JP4582376B2

JP4582376B2 - Electric power steering control device

Info

Publication number: JP4582376B2
Application number: JP2000395563A
Authority: JP
Inventors: 友保嘉田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002193122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を用いて操舵補助する電動パワーステアリング装置のための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング機構に与えるべき操舵補助力の発生源として電動モータを採用した電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置用のコントローラが、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクおよび車速に基づいて電動モータを制御するようにしている。具体的には、操舵トルクを検出するトルクセンサおよび車速を検出する車速センサからの検出信号がコントローラに入力されるようになっていて、コントローラは、トルクセンサおよび車速センサから入力される検出信号に応じた目標電流値を定め、この目標電流値に基づいて電動モータをフィードバック制御する。
【０００３】
この種の電動パワーステアリング装置では、たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している時などに、電動モータなどの慣性による応答遅れ（操舵トルクの変化に対する操舵補助力の立ち上がりの遅れ）を生じるという問題があった。応答遅れが生じると、ステアリングホイールが重たく、ステアリングホイールの操舵にひっかかりがあると運転者に感じさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、走行状況に拘わらず良好な操舵フィーリングを達成できる電動パワーステアリング制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１３４，１３５）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通すことによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１３１）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、
上記慣性補償制御伝達関数は、
【０００６】
【数３】

【０００７】
で定義されるローパスフィルタ特性を有する関数であり、上記伝達関数設定手段は、上記関数補償制御伝達関数中の時定数Ａ２を操舵トルクの時間微分値に応じて変更する時定数変更手段（１３５）を含むものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、操舵トルクを慣性補償制御伝達関数に通すことにより操舵トルク微分相当値が生成され、この操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値が設定される。これにより、電動モータの経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因で操作部材の剛性感が変化し、そのために操作部材に加えられる操舵トルクの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【０００９】
また、慣性補償制御伝達関数は、車両の走行状況に基づいて設定されるから、この慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通して生成された操舵トルク微分相当値に基づいて設定される慣性補償値は、車両の走行状況に拘わらず、電動モータなどの慣性による応答遅れを良好に補償することできる。よって、慣性補償値を含むアシスト目標電流値に基づいて電動モータを制御することにより、電動モータなどの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１０】
また、操舵トルクの時間微分値に応じて時定数Ａ２を変更することにより、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)が設定される。
【００１１】
上記時定数変更手段は、操舵トルクの時間微分値が大きいほど、時定数Ａ２を小さな値に変更し、操舵トルクの時間微分値が小さいほど、時定数Ａ２を大きな値に変更するものであることが好ましい。この場合、時定数Ａ２が小さいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなり、時定数Ａ２が大きいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に含まれるローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなる。
【００１２】
ゆえに、操舵トルクの時間微分値が小さい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、操舵トルクの時間微分値が大きい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１１１）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数を操舵トルクに乗じることによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１１２）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、上記伝達関数設定手段は、操舵トルクの時間微分値と予め定める基準値とを比較して大小を判断する比較判断手段（１１１）を含み、この比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値よりも大きいと判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定めるスラローム走行用伝達関数（Ｇ２（ｓ））に設定し、上記比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値以下であると判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定める一般走行用伝達関数（Ｇ１（ｓ））に設定するものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【００１８】
この発明によれば、操舵トルクの時間微分値が基準値よりも大きい場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定めるスラローム走行用伝達関数に設定され、操舵トルクの時間微分値が基準値以下である場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定める一般走行用伝達関数に設定される。すなわち、走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数が設定されるから、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１９】
なお、上記慣性補償制御伝達関数がローパスフィルタ特性を有する場合（たとえば、請求項３に記載の形式のもの）、上記スラローム走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）は、一般走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）よりも大きいことが好ましい。こうすることにより、たとえば、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、たとえば、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００２０】
したがって、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータ４から発生する駆動力が、ギア機構やボールねじ機構などの駆動力伝達機構を介して、操舵補助力として伝達されるようになっている。
【００２２】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー５によって互いに連結されている。トーションバー５は、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ６よって検出されるようになっている。トルクセンサ６の検出信号は、マイクロコンピュータを含むコントローラ１０に入力されている。
【００２３】
コントローラ１０には、トルクセンサ６の検出信号の他に、車両の走行速度（車速）Ｖを検出する車速センサ７、および電動モータ４に流れるモータ電流値を検出するモータ電流検出回路８の検出信号が入力されている。また、電動モータ４に関連して、電動モータ４の回転角を検出する回転角センサ９が設けられており、この回転角センサ９によって検出されるモータ回転角θを微分器９１で時間微分して得られるモータ回転角速度δθがコントローラ１０に入力されている。コントローラ１０は、トルクセンサ６からの入力信号、車速センサ７によって検出される車速Ｖ、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値、および微分器９１によって生成されるモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の操作に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように電動モータ４を駆動制御する。
【００２４】
コントローラ１０は、たとえば、図示しない記憶媒体（ＲＯＭなど）に格納された動作プログラムを実行することによって実現される複数の機能処理部を有している。これらの機能処理部には、トルクセンサ６の検出信号の位相を進めて、系を安定化させるための位相補償部１１、位相補償部１１によって位相が進められた操舵トルクＴおよび車速センサ７が検出する車速Ｖに応じた基本アシスト電流値Ｉを生成する基本アシスト制御部１２、電動モータ４などの慣性による応答遅れを補償するための慣性補償値ΔＩ１をそれぞれ生成する慣性補償制御部１３、車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の収斂性を向上させるための収斂性補正値ΔＩ２を生成する収斂制御部１４、ならびに車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の戻り時の操舵性を向上させるための戻し補正値ΔＩ３を生成する戻し制御部１５が含まれている。
【００２５】
慣性補償制御部１３が生成する慣性補償値ΔＩ１は、加算部１６ａにおいて、基本アシスト制御部１２が生成する基本アシスト電流値Ｉに加算される。また、収斂制御部１４が生成する収斂性補正値ΔＩ２は、加算部１６ｂにおいて、
加算部１６ａが出力する加算値に加算される。さらに、加算部１６ｃにおいて、加算部１６ｂが出力する加算値と戻し制御部１５が生成する戻し補正値ΔＩ３とが加算され、これにより、電動モータ４に供給すべきアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３が得られる。
【００２６】
アシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３は、減算部１７に与えられるようになっている。減算部１７では、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値とアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３との偏差が求められる。そして、その求められた偏差に基づいて、電動モータ４を駆動するモータドライバ１８の制御が行われる。これにより、電動モータ４にアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に相当する電流が流れ、電動モータ４からステアリングホイール１の操作に応じた適切な操舵補助力が発生される。
【００２７】
図２は、慣性補償制御部１３の電気的構成を示すブロック図である。慣性補償制御部１３は、操舵トルクＴの時間微分値に相当する操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１３１と、この操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００２８】
操舵トルク微分相当値生成部１３１は、位相補償部１１から与えられる操舵トルクＴを、ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより、操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)は、たとえば、下記式(1)で定義することができる。
【００２９】
【数５】

【００３０】
制御電流値決定部１３２は、図３に示す操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線に従って制御電流値Δｉを設定する。すなわち、制御電流値決定部１３２は、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'が０〜５０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に比例して０から１Ａ（アンペア）まで増加するように制御電流値Δｉを設定し、操舵トルク微分相当値δＴ'が５０〜１００Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に拘わらず、制御電流値Δｉを１Ａに設定する。
【００３１】
車速ゲイン乗算部１３３は、図４に示す車速−車速ゲイン特性線に従って車速ゲインを設定する。すなわち、車速ゲイン乗算部１３３は、車速Ｖが０〜５km/hの範囲では、車速Ｖに比例して０から１まで増加するように車速ゲインを設定し、車速Ｖが４０〜１００km/hの範囲では、車速Ｖに比例して１から０．４まで減少するように車速ゲインを設定する。また、車速Ｖが５〜４０km/hの範囲では、車速Ｖに拘わらず、車速ゲインを１に設定する。そして、車速Ｖに応じて設定した車速ゲインを制御電流値決定部１３２で決定された制御電流値Δｉに乗じ、その乗算結果を慣性補償値ΔＩ１として出力する。
【００３２】
この実施形態では、上記式(1)中の時定数Ａ２が、車両の操舵状況に応じて自動的に変更されるようになっている。この機能を達成するため、慣性補償制御部１３はさらに、操舵トルクＴの時間微分値である操舵トルク微分値δＴを生成するための微分器１３４と、この微分器１３４が生成する操舵トルク微分値δＴに基づいて時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５とを有している。なお、上記式(1)中のゲインＡ１は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３３】
時定数設定部１３５は、たとえば、図５に一例として示す操舵トルク微分値−時定数特性線に従って時定数Ａ２を設定する。すなわち、時定数設定部１３５は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２００から１００まで減少するように時定数Ａ２を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、時定数Ａ２を１００に設定する。
【００３４】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時、たとえば、ステアリングホイール１がゆっくりと操舵されている状況（たとえば、大きなカーブを走行している状況）の時には、時定数Ａ２が大きな値に設定される。時定数Ａ２が大きいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３５】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時、つまり、ステアリングホイール１が素早く操舵されている状況（たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況）の時には、時定数Ａ２が小さな値に設定される。時定数Ａ２が小さいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３６】
ゆえに、慣性補償値ΔＩ１を含むアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に基づいて電動モータ４を制御することにより、電動モータ４などの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
また、この実施形態の構成によれば、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'が生成され、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて慣性補償値ΔＩ１が設定されるから、電動モータ４の経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因でステアリングホイール１の剛性感が変化し、そのためにステアリングホイール１に加えられる操舵トルクＴの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値ΔＩ１で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【００３７】
図６は、この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、以下では、慣性補償制御部１３との相違点を中心に説明し、また、図６では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００３８】
第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中の時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５を有しているのに対し、この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中のゲインＡ１を設定するゲイン設定部１０１を有している。なお、第２の実施形態において、時定数Ａ２は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３９】
ゲイン設定部１０１は、たとえば、図７に一例として示す操舵トルク微分値−ゲイン特性線に従ってゲインＡ１を設定する。すなわち、ゲイン設定部１０１は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２０００から４０００まで増加するようにゲインＡ１を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、ゲインＡ１を４０００に設定する。
【００４０】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時には、ゲインＡ１が小さな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が小さな値となる。したがって、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は小さな値となるから、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合に過剰な操舵補助が行われるおそれがない。
【００４１】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時には、ゲインＡ１が大きな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が大きな値となり、これに伴って、操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は大きな値となる。ゆえに、操舵トルクＴが急激に変化した場合に、操舵補助力の不足や操舵の応答遅れを生じるおそれはない。
【００４２】
よって、この第２の実施形態の構成によっても、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを得ることができるという効果を達成することができる。
図８は、この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第３の実施形態に係る慣性補償制御部１１０は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、図８では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００４３】
慣性補償制御部１１０は、車両の走行状況を判定する走行状況判定部１１１と、この走行状況判定部１１１の判定結果に応じた操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１１２と、この操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００４４】
走行状況判定部１１１は、たとえば、操舵トルクＴの時間微分値を算出し、その算出した時間微分値が予め定める基準値（たとえば、２０Nm/s）以下であれば、車両が大きなカーブを走行中であると判断する。一方、操舵トルクＴの時間微分値が上記基準値よりも大きければ、小さなカーブが連続するスラローム路を車両が走行中であると判断する。そして、この判断結果を操舵トルク微分相当値生成部１１２に与える。
【００４５】
操舵トルク微分相当値生成部１１２は、車両が大きなカーブを走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(2)の一般走行用伝達関数Ｇ１(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。一方、車両がスラローム路を走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(3)のスラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。
【００４６】
【数６】

【００４７】
これにより、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数Ｇ１(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。一方、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００４８】
ゆえに、上述の第１の実施形態や第２の実施形態の場合と同様に、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の第３の実施形態では、操舵トルクＴの時間微分値に基づいて、車両が大きなカーブを走行している状況であるか、スラローム路を走行している状況であるかを判定するとしたが、操舵トルクＴに基づいて、ステアリングホイール１の操舵方向が切り替わる頻度を検出し、この頻度が予め定める値以下であれば、車両が大きなカーブを走行している状況であると判定し、上記予め定める値よりも大きければ、車両がスラローム路を走行している状況であると判定するようにしてもよい。
【００４９】
また、図３の操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線および図４の車速−車速ゲイン特性線は、どちらも一例であり、車両の特性などに応じて適当に変更されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線の一例を示す図である。
【図４】車速−車速ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図５】操舵トルク微分値−時定数特性線の一例を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】操舵トルク微分値−ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ステアリングホイール
４電動モータ
１０コントローラ
１２基本アシスト制御部
１３慣性補償制御部
１３１操舵トルク微分相当値生成部
１３２制御電流値決定部
１３３車速ゲイン乗算部
１３４微分器
１３５時定数設定部
１６ａ加算部
１６ｂ加算部
１６ｃ加算部
１７減算部
１８モータドライバ
１００慣性補償制御部
１０１ゲイン設定部
１１０慣性補償制御部
１１１走行状況判定部
１１２操舵トルク微分相当値生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electric power steering device that assists steering by using a driving force generated by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
In an electric power steering apparatus that employs an electric motor as a generation source of a steering assist force to be applied to the steering mechanism, a controller for the electric power steering apparatus controls the electric motor based on the steering torque and the vehicle speed applied to the steering wheel. I am doing so. Specifically, a detection signal from a torque sensor that detects steering torque and a vehicle speed sensor that detects vehicle speed is input to the controller, and the controller receives detection signals input from the torque sensor and vehicle speed sensor. A corresponding target current value is determined, and the electric motor is feedback-controlled based on the target current value.
[0003]
In this type of electric power steering device, for example, when running on a slalom road with a continuous small curve, the response delay due to the inertia of the electric motor or the like (the delay in the rise of the steering assist force with respect to the change in the steering torque) There was a problem that occurred. When the response delay occurs, the steering wheel is heavy and the driver feels that the steering wheel is caught.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric power steering control device that can achieve a good steering feeling regardless of the driving situation.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
Claim 1 for achieving the above objectInThe described invention is a control device (10) for an electric power steering device that generates a steering assist force by an electric motor (4) driven based on a steering torque (T) applied to an operating member (1). A basic assist current generating means (12) for generating a basic assist current value (I) corresponding to the steering torque, and an inertia compensation control transfer function corresponding to the traveling state of the vehicle(G (s))Transfer function setting means for setting(134,135)Steering torque differential equivalent value generating means for generating a steering torque differential equivalent value (δT ′) by passing the steering torque through the inertia compensation control transfer function set by the transfer function setting means(131)And inertia compensation current generating means (132, 133) for generating an inertia compensation value (ΔI1) based on the steering torque differential equivalent value generated by the steering torque differential equivalent value generating means, and the basic assist current generating means A target current value generating means (16a) for generating an assist target current value by adding the basic assist current value to be generated and the inertia compensation value generated by the inertia compensation current generating means, and the target current value generating means Motor drive means (18) for driving the electric motor based on the assist target current value.See
The inertia compensation control transfer function is
[0006]
[Equation 3]

[0007]
A time constant changing means (135) for changing the time constant A2 in the function compensation control transfer function according to the time differential value of the steering torque. Is an electric power steering control device characterized by including.
[0008]
  In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
  According to the present invention, the steering torque differential equivalent value is generated by passing the steering torque through the inertia compensation control transfer function, and the inertia compensation value is set based on the steering torque differential equivalent value. As a result, even if the stiffness of the operating member changes due to changes in the electric motor over time, changes in the tire pressure of the vehicle, etc. It can be compensated with a compensation value. Therefore, there is no possibility that the steering feeling is deteriorated due to a change with time.
[0009]
  Further, since the inertia compensation control transfer function is set based on the traveling state of the vehicle, the inertia compensation value set based on the steering torque differential equivalent value generated through the steering torque in this inertia compensation control transfer function is: Regardless of the running state of the vehicle, it is possible to satisfactorily compensate for a response delay due to inertia of an electric motor or the like. Therefore, by controlling the electric motor based on the assist target current value including the inertia compensation value, the response delay due to the inertia of the electric motor or the like is well compensated, and even under the condition of traveling on a large curve, Good steering feeling can be achieved even under conditions where a small curve runs on a continuous slalom road.
[0010]
  Also,By changing the time constant A2 in accordance with the time differential value of the steering torque, the inertia compensation control transfer function G (s) is set.
[0011]
The time constant changing means changes the time constant A2 to a smaller value as the time differential value of the steering torque is larger, and changes the time constant A2 to a larger value as the time differential value of the steering torque is smaller. Is preferred. In this case, the smaller the time constant A2, the smaller the amount of high frequency components removed from the steering torque by the low-pass filter characteristic of the inertia compensation control transfer function G (s), and the greater the time constant A2, the greater the inertia compensation control transfer function G. Due to the low-pass filter characteristics included in (s), the amount of high-frequency components removed from the steering torque increases.
[0012]
Therefore, when the time differential value of the steering torque is small, the amount of high-frequency components that are removed from the steering torque when generating the steering torque increases. Therefore, a steering torque differential equivalent value that captures a gradual change in the steering torque is obtained. Based on this steering torque derivative equivalent value, an inertia compensation value that satisfactorily compensates for a response delay due to inertia when the steering torque changes gently can be obtained. On the other hand, when the time differential value of the steering torque is large, the amount of high-frequency components removed from the steering torque when generating the steering torque is reduced, so that a steering torque differential equivalent value that captures a sudden change in the steering torque is obtained. Based on this steering torque differential equivalent value, an inertia compensation value that satisfactorily compensates for a response delay due to inertia when the steering torque changes abruptly can be obtained.
[0017]
  Claim2The described inventionA control device (10) for an electric power steering device that generates a steering assist force by an electric motor (4) driven based on a steering torque (T) applied to an operating member (1), the steering torque The basic assist current generating means (12) for generating the basic assist current value (I) according to the vehicle and the transmission for setting the inertia compensation control transfer functions (G1 (s), G2 (s)) according to the traveling state of the vehicle Function setting means (111) and steering torque differential equivalent value generation means (112) for generating a steering torque differential equivalent value (δT ′) by multiplying the steering torque by the inertia compensation control transfer function set by the transfer function setting means. And inertia compensation current generating means (132, 133) for generating an inertia compensation value (ΔI1) based on the steering torque differential equivalent value generated by the steering torque differential equivalent value generating means. A target current value generating means (16a) for generating an assist target current value by adding the basic assist current value generated by the basic assist current generating means and the inertia compensation value generated by the inertia compensation current generating means; Motor driving means (18) for driving the electric motor based on the assist target current value generated by the target current value generating means, wherein the transfer function setting means includes a time differential value of the steering torque and a predetermined reference value; And a comparison determination means (111) for determining the magnitude of the inertia torque. When the comparison determination means determines that the time differential value of the steering torque is larger than the reference value, the inertia compensation control transfer function is It is set to a predetermined slalom travel transfer function (G2 (s)), and the time differential value of the steering torque is determined to be equal to or less than the reference value by the comparison determination means. In this case, the inertia compensation control transfer function is set to a predetermined general travel transfer function (G1 (s)).It is characterized by being setRudenThis is a dynamic power steering control device.
[0018]
According to the present invention, when the time differential value of the steering torque is larger than the reference value, the inertia compensation control transfer function is set to a predetermined slalom running transfer function, and the time differential value of the steering torque is less than the reference value. In some cases, the inertia compensation control transfer function is set to a predetermined general travel transfer function. That is, since the inertia compensation control transfer function corresponding to the traveling situation is set, a good steering feeling can be achieved regardless of the traveling situation.
[0019]
When the inertia compensation control transfer function has a low-pass filter characteristic (for example, of the type described in claim 3), the low-pass filter time constant (A2) included in the slalom travel transfer function is a general travel It is preferably larger than the low-pass filter time constant (A2) included in the transfer function. In this way, for example, when the vehicle is traveling on a large curve, the amount of high-frequency components that are removed from the steering torque by the low-pass filter characteristic of the general travel transfer function increases. Can be obtained, and an inertia compensation value that satisfactorily compensates for a response delay due to inertia when the steering torque changes gradually can be obtained based on the steering torque derivative equivalent value. . On the other hand, for example, when the vehicle is traveling on a slalom road, the amount of high-frequency components removed from the steering torque is reduced by the low-pass filter characteristic of the slalom traveling transfer function, so a sudden change in the steering torque is captured. A steering torque differential equivalent value can be obtained, and based on this steering torque differential equivalent value, an inertia compensation value that satisfactorily compensates for a response delay due to inertia when the steering torque changes abruptly can be obtained.
[0020]
Therefore, a good steering feeling can be achieved regardless of the driving situation.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. The steering torque applied to the steering wheel 1 is mechanically transmitted to the steering mechanism 3 via the steering shaft 2. A driving force generated from the electric motor 4 is transmitted to the steering mechanism 3 as a steering assist force through a driving force transmission mechanism such as a gear mechanism or a ball screw mechanism.
[0022]
The steering shaft 2 is divided into an input shaft 2A coupled to the steering wheel 1 side and an output shaft 2B coupled to the steering mechanism 3 side. The input shaft 2A and the output shaft 2B are connected to the torsion bar 5. Are connected to each other. The torsion bar 5 is twisted according to the steering torque applied to the steering wheel 1, and the direction and amount of the twist are detected by the torque sensor 6. The detection signal of the torque sensor 6 is input to the controller 10 including a microcomputer.
[0023]
In addition to the detection signal of the torque sensor 6, the controller 10 includes a vehicle speed sensor 7 that detects the traveling speed (vehicle speed) V of the vehicle, and a detection signal of the motor current detection circuit 8 that detects the value of the motor current flowing through the electric motor 4. Is entered. Further, a rotation angle sensor 9 for detecting the rotation angle of the electric motor 4 is provided in association with the electric motor 4, and the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 9 is time-differentiated by a differentiator 91. The motor rotational angular velocity δθ obtained in this way is input to the controller 10. The controller 10 is based on the input signal from the torque sensor 6, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 7, the motor current value detected by the motor current detection circuit 8, and the motor rotation angular velocity δθ generated by the differentiator 91. The electric motor 4 is driven and controlled so that a steering assist force according to the operation of the steering wheel 1 is applied to the steering mechanism 3.
[0024]
The controller 10 has, for example, a plurality of function processing units that are realized by executing an operation program stored in a storage medium (ROM or the like) (not shown). These function processing units include a phase compensation unit 11 for advancing the phase of the detection signal of the torque sensor 6 and stabilizing the system, and the steering torque T and the vehicle speed sensor 7 whose phase has been advanced by the phase compensation unit 11. A basic assist control unit 12 that generates a basic assist current value I corresponding to the detected vehicle speed V, an inertia compensation control unit 13 that generates an inertia compensation value ΔI1 for compensating a response delay due to inertia of the electric motor 4 and the like, and a vehicle speed Based on V and the motor rotational angular velocity δθ, a convergence control unit 14 that generates a convergence correction value ΔI2 for improving the convergence of the steering wheel 1, and on the steering wheel 1 based on the vehicle speed V and the motor rotational angular velocity δθ. A return control unit 15 that generates a return correction value ΔI3 for improving the steering performance at the time of return is included.
[0025]
The inertia compensation value ΔI1 generated by the inertia compensation controller 13 is added to the basic assist current value I generated by the basic assist controller 12 in the adder 16a. Further, the convergence correction value ΔI2 generated by the convergence control unit 14 is added by the adding unit 16b.
The value is added to the added value output from the adding unit 16a. Further, the addition unit 16c adds the addition value output from the addition unit 16b and the return correction value ΔI3 generated by the return control unit 15, thereby obtaining the assist target current value I + ΔI1 + ΔI2 + ΔI3 to be supplied to the electric motor 4. .
[0026]
The assist target current value I + ΔI1 + ΔI2 + ΔI3 is provided to the subtraction unit 17. The subtraction unit 17 obtains a deviation between the motor current value detected by the motor current detection circuit 8 and the assist target current value I + ΔI1 + ΔI2 + ΔI3. Based on the obtained deviation, the motor driver 18 that drives the electric motor 4 is controlled. As a result, a current corresponding to the assist target current value I + ΔI1 + ΔI2 + ΔI3 flows through the electric motor 4, and an appropriate steering assist force corresponding to the operation of the steering wheel 1 is generated from the electric motor 4.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the inertia compensation controller 13. The inertia compensation control unit 13 generates a steering torque differential equivalent value generator 131 that generates a steering torque differential equivalent value δT ′ corresponding to the time differential value of the steering torque T, and the steering generated by the steering torque differential equivalent value generator 131. A control current value determining unit 132 that determines a control current value Δi corresponding to the torque differential equivalent value δT ′, and a vehicle speed gain multiplication that generates an inertia compensation value ΔI1 by multiplying the control current value Δi by a vehicle speed gain corresponding to the vehicle speed V. Part 133.
[0028]
The steering torque differential equivalent value generation unit 131 generates the steering torque differential equivalent value δT ′ by passing the steering torque T supplied from the phase compensation unit 11 through the inertia compensation control transfer function G (s) having a low-pass filter characteristic. To do. The inertia compensation control transfer function G (s) having a low-pass filter characteristic can be defined by the following equation (1), for example.
[0029]
[Equation 5]

[0030]
The control current value determining unit 132 sets the control current value Δi according to the steering torque differential equivalent value-control current value characteristic line shown in FIG. That is, the control current value determining unit 132 is set to 0 in proportion to the steering torque differential equivalent value δT ′ when the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generation unit 131 is in the range of 0 to 50 Nm / s. The control current value Δi is set so as to increase from 1 to 1 A (ampere), and when the steering torque differential equivalent value δT ′ is in the range of 50 to 100 Nm / s, the control current value Δi is set regardless of the steering torque differential equivalent value δT ′. Is set to 1A.
[0031]
The vehicle speed gain multiplication unit 133 sets the vehicle speed gain according to the vehicle speed-vehicle speed gain characteristic line shown in FIG. That is, the vehicle speed gain multiplication unit 133 sets the vehicle speed gain so that the vehicle speed V increases from 0 to 1 in proportion to the vehicle speed V in the range of 0 to 5 km / h, and the vehicle speed V is 40 to 100 km / h. In the range, the vehicle speed gain is set so as to decrease from 1 to 0.4 in proportion to the vehicle speed V. Further, when the vehicle speed V is in the range of 5 to 40 km / h, the vehicle speed gain is set to 1 regardless of the vehicle speed V. Then, the vehicle speed gain set according to the vehicle speed V is multiplied by the control current value Δi determined by the control current value determining unit 132, and the multiplication result is output as the inertia compensation value ΔI1.
[0032]
In this embodiment, the time constant A2 in the above equation (1) is automatically changed according to the steering state of the vehicle. In order to achieve this function, the inertia compensation control unit 13 further includes a differentiator 134 for generating a steering torque differential value δT that is a time differential value of the steering torque T, and a steering torque differential value generated by the differentiator 134. and a time constant setting unit 135 that sets the time constant A2 based on δT. The gain A1 in the above formula (1) is a fixed value set based on the characteristics of the vehicle on which the electric power steering device is mounted.
[0033]
For example, the time constant setting unit 135 sets the time constant A2 according to the steering torque differential value-time constant characteristic line shown as an example in FIG. That is, the time constant setting unit 135 sets the time constant A2 so as to decrease from 200 to 100 in proportion to the steering torque differential value δT when the steering torque differential value δT is in the range of 0 to 40 Nm / s. If the differential value δT is 40 Nm / s or more, the time constant A2 is set to 100 regardless of the steering torque differential value δT.
[0034]
Thus, when the steering torque differential value δT is small, for example, when the steering wheel 1 is slowly steered (for example, when traveling on a large curve), the time constant A2 is set to a large value. . When the time constant A2 is large, the amount of high-frequency components removed from the steering torque T increases when the steering torque differential equivalent value δT ′ is generated by passing the steering torque T through the inertia compensation control transfer function G (s). . Therefore, the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generation unit 131 is a value that captures a gradual change in the steering torque T. As a result, in the inertia compensation control unit 13, the steering torque T is moderated. Inertia compensation value ΔI1 that can compensate for a response delay due to inertia when the angle is changed to.
[0035]
On the other hand, when the steering torque differential value δT is large, that is, in a situation where the steering wheel 1 is being steered quickly (for example, a situation where a small curve is running on a slalom road), the time constant A2 is small. Is set. When the time constant A2 is small, the amount of high frequency components removed from the steering torque T is reduced when the steering torque differential equivalent value δT ′ is generated by passing the steering torque T through the inertia compensation control transfer function G (s). . Therefore, the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generation unit 131 is a value that captures a sudden change in the steering torque T. As a result, in the inertia compensation control unit 13, the steering torque T increases rapidly. Inertia compensation value ΔI1 that can compensate for a response delay due to inertia when the angle is changed to.
[0036]
Therefore, by controlling the electric motor 4 based on the assist target current value I + ΔI1 + ΔI2 + ΔI3 including the inertia compensation value ΔI1, the response delay due to the inertia of the electric motor 4 and the like is compensated well, and the vehicle is traveling on a large curve. Even in such a situation, even if the vehicle is traveling on a slalom road with continuous small curves, a good steering feeling can be achieved.
Further, according to the configuration of this embodiment, the steering torque differential equivalent value δT ′ is generated by passing the steering torque T through the inertia compensation control transfer function G (s), and based on the steering torque differential equivalent value δT ′. Since the inertia compensation value ΔI1 is set, the sense of rigidity of the steering wheel 1 changes due to a change with time of the electric motor 4 or a change in the tire pressure of the vehicle, and the steering torque T applied to the steering wheel 1 is increased accordingly. This change can be compensated with the inertia compensation value ΔI1. Therefore, there is no possibility that the steering feeling is deteriorated due to a change with time.
[0037]
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the inertia compensation control unit according to the second embodiment of the present invention. The inertia compensation control unit 100 according to the second embodiment can be used in place of the inertia compensation control unit 13 (see FIG. 2) according to the first embodiment described above. In the following, differences from the inertia compensation control unit 13 will be mainly described, and in FIG. 6, the same reference numerals are given to the same parts as those shown in FIG. 2.
[0038]
The inertia compensation control unit 13 according to the first embodiment includes a time constant setting unit 135 that sets the time constant A2 in the above formula (1) based on the steering torque differential value δT. The inertia compensation control unit 100 according to the second embodiment includes a gain setting unit 101 that sets the gain A1 in the above equation (1) based on the steering torque differential value δT. In the second embodiment, the time constant A2 is a fixed value set based on the characteristics of the vehicle on which the electric power steering device is mounted.
[0039]
For example, the gain setting unit 101 sets the gain A1 according to the steering torque differential value-gain characteristic line shown as an example in FIG. That is, the gain setting unit 101 sets the gain A1 so that the steering torque differential value δT increases from 2000 to 4000 in proportion to the steering torque differential value δT when the steering torque differential value δT is in the range of 0 to 40 Nm / s. If δT is 40 Nm / s or more, the gain A1 is set to 4000 regardless of the steering torque differential value δT.
[0040]
Thus, when the steering torque differential value δT is small, the gain A1 is set to a small value. As a result, the steering torque T is passed through the inertia compensation control transfer function G (s) in the steering torque differential equivalent value generation unit 131. The generated steering torque differential equivalent value δT ′ is a small value. Accordingly, since the inertia compensation value ΔI1 set based on the steering torque differential equivalent value δT ′ is a small value, there is no possibility that excessive steering assistance is performed when the steering torque T changes gently.
[0041]
On the other hand, when the steering torque differential value δT is large, the gain A1 is set to a large value. As a result, the steering torque differential equivalent value generation unit 131 passes the steering torque T through the inertia compensation control transfer function G (s). Accordingly, the steering torque differential equivalent value δT ′ is a large value, and accordingly, the inertia compensation value ΔI1 set based on the steering torque differential equivalent value δT ′ is a large value. Therefore, when the steering torque T changes abruptly, there is no possibility of causing a shortage of steering assist force or a steering response delay.
[0042]
Therefore, even with the configuration of the second embodiment, it is possible to achieve an effect that a good steering feeling can be obtained regardless of the traveling state.
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of an inertia compensation control unit according to the third embodiment of the present invention. The inertia compensation control unit 110 according to the third embodiment can be used in place of the inertia compensation control unit 13 (see FIG. 2) according to the first embodiment described above. In FIG. 8, the same reference numerals are assigned to the same parts as those shown in FIG.
[0043]
The inertia compensation control unit 110 includes a traveling state determination unit 111 that determines the traveling state of the vehicle, and a steering torque differential equivalent value generation unit that generates a steering torque differential equivalent value δT ′ according to the determination result of the traveling state determination unit 111. 112, a control current value determining unit 132 for determining a control current value Δi corresponding to the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generating unit 112, and a control current value Δi corresponding to the vehicle speed V And a vehicle speed gain multiplication unit 133 that generates an inertia compensation value ΔI1 by multiplying by the vehicle speed gain.
[0044]
For example, the traveling state determination unit 111 calculates a time differential value of the steering torque T. If the calculated time differential value is equal to or less than a predetermined reference value (for example, 20 Nm / s), the vehicle is traveling on a large curve. It is judged that. On the other hand, if the time differential value of the steering torque T is larger than the reference value, it is determined that the vehicle is traveling on a slalom road in which small curves continue. Then, this determination result is given to the steering torque differential equivalent value generation unit 112.
[0045]
When it is determined that the vehicle is traveling along a large curve, the steering torque differential equivalent value generation unit 112 multiplies the steering torque T by the general traveling transfer function G1 (s) of the following equation (2). A steering torque differential equivalent value δT ′ is generated. On the other hand, if it is determined that the vehicle is traveling on the slalom road, the steering torque differential equivalent value δT ′ is obtained by multiplying the steering torque T by the slalom traveling transfer function G2 (s) of the following equation (3). Generate.
[0046]
[Formula 6]

[0047]
As a result, when the vehicle is traveling on a large curve, the amount of high frequency components removed from the steering torque T by the low-pass filter characteristic of the general traveling transfer function G1 (s) increases. Therefore, the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generation unit 112 is a value that captures a gradual change in the steering torque T. As a result, in the inertia compensation control unit 110, the steering torque T is moderated. Inertia compensation value ΔI1 that can compensate for a response delay due to inertia when the angle is changed to. On the other hand, when the vehicle is traveling on a slalom road, the amount of high-frequency components removed from the steering torque T is reduced by the low-pass filter characteristic of the slalom travel transfer function G2 (s). Therefore, the steering torque differential equivalent value δT ′ generated by the steering torque differential equivalent value generation unit 112 is a value that captures a rapid change in the steering torque T. As a result, in the inertia compensation control unit 110, the steering torque T Inertia compensation value ΔI1 that can compensate for a response delay due to inertia when the angle is changed to.
[0048]
Therefore, as in the case of the first embodiment and the second embodiment described above, a good steering feeling can be achieved regardless of the traveling situation.
While the three embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms. For example, in the above-described third embodiment, when it is determined based on the time differential value of the steering torque T whether the vehicle is traveling on a large curve or traveling on a slalom road. However, based on the steering torque T, the frequency at which the steering direction of the steering wheel 1 is switched is detected. If this frequency is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the vehicle is traveling on a large curve, If it is larger than the predetermined value, it may be determined that the vehicle is traveling on a slalom road.
[0049]
Further, both the steering torque differential equivalent value-control current value characteristic line in FIG. 3 and the vehicle speed-vehicle speed gain characteristic line in FIG. 4 are examples, and may be appropriately changed according to the characteristics of the vehicle.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of an inertia compensation control unit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a steering torque differential equivalent value-control current value characteristic line;
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a vehicle speed-vehicle speed gain characteristic line.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a steering torque differential value-time constant characteristic line;
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of an inertia compensation control unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a steering torque differential value-gain characteristic line.
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of an inertia compensation control unit according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Steering wheel
4 Electric motor
10 Controller
12 Basic assist controller
13 Inertia compensation controller
131 Steering torque differential equivalent value generator
132 Control current value determination unit
133 Vehicle speed gain multiplier
134 Differentiator
135 Time constant setting part
16a Adder
16b Adder
16c Adder
17 Subtraction part
18 Motor driver
100 Inertia compensation controller
101 Gain setting section
110 Inertia compensation controller
111 Running condition determination unit
112 Steering torque differential equivalent value generator

Claims

A control device for an electric power steering device that generates a steering assist force by an electric motor driven based on a steering torque applied to an operation member,
Basic assist current generating means for generating a basic assist current value corresponding to the steering torque;
Transfer function setting means for setting an inertia compensation control transfer function according to the traveling state of the vehicle;
Steering torque differential equivalent value generating means for generating a steering torque differential equivalent value by passing the steering torque through the inertia compensation control transfer function set by the transfer function setting means;
Inertia compensation current generating means for generating an inertia compensation value based on the steering torque differential equivalent value generated by the steering torque differential equivalent value generating means;
Target current value generating means for adding the basic assist current value generated by the basic assist current generating means and the inertia compensation value generated by the inertia compensation current generating means to generate an assist target current value;
Look including a motor driving means for driving the electric motor based on the assist target electric current value that this target current value generating means generates,
The inertia compensation control transfer function is

Is a function having a low-pass filter characteristic defined by
The electric power steering control device, wherein the transfer function setting means includes time constant changing means for changing a time constant A2 in the function compensation control transfer function according to a time differential value of the steering torque .

A control device for an electric power steering device that generates a steering assist force by an electric motor driven based on a steering torque applied to an operation member,
Basic assist current generating means for generating a basic assist current value corresponding to the steering torque;
Transfer function setting means for setting an inertia compensation control transfer function according to the traveling state of the vehicle;
Steering torque differential equivalent value generating means for generating a steering torque differential equivalent value by multiplying the steering torque by the inertia compensation control transfer function set by the transfer function setting means;
Inertia compensation current generating means for generating an inertia compensation value based on the steering torque differential equivalent value generated by the steering torque differential equivalent value generating means;
Target current value generating means for adding the basic assist current value generated by the basic assist current generating means and the inertia compensation value generated by the inertia compensation current generating means to generate an assist target current value;
Motor driving means for driving the electric motor based on the assist target current value generated by the target current value generating means,
The transfer function setting means is
Comparing and judging means for judging the magnitude by comparing the time differential value of the steering torque with a predetermined reference value,
If it is determined by the comparison determination means that the time differential value of the steering torque is larger than the reference value, the inertia compensation control transfer function is set to a predetermined slalom running transfer function, and the steering determination is performed by the comparison determination means. when the time differential value of the torque is determined to be equal to or less than the reference value, characterized the be that electric power steering that is to set the general traveling transfer function predetermined for the inertia compensation control transfer function Control device.