシャフトに作用するトルクの方向が反転したことを前記衝突発生条件とする
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 2 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the condition of occurrence of a collision is that the direction of torque acting on the steering shaft is reversed.
前記ラックシャフトが前記ストッパに衝突することを示す条件を衝突見込条件として、この衝突見込条件が成立しているとき、前記制御装置は前記補償指令信号を出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 6 ,
An electric power steering apparatus characterized in that a condition indicating that the rack shaft collides with the stopper is used as an expected collision condition, and when the expected collision condition is satisfied, the control device outputs the compensation command signal. .
前記電動モータの動作状態が所定の動作状態にあることを前記衝突見込条件とする
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 7 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the collision expectation condition is that the operation state of the electric motor is in a predetermined operation state.
前記電動モータの回転速度が所定の回転速度以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 7 or 8 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the collision expectation condition is that a rotation speed of the electric motor is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
前記電動モータの駆動電流と前記通常指令信号により指定される電流である指令電流との差が所定の差以上であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 7 or 8 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the collision expectation condition is that a difference between a driving current of the electric motor and a command current that is a current specified by the normal command signal is equal to or greater than a predetermined difference.
前記電動モータの駆動電流が「0」であることを前記衝突見込条件とする
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 7 or 8 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the collision expectation condition is that the drive current of the electric motor is “0”.
前記ラックシャフトの移動速度が所定の移動速度以上であることを前記衝突見込条件とする
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 7 ,
The electric power steering apparatus characterized in that the collision expectation condition is that the movement speed of the rack shaft is equal to or higher than a predetermined movement speed.
前記制御装置は、前記ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサの出力を反映することなく予め設定された前記指令信号を前記補償指令信号として出力する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 12 ,
The said control apparatus outputs the said command signal set beforehand as the said compensation command signal, without reflecting the output of the torque sensor which detects the torque of the said steering shaft. The electric power steering apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御装置は、前記補償指令信号を出力する制御に代えて、前記電動モータの駆動を停止する制御を行なう
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 13 ,
The electric power steering apparatus, wherein the control device performs control to stop driving of the electric motor instead of the control to output the compensation command signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011111785A JP5772210B2 (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011111785A JP5772210B2 (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Electric power steering device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012240537A JP2012240537A (en) | 2012-12-10 |
JP5772210B2 true JP5772210B2 (en) | 2015-09-02 |
Family
ID=47462685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011111785A Expired - Fee Related JP5772210B2 (en) | 2011-05-18 | 2011-05-18 | Electric power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5772210B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3106804B1 (en) * | 2020-02-04 | 2022-02-25 | Jtekt Europe Sas | Method for controlling a power-assisted steering system making it possible to limit a physical power supply current of an assistance motor during a mechanical shock between a rack and a mechanical stop in the absence of steering wheel angle information |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3099718B2 (en) * | 1996-02-19 | 2000-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | Electric power steering device |
JP5050421B2 (en) * | 2005-07-12 | 2012-10-17 | 日本精工株式会社 | Control device for electric power steering device |
JP2008230580A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nsk Ltd | Electric power steering device |
JP5212082B2 (en) * | 2008-12-22 | 2013-06-19 | トヨタ自動車株式会社 | Electric power steering device |
DE112009004254B4 (en) * | 2009-01-22 | 2016-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric power steering device |
JP2011031713A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Jtekt Corp | Electric power steering system |
-
2011
- 2011-05-18 JP JP2011111785A patent/JP5772210B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012240537A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102071779B1 (en) | Control device and power steering device of the power steering device | |
JP4984504B2 (en) | Vehicle steering control device | |
WO2019171447A1 (en) | Vehicle steering control method and vehicle steering control device | |
JP5050421B2 (en) | Control device for electric power steering device | |
WO2016174829A1 (en) | Electric power steering control apparatus | |
JP7323301B2 (en) | steering controller | |
JP2011031713A (en) | Electric power steering system | |
JP6036407B2 (en) | Electric power steering device | |
US20200307680A1 (en) | Steering control device | |
US20200361525A1 (en) | Steering apparatus | |
JP7404027B2 (en) | Steering control device | |
JP2008213643A (en) | Electric power steering device | |
US11685429B2 (en) | Steering control device | |
JP5772210B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2017013636A (en) | Automatic steering device | |
JP5050402B2 (en) | Vehicle steering control device | |
JP4014817B2 (en) | Vehicle steering control device | |
JP2020037370A (en) | Steering device | |
JP7376290B2 (en) | Steering control device | |
JP6409554B2 (en) | Automatic driving device | |
JP2019069665A (en) | Control system for vehicles | |
JP7318304B2 (en) | steering controller | |
JP7404004B2 (en) | Steering control device | |
JP2015067218A (en) | Vehicle steering device and self-excited vibration detection method of steering wheel | |
JP7272922B2 (en) | steering controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140421 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150401 |
|
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: 20150602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5772210 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |