JP5979079B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、ドライバーの操舵操作に基づいてモータを駆動制御して操舵アシスト力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering device that generates a steering assist force by driving a motor based on a steering operation of a driver.

従来から、電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいてモータを駆動してドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの駆動制御は、アシスト制御と呼ばれる。アシスト制御は、マイコンを主要部として備えたアシストＥＣＵにより行われる。一般に、アシストＥＣＵは、図４に示すような特性のアシストマップを参照して、操作力（操舵トルク）が大きくなるほどアシスト比が増加する目標アシスト力（目標アシストトルク）を設定し、この目標アシスト力に対応する目標電流がモータに流れるように、目標電流と実電流との偏差に応じた電流フィードバック制御を実行する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device detects a steering torque applied by a driver to a steering wheel by a torque sensor, and drives a motor based on the detected steering torque to assist the driver's steering operation. Such motor drive control is called assist control. The assist control is performed by an assist ECU having a microcomputer as a main part. In general, the assist ECU sets a target assist force (target assist torque) in which the assist ratio increases as the operating force (steering torque) increases with reference to an assist map having characteristics as shown in FIG. Current feedback control according to the deviation between the target current and the actual current is executed so that the target current corresponding to the force flows to the motor.

また、ハンドル操作感を向上させるために、ハンドル操作に対して適度な操作反力を付与する電動パワーステアリング装置も知られている。例えば、特許文献１に提案されている電動パワーステアリング装置は、車速が基準車速より大きいときには、操舵角に基づいて目標操作反力を設定し、車速が基準車速以下のときには、車速が基準車速より大きいときに比べて小さな目標操作反力を設定するように構成されている。   There is also known an electric power steering device that applies an appropriate reaction force to the steering wheel operation in order to improve the steering wheel operation feeling. For example, the electric power steering device proposed in Patent Document 1 sets the target operation reaction force based on the steering angle when the vehicle speed is higher than the reference vehicle speed, and the vehicle speed is higher than the reference vehicle speed when the vehicle speed is equal to or lower than the reference vehicle speed. It is configured to set a smaller target operation reaction force than when it is large.

特開２０１２−１７０６２号公報JP 2012-17062 A

しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置においては、ドライバーの感じる操作反力が、操舵状況によって大きく変化してしまう。このため、良好なハンドル操作感を常に確保することが難しい。ここで、その理由について説明する。電動パワーステアリング装置の運動方程式は、次式（１）のように表すことができる。
Ｆm＋ｆh−Ｆe−Ｆf−Ｄ・ｐ’＝Ｍ・ｐ” ・・・（１）
式（１）において、Ｆmはモータ推力、ｆhはドライバーの操作力、Ｆeは電動パワーステアリング装置のアセンブリ（以下、ＥＰＳ・Ａｓｓｙと呼ぶ）の受ける外力、ＦfはＥＰＳ・Ａｓｓｙの実摩擦抵抗、ＤはＥＰＳ・Ａｓｓｙの実粘性係数、ＭはＥＰＳ・Ａｓｓｙの実慣性質量、ｐ’は操作ハンドルの位置の微分値（つまり、ハンドル回転速度）、ｐ”は操作ハンドルの位置の２階微分値（つまり、ハンドル回転加速度）を表す。 However, in the conventional electric power steering apparatus, the operation reaction force felt by the driver greatly changes depending on the steering situation. For this reason, it is difficult to always ensure a good handle operation feeling. Here, the reason will be described. The equation of motion of the electric power steering device can be expressed as the following equation (1).
Fm + fh-Fe-Ff-D.p '= M.p "(1)
In Formula (1), Fm is the motor thrust, fh is the driver's operating force, Fe is the external force received by the assembly of the electric power steering device (hereinafter referred to as EPS / Assy), Ff is the actual friction resistance of EPS / Assy, D Is the actual viscosity coefficient of EPS / Assy, M is the actual inertial mass of EPS / Assy, p ′ is the differential value of the position of the operating handle (that is, the rotational speed of the handle), and p ″ is the second-order differential value of the position of the operating handle ( That is, it represents the steering wheel rotation acceleration).

アシスト制御が実施される場合、モータ推力Ｆmは、アシストマップに基づいてドライバーの操作力ｆhのα倍（α：アシスト比）に設定される。このアシスト比αは、ドライバーの操作力ｆhの関数として表される。つまり、モータ推力Ｆmは、次式（２）のように表される。
Ｆm＝α（ｆh）・ｆh ・・・（２）
従って、ＥＰＳ・Ａｓｓｙにモータ推力Ｆmが与えられたときのドライバーの操作力ｆhは、次式（３）のように表すことができる。
ｆh＝（Ｆe＋Ｆf＋Ｄ・ｐ’＋Ｍ・ｐ”）／（α＋１） ・・・（３） When the assist control is performed, the motor thrust Fm is set to α times (α: assist ratio) the driver's operating force fh based on the assist map. This assist ratio α is expressed as a function of the driver's operating force fh. That is, the motor thrust Fm is expressed as the following equation (2).
Fm = α (fh) · fh (2)
Therefore, the operating force fh of the driver when the motor thrust Fm is given to EPS / Assy can be expressed as the following equation (3).
fh = (Fe + Ff + D · p ′ + M · p ″) / (α + 1) (3)

操作反力は、ＥＰＳ・Ａｓｓｙに入力される外力（Ｆe）、ＥＰＳ・Ａｓｓｙの摩擦・粘性といった機械抵抗（Ｆf＋Ｄ・ｐ’）、慣性（Ｍ・ｐ”）などを要素とするものである。しかし、式（３）からわかるように、ドライバーにとって感じられる操作反力は、ＥＰＳ・Ａｓｓｙで生じる操作反力の１／（α＋１）となる。一方、アシスト比αは、アシストマップの特性から決まり、図５に破線にて示すように操作力（操舵トルク）が大きいほど大きくなるように変化する。従って、ドライバーは、操作力の小さい時（小舵角時）には、操作反力を強く感じ、逆に、操作力の大きい時（大舵角時）には、操作反力をあまり感じなくなってしまう。   The operation reaction force includes external force (Fe) input to EPS / Assy, mechanical resistance (Ff + D · p ′) such as EPS / Assy friction / viscosity, inertia (M · p ″), and the like. However, as can be seen from Equation (3), the operational reaction force felt by the driver is 1 / (α + 1) of the operational reaction force generated by EPS / Assy, while the assist ratio α is determined from the characteristics of the assist map. 5, the driving force (steering torque) changes so as to increase as the operating force (steering torque) increases, so that the driver increases the operating reaction force when the operating force is small (at the small steering angle). On the contrary, when the operation force is large (at the time of a large steering angle), the operation reaction force is not felt so much.

このため、例えば、大舵角時の保舵安定性を確保するために、ＥＰＳ・Ａｓｓｙの機械系の摩擦抵抗を増すと、操作力の小さくなる小舵角時には摩擦抵抗が大きすぎてしまい、操舵ハンドルの切り始めの動き出しがスムーズにいかなくなる。逆に、操舵ハンドルの切り始めの動き出しをスムーズにさせるために機械系の摩擦抵抗を減らすと、今度は、大舵角時の保舵安定性が低下してしまう。このように、操作力によって操作反力の感じ方が変化してしまうため、操舵ハンドルの切り始めの動きだしと保舵安定性とを両立させることが難しい。   For this reason, for example, if the friction resistance of the EPS / Assy mechanical system is increased in order to ensure the steering stability at a large steering angle, the frictional resistance is too large at a small steering angle at which the operating force becomes small. The start of turning the steering wheel does not go smoothly. On the other hand, if the frictional resistance of the mechanical system is reduced in order to make the steering wheel start moving smoothly, the steering stability at a large rudder angle will be lowered. As described above, since the feeling of the operation reaction force changes depending on the operation force, it is difficult to achieve both the movement of the steering handle at the start of turning and the steering stability.

また、目標操作反力を設定してモータを制御する機能を備えた従来の電動パワーステアリング装置においても、操作力によって操作反力の感じ方が変化してしまい、こうした課題を解決できていない。   Further, even in a conventional electric power steering apparatus having a function of setting a target operation reaction force and controlling a motor, the feeling of the operation reaction force is changed by the operation force, and this problem cannot be solved.

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、ドライバーに操作反力を良好に感じさせるようにすることにある。   An object of the present invention is to cope with the above-described problem, and is to make a driver feel a good reaction force.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリング機構に設けられて操舵アシスト力を発生するモータ（２０）と、ドライバーが操舵ハンドルを操作して入力した操舵操作入力を検出する操舵操作入力検出手段（１７）と、前記検出された操舵操作入力に基づいて、前記操舵操作入力に対してアシスト比（α）倍の操舵アシスト力を発生させるためのアシスト指令値を演算するアシスト指令値演算手段（５１）と、前記アシスト指令値に基づいて前記モータを駆動制御するモータ駆動手段（８０）とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記アシスト比（α）を取得するアシスト比取得手段（５２）と、ドライバーが入力した操舵操作の方向とは反対方向に働かせる操作反力の目標値である目標操作反力を取得する目標操作反力取得手段（５４，６１）と、前記アシスト比（α）が大きくなるほど大きくなる値であるアシスト比関連係数と前記目標操作反力との積に応じた値として操作反力指令値を演算する反力指令値演算手段（５５，６２，６３）と、前記アシスト指令値から前記操作反力指令値を減算する減算補正手段（５７，６５）とを備え、前記アシスト比関連係数は、（α＋１）であり、前記反力指令値演算手段は、前記目標操作反力の（α＋１）倍の操作反力を発生させる操作反力指令値を演算することにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized by a motor (20) provided in a steering mechanism that generates a steering assist force, and a steering operation for detecting a steering operation input input by a driver operating a steering handle. Based on the input detection means (17) and the detected steering operation input, an assist command value for calculating an assist command value for generating a steering assist force having an assist ratio (α) times the steering operation input. In an electric power steering apparatus comprising a calculating means (51) and a motor driving means (80) for driving and controlling the motor based on the assist command value,
An assist ratio acquisition means (52) for acquiring the assist ratio (α) and a target operation reaction force that acquires a target operation reaction force that is a target value of an operation reaction force that acts in a direction opposite to the steering operation direction input by the driver. The operation reaction force command value is calculated as a value corresponding to the product of the force acquisition means (54, 61) and the assist ratio related coefficient, which is a value that increases as the assist ratio (α) increases, and the target operation reaction force. Reaction force command value calculation means (55, 62, 63) and subtraction correction means (57, 65) for subtracting the operation reaction force command value from the assist command value, wherein the assist ratio related coefficient is (α + 1) The reaction force command value calculation means calculates an operation reaction force command value that generates an operation reaction force that is (α + 1) times the target operation reaction force.

本発明においては、操舵操作入力検出手段が、ドライバーが操舵ハンドルを操作して入力した操舵操作入力を検出する。例えば、操舵操作入力検出手段は、ドライバーが操舵ハンドルを介してステアリング機構に入力した操舵トルクを検出する。アシスト指令値演算手段は、検出された操舵操作入力に基づいて、操舵操作入力に対してアシスト比（α）倍の操舵アシスト力を発生させるためのアシスト指令値を演算する。例えば、アシスト指令値演算手段は、操舵操作入力が大きくなるにしたがってアシスト比（α）が大きくなるように設定されたアシスト指令値を演算する。   In the present invention, the steering operation input detection means detects the steering operation input input by the driver operating the steering wheel. For example, the steering operation input detection means detects the steering torque input by the driver to the steering mechanism via the steering handle. The assist command value calculating means calculates an assist command value for generating a steering assist force having an assist ratio (α) times the steering operation input based on the detected steering operation input. For example, the assist command value calculation means calculates an assist command value set so that the assist ratio (α) increases as the steering operation input increases.

アシスト比（α）が変化した場合には、それに伴って、ドライバーの操作反力の感じ方が変化する。そこで、本発明は、アシスト比取得手段と目標操作反力取得手段と反力指令値演算手段と減算補正手段とを備えている。アシスト比取得手段は、操舵操作入力の大きさに対する操舵アシスト力の大きさの比であるアシスト比（α）を取得する。目標操作反力取得手段は、ドライバーが入力した操舵操作の方向とは反対方向に働かせる操作反力の目標値である目標操作反力を取得する。目標操作反力は、ドライバーに与えたい操作反力、つまり、設計者が意図的に狙った操作反力である。従って、目標操作反力は、ドライバーの操舵操作感の好み等を考慮して自由に設定できるものである。また、ドライバーの操舵操作状態に応じて目標操作反力を任意に変更する構成であってもよい。   When the assist ratio (α) changes, the driver's feeling of the reaction force of the operation changes accordingly. Therefore, the present invention includes assist ratio acquisition means, target operation reaction force acquisition means, reaction force command value calculation means, and subtraction correction means. The assist ratio acquisition means acquires an assist ratio (α) that is a ratio of the magnitude of the steering assist force to the magnitude of the steering operation input. The target operation reaction force acquisition means acquires a target operation reaction force that is a target value of an operation reaction force that acts in a direction opposite to the direction of the steering operation input by the driver. The target operation reaction force is an operation reaction force desired to be given to the driver, that is, an operation reaction force intentionally aimed by the designer. Therefore, the target operation reaction force can be freely set in consideration of the driver's preference of the steering operation feeling and the like. Moreover, the structure which changes a target operation reaction force arbitrarily according to a driver's steering operation state may be sufficient.

反力指令値演算手段は、アシスト比（α）が大きくなるほど大きくなる値であるアシスト比関連係数と目標操作反力との積に応じた値として操作反力指令値を演算する。そして、減算補正手段は、アシスト指令値から操作反力指令値を減算する。これにより、アシスト指令値は、操作反力指令値分だけハンドル操作が重くなるように補正される。この場合、操作反力指令値は、アシスト比（α）が大きくなるほど大きな値となる。モータ駆動手段は、アシスト指令値から操作反力指令値が減算されたアシスト指令値に基づいてモータを駆動制御する。従って、操舵操作中にアシスト比（α）が大きく変化しても、目標操作反力に対して変動の少ない操作反力をドライバーに感じさせることができる。これにより、ドライバーの操舵操作感を向上させることができる。   The reaction force command value calculation means calculates the operation reaction force command value as a value corresponding to the product of the assist ratio related coefficient and the target operation reaction force, which increases as the assist ratio (α) increases. The subtraction correction means subtracts the operation reaction force command value from the assist command value. As a result, the assist command value is corrected so that the handle operation becomes heavier by the operation reaction force command value. In this case, the operation reaction force command value increases as the assist ratio (α) increases. The motor driving means drives and controls the motor based on the assist command value obtained by subtracting the operation reaction force command value from the assist command value. Therefore, even if the assist ratio (α) changes greatly during the steering operation, it is possible to make the driver feel an operation reaction force with little variation with respect to the target operation reaction force. Thereby, a driver's steering operation feeling can be improved.

この場合、反力指令値演算手段は、目標操作反力の（α＋１）倍の操作反力を発生させる操作反力指令値を演算する。操舵操作入力に対してアシスト比（α）倍の操舵アシスト力を発生させた場合、ドライバーが感じる操作反力は、１／（α＋１）になる。本発明においては、目標操作反力を（α＋１）倍した操作反力指令値を演算するため、アシスト比（α）の変化に影響されることなく、常に、目標操作反力をドライバーに感じさせることができる。これにより、ドライバーの操舵操作感を更に向上させることができる。 In this case, the reaction force command value calculating means calculates the operation reaction force command value for generating the (alpha + 1) times the operation reaction force of the target reaction force. When a steering assist force having an assist ratio (α) times the steering operation input is generated, the operation reaction force felt by the driver is 1 / (α + 1). In the present invention, the operation reaction force command value obtained by multiplying the target operation reaction force by (α + 1) is calculated, so that the driver always feels the target operation reaction force without being affected by the change in the assist ratio (α). be able to. Thereby, the driver's steering operation feeling can be further improved.

本発明の他の特徴は、実際のステアリング機構の機械抵抗による操作反力を減らすための機械抵抗補償値を取得する抵抗補償値取得手段（５６，６４）と、前記アシスト指令値に前記機械抵抗補償値を加算する加算補正手段（５７，６５）とを備えたことにある。   Another feature of the present invention is that resistance compensation value acquisition means (56, 64) for acquiring a mechanical resistance compensation value for reducing an operation reaction force due to a mechanical resistance of an actual steering mechanism, and the mechanical resistance in the assist command value. Addition correction means (57, 65) for adding the compensation values.

ステアリング機構の機械抵抗が小さい場合には問題ないが、機械抵抗が大きい場合には、その機械抵抗による操作反力が目標操作反力に上乗せされ、ドライバーの操舵操作感に影響を与えることがある。そこで本発明は、抵抗補償値取得手段が、実際のステアリング機構の機械抵抗による操作反力を減らすための機械抵抗補償値を取得する。実際のステアリング機構の機械抵抗による操作反力とは、推定した機械抵抗による操作反力でよい。例えば、機械抵抗のうちで摩擦抵抗が大きい場合には、推定摩擦抵抗による操作反力を減らすための機械抵抗補償値を取得するようにしてもよい。また、機械抵抗補償値は、固定値であってもよいし操舵操作状態量に応じて変更されるものであってもよい。   There is no problem when the mechanical resistance of the steering mechanism is small, but when the mechanical resistance is large, the operation reaction force due to the mechanical resistance is added to the target operation reaction force, which may affect the driver's feeling of steering operation. . Therefore, according to the present invention, the resistance compensation value acquisition means acquires a mechanical resistance compensation value for reducing the operation reaction force due to the mechanical resistance of the actual steering mechanism. The actual reaction force due to the mechanical resistance of the steering mechanism may be the estimated reaction force due to the estimated mechanical resistance. For example, when the frictional resistance is large in the mechanical resistance, a mechanical resistance compensation value for reducing an operation reaction force due to the estimated frictional resistance may be acquired. The mechanical resistance compensation value may be a fixed value or may be changed according to the steering operation state amount.

加算補正手段は、アシスト指令値に機械抵抗補償値を加算する。これにより、ステアリング機構の機械抵抗による反力が低減される。従って、実際のステアリング機構の機械抵抗に影響されずに、所望の操作反力をドライバーに感じさせることができる。このため、本発明によれば、製造過程における機械抵抗の調整工数を削減することができる。尚、加算補正手段は、直接的にアシスト指令値に機械抵抗補償値を加算するものに限らず、最終的に、アシスト指令値に機械抵抗補償値が加算されているようにする構成であればよい。例えば、目標操作反力から機械抵抗補償値を減算する構成であってもよい。   The addition correction means adds the mechanical resistance compensation value to the assist command value. Thereby, the reaction force due to the mechanical resistance of the steering mechanism is reduced. Therefore, the driver can feel a desired operation reaction force without being affected by the mechanical resistance of the actual steering mechanism. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the man-hours for adjusting the mechanical resistance in the manufacturing process. Note that the addition correction means is not limited to directly adding the mechanical resistance compensation value to the assist command value, but if the mechanical resistance compensation value is finally added to the assist command value. Good. For example, a configuration in which the mechanical resistance compensation value is subtracted from the target operation reaction force may be employed.

本発明の他の特徴は、操舵操作状態量に基づいて前記操作反力指令値を変更する操舵操作応答手段（５４，６３）を備えたことにある。   Another feature of the present invention is that steering operation response means (54, 63) for changing the operation reaction force command value based on the steering operation state quantity is provided.

本発明によれば、操舵操作応答手段が操舵操作状態量に基づいて操作反力指令値を変更するため、ドライバーに感じさせたい操作反力を操舵操作状態量に応じて自由に設定することができる。操舵操作状態量としては、例えば、操舵操作入力の大きさ、操舵操作速度、操舵操作位置（ハンドル回転位置）等を使うことができる。操作反力指令値を変更する場合、例えば、目標操作反力を操舵操作状態量に応じて設定することにより操作反力指令値を変更するようにしてもよいし、操舵操作状態量に応じて操作反力指令値を直接的に補正するようにしてもよい。例えば、操舵操作状態量が大きいほど操作反力指令値を大きくすることにより、大舵角時の保舵安定性を向上させることができる。また、操舵操作状態量が小さいほど操作反力指令値を小さくすることにより、操舵ハンドルの切り始めの動き出しをスムーズにすることができる。   According to the present invention, since the steering operation response means changes the operation reaction force command value based on the steering operation state quantity, the operation reaction force that the driver wants to feel can be freely set according to the steering operation state quantity. it can. As the steering operation state quantity, for example, the magnitude of the steering operation input, the steering operation speed, the steering operation position (handle rotation position), and the like can be used. When changing the operation reaction force command value, for example, the operation reaction force command value may be changed by setting the target operation reaction force according to the steering operation state amount, or according to the steering operation state amount. The operation reaction force command value may be corrected directly. For example, the steering reaction stability command value can be increased as the steering operation state quantity is increased, thereby improving the steering stability at a large steering angle. In addition, by making the operation reaction force command value smaller as the steering operation state amount is smaller, it is possible to make the steering handle start moving smoothly.

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。   In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiment in parentheses, but each constituent element of the invention is the reference numeral. It is not limited to the embodiment defined by.

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 第１実施形態に係る指令値演算部のマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the process of the microcomputer of the command value calculating part which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るモータ制御部のマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the process of the microcomputer of the motor control part which concerns on 1st Embodiment. アシストマップを表すグラフである。It is a graph showing an assist map. 操作力とアシスト比との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between operating force and assist ratio. 反力マップを表すグラフである。It is a graph showing a reaction force map. 反力マップを表すグラフである。It is a graph showing a reaction force map. 実機械抵抗補償力マップを表すグラフである。It is a graph showing a real machine resistance compensation force map. 実機械抵抗補償力マップを表すグラフである。It is a graph showing a real machine resistance compensation force map. 実機械抵抗補償力マップを表すグラフである。It is a graph showing a real machine resistance compensation force map. 第２実施形態に係る指令値演算部のマイクロコンピュータの処理を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the process of the microcomputer of the command value calculating part which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る摩擦抵抗マップを表すグラフである。It is a graph showing the frictional resistance map which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る摩擦抵抗マップを表すグラフである。It is a graph showing the frictional resistance map which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置の概略構成を表している。   Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering device for a vehicle according to an embodiment.

この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ２０と、モータ２０を駆動するモータ駆動回路３０と、モータ駆動回路３０を制御する電子制御装置１００とを主要部として備えている。以下、電子制御装置１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。モータ２０を含めたステアリング機構１０をＥＰＳ・ａｓｓｙと呼ぶ。   This electric power steering apparatus includes a steering mechanism 10 that steers steered wheels by a steering operation of a steering handle 11, a motor 20 that is assembled to the steering mechanism 10 and generates steering assist torque, and a motor drive circuit 30 that drives the motor 20. And an electronic control unit 100 that controls the motor drive circuit 30 as main parts. Hereinafter, the electronic control device 100 is referred to as an assist ECU 100. The steering mechanism 10 including the motor 20 is referred to as EPS / assy.

ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には、タイロッド１５Ｌ，１５Ｒを介して左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲのナックル（図示略）が操舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。   The steering mechanism 10 is a mechanism for turning the left and right front wheels FWL and FWR by a rotation operation of the steering handle 11, and includes a steering shaft 12 connected to the steering handle 11 so as to rotate integrally with the upper end. A pinion gear 13 is connected to the lower end of the steering shaft 12 so as to rotate integrally. The pinion gear 13 meshes with rack teeth formed on the rack bar 14 and constitutes a rack and pinion mechanism together with the rack bar 14. Knuckles (not shown) of the left and right front wheels FWL and FWR are steerably connected to both ends of the rack bar 14 via tie rods 15L and 15R. The left and right front wheels FWL and FWR are steered left and right according to the axial displacement of the rack bar 14 accompanying the rotation of the steering shaft 12 around the axis.

ラックバー１４には、モータ２０が組み付けられている。本実施形態で用いるモータ２０は、３相ブラシレスモータである。モータ２０の出力軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲに転舵力を付与して操舵操作をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、モータ２０の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。   A motor 20 is assembled to the rack bar 14. The motor 20 used in this embodiment is a three-phase brushless motor. The output shaft of the motor 20 is connected to the rack bar 14 via the ball screw mechanism 16 so as to be able to transmit power, and by turning, the steering force is applied to the left and right front wheels FWL and FWR to assist the steering operation. The ball screw mechanism 16 functions as a speed reducer and a rotation-linear converter, and decelerates the rotation of the motor 20 and converts it into a linear motion and transmits it to the rack bar 14.

ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ１７が設けられる。操舵トルクセンサ１７は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいてステアリングシャフト１２に働いた操舵トルクＴｈを検出する。操舵トルクＴｈは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｈを正の値で、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｈを負の値で示す。以下、操舵トルクＴｈの大きさについて述べる場合には、その絶対値を使うものとする。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、エンコーダ等の他の回転角センサにより検出することもできる。   A steering torque sensor 17 is provided on the steering shaft 12. The steering torque sensor 17 detects, for example, a torsion angle of a torsion bar (not shown) interposed in an intermediate portion of the steering shaft 12 by a resolver or the like, and the steering torque Th applied to the steering shaft 12 based on the torsion angle. Is detected. As for the steering torque Th, the operation direction of the steering wheel 11 is identified by a positive or negative value. For example, the steering torque Th when the steering handle 11 is steered in the left direction is indicated by a positive value, and the steering torque Th when the steering handle 11 is steered in the right direction is indicated by a negative value. Hereinafter, when the magnitude of the steering torque Th is described, the absolute value thereof is used. In this embodiment, the torsion angle of the torsion bar is detected by a resolver, but it can also be detected by another rotation angle sensor such as an encoder.

モータ２０には、回転角センサ１８が設けられる。この回転角センサ１８は、モータ２０内に組み込まれ、モータ２０のロータの回転角度位置に応じた検出信号を出力するもので、例えば、レゾルバにより構成される。回転角センサ１８は、モータ２０の回転角θを表す検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。アシストＥＣＵ１００は、この回転角θからモータ２０の電気角を算出し、この電気角に基づいてモータ２０の電流位相を制御する。また、モータ２０は、ステアリング機構１０に組み付けされているため、モータ２０の回転角θは、操舵角に対応するものとなり、回転角θを時間微分して算出される回転角速度ｄθ／ｄｔは、操作速度に対応するものとなる。   The motor 20 is provided with a rotation angle sensor 18. The rotation angle sensor 18 is incorporated in the motor 20 and outputs a detection signal corresponding to the rotation angle position of the rotor of the motor 20, and is constituted by a resolver, for example. The rotation angle sensor 18 outputs a detection signal representing the rotation angle θ of the motor 20 to the assist ECU 100. The assist ECU 100 calculates the electrical angle of the motor 20 from the rotation angle θ, and controls the current phase of the motor 20 based on the electrical angle. Further, since the motor 20 is assembled to the steering mechanism 10, the rotation angle θ of the motor 20 corresponds to the steering angle, and the rotation angular velocity dθ / dt calculated by time differentiation of the rotation angle θ is It corresponds to the operation speed.

モータ駆動回路３０は、図示しないスイッチング素子により３相インバータ回路を構成したものであり、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電力供給ライン３１を介してモータ２０に接続されている。モータ駆動回路３０は、アシストＥＣＵ１００から出力されるＰＷＭ制御信号に応じたデューティ比で各相のスイッチング素子がオン・オフ制御されて３相電流をモータ２０に流す。これによりモータ２０は、３相電流に応じた操舵アシストトルクをステアリング機構１０に付与する。   The motor drive circuit 30 comprises a three-phase inverter circuit with switching elements (not shown), and is connected to the motor 20 via a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) power supply line 31. In the motor drive circuit 30, the switching elements of each phase are on / off controlled at a duty ratio corresponding to the PWM control signal output from the assist ECU 100, and a three-phase current flows to the motor 20. As a result, the motor 20 applies a steering assist torque corresponding to the three-phase current to the steering mechanism 10.

モータ駆動回路３０には、モータ２０の各相に流れる電流を検出する電流センサ１９が設けられている。電流センサ１９は、モータ２０の各相に流れる電流ｉを表す検出信号をアシストＥＣＵ１００に出力する。   The motor drive circuit 30 is provided with a current sensor 19 that detects a current flowing through each phase of the motor 20. Current sensor 19 outputs a detection signal representing current i flowing in each phase of motor 20 to assist ECU 100.

アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成される。アシストＥＣＵ１００は、操舵トルクセンサ１７、回転角センサ１８、電流センサ１９を接続し、操舵トルクＴｈ、回転角θ、電流ｉを表す検出信号を入力する。そして、入力した検出信号に基づいて、運転者の操舵操作に応じた最適な操舵アシストトルクが得られるようにモータ２０に流す指令電流を演算し、その指令電流が流れるようにモータ駆動回路３０の各スイッチング素子のデューティ比を制御する。   The assist ECU 100 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as a main part. The assist ECU 100 connects the steering torque sensor 17, the rotation angle sensor 18, and the current sensor 19, and inputs detection signals representing the steering torque Th, the rotation angle θ, and the current i. Then, based on the input detection signal, a command current to be supplied to the motor 20 is calculated so as to obtain an optimum steering assist torque according to the driver's steering operation, and the motor drive circuit 30 is configured so that the command current flows. The duty ratio of each switching element is controlled.

＜アシストＥＣＵの第１実施形態＞
次に、アシストＥＣＵ１００の機能について図２を用いて説明する。アシストＥＣＵ１００は、指令値演算部５０と、モータ制御部８０とを備えている。指令値演算部５０については、２つの実施形態を説明する。図２は、第１実施形態に係る指令値演算部５０の機能ブロック図である。この機能ブロック図は、アシストＥＣＵ１００のマイクロコンピュータのプログラム制御により処理される機能を表している。 <First Embodiment of Assist ECU>
Next, functions of the assist ECU 100 will be described with reference to FIG. The assist ECU 100 includes a command value calculation unit 50 and a motor control unit 80. Regarding the command value calculation unit 50, two embodiments will be described. FIG. 2 is a functional block diagram of the command value calculation unit 50 according to the first embodiment. This functional block diagram represents functions processed by program control of the microcomputer of the assist ECU 100.

指令値演算部５０は、基本アシスト指令値演算部５１と、アシスト比演算部５２と、乗算係数演算部５３と、操作反力モデル部５４と、反力指令値演算部５５と、実機械抵抗推定モデル部５６と、加減算部５７とを備えている。基本アシスト指令値演算部５１は、操舵トルクセンサ１７により検出された操舵トルクＴｈに基づいて基本アシストトルクを表す基本アシスト指令値を演算する。ここでは、演算で取り扱う単位を統一して説明するために、操舵トルクＴｈを操舵ハンドル１１の接線方向の力に換算した操作力ｆｈを使うことにする。従って、後述する他の力（基本アシスト指令力Ｆα、目標操作反力Ｆｖ、機械抵抗補償力Ｆｃ、指令モータ推力Ｆｍ、反力指令力（α＋１）Ｆｖ）についても、操作力ｆｈに対応した力に換算された値として取り扱われるものである。この操作力ｆｈは、本発明の操舵操作入力に相当する。 The command value calculation unit 50 includes a basic assist command value calculation unit 51, an assist ratio calculation unit 52, a multiplication coefficient calculation unit 53, an operation reaction force model unit 54, a reaction force command value calculation unit 55, an actual machine resistance An estimation model unit 56 and an addition / subtraction unit 57 are provided. The basic assist command value calculation unit 51 calculates a basic assist command value representing the basic assist torque based on the steering torque Th detected by the steering torque sensor 17. Here, in order to unify and explain the units handled in the calculation, the operation force fh obtained by converting the steering torque Th into the tangential force of the steering handle 11 is used. Accordingly, other forces (basic assist command force F α , target operation reaction force Fv, mechanical resistance compensation force Fc, command motor thrust Fm, reaction force command force (α + 1) Fv) described later also correspond to the operation force fh. It is handled as a value converted to force. This operating force fh corresponds to the steering operation input of the present invention.

基本アシスト指令値演算部５１は、ドライバーが操舵ハンドル１１に入力した操作力ｆｈを入力し、図４に示すアシストマップを参照して、操作力ｆｈに対応する基本アシスト指令値である基本アシスト指令力Ｆαを演算する。基本アシスト指令値演算部５１は、アシストマップを記憶している。このアシストマップでは、操作力ｆｈ（操舵トルクＴｈ）が大きくなるに従って増加する基本アシスト指令力Ｆαを設定する特性を有する。尚、図４に示すアシストマップは、左操作方向の特性を表し、右操作後方の特性は、絶対値が同じであって符号が反対となる基本アシスト指令力Ｆαを設定する。また、ここでは、力の単位を統一して説明するために、操作力ｆｈと基本アシスト指令力Ｆαとの関係を表すマップを使用しているが、ステアリングシャフト１２回りに働く操舵トルクＴｈと基本アシスト指令トルクとの関係を表すマップを使用することと同一である。 The basic assist command value calculation unit 51 inputs the operating force fh input by the driver to the steering handle 11, and refers to the assist map shown in FIG. 4 to obtain a basic assist command that is a basic assist command value corresponding to the operating force fh. The force Fα is calculated. The basic assist command value calculation unit 51 stores an assist map. In this assist map, having a characteristic which sets the basic assist command force F alpha which increases according to the operation force fh (steering torque Th) is increased. Incidentally, the assist map shown in FIG. 4 represents the characteristic of the left operation directions, the characteristics of the right operating rear, sign-magnitude is the same to set a basic assist command force F alpha on the opposite. Further, here, in order to explain to unify the units of force, the use of the map representing the relationship between the operation force fh and the basic assist command force F alpha, the steering torque Th acting on the steering shaft 12 around This is the same as using a map representing the relationship with the basic assist command torque.

基本アシスト指令値演算部５１は、演算結果である基本アシスト指令力Ｆαをアシスト比演算部５２と加減算部５７とに出力する。操作力ｆｈの大きさに対する基本アシスト指令力Ｆαの大きさの比をアシスト比αと呼ぶ。従って、基本アシスト指令値演算部５１は、操作力ｆｈのアシスト比α倍の基本アシスト指令力Ｆαを演算していることになる。このため、アシスト比αは、操作力ｆｈの関数として表される。アシスト比αは、図５に破線にて示すように、操作力ｆｈ（操舵トルクＴｈ）が大きいほど大きくなるように変化する特性を有する。 Basic assist command value calculating section 51 outputs the basic assist command force F alpha is an operation result to the assist ratio calculation unit 52 and the subtraction unit 57. The size ratio of the basic assist command force F alpha to the size of the operating force fh called the assist ratio alpha. Therefore, the basic assist command value calculating section 51, it means that calculates the basic assist command force F alpha assist ratio alpha times the operation force fh. Therefore, the assist ratio α is expressed as a function of the operating force fh. As shown by a broken line in FIG. 5, the assist ratio α has a characteristic that changes so as to increase as the operating force fh (steering torque Th) increases.

アシスト比演算部５２は、基本アシスト指令力Ｆαを操作力ｆｈで除算することによりアシスト比α（＝Ｆα／ｆｈ）を演算し、その演算結果であるアシスト比αを乗算係数演算部５３に出力する。尚、アシストマップが、操作力ｆｈに対応するアシスト比αを直接表すものであれば、アシスト比演算部５２は、アシストマップからそのままアシスト比αを取得することができる。乗算係数演算部５３は、アシスト比αに値１を加算した乗算係数（α＋１）を演算し、その演算結果である乗算係数（α＋１）を反力指令値演算部５５に出力する。この乗算係数（α＋１）は、本発明のアシスト比関連係数に相当する。 The assist ratio calculation unit 52 calculates the assist ratio α (= F α / fh) by dividing the basic assist command force F α by the operation force fh, and multiplies the calculation result by calculating the assist ratio α. Output to. If the assist map directly represents the assist ratio α corresponding to the operation force fh, the assist ratio calculation unit 52 can acquire the assist ratio α as it is from the assist map. The multiplication coefficient calculation unit 53 calculates a multiplication coefficient (α + 1) obtained by adding the value 1 to the assist ratio α, and outputs the multiplication coefficient (α + 1) that is the calculation result to the reaction force command value calculation unit 55. This multiplication coefficient (α + 1) corresponds to the assist ratio related coefficient of the present invention.

操作反力モデル部５４は、ドライバーが入力した操舵操作の方向とは反対方向に働かせる操作反力の目標値である目標操作反力Ｆｖを設定するブロックである。目標操作反力Ｆｖは、ドライバーの操舵操作に対して与えたい操作反力、つまり、設計者が意図的に狙った操作反力である。従って、目標操作反力Ｆｖは、ドライバーの操舵操作感の好み、保舵安定性、操作応答性等を考慮して自由に設定できるものである。本実施系形態においては、目標操作反力Ｆｖは、操舵状態量であるドライバーの操作力ｆｈやモータ回転角速度ωに基づいて演算される。   The operation reaction force model unit 54 is a block for setting a target operation reaction force Fv that is a target value of an operation reaction force that acts in a direction opposite to the direction of the steering operation input by the driver. The target operation reaction force Fv is an operation reaction force desired to be applied to the driver's steering operation, that is, an operation reaction force intentionally aimed by the designer. Therefore, the target operation reaction force Fv can be freely set in consideration of the driver's preference for the steering operation feeling, the steering stability, the operation response, and the like. In the present embodiment, the target operation reaction force Fv is calculated based on the driver operation force fh, which is the steering state quantity, and the motor rotation angular velocity ω.

例えば、操作反力モデル部５４は、図６に示すような反力マップを記憶しており、この反力マップを参照してモータ回転角速度ωに基づいて目標操作反力Ｆｖを演算する。モータ２０は、ステアリング機構１０を介して操舵ハンドル１１と連結されていることから、モータ回転角速度ωは、ドライバーが操舵ハンドル１１を操作した操作速度（回転操作速度）に対応したものとなる。本実施形態においては、モータ２０の通電制御に必要となるモータ電気角を検出するための回転角センサ１８を備えているため、回転角センサ１８の検出値を利用するが、例えば、図示しない操舵角センサを備えている場合には、操舵角センサにより検出される操舵角を時間で微分した操舵角速度を用いるようにしてもよい。以下、モータ回転角速度ωを操作速度として取得する場合には、モータ回転角速度ωを操作速度ωと呼ぶ。   For example, the operation reaction force model unit 54 stores a reaction force map as shown in FIG. 6, and calculates a target operation reaction force Fv based on the motor rotation angular velocity ω with reference to the reaction force map. Since the motor 20 is connected to the steering handle 11 via the steering mechanism 10, the motor rotation angular velocity ω corresponds to the operation speed (rotation operation speed) at which the driver operates the steering handle 11. In the present embodiment, since the rotation angle sensor 18 for detecting the motor electrical angle necessary for energization control of the motor 20 is provided, the detection value of the rotation angle sensor 18 is used. When an angle sensor is provided, a steering angular velocity obtained by differentiating the steering angle detected by the steering angle sensor with respect to time may be used. Hereinafter, when the motor rotation angular speed ω is acquired as the operation speed, the motor rotation angular speed ω is referred to as the operation speed ω.

この反力マップにおいては、操作速度ωの大きさ（絶対値）が所定値以下の範囲では、操作速度ωの大きさが大きくなるにしたがって絶対値の増加する目標操作反力Ｆｖを設定し、操作速度ωの大きさが所定値を超えると一定の大きさの目標操作反力Ｆｖを設定する特性を有する。つまり、操作速度ωが小さい領域では、小さい目標操作反力Ｆｖを設定し、操作速度ωが大きい領域では、大きい目標操作反力Ｆｖを設定する特性を有する。以下、方向（正負）が関係する値の大きさについて述べる場合には、その絶対値を使うものとする。   In this reaction force map, in a range where the magnitude (absolute value) of the operation speed ω is equal to or smaller than a predetermined value, a target operation reaction force Fv that increases in absolute value as the magnitude of the operation speed ω increases is set. When the magnitude of the operation speed ω exceeds a predetermined value, the target operation reaction force Fv having a certain magnitude is set. That is, it has a characteristic that a small target operation reaction force Fv is set in a region where the operation speed ω is low, and a large target operation reaction force Fv is set in a region where the operation speed ω is large. Hereinafter, when the magnitude of a value related to the direction (positive or negative) is described, the absolute value is used.

また、図６の反力マップに代えて、図７に示すような反力マップを用いることもできる。操作反力モデル部５４は、この反力マップを参照して操作力ｆｈに基づいて目標操作反力Ｆｖを演算する。この反力マップにおいては、操作力ｆｈが所定値以下の範囲では、操作力ｆｈが大きくなるに従って増加する目標操作反力Ｆｖを設定し、操作力ｆｈが所定値を超えると一定の大きさの目標操作反力Ｆｖを設定する特性を有する。つまり、操作力ｆｈが小さい領域では、小さい目標操作反力Ｆｖを設定し、操作力ｆｈが大きい領域では、大きい目標操作反力Ｆｖを設定する特性を有する。   Further, a reaction force map as shown in FIG. 7 can be used instead of the reaction force map of FIG. The operation reaction force model unit 54 refers to this reaction force map and calculates a target operation reaction force Fv based on the operation force fh. In this reaction force map, when the operation force fh is within a predetermined value or less, a target operation reaction force Fv that increases as the operation force fh increases is set, and when the operation force fh exceeds a predetermined value, a constant magnitude is obtained. The target operation reaction force Fv is set. That is, there is a characteristic that a small target operation reaction force Fv is set in a region where the operation force fh is small, and a large target operation reaction force Fv is set in a region where the operation force fh is large.

また、操作力ｆｈと操作速度ωとを組み合わせて目標操作反力Ｆｖを設定するようにしてもよい。例えば、代表的な操作力ｆｈごとに、操作速度ωと目標操作反力Ｆｖとの相関関係を設定した複数の反力マップを記憶しておき、操作力ｆｈに応じた反力マップを選択するようにしてもよい。また、代表的な操作速度ωごとに、操作力ｆｈと目標操作反力Ｆｖとの相関関係を設定した複数の反力マップを記憶しておき、操作速度ωに応じた反力マップを選択するようにしてもよい。また、操作速度ωと操作力ｆｈとから目標操作反力Ｆｖを設定する３次元反力マップを用いることもできる。   Further, the target operation reaction force Fv may be set by combining the operation force fh and the operation speed ω. For example, for each representative operation force fh, a plurality of reaction force maps in which the correlation between the operation speed ω and the target operation reaction force Fv is set are stored, and the reaction force map corresponding to the operation force fh is selected. You may do it. A plurality of reaction force maps in which the correlation between the operation force fh and the target operation reaction force Fv is stored for each representative operation speed ω are stored, and the reaction force map corresponding to the operation speed ω is selected. You may do it. It is also possible to use a three-dimensional reaction force map that sets the target operation reaction force Fv from the operation speed ω and the operation force fh.

また、例えば、操舵ハンドル１１の操舵角を検出する操舵角センサを備えている場合には、操舵角に基づいて目標操作反力Ｆｖを設定する構成であってもよい。この場合においても、操舵角が所定値以下の範囲では、操舵角が大きくなるに従って増加する目標操作反力Ｆｖを設定し、操舵角が所定値を超えると一定の大きさの目標操作反力Ｆｖを設定するとよい。また、操舵トルクセンサ１７がトーションバーの特定部位における回転位置を検出する構成である場合には、操舵トルクセンサ１７により操舵角を検出するようにしてもよい。また、操舵角を操作力ｆｈや操作速度ωに組み合わせて目標操作反力Ｆｖを設定する構成であってもよい。   Further, for example, when a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering handle 11 is provided, the target operation reaction force Fv may be set based on the steering angle. Even in this case, when the steering angle is within the predetermined value, the target operation reaction force Fv that increases as the steering angle increases is set. When the steering angle exceeds the predetermined value, the target operation reaction force Fv having a certain magnitude is set. Should be set. In addition, when the steering torque sensor 17 is configured to detect the rotational position of the specific portion of the torsion bar, the steering angle may be detected by the steering torque sensor 17. Further, the target operation reaction force Fv may be set by combining the steering angle with the operation force fh and the operation speed ω.

操作反力モデル部５４は、算出した目標操作反力Ｆｖを反力指令値演算部５５に出力する。反力指令値演算部５５は、乗算係数演算部５３から出力された乗算係数（α＋１）と、操作反力モデル部５４から出力された目標操作反力Ｆｖとを入力し、目標操作反力Ｆｖに乗算係数（α＋１）を乗算した値を反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）として計算する。反力指令値演算部５５は、算出した反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）を加減算部５７に出力する。   The operation reaction force model unit 54 outputs the calculated target operation reaction force Fv to the reaction force command value calculation unit 55. The reaction force command value calculation unit 55 inputs the multiplication coefficient (α + 1) output from the multiplication coefficient calculation unit 53 and the target operation reaction force Fv output from the operation reaction force model unit 54, and the target operation reaction force Fv. Is multiplied by the multiplication coefficient (α + 1) to calculate the reaction force command force ((α + 1) Fv). The reaction force command value calculation unit 55 outputs the calculated reaction force command force ((α + 1) Fv) to the addition / subtraction unit 57.

実機械抵抗推定モデル部５６は、ＥＰＳ・ａｓｓｙの実際の機械抵抗を推定したモデルを記憶し、このモデルにしたがって機械抵抗補償力を設定するブロックである。機械抵抗補償力は、実際のＥＰＳ・ａｓｓｙの機械抵抗による操作反力を打ち消すように働かせる力を表す。尚、「実際の機械抵抗」という表現は、操作反力モデル部５４にて設定される理想的な目標操作反力と対比させたものであり、予め推定されているＥＰＳ・ａｓｓｙの標準的な機械抵抗を意味している。   The actual machine resistance estimation model unit 56 is a block that stores a model in which the actual machine resistance of EPS / assy is estimated and sets the mechanical resistance compensation force according to the model. The mechanical resistance compensation force represents a force that acts so as to cancel the operation reaction force due to the actual mechanical resistance of EPS · assy. The expression “actual mechanical resistance” is contrasted with an ideal target operation reaction force set by the operation reaction force model unit 54, and is a standard of EPS / assy estimated in advance. Means mechanical resistance.

例えば、実機械抵抗推定モデル部５６は、図８に示すような３次元の実機械抵抗補償力マップを記憶しており、この実機械抵抗補償力マップを参照して操作力ｆｈと操作速度ωとに基づいて実機械抵抗補償力Ｆｃを演算する。この実機械抵抗補償力マップでは、操舵操作方向が切り替わるときに、機械抵抗補償値が急激に変化しないようにするため、操作力ｆｈの大きさが所定値より小さい範囲では、実機械抵抗よりも小さな実機械抵抗補償力Ｆｃが設定され、操作力ｆｈの大きさが所定値以上となる範囲では実機械抵抗に対応した一定の実機械抵抗補償力Ｆｃが設定される。同様に、操作速度ωの大きさが所定値より小さい範囲では、実機械抵抗よりも小さな実機械抵抗補償力Ｆｃが設定され、操作速度ωの大きさが所定値以上となる範囲では実機械抵抗に対応した一定の実機械抵抗補償力Ｆｃが設定される。この３次元の実機械抵抗補償力マップにおいては、操作力ｆｈと操作速度ωとが組み合わされて実機械抵抗補償力Ｆｃが設定されるため、上記所定値は、他方のパラメータの値によって変化する。   For example, the actual machine resistance estimation model unit 56 stores a three-dimensional actual machine resistance compensation force map as shown in FIG. 8, and the operation force fh and the operation speed ω are referred to with reference to the actual machine resistance compensation force map. Based on the above, the actual machine resistance compensation force Fc is calculated. In this actual machine resistance compensation force map, in order to prevent the mechanical resistance compensation value from changing suddenly when the steering operation direction is switched, in the range where the magnitude of the operation force fh is smaller than a predetermined value, the actual machine resistance compensation value is larger than the actual machine resistance. A small actual machine resistance compensation force Fc is set, and a constant actual machine resistance compensation force Fc corresponding to the actual machine resistance is set in a range where the magnitude of the operation force fh is a predetermined value or more. Similarly, an actual machine resistance compensation force Fc smaller than the actual machine resistance is set in a range where the magnitude of the operation speed ω is smaller than a predetermined value, and the actual machine resistance is set in a range where the magnitude of the operation speed ω is equal to or greater than a predetermined value. A constant actual machine resistance compensation force Fc corresponding to is set. In this three-dimensional actual machine resistance compensation force map, since the actual machine resistance compensation force Fc is set by combining the operation force fh and the operation speed ω, the predetermined value varies depending on the value of the other parameter. .

また、３次元マップに代えて、操作力ｆｈのみ、あるいは、操作速度ωのみに基づいて実機械抵抗補償力Ｆｃを演算する構成であってもよい。例えば、実機械抵抗推定モデル部５６は、図９に示すような実機械抵抗補償力マップを記憶しており、この実機械抵抗補償力マップを参照して操作力ｆｈに基づいて実機械抵抗補償力Ｆｃを演算する。この実機械抵抗補償力マップにおいても、操舵操作方向が切り替わるときに、機械抵抗補償値が急激に変化しないようにするため、操作力ｆｈの大きさが所定値より小さい範囲では、実機械抵抗よりも小さな実機械抵抗補償力Ｆｃが設定され、操作力ｆｈの大きさが所定値以上となる範囲では実機械抵抗に対応した一定の実機械抵抗補償力Ｆｃが設定される。また、図８，９の実機械抵抗補償力マップに代えて、図１０に示すような実機械抵抗補償力マップを用いることもできる。実機械抵抗推定モデル部５６は、この実機械抵抗補償力マップを参照して操作速度ωに基づいて実機械抵抗補償力Ｆｃを演算する。実機械抵抗補償力マップにおいても、操作速度ωの大きさが所定値より小さい範囲では、実機械抵抗よりも小さな実機械抵抗補償力Ｆｃが設定され、操作速度ωの大きさが所定値以上となる範囲では実機械抵抗に対応した一定の実機械抵抗補償力Ｆｃが設定される。尚、操作力ｆｈや操作速度ωが所定値より小さい範囲（操舵方向の切り替わる領域）での実機械抵抗補償力Ｆｃの推移のさせ方は、本実施形態においては、操作力ｆｈあるいは操作速度ωに比例する実機械抵抗補償力Ｆｃを設定しているが、これに限るものではなく自由に設定することができる。   Further, instead of the three-dimensional map, the actual machine resistance compensation force Fc may be calculated based only on the operation force fh or only the operation speed ω. For example, the actual machine resistance estimation model unit 56 stores an actual machine resistance compensation force map as shown in FIG. 9 and refers to the actual machine resistance compensation force map to compensate the actual machine resistance compensation based on the operating force fh. The force Fc is calculated. Also in this actual machine resistance compensation force map, in order to prevent the mechanical resistance compensation value from changing suddenly when the steering operation direction is switched, in the range where the magnitude of the operation force fh is smaller than a predetermined value, the actual machine resistance compensation value A small actual machine resistance compensation force Fc is set, and a constant actual machine resistance compensation force Fc corresponding to the actual machine resistance is set in a range where the magnitude of the operation force fh is a predetermined value or more. Further, instead of the actual machine resistance compensation force map shown in FIGS. 8 and 9, an actual machine resistance compensation force map as shown in FIG. 10 may be used. The actual machine resistance estimation model unit 56 calculates the actual machine resistance compensation force Fc based on the operation speed ω with reference to the actual machine resistance compensation force map. Also in the actual machine resistance compensation force map, in the range where the magnitude of the operation speed ω is smaller than the predetermined value, an actual machine resistance compensation force Fc smaller than the actual machine resistance is set, and the magnitude of the operation speed ω is greater than or equal to the predetermined value. In a certain range, a constant actual machine resistance compensation force Fc corresponding to the actual machine resistance is set. In the present embodiment, the transition of the actual machine resistance compensation force Fc in the range where the operation force fh and the operation speed ω are smaller than a predetermined value (the region in which the steering direction is switched) is the operation force fh or the operation speed ω. However, the present invention is not limited to this, and can be set freely.

実機械抵抗推定モデル部５６は、算出した実機械抵抗補償力Ｆｃを加減算部５７に出力する。加減算部５７は、基本アシスト指令値演算部５１にて算出された基本アシスト指令力Ｆαと、反力指令値演算部５５にて算出された反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）と、実機械抵抗推定モデル部５６にて算出された実機械抵抗補償力Ｆｃとを入力し、基本アシスト指令力Ｆαから反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）を減算し、更に、実機械抵抗補償力Ｆｃを加算した値を指令モータ推力Ｆｍとして算出する（Ｆｍ＝α・ｆｈ−（α＋１）Ｆｖ＋Ｆｃ）。この指令モータ推力Ｆｍは、最終的なモータ２０の目標推力を表す。 The actual machine resistance estimation model unit 56 outputs the calculated actual machine resistance compensation force Fc to the addition / subtraction unit 57. The adder / subtractor 57 includes the basic assist command force F α calculated by the basic assist command value calculator 51, the reaction force command force ((α + 1) Fv) calculated by the reaction force command value calculator 55, The actual machine resistance compensation force Fc calculated by the machine resistance estimation model unit 56 is input, the reaction force command force ((α + 1) Fv) is subtracted from the basic assist command force Fα, and the actual machine resistance compensation force Fc. Is calculated as the command motor thrust Fm (Fm = α · fh− (α + 1) Fv + Fc). The command motor thrust Fm represents the final target thrust of the motor 20.

指令モータ推力Ｆｍの演算において、基本アシスト指令力Ｆαに実機械抵抗補償力Ｆｃを加算することは、実機械抵抗補償力Ｆｃだけハンドル操作を軽くすること、つまり、モータ推力によって実機械抵抗を打ち消すことを意味している。また、基本アシスト指令力Ｆαから反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）を減算することは、反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）だけハンドル操作を重くすることを意味している。上述した式（３）で表されるように、ドライバーにとって感じられる操作反力は、ＥＰＳ・ａｓｓｙで生じる操作反力の１／（α＋１）倍となる。このめ、目標操作反力Ｆｖを（α＋１）倍することにより、ドライバーに対して目標操作反力Ｆｖそのものを感じさせることができる。この場合、実機械抵抗補償力Ｆｃによって実機械抵抗が打ち消された状態で、基本アシスト指令力Ｆαから反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）が減算されるため、実機械抵抗の影響を受けることなく、設計者が狙った通りの目標操作反力Ｆｖをドライバーに感じさせることができる。 In operation of the command motor thrust Fm, adding the actual mechanical resistance compensation force Fc to the basic assist command force F alpha is to lightly only steering real mechanical resistance compensation force Fc, that is, the actual mechanical resistance by the motor thrust Means to counteract. Further, subtracting the reaction force command force ((α + 1) Fv) from the basic assist command force Fα means that the steering wheel operation is increased by the reaction force command force ((α + 1) Fv). As represented by the above-described formula (3), the operation reaction force felt by the driver is 1 / (α + 1) times the operation reaction force generated by EPS · assy. Therefore, by multiplying the target operation reaction force Fv by (α + 1), the driver can feel the target operation reaction force Fv itself. In this case, in a state where the actual mechanical resistance by the real mechanical resistance compensation force Fc is countered, because the reaction force command force from the basic assist command force F α ((α + 1) Fv) is subtracted, affected by actual mechanical resistance Therefore, the driver can feel the target operation reaction force Fv as intended by the designer.

指令値演算部５０は、このようにして算出した指令モータ推力Ｆｍをモータ制御部８０に出力する。モータ制御部８０は、指令電流演算部８１と、電流フィードバック制御部８２と、ＰＷＭ信号発生部８３と、回転角速度演算部８４とを備えている。指令電流演算部８１は、指令値演算部５０から出力された指令モータ推力Ｆｍを入力し、指令モータ推力Ｆｍをモータトルクに換算し、そのモータトルクをトルク定数で除算することによりモータ指令電流ｉ*を算出する。つまり、指令モータ推力Ｆｍを発生させるために必要なモータ２０に通電すべき電流であるモータ指令電流ｉ*を算出する。指令電流演算部８１は、算出したモータ指令電流ｉ*を電流フィードバック制御部８２に出力する。   The command value calculation unit 50 outputs the command motor thrust Fm thus calculated to the motor control unit 80. The motor control unit 80 includes a command current calculation unit 81, a current feedback control unit 82, a PWM signal generation unit 83, and a rotation angular velocity calculation unit 84. The command current calculation unit 81 receives the command motor thrust Fm output from the command value calculation unit 50, converts the command motor thrust Fm into a motor torque, and divides the motor torque by a torque constant to thereby obtain a motor command current i. * Is calculated. That is, the motor command current i *, which is a current to be supplied to the motor 20 necessary for generating the command motor thrust Fm, is calculated. The command current calculation unit 81 outputs the calculated motor command current i * to the current feedback control unit 82.

電流フィードバック制御部８２は、モータ指令電流ｉ*と、電流センサ１９により検出されたモータ実電流ｉとを入力し、モータ実電流ｉがモータ指令電流ｉ*に追従するように、つまり、モータ実電流ｉとモータ指令電流ｉ*との偏差（ｉ−ｉ*）をゼロに近づけるように、電流フィードバック制御（例えば、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御）によってモータ指令電圧ｖ*を演算する。電流フィードバック制御部８２は、算出したモータ指令電圧ｖ*をＰＷＭ信号発生部８３に出力する。尚、電流フィードバック制御部８２は、回転角センサ１８により検出される回転角θを電気角に変換し、この電気角に基づいて電流位相を制御する。   The current feedback control unit 82 inputs the motor command current i * and the motor actual current i detected by the current sensor 19 so that the motor actual current i follows the motor command current i *, that is, the motor actual current i. The motor command voltage v * is calculated by current feedback control (for example, PI control or PID control) so that the deviation (ii *) between the current i and the motor command current i * approaches zero. The current feedback control unit 82 outputs the calculated motor command voltage v * to the PWM signal generation unit 83. The current feedback control unit 82 converts the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 18 into an electrical angle, and controls the current phase based on the electrical angle.

ＰＷＭ信号発生部８３は、モータ指令電圧ｖ*に対応したＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３０の各スイッチング素子に出力する。これによりモータ２０にモータ指令電流ｉ*が流れて、モータ２０から指令モータ推力Ｆｍが発生する。   The PWM signal generator 83 outputs a PWM control signal corresponding to the motor command voltage v * to each switching element of the motor drive circuit 30. As a result, a motor command current i * flows through the motor 20 and a command motor thrust Fm is generated from the motor 20.

回転角速度演算部８４は、回転角センサ１８により検出される回転角θを時間で微分する（例えば、単位時間当たりの回転角θの変化量を計算する）ことによってモータ２０の回転角速度ωを計算する。回転角速度演算部８４は、算出した回転角速度ωを指令値演算部５０に出力する。この回転角速度ωは、上述したように操作速度ωとして、目標操作反力Ｆｖ、実機械抵抗補償力Ｆｃの算出に用いられる。   The rotation angular velocity calculation unit 84 calculates the rotation angular velocity ω of the motor 20 by differentiating the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 18 with respect to time (for example, calculating a change amount of the rotation angle θ per unit time). To do. The rotation angular velocity calculation unit 84 outputs the calculated rotation angular velocity ω to the command value calculation unit 50. As described above, this rotational angular velocity ω is used for calculating the target operation reaction force Fv and the actual machine resistance compensation force Fc as the operation speed ω.

＜第１実施形態の作用効果＞
以上説明した本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、アシスト制御を実施した場合に、ドライバーの感じる操作反力がアシスト比αの関数である１／（α＋１）になることに着目して、目標操作反力Ｆｖの（α＋１）倍となる操作反力指令力（（α＋１）Ｆｖ）を演算して基本アシスト指令力Ｆαから減算する。この目標操作反力Ｆｖは、ドライバーに与えたい操作反力、つまり、設計者が意図的に狙った操作反力である。従って、アシスト比αの変化に影響されることなく目標操作反力Ｆｖをドライバーに感じさせることができる。このため、ドライバーは、大きな操作力でハンドル操作を行った場合でも、適度な操作反力を感じることができる。それゆえ、ＥＰＳ・ａｓｓｙの機械抵抗を低く設計してもよくなり、微小操作力での操舵ハンドル１１の動き出しの応答を速くすることができる。 <Operational effects of the first embodiment>
According to the electric power steering device of the present embodiment described above, paying attention to the fact that the operation reaction force felt by the driver becomes 1 / (α + 1) that is a function of the assist ratio α when assist control is performed. target operation reaction force Fv (α + 1) times and becomes the operation reaction force command force ((α + 1) Fv) calculates a subtracted from the basic assist command force F alpha. This target operation reaction force Fv is an operation reaction force desired to be given to the driver, that is, an operation reaction force intentionally aimed by the designer. Therefore, the driver can feel the target operation reaction force Fv without being affected by the change in the assist ratio α. For this reason, the driver can feel an appropriate operation reaction force even when the steering wheel is operated with a large operating force. Therefore, the mechanical resistance of EPS / assy may be designed to be low, and the response of the steering handle 11 to start moving with a small operating force can be accelerated.

また、実際のＥＰＳ・ａｓｓｙの機械抵抗が大きい場合には、実機械抵抗が目標操作反力Ｆｖに上乗せされた操舵操作感になってしまうため、本実施形態においては、実機械抵抗推定モデル部５６にて設定される実機械抵抗補償力Ｆｃを基本アシスト指令力Ｆαに加算することにより、モータ推力で実機械抵抗を打ち消す。この結果、実際のＥＰＳ・ａｓｓｙの機械抵抗に影響されずに、意図した通りの操作反力をドライバーに感じさせることができる。従って、製造過程におけるＥＰＳ・ａｓｓｙの機械抵抗の調整工数（ハンドル操作感の調整工数）を削減することができる。 Further, when the actual EPS / assy mechanical resistance is large, the actual machine resistance becomes a steering operation feeling added to the target operation reaction force Fv. the actual mechanical resistance compensation force Fc set at 56 by adding the basic assist command force F alpha, counteract actual mechanical resistance in the motor thrust. As a result, the driver can feel the intended operation reaction force without being affected by the actual mechanical resistance of EPS / assy. Therefore, it is possible to reduce the man-hours for adjusting the mechanical resistance of EPS / assy in the manufacturing process (the man-hours for adjusting the handle operation feeling).

更に、操舵操作状態に応じて、操作力ｆｈが小さい領域では、小さい目標操作反力Ｆｖを設定し、操作力ｆｈが大きい領域では、大きい目標操作反力Ｆｖを設定する。あるいは、操作速度ωが小さい領域では、小さい目標操作反力Ｆｖを設定し、操作速度ωが大きい領域では、大きい目標操作反力Ｆｖを設定する。従って、大舵角時の保舵安定性を向上させることができるとともに、操舵ハンドル１１の切り始めの動き出しをスムーズにすることができる。また、操舵操作方向が切り替わる領域では、小さな目標操作反力Ｆｖが設定されるため、操作力ｆｈを検出する操舵トルクセンサ１７のゼロ点が仮に中立位置からずれていても、目標操作反力Ｆｖへの影響が少ないため、ドライバーに違和感を与えない。   Furthermore, in accordance with the steering operation state, a small target operation reaction force Fv is set in a region where the operation force fh is small, and a large target operation reaction force Fv is set in a region where the operation force fh is large. Alternatively, a small target operation reaction force Fv is set in a region where the operation speed ω is low, and a large target operation reaction force Fv is set in a region where the operation speed ω is high. Therefore, it is possible to improve the steering stability at a large steering angle, and to smoothly start the turning of the steering handle 11. Further, since the small target operation reaction force Fv is set in the region where the steering operation direction is switched, even if the zero point of the steering torque sensor 17 for detecting the operation force fh is deviated from the neutral position, the target operation reaction force Fv is set. Because there is little influence on the driver, it does not give the driver a sense of incongruity.

また、実機械抵抗補償力Ｆｃについても、操舵操作方向が切り替わる領域（操作力ｆｈが小さい領域、操作速度ωが小さい領域）では、実際の機械抵抗よりも小さな機械抵抗補償力Ｆｃを設定するため、操舵操作方向が切り替わったときに機械抵抗補償力Ｆｃが急変しない。また、操舵トルクセンサ１７のゼロ点が仮に中立位置からずれていても、目標操作反力Ｆｖへの影響が少ない。これらの結果、ドライバーに違和感を与えない。   As for the actual machine resistance compensation force Fc, in the region where the steering operation direction is switched (the region where the operation force fh is small, the region where the operation speed ω is small), the machine resistance compensation force Fc smaller than the actual machine resistance is set. When the steering operation direction is switched, the mechanical resistance compensation force Fc does not change suddenly. Even if the zero point of the steering torque sensor 17 is deviated from the neutral position, the influence on the target operation reaction force Fv is small. As a result, the driver does not feel uncomfortable.

＜アシストＥＣＵの第２実施形態＞
次に、アシストＥＣＵ１００の第２実施形態について図１１を用いて説明する。第２実施形態のアシストＥＣＵ１００は、第１実施形態の指令値演算部５０に代えて指令値演算部６０を備えて構成される。指令値演算部６０は、基本アシスト指令値演算部５１と、アシスト比演算部５２と、乗算係数演算部５３と、目標摩擦設定値記憶部６１と、係数乗算部６２と、摩擦抵抗モデル部６３と、実摩擦抵抗推定モデル部６４と、加減算部６５とを備えている。基本アシスト指令値演算部５１、アシスト比演算部５２、乗算係数演算部５３については第１実施形態と同一の構成であるため説明を省略する。 <Second Embodiment of Assist ECU>
Next, a second embodiment of the assist ECU 100 will be described with reference to FIG. The assist ECU 100 of the second embodiment includes a command value calculation unit 60 instead of the command value calculation unit 50 of the first embodiment. The command value calculation unit 60 includes a basic assist command value calculation unit 51, an assist ratio calculation unit 52, a multiplication coefficient calculation unit 53, a target friction set value storage unit 61, a coefficient multiplication unit 62, and a friction resistance model unit 63. And an actual frictional resistance estimation model unit 64 and an addition / subtraction unit 65. Since the basic assist command value calculation unit 51, the assist ratio calculation unit 52, and the multiplication coefficient calculation unit 53 have the same configuration as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

目標摩擦設定値記憶部６１は、ドライバーに感じさせようとする摩擦感を設定した目標摩擦抵抗力ｆｒ[Ｎ]の値を記憶している。目標摩擦抵抗力ｆｒは、固定値でよい。係数乗算部６２は、乗算係数演算部５３から出力された乗算係数（α＋１）と、目標摩擦設定値記憶部６１に記憶されている目標摩擦抵抗力ｆｒとを乗算した値（（α＋１）ｆｒ）を演算し、その演算結果を摩擦抵抗モデル部６３に出力する。   The target friction set value storage unit 61 stores a value of the target frictional resistance force fr [N] in which a friction feeling to be felt by the driver is set. The target frictional resistance force fr may be a fixed value. The coefficient multiplication unit 62 multiplies the multiplication coefficient (α + 1) output from the multiplication coefficient calculation unit 53 and the target frictional resistance force fr stored in the target friction set value storage unit 61 ((α + 1) fr). And the calculation result is output to the frictional resistance model unit 63.

摩擦抵抗モデル部６３は、図１２に示すような摩擦抵抗マップを記憶しており、この摩擦抵抗マップを参照して操作速度ωに基づいて、目標操作反力としての目標摩擦抵抗力Ｆfvを演算する。この摩擦抵抗マップにおいては、操作速度ωの大きさ（絶対値）の増加に伴って目標摩擦抵抗力Ｆfvを増加させる勾配特性と、目標摩擦抵抗力Ｆfvの最大値（（α＋１）ｆｒ）とを与える。従って、操作速度ωが小さい範囲では、操作速度ωの増加にしたがって増加する目標摩擦抵抗力Ｆfvが設定され、操作速度ωが大きい範囲では、一定の目標摩擦抵抗力Ｆfv（＝（α＋１）ｆｒ）が設定される。   The frictional resistance model unit 63 stores a frictional resistance map as shown in FIG. 12, and calculates a target frictional resistance force Ffv as a target operating reaction force based on the operating speed ω with reference to the frictional resistance map. To do. In this frictional resistance map, a gradient characteristic that increases the target frictional resistance force Ffv with an increase in the magnitude (absolute value) of the operation speed ω, and a maximum value ((α + 1) fr) of the target frictional resistance force Ffv. give. Accordingly, a target frictional resistance force Ffv that increases as the operation speed ω increases is set when the operation speed ω is small, and a constant target frictional resistance force Ffv (= (α + 1) fr) when the operation speed ω is large. Is set.

また、図１２の摩擦抵抗マップに代えて、図１３に示すような摩擦抵抗マップを用いることもできる。摩擦抵抗モデル部６３は、この摩擦抵抗マップを参照して操作力ｆｈに基づいて目標操作反力としての目標摩擦抵抗力Ｆfvを演算する。この摩擦抵抗マップにおいては、操作力ｆｈの大きさ（絶対値）の増加に伴って目標摩擦抵抗力Ｆfvを増加させる勾配特性と、目標摩擦抵抗力Ｆfvの最大値（（α＋１）ｆｒ）とを与える。従って、操作力ｆｈが小さい範囲では、操作力ｆｈの増加にしたがって増加する目標摩擦抵抗力Ｆfvが設定され、操作力ｆｈが大きい範囲では、一定の目標摩擦抵抗力Ｆfv（＝（α＋１）ｆｒ）が設定される。また、操作力ｆｈと操作速度ωとを組み合わせて目標摩擦抵抗力Ｆfvを設定するようにしてもよい。   Further, a frictional resistance map as shown in FIG. 13 can be used instead of the frictional resistance map of FIG. The frictional resistance model unit 63 refers to the frictional resistance map and calculates a target frictional resistance force Ffv as a target operational reaction force based on the operational force fh. In this frictional resistance map, a gradient characteristic that increases the target frictional resistance force Ffv with an increase in the magnitude (absolute value) of the operating force fh, and a maximum value ((α + 1) fr) of the target frictional resistance force Ffv. give. Accordingly, a target frictional resistance force Ffv that increases as the operating force fh increases is set when the operating force fh is small, and a constant target frictional resistance force Ffv (= (α + 1) fr) when the operating force fh is large. Is set. Further, the target frictional resistance force Ffv may be set by combining the operation force fh and the operation speed ω.

また、実摩擦抵抗推定モデル部６４は、ＥＰＳ・ａｓｓｙの実際の摩擦抵抗補償力マップを記憶しており、この実機械抵抗補償力マップを参照して操作力ｆｈあるいは操作速度ωに基づいて実摩擦抵抗補償力Ｆfcを演算する。この摩擦抵抗補償力マップは、特に、ＥＰＳ・ａｓｓｙの実際の摩擦抵抗力を表すように設定されたものであり、例えば、第１実施形態で用いた図８〜図１０に示したものと同様な特性を有する。   The actual frictional resistance estimation model unit 64 stores an actual EPS / assy frictional resistance compensation force map. The actual frictional resistance compensation force map is referenced based on the operating force fh or the operating speed ω with reference to the actual mechanical resistance compensation force map. The frictional resistance compensation force Ffc is calculated. This frictional resistance compensation force map is particularly set to represent the actual frictional resistance force of EPS / assy, for example, the same as that shown in FIGS. 8 to 10 used in the first embodiment. It has special characteristics.

加減算部６５は、基本アシスト指令値演算部５１にて算出された基本アシスト指令力Ｆαと、摩擦抵抗モデル部６３にて算出された目標摩擦抵抗力Ｆfvと、実摩擦抵抗推定モデル部６４にて算出された実摩擦抵抗補償力Ｆfcとを入力し、基本アシスト指令力Ｆαから目標摩擦抵抗力Ｆfvを減算し、更に、実摩擦抵抗補償力Ｆfcを加算した値を指令モータ推力Ｆｍとして算出する（Ｆｍ＝α・ｆｈ−Ｆfv＋Ｆfc）。この指令モータ推力Ｆｍは、最終的なモータ２０の目標推力を表す。加減算部６５は、算出した指令モータ推力Ｆｍをモータ制御部８０に出力する。 The addition / subtraction unit 65 adds the basic assist command force F α calculated by the basic assist command value calculation unit 51, the target frictional resistance force Ffv calculated by the frictional resistance model unit 63, and the actual frictional resistance estimation model unit 64. inputs the actual frictional resistance compensation force Ffc calculated Te, the target friction resistance force Ffv subtracted from the basic assist command force F alpha, further, calculates a value obtained by adding the actual frictional resistance compensation force Ffc as the command motor thrust Fm (Fm = α · fh−Ffv + Ffc). The command motor thrust Fm represents the final target thrust of the motor 20. The addition / subtraction unit 65 outputs the calculated command motor thrust Fm to the motor control unit 80.

以上説明した第２実施形態の電動パワーステアリング装置においては、ドライバーに感じさせたい操作反力として摩擦抵抗力が設定される。そのようにするために、指令値演算部６０は、ドライバーに感じさせたい摩擦感を目標摩擦抵抗力ｆｒとして記憶し、この目標摩擦抵抗力ｆｒに乗算係数（α＋１）を乗算し、その乗算結果と摩擦抵抗モデル部６３に記憶されたモデル（摩擦抵抗マップ）とを使って、操舵操作量に応じた目標摩擦抵抗力Ｆfvを設定する。また、実摩擦抵抗推定モデル部６４にて設定される実摩擦抵抗補償力Ｆfcを基本アシスト指令力Ｆαに加算することにより、モータ推力で実摩擦抵抗を打ち消す。この結果、実際のＥＰＳ・ａｓｓｙの摩擦抵抗に影響されずに、意図した通りの摩擦感をドライバーに感じさせることができる。従って、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。 In the electric power steering apparatus of the second embodiment described above, the frictional resistance is set as the operation reaction force that the driver wants to feel. In order to do so, the command value calculation unit 60 stores the friction feeling desired to be felt by the driver as the target frictional resistance force fr, multiplies the target frictional resistance force fr by a multiplication coefficient (α + 1), and the multiplication result. And a model (friction resistance map) stored in the frictional resistance model unit 63, a target frictional resistance force Ffv corresponding to the steering operation amount is set. Further, by adding the actual frictional resistance compensation force Ffc set with the actual frictional resistance estimation model portion 64 to the basic assist command force F alpha, counteract actual frictional resistance by the motor thrust. As a result, it is possible to make the driver feel the intended friction without being affected by the actual friction resistance of EPS / assy. Therefore, in the second embodiment, the same function and effect as in the first embodiment are achieved.

以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   The electric power steering apparatus according to the present embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、本実施形態では、指令モータ推力Ｆｍを算出するにあたって、基本アシスト指令力Ｆαから実機械抵抗補償力Ｆｃを減算しているが、必ずしも実機械抵抗補償力Ｆｃを減算する必要はない。ＥＰＳ・ａｓｓｙがもともと保有している機械抵抗が小さい場合には、その機械抵抗によるドライバーの操舵操作感への影響が少ないからである。また、実機械抵抗補償力Ｆｃは、全ての機械抵抗要素を補償する力に設定する必要もなく、機械抵抗による操作反力を減らすことができる値に設定されるものであればよい。また、実機械抵抗補償力Ｆｃは、本実施形態では操舵操作量に応じて可変設定されるものであるが、固定値であってもよい。 For example, in the present embodiment, when calculating the command motor thrust Fm, although subtracting the actual mechanical resistance compensation force Fc from the basic assist command force F alpha, it is not always necessary to subtract the actual mechanical resistance compensation force Fc. This is because, when the mechanical resistance originally possessed by EPS / assy is small, the mechanical resistance has little influence on the driver's steering feeling. The actual mechanical resistance compensation force Fc need not be set to a force that compensates all mechanical resistance elements, and may be any value that can reduce the operation reaction force due to the mechanical resistance. The actual machine resistance compensation force Fc is variably set according to the steering operation amount in the present embodiment, but may be a fixed value.

また、指令値演算部５０（６０）における演算の順番は、任意に変更することができる。例えば、反力指令値演算部５５で演算された反力指令力（α＋１）Ｆｖから、実機械抵抗推定モデル部５６で演算された機械抵抗補償力Ｆｃを減算し、その減算結果（（α＋１）Ｆｖ−Ｆｃ）を基本アシスト指令力Ｆαから減算して指令モータ推力Ｆｍを算出する構成であってもよい。つまり、アシスト比関連係数と目標操作反力との積に応じた値が、最終的に、基本アシスト指令力Ｆαから減算されている構成であればよい。 Moreover, the order of calculation in the command value calculation unit 50 (60) can be arbitrarily changed. For example, the machine resistance compensation force Fc calculated by the actual machine resistance estimation model unit 56 is subtracted from the reaction force command force (α + 1) Fv calculated by the reaction force command value calculation unit 55, and the subtraction result ((α + 1) fv-Fc) may be configured to calculate a subtraction to command motor thrust Fm from the basic assist command force F alpha and. That is, the value corresponding to the product of the assist ratio related coefficient and target reaction force, finally, may be a configuration that is subtracted from the basic assist command force F alpha.

また、例えば、基本アシスト指令力Ｆαの計算にあたっては、図示しない車速センサにより検出される車速を読み込み、車速に応じて基本アシスト指令力Ｆαを可変する構成であってもよい。 Further, for example, when the calculation of the basic assist command force F alpha, reads the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor (not shown) may be configured to vary the basic assist command force F alpha in accordance with the vehicle speed.

また、例えば、本実施形態では、モータ２０の発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。   Further, for example, in the present embodiment, the rack assist type electric power steering device that applies the torque generated by the motor 20 to the rack bar 14 has been described, but the column assist type that applies the torque generated by the motor to the steering shaft 12. The electric power steering apparatus may be used.

１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１７…操舵トルクセンサ、１８…回転角センサ、２０…モータ、３０…モータ駆動回路、５０…指令値演算部、５１…基本アシスト指令値演算部、５２…アシスト比演算部、５３…乗算係数演算部、５４…操作反力モデル部、５５…反力指令値演算部、５６…実機械抵抗推定モデル部、５７…加減算部、６０…指令値演算部、６１…目標摩擦設定値記憶部、６２…係数乗算部、６３…摩擦抵抗モデル部、６４…実摩擦抵抗推定モデル部、８０…モータ制御部、８１…指令電流演算部、８２…電流フィードバック制御部、８３…ＰＷＭ信号発生部、８４…回転角速度演算部、１００…アシストＥＣＵ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Steering mechanism, 11 ... Steering handle, 12 ... Steering shaft, 17 ... Steering torque sensor, 18 ... Rotation angle sensor, 20 ... Motor, 30 ... Motor drive circuit, 50 ... Command value calculating part, 51 ... Basic assist command value Calculation unit, 52 ... Assist ratio calculation unit, 53 ... Multiplication coefficient calculation unit, 54 ... Operation reaction force model unit, 55 ... Reaction force command value calculation unit, 56 ... Actual machine resistance estimation model unit, 57 ... Addition / subtraction unit, 60 ... Command value calculation unit, 61 ... target friction set value storage unit, 62 ... coefficient multiplication unit, 63 ... friction resistance model unit, 64 ... actual friction resistance estimation model unit, 80 ... motor control unit, 81 ... command current calculation unit, 82 ... Current feedback control unit, 83 ... PWM signal generation unit, 84 ... Rotational angular velocity calculation unit, 100 ... Assist ECU.

Claims (3)

ステアリング機構に設けられて操舵アシスト力を発生するモータと、
ドライバーが操舵ハンドルを操作して入力した操舵操作入力を検出する操舵操作入力検出手段と、
前記検出された操舵操作入力に基づいて、前記操舵操作入力に対してアシスト比（α）倍の操舵アシスト力を発生させるためのアシスト指令値を演算するアシスト指令値演算手段と、
前記アシスト指令値に基づいて前記モータを駆動制御するモータ駆動手段と
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記アシスト比（α）を取得するアシスト比取得手段と、
ドライバーが入力した操舵操作の方向とは反対方向に働かせる操作反力の目標値である目標操作反力を取得する目標操作反力取得手段と、
前記アシスト比（α）が大きくなるほど大きくなる値であるアシスト比関連係数と前記目標操作反力との積に応じた値として操作反力指令値を演算する反力指令値演算手段と、
前記アシスト指令値から前記操作反力指令値を減算する減算補正手段と
を備え、
前記アシスト比関連係数は、（α＋１）であり、前記反力指令値演算手段は、前記目標操作反力の（α＋１）倍の操作反力を発生させる操作反力指令値を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor that is provided in the steering mechanism and generates a steering assist force;
Steering operation input detection means for detecting a steering operation input input by a driver operating a steering wheel;
An assist command value calculating means for calculating an assist command value for generating a steering assist force having an assist ratio (α) times the steering operation input based on the detected steering operation input;
In an electric power steering apparatus comprising: motor drive means for driving and controlling the motor based on the assist command value;
Assist ratio acquisition means for acquiring the assist ratio (α);
A target operation reaction force acquisition means for acquiring a target operation reaction force that is a target value of an operation reaction force that acts in a direction opposite to the direction of the steering operation input by the driver;
A reaction force command value calculating means for calculating an operation reaction force command value as a value corresponding to a product of an assist ratio related coefficient and a target operation reaction force, the value increasing as the assist ratio (α) increases.
Subtraction correction means for subtracting the operation reaction force command value from the assist command value;
With
The assist ratio related coefficient is (α + 1), and the reaction force command value calculating means calculates an operation reaction force command value that generates an operation reaction force that is (α + 1) times the target operation reaction force. electric power steering apparatus according to. 実際のステアリング機構の機械抵抗による操作反力を減らすための機械抵抗補償値を取得する抵抗補償値取得手段と、
前記アシスト指令値に前記機械抵抗補償値を加算する加算補正手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。 Resistance compensation value acquisition means for acquiring a mechanical resistance compensation value for reducing an operation reaction force due to mechanical resistance of an actual steering mechanism;
The electric power steering apparatus according to claim 1 , further comprising addition correction means for adding the mechanical resistance compensation value to the assist command value. 操舵操作状態量に基づいて前記操作反力指令値を変更する操舵操作応答手段を備えたことを特徴する請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置。 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a steering operation response means for changing the operation reaction force command value based on a steering operation state quantity.
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