JP2006076331A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
【課題】始動又は再始動する際に操舵フィーリングを損なうことのない電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】初期状態を検出した時に、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下となるまで、若しくは、初期状態を検出してから所定時間T1を経過するまでの間に、通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1よりも小さな初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2を設定する。
【選択図】図2
An electric power steering apparatus that does not impair steering feeling when starting or restarting is provided.
A normal proportional gain until the absolute value of a target current Im * becomes equal to or less than a determination current Im0 when an initial state is detected or until a predetermined time T1 elapses after the initial state is detected. An initial proportional gain Kp2 and an initial integral gain Ki2 that are smaller than Kp1 and the normal integral gain Ki1 are set.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、電動パワーステアリング装置は、例えば操舵トルク及び車速などから算出されたアシスト電動機の目標電流とアシスト電動機に流れる電動機電流との偏差に基づき、比例・積分制御(PI制御)を行っている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、電動パワーステアリング装置は、当該装置が始動する場合や故障診断で故障と診断された後に故障が回復し当該装置が再始動する場合には、直ちに当該装置が起動して、アシスト電動機による操舵補助力が発生する。そして、例えばステアリングホイールに操舵トルクを加えた状態で当該装置が始動又は再始動した場合には、アシスト電動機による操舵補助力が加わり、操舵力が突然減少して操舵フィーリングを損なうものとなっていた。 By the way, in the case where the electric power steering device is started or when the failure is recovered after the failure is diagnosed by the failure diagnosis and the device is restarted, the device is started immediately and the steering by the assist motor is performed. Auxiliary force is generated. For example, when the apparatus is started or restarted with a steering torque applied to the steering wheel, a steering assist force is applied by the assist motor, and the steering force is suddenly reduced to impair the steering feeling. It was.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、当該装置が始動又は再始動した場合であっても操舵フィーリングを損なうことのない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electric power steering device that does not impair the steering feeling even when the device is started or restarted. To do.
(1)第1発明
第1発明の電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するアシスト電動機と、ステアリング軸にかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記アシスト電動機に供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、前記アシスト電動機に流れる電動機電流を検出する電動機電流検出手段と、前記目標電流と前記電動機電流との偏差に基づき比例要素及び積分要素の少なくとも一方を含む比例積分制御手段と、前記比例積分制御手段の出力に基づき前記アシスト電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備える。そして、第1発明の電動パワーステアリング装置の特徴的事項は、さらに、前記電動パワーステアリング装置の始動状態又は再始動状態である初期状態を検出する初期状態検出手段と、前記初期状態でない場合に前記比例要素の比例ゲイン及び/又は前記積分要素の積分ゲインを第1比例ゲイン及び/又は第1積分ゲインに設定する第1ゲイン設定手段と、前記初期状態の場合に前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第1比例ゲインより小さい第2比例ゲイン及び/又は前記第1積分ゲインより小さい第2積分ゲインに設定する第2ゲイン設定手段と、を備えることである。
(1) First Invention An electric power steering apparatus according to a first invention is provided to an assist motor for assisting a steering force, a steering torque detecting means for detecting a steering torque applied to a steering shaft, and supplied to the assist motor based on the steering torque. Target current setting means for setting a target current to be performed, motor current detection means for detecting a motor current flowing in the assist motor, and at least one of a proportional element and an integral element based on a deviation between the target current and the motor current Proportional integral control means, and motor drive means for driving the assist motor based on the output of the proportional integral control means. And the characteristic matter of the electric power steering device of the first invention further includes an initial state detecting means for detecting an initial state which is a start state or a restart state of the electric power steering device, and when the electric power steering device is not the initial state, First gain setting means for setting the proportional gain of the proportional element and / or the integral gain of the integral element to the first proportional gain and / or the first integral gain; and the proportional gain and / or the integral in the initial state And a second gain setting means for setting a gain to a second proportional gain smaller than the first proportional gain and / or a second integral gain smaller than the first integral gain.
ここで、電動パワーステアリング装置の始動状態とは、例えば、イグニッションスイッチがオンされた時などの状態である。また、再始動状態とは、故障診断で故障と診断された後に故障が回復した時などの状態である。つまり、装置が始動する場合又は再始動する場合には、通常の状態におけるゲインに比べて小さなゲインが設定される。 Here, the starting state of the electric power steering device is, for example, a state when the ignition switch is turned on. The restart state is a state when the failure is recovered after the failure diagnosis is made. That is, when the apparatus is started or restarted, a gain smaller than the gain in the normal state is set.
(2)第2発明
第2発明の電動パワーステアリング装置は、操舵力を補助するアシスト電動機と、ステアリング軸にかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記アシスト電動機に供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、前記アシスト電動機に流れる電動機電流を検出する電動機電流検出手段と、前記目標電流と前記電動機電流との偏差に基づき前記アシスト電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、を備える。そして、第2発明の電動パワーステアリング装置の特徴的事項は、さらに、前記電動パワーステアリング装置の始動状態又は再始動状態である初期状態を検出する初期状態検出手段と、前期初期状態が検出された場合であって、前記操舵トルク又は前記目標電流が所定閾値以下の場合にアシスト許可信号を前記電動機駆動制御手段に出力するアシスト許可信号出力手段と、を備える。さらに、前記電動機駆動制御手段は、前記アシスト許可信号が出力された場合に駆動制御を開始又は再開始することとしている。
(2) Second invention An electric power steering device according to the second invention is provided to an assist motor for assisting a steering force, a steering torque detecting means for detecting a steering torque applied to a steering shaft, and supplied to the assist motor based on the steering torque. Target current setting means for setting a target current to be performed, motor current detection means for detecting a motor current flowing through the assist motor, and motor drive control for driving and controlling the assist motor based on a deviation between the target current and the motor current Means. And the characteristic matter of the electric power steering device of the second invention is further the initial state detecting means for detecting the initial state which is the starting state or the restarting state of the electric power steering device, and the initial state is detected. And an assist permission signal output means for outputting an assist permission signal to the electric motor drive control means when the steering torque or the target current is equal to or less than a predetermined threshold value. Furthermore, the motor drive control means starts or restarts drive control when the assist permission signal is output.
つまり、アシスト許可信号出力手段は、初期状態が検出された場合であって操舵トルクが所定トルク閾値以下の場合にアシスト許可信号を電動機駆動制御手段に出力する。又は、アシスト許可信号出力手段は、初期状態が検出された場合であって目標電流が所定電流閾値以下の場合にアシスト許可信号を電動機駆動制御手段に出力する。 That is, the assist permission signal output means outputs an assist permission signal to the motor drive control means when the initial state is detected and the steering torque is equal to or less than the predetermined torque threshold. Alternatively, the assist permission signal output means outputs an assist permission signal to the motor drive control means when the initial state is detected and the target current is equal to or less than a predetermined current threshold.
そして、電動機駆動制御手段は、アシスト許可信号が出力された場合に駆動制御を開始又は再開始する。換言すると、電動機駆動制御手段は、開始又は再開始する際に、アシスト許可信号が出力されるまでは停止している。 The motor drive control means starts or restarts the drive control when the assist permission signal is output. In other words, the motor drive control means is stopped until the assist permission signal is output when starting or restarting.
(1)第1発明の効果
第1発明の電動パワーステアリング装置によれば、初期状態の場合における比例ゲイン・積分ゲインは、初期状態でない場合(通常状態)の比例ゲイン・積分ゲインに比べて小さな比例ゲイン・積分ゲインとしている。ここで、比例ゲイン・積分ゲインを小さくするということは、操舵追従性を低下させることになる。その結果、定常偏差が生じ、目標電流に対してアシスト電動機に流れる電動機電流は小さくなる。従って、初期状態の場合で、ステアリングホイールに操舵トルクを加えた状態には、操舵追従性を低下させて操舵補助力を小さくすることにより、急激にアシスト電動機による操舵補助力が発生することを抑制できる。つまり、初期状態の場合で、ステアリングホイールに操舵トルクを加えた状態であっても、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
(1) Effects of the First Invention According to the electric power steering apparatus of the first invention, the proportional gain / integral gain in the initial state is smaller than the proportional gain / integral gain in the non-initial state (normal state). Proportional gain and integral gain. Here, reducing the proportional gain / integral gain lowers the steering tracking ability. As a result, a steady deviation occurs, and the motor current flowing through the assist motor becomes smaller than the target current. Therefore, when the steering torque is applied to the steering wheel in the initial state, the steering follow-up performance is reduced to reduce the steering assist force, thereby suppressing the sudden generation of the steering assist force by the assist motor. it can. That is, even in the initial state, even when the steering torque is applied to the steering wheel, a good steering feeling can be obtained.
(2)第2発明の効果
第2発明の電動パワーステアリング装置によれば、初期状態が検出された場合であって、操舵トルク又は目標電流が所定閾値以下になった場合に、電動機駆動制御手段が開始又は再開始する。
(2) Effect of the Second Invention According to the electric power steering apparatus of the second invention, when the initial state is detected and the steering torque or the target current becomes equal to or less than the predetermined threshold value, the motor drive control means Starts or restarts.
ここで、操舵トルクが所定トルク閾値より大きい場合及び目標電流が所定電流閾値より大きい場合とは、ステアリングホイールに大きな操舵トルクが加えられている状態である。つまり、ステアリングホイールに大きな操舵トルクを加えている場合に、電動パワーステアリング装置が始動又は再始動したとしても、直ちにアシスト電動機による補助操舵力が発生しない。従って、急激に発生する操舵補助力による操舵フィーリングが損なわれることがない。 Here, the case where the steering torque is larger than the predetermined torque threshold and the case where the target current is larger than the predetermined current threshold are states where a large steering torque is applied to the steering wheel. That is, when a large steering torque is applied to the steering wheel, even if the electric power steering device is started or restarted, the auxiliary steering force by the assist motor is not generated immediately. Therefore, the steering feeling due to the steering assist force that occurs suddenly is not impaired.
さらに、操舵トルクが所定トルク閾値以下又は目標電流が所定電流閾値以下になった時に、アシスト電動機による操舵補助力の発生を許可するようにしている。ここで、操舵トルクが所定トルク閾値以下又は目標電流が所定電流閾値以下になった時には、アシスト電動機による操舵補助力そのものが小さくなる状態となる。つまり、アシスト電動機による操舵補助力を発生させるときには、操舵補助力そのものが小さいので操舵フィーリングが損なわれることがない。結果として、良好な操舵フィーリングを得ることができる。 Further, when the steering torque is equal to or less than a predetermined torque threshold value or the target current is equal to or less than the predetermined current threshold value, the generation of the steering assist force by the assist motor is permitted. Here, when the steering torque is equal to or smaller than the predetermined torque threshold value or the target current is equal to or smaller than the predetermined current threshold value, the steering assist force itself by the assist electric motor is reduced. That is, when generating the steering assist force by the assist motor, the steering feeling is not impaired because the steering assist force itself is small. As a result, a good steering feeling can be obtained.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
(1)第1発明の実施形態
第1発明の電動パワーステアリング装置は、上述したように、アシスト電動機と、操舵トルク検出手段と、目標電流設定手段と、電動機電流検出手段と、比例積分制御手段と、電動機駆動手段と、初期状態検出手段と、第1ゲイン設定手段と、第2ゲイン設定手段とを備える。
(1) Embodiment of the First Invention As described above, the electric power steering apparatus of the first invention is an assist motor, steering torque detection means, target current setting means, motor current detection means, and proportional-integral control means. And an electric motor driving means, an initial state detecting means, a first gain setting means, and a second gain setting means.
(1.1)アシスト電動機・電動機駆動手段
ここで、アシスト電動機は、例えば、DCモータ、ブラシレスDCモータなどを用いることができる。電動機駆動手段は、アシスト電動機としてブラシレスDCモータを用いる場合には、複数のスイッチング素子を備えるインバータ回路と、PWM信号を出力するPWM出力部などから構成される。アシスト電動機としてDCモータを用いる場合には、電動機駆動手段は、複数のスイッチング素子を備えるフルブリッジ回路と、PWM信号を出力するPWM出力部などから構成される。
(1.1) Assist motor / motor drive means Here, for example, a DC motor, a brushless DC motor, or the like can be used as the assist motor. In the case where a brushless DC motor is used as the assist motor, the motor driving means includes an inverter circuit including a plurality of switching elements, a PWM output unit that outputs a PWM signal, and the like. When a DC motor is used as the assist electric motor, the electric motor driving means includes a full bridge circuit having a plurality of switching elements, a PWM output unit that outputs a PWM signal, and the like.
(1.2)操舵トルク検出手段・比例積分制御手段
また、操舵トルク検出手段は、操舵トルクを検出可能な操舵トルクセンサとしてもよい。この操舵トルクセンサは、例えば、ステアリングシャフトに備えられる。また、比例積分制御手段は、比例要素のみの場合、積分要素のみの場合、比例要素及び積分要素からなる場合などの何れであってもよい。
(1.2) Steering torque detection means / proportional integral control means The steering torque detection means may be a steering torque sensor capable of detecting steering torque. This steering torque sensor is provided on, for example, a steering shaft. Further, the proportional-plus-integral control means may be any of a proportional element only, an integral element only, a proportional element and an integral element.
(1.3)ゲイン設定手段
また、前記第2ゲイン設定手段は、前記初期状態の場合であって前記操舵トルク又は前記目標電流が所定閾値より大きい場合に前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第2比例ゲイン及び/又は前記第2積分ゲインに設定し、電動パワーステアリング装置は、さらに、前記初期状態の場合であって前記操舵トルク又は前記目標電流が所定閾値以下の場合に前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第1比例ゲイン及び/又は前記第1積分ゲインに設定する第3ゲイン設定手段を備えるようにしてもよい。
(1.3) Gain setting means The second gain setting means is configured to set the proportional gain and / or the integral gain when the steering torque or the target current is greater than a predetermined threshold value in the initial state. The electric power steering device is further set to the second proportional gain and / or the second integral gain, and the electric power steering device further includes the proportional gain when the steering torque or the target current is equal to or less than a predetermined threshold value in the initial state. And / or third gain setting means for setting the integral gain to the first proportional gain and / or the first integral gain.
ここで、第2ゲイン設定手段は、初期状態が検出された場合であって操舵トルクが所定トルク閾値より大きい場合に、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインを設定する。または、第2ゲイン設定手段は、初期状態が検出された場合であって目標電流が所定電流閾値より大きい場合に、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインを設定する。 Here, the second gain setting means sets the second proportional gain and / or the second integral gain when the initial state is detected and the steering torque is larger than the predetermined torque threshold. Alternatively, the second gain setting means sets the second proportional gain and / or the second integral gain when the initial state is detected and the target current is larger than the predetermined current threshold.
つまり、初期状態が検出された場合であっても操舵トルク又は目標電流が所定閾値以下の場合には、第1ゲイン設定手段と同様のゲインが第3ゲイン設定手段により設定される。さらに換言すると、初期状態が検出された場合であって操舵トルク又は目標電流が所定閾値より大きい場合にのみ、通常状態に比べて小さなゲインが設定される。 That is, even when the initial state is detected, if the steering torque or the target current is equal to or less than the predetermined threshold, the same gain as the first gain setting means is set by the third gain setting means. In other words, a gain smaller than that in the normal state is set only when the initial state is detected and the steering torque or the target current is larger than the predetermined threshold.
ここで、操舵トルクが所定トルク閾値より大きい場合及び目標電流が所定電流閾値より大きい場合とは、上述したように、ステアリングホイールに大きな操舵トルクが加えられている状態である。つまり、ステアリングホイールに大きな操舵トルクを加えている場合に、電動パワーステアリング装置が始動又は再始動したとしても、アシスト電動機により発生する操舵補助力の追従性を低下させて操舵補助力を小さくしている。従って、上記場合であっても、良好な操舵フィーリングを得ることができる。 Here, when the steering torque is larger than the predetermined torque threshold and when the target current is larger than the predetermined current threshold, as described above, a large steering torque is applied to the steering wheel. In other words, when a large steering torque is applied to the steering wheel, even if the electric power steering device is started or restarted, the followability of the steering assist force generated by the assist motor is reduced to reduce the steering assist force. Yes. Therefore, even in the above case, a good steering feeling can be obtained.
一方、操舵トルクが所定トルク閾値以下の場合又は目標電流が所定電流閾値以下の場合には、アシスト電動機による操舵補助力そのものが小さくなる状態である。つまり、上記場合には、アシスト電動機による操舵補助力を通常状態と同様の追従性により発生させたとしても、操舵フィーリングは損なわれない。さらには、この場合に、高い追従性による操舵補助力を発生させることにより、良好な操舵フィーリングを得ることができる。 On the other hand, when the steering torque is equal to or smaller than the predetermined torque threshold value or when the target current is equal to or smaller than the predetermined current threshold value, the steering assist force itself by the assist motor is in a small state. That is, in the above case, the steering feeling is not impaired even if the steering assist force by the assist motor is generated by the same followability as in the normal state. Furthermore, in this case, a good steering feeling can be obtained by generating a steering assist force with high followability.
また、前記第2ゲイン設定手段は、前記初期状態を検出してから所定時間経過するまでの間前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第2比例ゲイン及び/又は前記第2積分ゲインに設定するようにしてもよい。上記においては、操舵トルク又は目標電流に基づき、初期状態の場合であっても第1比例ゲイン及び/又は第1積分ゲインに設定するようにしたが、これに限られない。すなわち、初期状態を検出してから所定時間が経過するまでの間だけ、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインに設定するようにしてもよい。換言すると、初期状態を検出した場合であっても初期状態を検出してから所定時間が経過した場合には、第1比例ゲイン及び/又は第1積分ゲインに設定するようにしている。これにより、初期状態を検出した場合であっても、ある程度の時間が経過した時には、良好な操舵追従性によりアシスト電動機による操舵補助力を発生させることができるので、結果として良好な操舵フィーリングを得ることができる。 The second gain setting means sets the proportional gain and / or the integral gain to the second proportional gain and / or the second integral gain until a predetermined time elapses after detecting the initial state. You may make it do. In the above description, the first proportional gain and / or the first integral gain are set based on the steering torque or the target current even in the initial state. However, the present invention is not limited to this. That is, the second proportional gain and / or the second integral gain may be set only after the initial state is detected until a predetermined time elapses. In other words, even when the initial state is detected, when the predetermined time has elapsed since the initial state was detected, the first proportional gain and / or the first integral gain are set. As a result, even when the initial state is detected, when a certain amount of time has passed, the steering assist force by the assist motor can be generated with good steering followability, resulting in good steering feeling. Obtainable.
なお、前記第2ゲイン設定手段は、上述した初期状態の場合であって操舵トルク又は目標電流が所定閾値以下の場合、及び、上述した初期状態を検出してから所定時間が経過した場合の両方を考慮して、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインが設定されるようにしてもよい。例えば、第2ゲイン設定手段は、初期状態の場合であって操舵トルク又は目標電流が所定閾値以下の場合、及び、初期状態を検出してから所定時間が経過した場合の何れか早い方が到来した時まで、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインを設定するようにしてもよい。この場合は、上記の両者の効果を奏することができる。 The second gain setting means is both in the case of the above-described initial state, where the steering torque or the target current is not more than a predetermined threshold value, and when the predetermined time has elapsed since the detection of the above-described initial state. In consideration of the above, the second proportional gain and / or the second integral gain may be set. For example, the second gain setting means is in the initial state, when the steering torque or the target current is below a predetermined threshold, or when the predetermined time has elapsed since the detection of the initial state, whichever comes first Until then, the second proportional gain and / or the second integral gain may be set. In this case, both effects described above can be achieved.
ここで、比例積分制御手段が比例要素のみからなる場合には、第1ゲイン設定手段、第2ゲイン設定手段及び第3ゲイン設定手段は、比例ゲインのみを設定する。また、比例積分制御手段が積分要素のみからなる場合には、第1ゲイン設定手段、第2ゲイン設定手段及び第3ゲイン設定手段は、積分ゲインのみを設定する。また、比例積分制御手段が比例要素及び積分要素からなる場合には、第1ゲイン設定手段、第2ゲイン設定手段及び第3ゲイン設定手段は、比例ゲイン及び積分ゲインを設定する。 Here, when the proportional-plus-integral control means comprises only a proportional element, the first gain setting means, the second gain setting means, and the third gain setting means set only the proportional gain. Further, when the proportional-integral control means includes only an integral element, the first gain setting means, the second gain setting means, and the third gain setting means set only the integral gain. Further, when the proportional-integral control means includes a proportional element and an integral element, the first gain setting means, the second gain setting means, and the third gain setting means set the proportional gain and the integral gain.
(1.4)第2ゲイン
また、上述した第2ゲイン設定手段により設定される前記第2比例ゲイン及び/又は前記第2積分ゲインは、一定値であるようにしてもよい。ここで、第2比例ゲインと第2積分ゲインとは、それぞれ異なる一定値としてもよいし、同一の一定値としてもよい。また、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインは0(零)としてもよい。このように、第2比例ゲイン及び/又は第2積分ゲインを一定値とすることにより、ゲインの設定が容易となる。そして、特に第2積分ゲインを0とした場合には、より確実に定常偏差を生じさせることになる。この場合には、目標電流設定手段により設定される目標電流よりもアシスト電動機に実際に流れる実電流を小さくなる。つまり、特に第2積分ゲインを0にした場合には、操舵追従性を低下させることに加えて、より確実に定常偏差を生じさせることによりアシスト電動機による操舵補助力を低下させることができる。これにより、初期状態において良好な操舵フィーリングを得ることができる。
(1.4) Second gain The second proportional gain and / or the second integral gain set by the second gain setting means described above may be a constant value. Here, the second proportional gain and the second integral gain may be different constant values or may be the same constant value. Further, the second proportional gain and / or the second integral gain may be 0 (zero). Thus, setting the second proportional gain and / or the second integral gain to a constant value facilitates the setting of the gain. In particular, when the second integral gain is set to 0, a steady deviation is more reliably generated. In this case, the actual current that actually flows through the assist motor is smaller than the target current set by the target current setting means. That is, particularly when the second integral gain is set to 0, in addition to lowering the steering followability, the steering assist force by the assist motor can be reduced by generating a steady deviation more reliably. Thereby, a favorable steering feeling can be obtained in the initial state.
また、前記第2比例ゲイン及び/又は前記第2積分ゲインは、前記初期状態が検出された時からの経過時間に伴い大きくなる経過時間−ゲイン関係に基づき決定されるようにしてもよい。ここで、第2比例ゲインと第2積分ゲインとは、それぞれ異なる経過時間−ゲイン関係に基づき決定されるようにしてもよい。この経過時間−ゲイン関係とは、例えば、経過時間とゲインとの関係が線形的な関係になるようにしてもよいし、曲線的な関係になるようにしてもよい。これにより、初期状態を検出してから徐々に操舵追従性が良好になっていくので、初期状態の時に急激に操舵力が減少することを防止することができると共に、通常状態における操舵追従性に到達するまでにおいてもより良好な操舵追従性を提供することができる。従って、非常に良好な操舵フィーリングを得ることができる。 The second proportional gain and / or the second integral gain may be determined based on an elapsed time-gain relationship that increases with an elapsed time from when the initial state is detected. Here, the second proportional gain and the second integral gain may be determined based on different elapsed time-gain relationships. With respect to the elapsed time-gain relationship, for example, the relationship between the elapsed time and the gain may be a linear relationship or a curved relationship. As a result, since the steering followability gradually improves after the initial state is detected, it is possible to prevent the steering force from suddenly decreasing in the initial state and to improve the steering followability in the normal state. It is possible to provide better steering follow-up performance even before reaching. Therefore, a very good steering feeling can be obtained.
(2)第2発明の実施形態
第2発明の電動パワーステアリング装置は、上述したように、アシスト電動機と、操舵トルク検出手段と、目標電流設定手段と、電動機電流検出手段と、電動機駆動制御手段と、アシスト許可信号出力手段とを備える。
(2) Embodiment of the Second Invention As described above, the electric power steering device of the second invention is an assist motor, steering torque detection means, target current setting means, motor current detection means, and motor drive control means. And an assist permission signal output means.
ここで、電動機駆動制御手段は、例えば、上記第1発明の電動パワーステアリング装置における比例積分制御手段及び電動機駆動手段などから構成される。 Here, the motor drive control means includes, for example, proportional-integral control means and motor drive means in the electric power steering apparatus of the first invention.
また、前記アシスト許可信号出力手段は、前記初期状態を検出してから所定時間経過した場合に前記アシスト許可信号を出力するようにしてもよい。すなわち、操舵トルク又は目標電流が所定閾値より大きい場合であっても、初期状態を検出してから所定時間を経過した場合に、アシスト許可信号を電動機駆動制御手段に出力して、アシスト電動機による操舵補助力の発生を許可するようにしている。これにより、初期状態からある程度の時間(所定時間)を経過した時に良好な操舵補助力を発生させることにより、初期状態の時に急激に操舵力が減少することを防止することができると共に、ある程度の時間が経過した時には良好な操舵フィーリングを得ることができる。 Further, the assist permission signal output means may output the assist permission signal when a predetermined time has elapsed after detecting the initial state. That is, even when the steering torque or the target current is larger than a predetermined threshold, when a predetermined time has elapsed since the initial state was detected, an assist permission signal is output to the motor drive control means, and steering by the assist motor is performed. The generation of auxiliary power is allowed. Thus, by generating a good steering assist force when a certain amount of time (predetermined time) has elapsed from the initial state, it is possible to prevent the steering force from rapidly decreasing in the initial state and to some extent. When the time has elapsed, a good steering feeling can be obtained.
(1)第1実施例
次に、実施例を挙げて、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。第1実施例の電動パワーステアリング装置の全体構成のブロック図を図1に示す。図1に示すように、電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)1と、目標電流設定部(目標電流設定手段)2と、減算器3と、PI制御部(比例積分制御手段)4と、インバータ駆動部(電動機駆動手段)5と、アシスト電動機6と、電動機電流検出部(電動機電流検出手段)7と、初期状態検出部(初期状態検出手段)8と、ゲイン設定部9とから構成される。以下、第1実施例の電動パワーステアリング装置を構成する各部について詳細に説明する。
(1) 1st Example Next, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely with reference to drawings. A block diagram of the overall configuration of the electric power steering apparatus of the first embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus includes a steering torque sensor (steering torque detection means) 1, a target current setting unit (target current setting means) 2, a subtractor 3, and a PI control unit (proportional integral control). Means) 4, inverter drive unit (motor drive unit) 5, assist
(1.1)操舵トルクセンサ1
操舵トルクセンサ1は、ステアリング軸(図示せず)にかかる操舵トルクTsを検出するセンサである。ここで、ステアリングホイールに連結されたステアリング軸は、トーションバー(図示せず)を備えている。このトーションバーに操舵トルクセンサ1が取り付けられている。そして、ステアリングホイールが回転することによりトーションバーに回転力が加わり、その加わった回転力に応じてトーションバーが捻れる。このトーションバーの捻れに対応したステアリング軸にかかる操舵トルクが、操舵トルクセンサ1により検出される。
(1.1)
The
(1.2)目標電流設定部2
目標電流設定部2は、まず、操舵トルクセンサ1により検出された操舵トルクTsを入力する。そして、入力された操舵トルクTsの位相補償処理を行う。この位相補償処理が行われた操舵トルクTsに基づき、アシスト電動機6に供給する目標電流Im*を設定する。この目標電流Im*の設定は、予め記憶された操舵トルクTsに対する目標電流Im*の関係を示す目標電流マップに基づき行われる。
(1.2) Target
The target
(1.3)減算器3
減算器3は、目標電流設定部2にて設定された目標電流Im*から後述する電動機電流検出部7にて検出された電動機電流Imを減算された偏差電流(偏差)ΔIm(=Im*−Im)を算出する。
(1.3) Subtractor 3
The subtractor 3 is a deviation current (deviation) ΔIm (= Im * −) obtained by subtracting a motor current Im detected by a motor current detection unit 7 described later from a target current Im * set by the target
(1.4)PI制御部4
PI制御部4は、減算器3にて算出された偏差電流ΔImを入力し、入力された偏差電流ΔImに比例積分制御を行い、アシスト電動機6に印加する電圧指令値Vmを算出する。なお、比例積分制御に際して、比例要素の比例ゲインKp、及び、積分要素の積分ゲインKiは、後述するゲイン設定部9により設定される。なお、比例ゲインKp及び積分ゲインKiが大きいほど、電動機電流Imを目標電流Im*に速やかに収束させることができる。すなわち、比例ゲインKp及び積分ゲインKiが大きいほど、追従性が良好となる。
(1.4) PI control unit 4
The PI control unit 4 receives the deviation current ΔIm calculated by the subtractor 3, performs proportional-integral control on the input deviation current ΔIm, and calculates a voltage command value Vm to be applied to the assist
(1.5)インバータ駆動部5、アシスト電動機6、電動機電流検出部7
インバータ駆動部5は、PWM信号生成部及びインバータ回路部とから構成される。PWM信号生成部は、PI制御部4から出力される電圧指令値Vmに基づきPWM信号を算出する。インバータ回路部は、複数のスイッチング素子から構成されている。そして、インバータ回路部は、PWM信号生成部から出力されたPWM信号に基づき各スイッチング素子が駆動して、アシスト電動機6に電流を供給する。このアシスト電動機6に電流が供給されることにより、アシスト電動機6は操舵補助力を発生させる。なお、アシスト電動機6は、例えば、DCモータやブラシレスDCモータなどである。電動機電流検出部7は、アシスト電動機6に流れる電動機電流Imを検出して、検出した電動機電流Imを減算器3に出力する。
(1.5)
The
(1.6)初期状態検出部8
初期状態検出部8は、電動パワーステアリング装置が始動状態又は再始動状態となる初期状態を検出する。ここで、電動パワーステアリング装置が始動状態となる場合とは、例えば、イグニッションスイッチがオンされた時などである。また、電動パワーステアリング装置が再始動状態となる場合とは、例えば、故障診断で故障と診断された後に故障が回復した時などである。つまり、初期状態検出部8は、少なくとも一時的に電動パワーステアリング装置が停止していた状態の後に、電動パワーステアリング装置が動作を開始した時の状態(初期状態)を検出する。そして、初期状態検出部8は、初期状態を検出した場合には、後述するゲイン設定部9に初期状態である旨の初期状態情報を出力する。
(1.6)
The initial
(1.7)ゲイン設定部9
ゲイン設定部9は、初期状態検出部8から出力される初期状態情報を入力する。そして、入力された初期状態情報に基づき、上述したPI制御部4の比例ゲインKp及び積分ゲインKiを設定する。このゲイン設定部9は、具体的には、図1に示すように、初期状態情報記憶部91と、目標電流値判定部92と、タイマ93と、通常ゲイン設定部(第1ゲイン設定部、第3ゲイン設定部)94と、初期ゲイン設定部(第2ゲイン設定部)95とから構成される。以下、ゲイン設定部9を構成する各部について詳細に説明する。
(1.7) Gain setting unit 9
The gain setting unit 9 receives the initial state information output from the initial
(1.7.1)初期状態情報記憶部91
初期状態情報記憶部91は、まずは、初期状態検出部8から出力される初期状態情報を入力して記憶する。また、初期状態情報記憶部91は、後述する目標電流値判定部92による判定結果に応じて初期状態情報が変更され記憶される。さらに、タイマ93により初期状態情報が変更され記憶される。
(1.7.1) Initial state
The initial state
(1.7.2)目標電流値判定部92
目標電流値判定部92は、目標電流設定部2により設定された目標電流Im*を入力する。そして、目標電流値判定部92は、入力された目標電流Im*の絶対値と予め記憶している判定電流(所定電流閾値)Im0とを比較して、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かを判定する。そして、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下の場合には、初期状態情報記憶部91に対して初期状態終了処理を行う。ここで、初期状態終了処理とは、初期状態情報記憶部91に記憶されている初期状態情報が初期状態である旨の情報の場合に、初期状態情報を初期状態でない旨の情報に変更する処理である。なお、判定電流Im0とは、判定電流Im0に相当する操舵トルクがステアリングホイールにかけられている場合に、アシスト電動機6に判定電流Im0に相当する電流が供給されたとしても、操舵フィーリングを低下させない程度の電流値としている。
(1.7.2) Target current
The target current
(1.7.3)タイマ93
タイマ93は、初期状態検出部8が初期状態を検出したときからの経過時間をカウントする。具体的には、タイマ93は、初期状態検出部8から初期状態である旨の初期状態情報が出力された場合に、タイマカウンタtのカウントアップを開始する。そして、タイマ93は、タイマカウンタtを初期状態情報記憶部91に出力する。
(1.7.3)
The
(1.7.4)通常ゲイン設定部94
通常ゲイン設定部94は、通常状態における比例ゲインKpである通常比例ゲイン(第1比例ゲイン)Kp1及び通常状態における積分ゲインKiである通常積分ゲイン(第1積分ゲイン)Ki1を設定する。具体的には、通常ゲイン設定部94は、まず初期状態情報記憶部91に記憶される初期状態情報を読み込む。そして、読み込まれた初期状態情報が初期状態でない旨の情報である場合に、通常ゲイン設定部94は、PI制御部4の比例ゲインKp及び積分ゲインKiを通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1にそれぞれ設定する。ここで、通常状態とは、初期状態と区別する意味であって、初期状態でない状態を意味する。
(1.7.4) Normal
The normal
(1.7.5)初期ゲイン設定部95
初期ゲイン設定部95は、初期状態における比例ゲインKpである初期比例ゲイン(第2比例ゲイン)Kp2及び初期状態における積分ゲインKiである初期積分ゲイン(第2積分ゲイン)Ki2を設定する。具体的には、初期ゲイン設定部95は、まず初期状態情報記憶部91に記憶される初期状態情報を読み込む。そして、読み込まれた初期状態情報が初期状態である旨の情報である場合に、初期ゲイン設定部95は、PI制御部4の比例ゲインKp及び積分ゲインKiを初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2にそれぞれ設定する。
(1.7.5) Initial
The initial
ここで、初期比例ゲインKp2は、通常比例ゲインKp1より小さな値であって、一定値としている。また、初期積分ゲインKi2は、通常積分ゲインKi1より小さな値であって、一定値としている。 Here, the initial proportional gain Kp2 is smaller than the normal proportional gain Kp1 and is a constant value. The initial integration gain Ki2 is a constant value that is smaller than the normal integration gain Ki1.
(1.8)ゲイン設定部9の処理動作
次に、ゲイン設定部9の処理動作について、図2を参照して説明する。図2は、ゲイン設定部9の処理動作を示すフローチャートである。
(1.8) Processing Operation of Gain Setting Unit 9 Next, the processing operation of the gain setting unit 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the processing operation of the gain setting unit 9.
ゲイン設定部9の処理動作は、まず、初期状態情報記憶部91に記憶された初期状態情報を読み込む(ステップS1)。ここで、初期状態検出部8により初期状態が検出された場合には、初期状態情報記憶部91に記憶された初期状態情報は、初期状態である旨の情報である。一方、初期状態検出部8により初期状態が検出されていない場合には、初期状態情報記憶部91に記憶された初期状態情報は、初期状態でない旨の情報である。
The processing operation of the gain setting unit 9 first reads the initial state information stored in the initial state information storage unit 91 (step S1). Here, when the initial state is detected by the initial
続いて、初期状態情報記憶部91に記憶された初期状態情報が初期状態である旨の情報であるか否かを判断する(ステップS2)。そして、初期状態情報が初期状態でない旨の情報の場合(ステップS2:No)、すなわち初期状態検出部8が初期状態を検出していない場合には、通常ゲイン設定部94により通常比例ゲインKp1をPI制御部4の比例要素の比例ゲインKpとして設定する(ステップS3)。さらに、通常ゲイン設定部94により通常積分ゲインKi1をPI制御部4の積分要素の積分ゲインKiとして設定する(ステップS3)。つまり、初期状態が検出されていない場合には、通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1によりPI制御される。そして、処理を終了する。
Subsequently, it is determined whether or not the initial state information stored in the initial state
一方、初期状態情報記憶部91に記憶された初期状態情報が初期状態である旨の情報の場合(ステップS2:Yes)、すなわち初期状態検出部8が初期状態を検出した場合には、目標電流値判定部92が目標電流Im*を読み込む(ステップS4)。
On the other hand, when the initial state information stored in the initial state
続いて、目標電流値判定部92にて、読み込まれた目標電流Im*の絶対値と予め記憶された判定電流Im0とを比較して、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かを判定する(ステップS5)。そして、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下の場合には(ステップS5:No)、目標電流値判定部92により初期状態終了処理を行う(ステップS6)。すなわち、目標電流値判定部92は、初期状態情報記憶部91に記憶されている初期状態情報を初期状態でない旨の情報に変更する。
Subsequently, the target current
そして、目標電流値判定部92により初期状態終了処理が行われると、通常ゲイン設定部94により通常比例ゲインKp1をPI制御部4の比例要素の比例ゲインKpとして設定する(ステップS3)。さらに、通常ゲイン設定部94により通常積分ゲインKi1をPI制御部4の積分要素の積分ゲインKiとして設定する(ステップS3)。つまり、初期状態が検出された場合であっても、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下の場合には、通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1によりPI制御される。そして、処理を終了する。
Then, when the initial state end processing is performed by the target current
一方、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きい場合には(ステップS5:Yes)、初期ゲイン設定部95により初期比例ゲインKp2をPI制御部4の比例要素の比例ゲインKpとして設定する(ステップS7)。さらに、初期ゲイン設定部95により初期積分ゲインKi2をPI制御部4の積分要素の積分ゲインKiとして設定する(ステップS7)。つまり、初期状態が検出された場合であって、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きい場合には、通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1より小さな初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2によりPI制御される。すなわち、この場合に、操舵追従性を低下させて、結果として操舵補助力を小さくしている。
On the other hand, when the absolute value of the target current Im * is larger than the determination current Im0 (step S5: Yes), the initial proportional gain Kp2 is set as the proportional gain Kp of the proportional element of the PI controller 4 by the initial
続いて、タイマ93のタイマカウンタtのカウントアップを開始する(ステップS8)。続いて、タイマカウンタtとタイマ93に予め記憶されている所定カウンタT1とを比較して、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上であるか否かを判定する(ステップS9)。ここで、初期状態を検出した直後はタイマカウンタtは所定カウンタT1以上でない。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上でない場合には(ステップS9:No)、そのまま処理を終了する。なお、この場合、初期状態情報記憶部91に記憶されている初期状態情報は初期状態である旨の情報が記憶されている。従って、ゲイン設定処理が続いて行われる時には、ステップS2の初期状態情報が初期状態である旨の情報であると判断されて、ステップS4の方へ進む。
Subsequently, the
つまり、初期状態を検出した後、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下になるまでは、タイマカウンタtが所定カウンタT1に達するまで、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2に基づきPI制御が行われる。 That is, after the initial state is detected, until the absolute value of the target current Im * becomes equal to or smaller than the determination current Im0, PI control is performed based on the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 until the timer counter t reaches the predetermined counter T1. Is done.
そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上になると(ステップS9:Yes)、タイマ93により初期状態終了処理を行う(ステップS10)。すなわち、タイマ93は、初期状態情報記憶部91に記憶されている初期状態情報を初期状態でない旨の情報に変更する。つまり、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上になると、初期状態が終了して、通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1によりPI制御が行われる。
When the timer counter t becomes equal to or greater than the predetermined counter T1 (step S9: Yes), an initial state end process is performed by the timer 93 (step S10). That is, the
(1.9)比例ゲインKp及び積分ゲインKiの変化
ここで、初期状態検出部8により初期状態が検出された後、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きい状態が継続した場合におけるPI制御部4の比例ゲインKp及び積分ゲインKiの変化について、図3を参照して説明する。図3(a)は、タイマカウンタ(経過時間)tに対する比例ゲインKpを示す図である。図3(b)は、タイマカウンタ(経過時間)tに対する積分ゲインKiを示す図である。
(1.9) Changes in proportional gain Kp and integral gain Ki Here, after the initial state is detected by the
図3(a)(b)に示すように、初期状態が検出されたときからタイマカウンタtがT1に達するまでは比例ゲインKpは初期比例ゲインKp2であって、タイマカウンタtがT1以上の場合には比例ゲインKpは通常比例ゲインKp1である。また、初期状態が検出されたときからタイマカウンタtがT1に達するまでは積分ゲインKiは初期積分ゲインKi2であって、タイマカウンタtがT1以上の場合には積分ゲインKiは通常積分ゲインKi1である。 As shown in FIGS. 3A and 3B, when the initial state is detected and until the timer counter t reaches T1, the proportional gain Kp is the initial proportional gain Kp2, and the timer counter t is equal to or greater than T1. The proportional gain Kp is usually the proportional gain Kp1. The integration gain Ki is the initial integration gain Ki2 from when the initial state is detected until the timer counter t reaches T1, and when the timer counter t is equal to or greater than T1, the integration gain Ki is the normal integration gain Ki1. is there.
(2)第1実施例の第1変形態様
上記第1実施例における初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2は、何れも一定値としたが、これに限られるものではない。例えば、経過時間に伴い初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2が変化するようにしてもよい。例えば、初期ゲイン設定部95は、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2を、それぞれ以下の数1に基づき決定する。
(2) First Modification of First Embodiment Although the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 in the first embodiment are both constant values, they are not limited to this. For example, the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 may change with the elapsed time. For example, the initial
ここで、比例ゲイン初期値Kp0及び積分ゲイン初期値Ki0は、それぞれ通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1より小さな値である。例えば、比例ゲイン初期値Kp0及び積分ゲイン初期値Ki0は、上記第1実施例における初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2と同一値などとする。また、比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2については、図4(a)を参照して説明する。図4(a)は、タイマカウンタtに対する比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2を示す図である。図4(a)に示すように、比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2は、何れもタイマカウンタtに対して線形的に増加する関係からなる。具体的には、タイマカウンタtが0の時には、比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2は0である。そして、タイマカウンタtの増加に伴い、比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2が線形的に増加する。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1の時に、比例ゲイン設定係数G1及び積分ゲイン設定係数G2が1となる。 Here, the proportional gain initial value Kp0 and the integral gain initial value Ki0 are values smaller than the normal proportional gain Kp1 and the normal integral gain Ki1, respectively. For example, the proportional gain initial value Kp0 and the integral gain initial value Ki0 are set to the same values as the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 in the first embodiment. The proportional gain setting coefficient G1 and the integral gain setting coefficient G2 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a proportional gain setting coefficient G1 and an integral gain setting coefficient G2 for the timer counter t. As shown in FIG. 4A, both the proportional gain setting coefficient G1 and the integral gain setting coefficient G2 are linearly increased with respect to the timer counter t. Specifically, when the timer counter t is 0, the proportional gain setting coefficient G1 and the integral gain setting coefficient G2 are 0. As the timer counter t increases, the proportional gain setting coefficient G1 and the integral gain setting coefficient G2 increase linearly. When the timer counter t is the predetermined counter T1, the proportional gain setting coefficient G1 and the integral gain setting coefficient G2 are 1.
この場合における初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2の変化について図4(b)(c)を参照して説明する。図4(b)は、タイマカウンタtに対する初期比例ゲインKp2を示す図である。図4(c)は、タイマカウンタtに対する初期積分ゲインKi2を示す図である。図4(b)に示すように、初期比例ゲインKp2は、初期状態が検出された時には、比例ゲイン初期値Kp0である。そして、タイマカウンタtが増加するに伴い、初期比例ゲインKp2は線形的に増加する。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1の時に、初期比例ゲインKp2は通常比例ゲインKp1に一致する。 Changes in the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 in this case will be described with reference to FIGS. FIG. 4B shows an initial proportional gain Kp2 for the timer counter t. FIG. 4C shows the initial integration gain Ki2 for the timer counter t. As shown in FIG. 4B, the initial proportional gain Kp2 is a proportional gain initial value Kp0 when an initial state is detected. As the timer counter t increases, the initial proportional gain Kp2 increases linearly. When the timer counter t is the predetermined counter T1, the initial proportional gain Kp2 coincides with the normal proportional gain Kp1.
また、初期積分ゲインKi2は、図4(c)に示すように、初期状態が検出された時には、積分ゲイン初期値Ki0である。そして、タイマカウンタtが増加するに伴い、初期積分ゲインKi2は線形的に増加する。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1の時に、初期積分ゲインKi2は通常積分ゲインKi1に一致する。 Further, as shown in FIG. 4C, the initial integral gain Ki2 is an integral gain initial value Ki0 when an initial state is detected. As the timer counter t increases, the initial integration gain Ki2 increases linearly. When the timer counter t is the predetermined counter T1, the initial integration gain Ki2 is equal to the normal integration gain Ki1.
このように、初期状態が検出されてから時間経過に伴い、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2を次第に良好にする。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1に達した時には、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2はそれぞれ通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1と一致させている。つまり、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2を時間経過に伴い大きくすることにより、操舵追従性を徐々に向上させている。その結果、定常偏差が徐々に小さくなり、目標電流に対してアシスト電動機に流れる電動機電流は徐々に大きくなっていく。つまり、時間経過に伴い操舵補助力が徐々に大きくなっていく。 As described above, the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 are gradually improved as time passes after the initial state is detected. When the timer counter t reaches the predetermined counter T1, the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 are made to coincide with the normal proportional gain Kp1 and the normal integral gain Ki1, respectively. That is, the steering follow-up performance is gradually improved by increasing the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 over time. As a result, the steady deviation gradually decreases, and the motor current flowing through the assist motor gradually increases with respect to the target current. That is, the steering assist force gradually increases with time.
さらに、初期状態が検出されて所定時間が経過した場合に、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2から通常比例ゲインKp1及び通常積分ゲインKi1への移行に際しては、比例ゲインKp及び積分ゲインKiは連続的に変化する。結果として、操舵補助力が連続的に変化することになる。つまり、非常に良好な操舵フィーリングが得られる。 Further, when the initial state is detected and a predetermined time elapses, the proportional gain Kp and the integral gain Ki are continuous during the transition from the initial proportional gain Kp2 and the initial integral gain Ki2 to the normal proportional gain Kp1 and the normal integral gain Ki1. Changes. As a result, the steering assist force changes continuously. That is, a very good steering feeling can be obtained.
(3)第1実施例の第2変形態様
上記第1実施例のゲイン設定部9の目標電流値判定部92において、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かの判定結果に基づき、初期状態を終了させる処理を行うようにしたが、これに限られるものではない。
(3) Second Modification of First Example In the target current
例えば、第1実施例の目標電流値判定部92を操舵トルク値判定部に置き換えるようにしてもよい。操舵トルク値判定部は、操舵トルクセンサ1により検出された操舵トルクTsを入力する。そして、操舵トルク値判定部は、入力された操舵トルクTsの絶対値と予め記憶している判定トルク値(所定トルク閾値)Ts0とを比較して、操舵トルクTsの絶対値が判定トルク値Ts0より大きいか否かを判定する。そして、操舵トルクTsの絶対値が判定トルク値Ts0以下の場合には、初期状態情報記憶部91に対して初期状態終了処理を行う。初期状態終了処理は、上述したように、初期状態情報記憶部91に記憶されている初期状態情報が初期状態である旨の情報の場合に、初期状態でない旨の情報に変更する処理である。なお、判定トルク値Ts0とは、判定トルク値Ts0に相当する操舵トルクTsがステアリングホイールにかけられている場合に、当該操舵トルクTs0に基づき算出される目標電流Im*がアシスト電動機6に供給されたとしても、操舵フィーリングを低下させない程度の操舵トルク値としている。
For example, the target current
また、上記第1実施例の第1変形態様における初期ゲイン設定部95は、数1に基づき初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2を設定したが、これに限られるものではない。例えば、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2は、予め記憶された経過時間に対する各ゲインのマップに基づき決定するようにしてもよい。また、初期比例ゲインKp2及び初期積分ゲインKi2は、時間経過に伴い曲線的に大きくなるような関係式やマップなどに基づき算出するようにしてもよい。
The initial
(4)第2実施例
次に、第2実施例の電動パワーステアリング装置について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、第2実施例の電動パワーステアリング装置の全体構成のブロック図である。図6は、許可信号生成出力処理を示すフローチャートである。
(4) Second Embodiment Next, an electric power steering apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram of the overall configuration of the electric power steering apparatus of the second embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the permission signal generation output process.
図5に示すように、第2実施例の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)1と、目標電流設定部(目標電流設定手段)2と、減算器3と、PI制御部(比例積分制御手段)4と、インバータ駆動部(電動機駆動手段)5と、アシスト電動機6と、電動機電流検出部(電動機電流検出手段)7と、初期状態検出部(初期状態検出手段)8と、許可信号生成出力部10とから構成される。そして、PI制御部4及びインバータ駆動部5は、電動機駆動制御部(電動機駆動制御手段)となる。ここで、第2実施例の電動パワーステアリング装置の構成において、第1実施例の電動パワーステアリング装置と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第2実施例の電動パワーステアリング装置の構成のうち、第1実施例の電動パワーステアリング装置の構成と異なる構成は、許可信号生成出力部10及び電動機駆動制御部であるので、これについてのみ以下に詳細に説明する。
As shown in FIG. 5, the electric power steering apparatus according to the second embodiment includes a steering torque sensor (steering torque detecting means) 1, a target current setting unit (target current setting means) 2, a subtractor 3, and PI control. Unit (proportional integral control means) 4, inverter drive part (motor drive means) 5, assist
(4.1)許可信号生成出力部10
許可信号生成出力部10は、初期状態検出部8から出力される初期状態情報を入力する。そして、入力された初期状態情報に応じて、電動機駆動制御部が駆動制御可能と判断した場合には、電動機駆動制御部に許可信号(アシスト許可信号)を出力する。
(4.1) Permission signal generation output unit 10
The permission signal generation output unit 10 receives the initial state information output from the initial
この許可信号生成出力部10は、目標電流値判定部101と、許可信号出力部(アシスト許可信号出力手段)102と、タイマ103とから構成される。目標電流値判定部101は、目標電流設定部2により設定された目標電流Im*を入力する。そして、目標電流値判定部101は、入力された目標電流Im*の絶対値と予め記憶している判定電流(所定電流閾値)Im0とを比較して、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かを判定する。そして、この判定結果を許可信号出力部102に出力する。なお、判定電流Im0とは、判定電流Im0に相当する操舵トルクがステアリングホイールにかけられている場合に、アシスト電動機6に判定電流Im0に相当する電流が供給されたとしても、操舵フィーリングを低下させない程度の電流値としている。
The permission signal generation / output unit 10 includes a target current
許可信号出力部102は、初期状態検出部8から出力される初期状態情報及び目標電流値判定部101の判定結果に基づき、電動機駆動制御部に対して駆動制御を開始又は再開始させる許可信号を出力するか否かを決定する。さらに、許可信号出力部102は、後述するタイマ103から出力されるタイマカウンタtに基づき、許可信号を出力するか否かを決定する。そして、許可信号出力部102は、許可信号を出力すると決定した場合には、電動機駆動制御部に対して許可信号を出力する。
The permission
タイマ103は、初期状態検出部8が初期状態を検出したときからの経過時間をカウントする。具体的には、タイマ103は、初期状態検出部8から初期状態情報が出力された場合に、タイマカウンタtのカウントアップを開始する。そして、タイマ103は、タイマカウンタtを許可信号出力部102に出力する。
The
(4.2)電動機駆動制御部
電動機駆動制御部は、上述したように、PI制御部4とインバータ駆動部5とから構成される。そして、この電動機駆動制御部が駆動制御を停止している場合には、許可信号出力部102から許可信号が出力されてから駆動制御を開始又は再開始する。ここで、電動機駆動制御部が駆動制御を停止している場合とは、電動パワーステアリング装置が初期状態となる場合である。すなわち、電動パワーステアリング装置が初期状態の場合には、許可信号出力部102が許可信号を出力するまで、電動機駆動制御部は駆動制御を開始又は再開始しない。
(4.2) Electric Motor Drive Control Unit The electric motor drive control unit includes the PI control unit 4 and the
(4.3)許可信号生成出力処理動作
次に、許可信号生成出力部10における許可信号生成出力処理について図6のフローチャートを参照して説明する。まず、許可信号出力部102が初期状態検出部8から出力される初期状態情報を読み込む(ステップS11)。続いて、読み込まれた初期状態情報が、初期状態である旨の情報であるか否かを判断する(ステップS12)。そして、読み込まれた初期状態情報が初期状態でない旨の情報の場合(ステップS12:No)、すなわち初期状態検出部8が初期状態を検出していない場合には、許可信号が出力される(ステップS13)。そして、処理を終了する。
(4.3) Permission signal generation output processing operation Next, the permission signal generation output processing in the permission signal generation output unit 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the permission
一方、読み込まれた初期状態情報が初期状態である旨の情報の場合(ステップS12:Yes)、すなわち初期状態検出部8が初期状態を検出した場合には、目標電流値判定部101が目標電流Im*を読み込む(ステップS14)。続いて、目標電流値判定部101にて、読み込まれた目標電流Im*の絶対値と予め記憶された判定電流Im0とを比較して、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かを判定する(ステップS15)。そして、目標電流値判定部101は、この判定結果を許可信号出力部102に出力する。
On the other hand, when the read initial state information is information indicating that it is the initial state (step S12: Yes), that is, when the initial
そして、許可信号出力部102にて、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下であるとの判定結果を入力した場合には(ステップS15:No)、許可信号が出力される(ステップS13)。そして、処理を終了する。
When the permission
一方、許可信号出力部102にて、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいとの判定結果を入力した場合には(ステップS15:Yes)、タイマ103のタイマカウンタtのカウントアップを開始する(ステップS16)。続いて、タイマカウンタtとタイマ103に予め記憶されている所定カウンタT1とを比較して、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上であるか否かを判定する(ステップS17)。ここで、初期状態を検出した直後は、通常、タイマカウンタtは所定カウンタT1以上でない。そして、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上でない場合には(ステップS17:No)、ステップS14に戻り処理を繰り返す。
On the other hand, when the determination result that the absolute value of the target current Im * is larger than the determination current Im0 is input in the permission signal output unit 102 (step S15: Yes), the timer counter t of the
そして、処理が繰り返されて、タイマカウンタtが所定カウンタT1以上となると(ステップS17:Yes)、許可信号出力部102にて許可信号が出力される(ステップS13)。そして、処理を終了する。
Then, when the process is repeated and the timer counter t becomes equal to or greater than the predetermined counter T1 (step S17: Yes), the permission
つまり、初期状態を検出した場合には、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0以下になった場合、若しくは、初期状態を検出してからの経過時間が所定時間経過した場合に、許可信号が出力される。そして、許可信号が出力されると、電動機駆動制御部は駆動制御を開始又は再開始する。 In other words, when the initial state is detected, when the absolute value of the target current Im * is equal to or less than the determination current Im0, or when the elapsed time since the initial state has been detected has passed a predetermined time, the permission signal Is output. When the permission signal is output, the electric motor drive control unit starts or restarts the drive control.
(5)第2実施例の変形態様
上記第2実施例の許可信号生成出力部10の目標電流値判定部101において、目標電流Im*の絶対値が判定電流Im0より大きいか否かを判定したが、これに限られるものではない。
(5) Modification of Second Embodiment In the target current
例えば、第2実施例の目標電流値判定部101を操舵トルク値判定部に置き換えるようにしてもよい。操舵トルク値判定部は、操舵トルクセンサ1により検出された操舵トルクTsを入力する。そして、操舵トルク値判定部は、入力された操舵トルクTsの絶対値と予め記憶している判定トルク値(所定トルク閾値)Ts0とを比較して、操舵トルクTsの絶対値が判定トルク値Ts0より大きいか否かを判定する。そして、操舵トルク値判定部は、判定結果を許可信号出力部102に出力する。
For example, the target current
そして、この場合の許可信号出力部102は、操舵トルク値判定部の判定結果に基づき、電動機駆動制御部に対して駆動制御を開始又は再開始させる許可信号を出力するか否かを決定する。具体的には、操舵トルクTsの絶対値が判定トルク値Ts0以下の場合に、許可信号を電動機駆動制御部に出力する。なお、判定トルク値Ts0とは、判定トルク値Ts0に相当する操舵トルクTsがステアリングホイールにかけられている場合に、当該操舵トルクTs0に基づき算出される目標電流Im*がアシスト電動機6に供給されたとしても、操舵フィーリングを低下させない程度の操舵トルク値としている。
In this case, the permission
1:操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)、 2:目標電流設定部(目標電流設定手段)、 3:減算器、 4:PI制御部(比例積分制御手段)、 5:インバータ駆動部(電動機駆動手段)、 6:アシスト電動機、 7:電動機電流検出部(電動機電流検出手段)、 8:初期状態検出部(初期状態検出手段)、 9:ゲイン設定部、 10:許可信号生成出力部、 91:初期状態情報記憶部、 92:目標電流値判定部、 93:タイマ、 94:通常ゲイン設定部(第1ゲイン設定部、第3ゲイン設定部)、 95:初期ゲイン設定部(第2ゲイン設定部)、 101:目標電流値判定部、 102:許可信号出力部(アシスト許可信号出力手段)、 103:タイマ 1: Steering torque sensor (steering torque detection means) 2: Target current setting section (target current setting means) 3: Subtractor 4: PI control section (proportional integration control means) 5: Inverter drive section (motor drive) Means), 6: Assist motor, 7: Motor current detection unit (motor current detection unit), 8: Initial state detection unit (initial state detection unit), 9: Gain setting unit, 10: Permission signal generation output unit, 91: Initial state information storage unit, 92: target current value determination unit, 93: timer, 94: normal gain setting unit (first gain setting unit, third gain setting unit), 95: initial gain setting unit (second gain setting unit) ), 101: target current value determination unit, 102: permission signal output unit (assist permission signal output means), 103: timer
Claims (7)
ステアリング軸にかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルクに基づき前記アシスト電動機に供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、
前記アシスト電動機に流れる電動機電流を検出する電動機電流検出手段と、
前記目標電流と前記電動機電流との偏差に基づき比例要素及び積分要素の少なくとも一方を含む比例積分制御手段と、
前記比例積分制御手段の出力に基づき前記アシスト電動機を駆動する電動機駆動手段と、
を備える電動パワーステアリング装置において、
さらに、
前記電動パワーステアリング装置の始動状態又は再始動状態である初期状態を検出する初期状態検出手段と、
前記初期状態でない場合に前記比例要素の比例ゲイン及び/又は前記積分要素の積分ゲインを第1比例ゲイン及び/又は第1積分ゲインに設定する第1ゲイン設定手段と、
前記初期状態の場合に前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第1比例ゲインより小さい第2比例ゲイン及び/又は前記第1積分ゲインより小さい第2積分ゲインに設定する第2ゲイン設定手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An assist motor to assist the steering force;
Steering torque detecting means for detecting steering torque applied to the steering shaft;
Target current setting means for setting a target current to be supplied to the assist motor based on the steering torque;
Motor current detection means for detecting a motor current flowing in the assist motor;
Proportional-integral control means including at least one of a proportional element and an integral element based on a deviation between the target current and the motor current;
Motor drive means for driving the assist motor based on the output of the proportional-integral control means;
In an electric power steering apparatus comprising:
further,
An initial state detecting means for detecting an initial state which is a start state or a restart state of the electric power steering device;
First gain setting means for setting the proportional gain of the proportional element and / or the integral gain of the integral element to the first proportional gain and / or the first integral gain when not in the initial state;
Second gain setting means for setting the proportional gain and / or the integral gain to a second proportional gain smaller than the first proportional gain and / or a second integral gain smaller than the first integral gain in the initial state; ,
An electric power steering apparatus comprising:
さらに、前記初期状態の場合であって前記操舵トルク又は前記目標電流が所定閾値以下の場合に前記比例ゲイン及び/又は前記積分ゲインを前記第1比例ゲイン及び/又は前記第1積分ゲインに設定する第3ゲイン設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The second gain setting means sets the proportional gain and / or the integral gain to the second proportional gain and / or the first gain when the steering torque or the target current is larger than a predetermined threshold in the initial state. Set to 2 integral gain,
Further, the proportional gain and / or the integral gain are set to the first proportional gain and / or the first integral gain in the initial state when the steering torque or the target current is equal to or less than a predetermined threshold. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising third gain setting means.
ステアリング軸にかかる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルクに基づき前記アシスト電動機に供給する目標電流を設定する目標電流設定手段と、
前記アシスト電動機に流れる電動機電流を検出する電動機電流検出手段と、
前記目標電流と前記電動機電流との偏差に基づき前記アシスト電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、
を備える電動パワーステアリング装置において、
さらに、
前記電動パワーステアリング装置の始動状態又は再始動状態である初期状態を検出する初期状態検出手段と、
前記初期状態が検出された場合であって、前記操舵トルク又は前記目標電流が所定閾値以下の場合にアシスト許可信号を前記電動機駆動制御手段に出力するアシスト許可信号出力手段と、
を備え、
前記電動機駆動制御手段は、前記アシスト許可信号が出力された場合に駆動制御を開始又は再開始することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An assist motor to assist the steering force;
Steering torque detecting means for detecting steering torque applied to the steering shaft;
Target current setting means for setting a target current to be supplied to the assist motor based on the steering torque;
Motor current detection means for detecting a motor current flowing in the assist motor;
Motor drive control means for driving and controlling the assist motor based on a deviation between the target current and the motor current;
In an electric power steering apparatus comprising:
further,
An initial state detecting means for detecting an initial state which is a start state or a restart state of the electric power steering device;
An assist permission signal output means for outputting an assist permission signal to the electric motor drive control means when the initial state is detected and the steering torque or the target current is not more than a predetermined threshold;
With
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric motor drive control means starts or restarts the drive control when the assist permission signal is output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004259434A JP2006076331A (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2006076331A true JP2006076331A (en) | 2006-03-23 |
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| JP (1) | JP2006076331A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015083215A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering control device |
| KR20170070399A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 현대자동차주식회사 | Steering control method when ignition on |
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2004
- 2004-09-07 JP JP2004259434A patent/JP2006076331A/en active Pending
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| CN105793140A (en) * | 2013-12-02 | 2016-07-20 | 三菱电机株式会社 | Electric Power Steering Control |
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