Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6413633B2 - Electric power steering device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6413633B2 - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP6413633B2
JP6413633B2 JP2014220339A JP2014220339A JP6413633B2 JP 6413633 B2 JP6413633 B2 JP 6413633B2 JP 2014220339 A JP2014220339 A JP 2014220339A JP 2014220339 A JP2014220339 A JP 2014220339A JP 6413633 B2 JP6413633 B2 JP 6413633B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
motor
signal
angular velocity
assist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014220339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016088106A (en
Inventor
宏昌 清水
宏昌 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2014220339A priority Critical patent/JP6413633B2/en
Publication of JP2016088106A publication Critical patent/JP2016088106A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6413633B2 publication Critical patent/JP6413633B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

本発明は、車両の操舵機構に電動モータによるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering device that applies assist force by an electric motor to a steering mechanism of a vehicle.

電動パワーステアリング装置(EPS:Electronic Power Steering)は、運転者がステアリングホイールに加える操舵トルクをトルクセンサによって検出し、検出された操舵トルクに応じて電動モータに電流を供給し、ウォームギヤ機構等の減速歯車機構を介してラックアンドピニオン機構等からなる操舵機構にアシスト力を付与する。   An electric power steering device (EPS) detects a steering torque applied by a driver to a steering wheel by a torque sensor, supplies a current to the electric motor according to the detected steering torque, and decelerates a worm gear mechanism or the like. An assist force is applied to a steering mechanism such as a rack and pinion mechanism via a gear mechanism.

減速歯車機構と車両側の機械的な構造との共振は、操舵フィーリングに影響を与えることから、このような共振の発生を抑制すべく、種々の対策が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Since the resonance between the reduction gear mechanism and the mechanical structure on the vehicle side affects the steering feeling, various countermeasures have been proposed in order to suppress the occurrence of such resonance (for example, Patent Documents). 1).

特許文献1には、モータの回転状態を示すモータ信号から、車両側の機械的な構造と共振する特定周波数帯域の周波数成分(例えば40Hz前後)を抽出する特定周波数抽出手段と、特定周波数抽出手段より抽出された周波数成分に基づいて、操舵機構の振動を低減すべく振動抑制基礎成分を演算する振動抑制基礎成分演算手段と、特定周波数抽出手段により抽出された周波数成分に対して位相進み補償を行うことにより、振動抑制補償成分の位相特性を調整する位相進み補償手段とを備えた電動パワーステアリング装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses specific frequency extraction means for extracting a frequency component (for example, around 40 Hz) in a specific frequency band that resonates with a vehicle-side mechanical structure from a motor signal indicating the rotation state of the motor, and specific frequency extraction means. Based on the extracted frequency component, the vibration suppression basic component calculation means for calculating the vibration suppression basic component to reduce the vibration of the steering mechanism, and the phase advance compensation for the frequency component extracted by the specific frequency extraction means An electric power steering apparatus is disclosed that includes a phase advance compensation unit that adjusts the phase characteristic of the vibration suppression compensation component by performing the above.

特開2011−88491号公報JP 2011-88491 A

しかし、操舵機構においては、操舵角速度が速くなると、減速歯車機構から車両側の機械的な構造と共振する特定周波数帯域から外れた周波数の振動が発生する場合がある。このような場合に、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置では、モータ信号から抽出する特定周波数帯域を固定にしているため、減速歯車機構からの振動を抑制できないことがある。特に車両がハイブリッド車や電気自動車等の車内が静寂なタイプの場合は、僅かな振動や振動音でも当該車両の運転者又は同乗者に不快感や不安感を与えるおそれがある。   However, in the steering mechanism, when the steering angular velocity increases, vibrations with a frequency outside the specific frequency band that resonates with the mechanical structure on the vehicle side from the reduction gear mechanism may occur. In such a case, in the electric power steering device described in Patent Document 1, since the specific frequency band extracted from the motor signal is fixed, vibration from the reduction gear mechanism may not be suppressed. In particular, when the vehicle is of a quiet type such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, even a slight vibration or vibration noise may cause discomfort or anxiety to the driver or passenger of the vehicle.

そこで、本発明は、減速歯車機構から発生する振動や振動音を抑制することが可能な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。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of suppressing vibration and vibration noise generated from a reduction gear mechanism.

本発明は、上記課題を達成するため、モータケースの内側に取り付けられたステータ、及び前記モータケースに回転可能に支持され、前記ステータに対して回転するロータを有するモータと、前記モータを駆動源として減速歯車機構を介して操舵機構にステアリング操作を補助するアシスト力を付与する操舵補助機構と、前記モータの回転角を検出してモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、前記ステアリング操作に伴う操舵トルクを検出して操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルク信号及び車両の速度を示す車速信号に基づいてアシスト制御信号を生成するアシスト制御手段と、記減速歯車機構から発生する振動の周波数成分を前記モータ回転角信号から抽出し、当該周波数成分の振動を抑制する振動抑制信号を生成し、前記振動抑制信号を前記アシスト制御信号に加算した電流指令信号を前記モータの駆動系に付与させる振動抑制手段と、を備え、前記振動抑制手段は、バンドパスフィルタを用いて前記減速歯車機構から発生する振動の周波数成分を抽出すると共に、前記ステアリング操作に伴う操舵角速度の増加に伴って前記バンドパスフィルタの周波数特性を高い方にシフトするものであり、前記バンドパスフィルタを通過可能な周波数帯域の中心周波数を変更可能な範囲が車両の共振周波数帯よりも広い、電動パワーステアリング装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a stator that is attached to the inside of a motor case, a motor that is rotatably supported by the motor case and that rotates with respect to the stator, and a drive source for the motor. A steering assist mechanism for applying an assist force for assisting a steering operation to the steering mechanism via a reduction gear mechanism, motor rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the motor and outputting a motor rotation angle signal, and the steering by detecting the steering torque accompanying the operation and the steering torque detecting means for outputting a steering torque signal, and assist control means for generating an assist control signal based on the vehicle speed signal indicating the speed of the steering torque signal and vehicle, before Symbol deceleration extracting a frequency component of the vibration generated from the gear mechanism from the motor rotational angle signal, to suppress the vibration of the frequency component Generates a vibration suppression signal, the and a vibration suppression means to impart to the driving system of the current command signal to the vibration suppression signal obtained by adding the assist control signal the motor, the vibration suppressing means, using a band-pass filter Extracting the frequency component of vibration generated from the reduction gear mechanism, and shifting the frequency characteristic of the bandpass filter to a higher side as the steering angular velocity increases with the steering operation. An electric power steering device is provided in which the range in which the center frequency of the frequency band that can pass through the vehicle can be changed is wider than the resonance frequency band of the vehicle .

前記振動抑制手段は、前記モータ回転角信号から前記操舵角速度に応じた前記周波数を抽出する周波数抽出手段と、前記操舵角速度のゲインを演算して前記操舵角速度のゲインを前記周波数抽出手段により抽出された信号に乗算する操舵角速度演算部と、前記操舵トルクのゲインを演算して前記操舵トルクゲインを前記周波数抽出手段により抽出された信号に乗算するゲイン演算手段とを備えるとよい。   The vibration suppression means is a frequency extraction means for extracting the frequency corresponding to the steering angular velocity from the motor rotation angle signal, and a gain of the steering angular velocity is calculated by the gain of the steering angular velocity and the frequency extraction means extracts the gain of the steering angular velocity. It is preferable that a steering angular velocity calculation unit for multiplying the obtained signal and a gain calculation means for calculating a gain of the steering torque and multiplying the signal extracted by the frequency extraction means by the steering torque gain.

前記振動抑制手段が抽出する前記周波数成分は、前記操舵角速度が所定の値のときに前記車両の共振周波数帯域を含むのが好ましい。   It is preferable that the frequency component extracted by the vibration suppression unit includes a resonance frequency band of the vehicle when the steering angular velocity is a predetermined value.

本発明によれば、減速歯車機構から発生する振動や振動音を抑制することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to suppress vibration and vibration noise generated from the reduction gear mechanism.

本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置及びその周辺の構成例を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an electric power steering device and its surroundings according to an embodiment of the present invention. ECUの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of ECU. 振動抑制補償制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a vibration suppression compensation control part. 周波数可変処理部が有するバンドパスフィルタの周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the band pass filter which a frequency variable process part has.

本発明の実施の形態について、図1〜図4を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の電動パワーステアリング装置を実施する場合の好適な一具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この態様に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the embodiment described below is shown as a preferred specific example when the electric power steering apparatus of the present invention is implemented, and specifically illustrates various technical matters that are technically preferable. However, the technical scope of the present invention is not limited to this embodiment.

(電動パワーステアリング装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置及びその周辺の構成例を示す模式図である。電動パワーステアリング装置1は、運転者が回転操作するステアリングホイール10が相対回転不能に連結されたステアリングシャフト2と、ステアリングシャフト2から伝達される回転力により直線運動するラック軸3と、ステアリングシャフト2に操舵補助力(アシスト力)を付与する操舵補助機構4と、操舵補助機構4の電動モータ40を制御する制御装置としてのECU5とを備えている。ステアリングシャフト2は、ラック軸3と共に操舵機構を構成する。
(Overall configuration of electric power steering device)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an electric power steering apparatus and its surroundings according to an embodiment of the present invention. The electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 2 to which a steering wheel 10 that is rotated by a driver is coupled so as not to be relatively rotatable, a rack shaft 3 that linearly moves by a rotational force transmitted from the steering shaft 2, and a steering shaft 2. A steering assist mechanism 4 for applying a steering assist force (assist force) to the steering assist mechanism 4 and an ECU 5 as a control device for controlling the electric motor 40 of the steering assist mechanism 4 are provided. The steering shaft 2 forms a steering mechanism together with the rack shaft 3.

ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール10が一端部に固定されるコラムシャフト21と、ラック軸3と共にラックアンドピニオン機構1aを構成するピニオンシャフト23と、コラムシャフト21とピニオンシャフト23とを連結する中間シャフト22とを有している。コラムシャフト21と中間シャフト22とは、自在継手201によって連結されている。中間シャフト22とピニオンシャフト23とは、自在継手202によって連結されている。   The steering shaft 2 includes a column shaft 21 to which the steering wheel 10 is fixed at one end, a pinion shaft 23 that forms the rack and pinion mechanism 1 a together with the rack shaft 3, and an intermediate shaft that connects the column shaft 21 and the pinion shaft 23. 22. The column shaft 21 and the intermediate shaft 22 are connected by a universal joint 201. The intermediate shaft 22 and the pinion shaft 23 are connected by a universal joint 202.

ラック軸3は、筒状のラックハウジング30に軸方向に移動可能に収容されている。ラック軸3には、その軸方向に沿ってラック歯31が形成され、このラック歯31がピニオンシャフト23のピニオン歯231に噛み合っている。ラック軸3の両端部には、ボールジョイントソケット32が固定され、これらのボールジョイントソケット32に連結されたタイロッド11が、図示しないナックルアームを介して左右の転舵輪100に連結されている。また、ボールジョイントソケット32の外周側には、蛇腹状のゴムや樹脂等からなるブーツ12が配置されている。   The rack shaft 3 is accommodated in a cylindrical rack housing 30 so as to be movable in the axial direction. Rack teeth 31 are formed along the axial direction of the rack shaft 3, and the rack teeth 31 mesh with the pinion teeth 231 of the pinion shaft 23. Ball joint sockets 32 are fixed to both ends of the rack shaft 3, and tie rods 11 connected to these ball joint sockets 32 are connected to the left and right steered wheels 100 via knuckle arms (not shown). Further, on the outer peripheral side of the ball joint socket 32, a boot 12 made of bellows-like rubber or resin is disposed.

ステアリングホイール10が回転操作されると、このステアリングホイール10にコラムシャフト21及び中間シャフト22を介して連結されたピニオンシャフト23が回転し、ピニオン歯231とラック歯31との噛み合いによってラック軸3がその軸方向に直線運動する。このラック軸3の直線運動により、タイロッド11を介して転舵輪100が転舵される。   When the steering wheel 10 is rotated, the pinion shaft 23 connected to the steering wheel 10 via the column shaft 21 and the intermediate shaft 22 rotates, and the rack shaft 3 is moved by the engagement of the pinion teeth 231 and the rack teeth 31. It moves linearly in the axial direction. The steered wheel 100 is steered through the tie rod 11 by the linear motion of the rack shaft 3.

操舵補助機構4は、電動モータ40と、電動モータ40の出力軸に設けられたウォームギア401に噛み合うウォームホイール41とを有して構成されている。操舵補助機構4は、電動モータ40を駆動源としてウォームギア401及びウォームホイール41を介してステアリングシャフト2にステアリング操作を補助するアシスト力を付与する。ウォームギア401の回転に対するウォームホイール41の回転の減速比は、例えば20である。本実施の形態では、ウォームホイール41は、コラムシャフト21に固定されている。なお、ウォームホイール41をピニオンシャフト23に固定してもよい。ウォームホイール41及びウォームギア401は、減速歯車機構の一例である。   The steering assist mechanism 4 includes an electric motor 40 and a worm wheel 41 that meshes with a worm gear 401 provided on the output shaft of the electric motor 40. The steering assist mechanism 4 applies an assist force for assisting the steering operation to the steering shaft 2 through the worm gear 401 and the worm wheel 41 using the electric motor 40 as a drive source. The reduction ratio of the rotation of the worm wheel 41 with respect to the rotation of the worm gear 401 is 20, for example. In the present embodiment, the worm wheel 41 is fixed to the column shaft 21. The worm wheel 41 may be fixed to the pinion shaft 23. The worm wheel 41 and the worm gear 401 are an example of a reduction gear mechanism.

電動モータ40は、モータケースの内側に取り付けられたステータ、及びモータケースに回転可能に支持され、ステータに対して回転するロータを有する。電動モータ40は、例えばブラシレスモータであり、ECU5から三相(U,V,W)の駆動電力の供給を受け、その駆動電力によって発生するトルクによって操舵補助機構4にアシスト力を付与する。   The electric motor 40 includes a stator attached to the inside of the motor case, and a rotor that is rotatably supported by the motor case and rotates with respect to the stator. The electric motor 40 is, for example, a brushless motor, receives supply of three-phase (U, V, W) drive power from the ECU 5, and applies assist force to the steering assist mechanism 4 by torque generated by the drive power.

コラムシャフト21には、トルクセンサ24が設けられている。トルクセンサ24は、ステアリング操作に伴う操舵トルクτを検出して操舵トルク信号Sτを出力する。具体的には、トルクセンサ24は、コラムシャフト21に設けられたトーションバー211の捩じれを磁界の変化によって検出し、操舵トルクτに応じた操舵トルク信号SτをECU5に出力する。トルクセンサ24は、操舵トルク検出手段の一例である。   The column shaft 21 is provided with a torque sensor 24. The torque sensor 24 detects a steering torque τ accompanying the steering operation and outputs a steering torque signal Sτ. Specifically, the torque sensor 24 detects torsion of the torsion bar 211 provided on the column shaft 21 based on a change in magnetic field, and outputs a steering torque signal Sτ corresponding to the steering torque τ to the ECU 5. The torque sensor 24 is an example of a steering torque detection unit.

また、ECU5には、車速Vを検出して車速信号を出力する車速センサ101が接続されている。車速センサ101は、検出した車速Vを示す車速信号をECU5に出力する。   The ECU 5 is connected to a vehicle speed sensor 101 that detects the vehicle speed V and outputs a vehicle speed signal. The vehicle speed sensor 101 outputs a vehicle speed signal indicating the detected vehicle speed V to the ECU 5.

ECU5は、トルクセンサ24によって検出された操舵トルク信号Sτ及び車速センサ101によって検出された車速Vに基づいて、電動モータ40が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵機構に付与するアシスト力を制御する。   The ECU 5 controls the assist torque generated by the electric motor 40 based on the steering torque signal Sτ detected by the torque sensor 24 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 101, thereby providing an assist force applied to the steering mechanism. Control.

(電動パワーステアリング装置の制御系)
図2は、電動パワーステアリング装置1の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、ECU5は、モータ制御信号を出力するマイコン51と、モータ制御信号に基づいて電動モータ40に三相の駆動電力を供給する駆動回路50とを備える。
(Control system for electric power steering device)
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the electric power steering apparatus 1. As shown in the figure, the ECU 5 includes a microcomputer 51 that outputs a motor control signal and a drive circuit 50 that supplies three-phase drive power to the electric motor 40 based on the motor control signal.

ECU5には、電動モータ40に通電される実電流値Iを検出する電流センサ43、及び電動モータ40のモータ回転角θを検出してモータ回転角信号を出力する回転角センサ44が接続されている。回転角センサ44は、モータ回転角検出手段の一例である。   The ECU 5 is connected to a current sensor 43 that detects an actual current value I that is supplied to the electric motor 40 and a rotation angle sensor 44 that detects a motor rotation angle θ of the electric motor 40 and outputs a motor rotation angle signal. Yes. The rotation angle sensor 44 is an example of a motor rotation angle detection unit.

マイコン51は、上記各車両状態量(V、τ)、並びに電流センサ43及び回転角センサ44により検出された電動モータ40の実電流値I及びモータ回転角θに基づいて、駆動回路50に出力するモータ制御信号を生成する。   The microcomputer 51 outputs to the drive circuit 50 based on the vehicle state quantities (V, τ), the actual current value I of the electric motor 40 and the motor rotation angle θ detected by the current sensor 43 and the rotation angle sensor 44. A motor control signal is generated.

マイコン51は、上記のように生成したモータ制御信号を駆動回路50に出力し、該駆動回路50がそのモータ制御信号に基づく三相の駆動電力を電動モータ40に供給することにより、操舵補助機構4の作動を制御する。   The microcomputer 51 outputs the motor control signal generated as described above to the drive circuit 50, and the drive circuit 50 supplies three-phase drive power based on the motor control signal to the electric motor 40, whereby the steering assist mechanism. 4 is controlled.

具体的には、マイコン51は、操舵機構に付与するアシスト力の目標値(以下「目標アシスト力」という。)に対応した電流指令信号としての電流指令値I*を演算する電流指令値演算部53と、電流指令値演算部53により算出された電流指令値I*等に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部52と、操舵トルク信号Sτに位相補償処理を施す位相補償制御部54とを備える。モータ制御信号出力部52は、モータの駆動系を構成する。   Specifically, the microcomputer 51 calculates a current command value calculation unit that calculates a current command value I * as a current command signal corresponding to a target value of assist force applied to the steering mechanism (hereinafter referred to as “target assist force”). 53, a motor control signal output unit 52 that outputs a motor control signal based on the current command value I * calculated by the current command value calculation unit 53, and a phase compensation control unit that performs phase compensation processing on the steering torque signal Sτ 54. The motor control signal output unit 52 constitutes a motor drive system.

モータ制御信号出力部52は、実電流値Iが目標アシスト力に対応する電流指令値I*に追従するようにフィードバック制御を行う。   The motor control signal output unit 52 performs feedback control so that the actual current value I follows the current command value I * corresponding to the target assist force.

すなわち、モータ制御信号出力部52は、電流指令値演算部53により演算された電流指令値I*、電流センサ43により検出された実電流値I、及び回転角センサ44により検出されたモータ回転角θに基づいてモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路50に出力する。   That is, the motor control signal output unit 52 includes the current command value I * calculated by the current command value calculation unit 53, the actual current value I detected by the current sensor 43, and the motor rotation angle detected by the rotation angle sensor 44. A motor control signal is generated based on θ, and the motor control signal is output to the drive circuit 50.

具体的には、モータ制御信号出力部52は、電流指令値I*がq軸電流指令値として入力され、回転角センサ44により検出されたモータ回転角θに基づいて相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q座標系のd,q軸電流値に変換(d/q変換)する。次に、モータ制御信号出力部52は、d,q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいてd,q軸電圧指令値を演算する。次に、モータ制御信号出力部52は、d,q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。   Specifically, the motor control signal output unit 52 receives the current command value I * as the q-axis current command value, and based on the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 44, the phase current values (Iu, Iv , Iw) is converted into d and q axis current values in the d / q coordinate system (d / q conversion). Next, the motor control signal output unit 52 calculates the d and q axis voltage command values based on the d and q axis current values and the q axis current command value. Next, the motor control signal output unit 52 calculates the phase voltage command value (Vu *, Vv *, Vw *) by performing d / q reverse conversion on the d, q axis voltage command value, and the phase voltage command value. A motor control signal is generated based on

位相補償制御部54は、トルクセンサ24から出力された操舵トルク信号Sτに位相補償処理(フィルタ処理)を施し、得られた操舵トルクτを電流指令値演算部53に出力する。   The phase compensation control unit 54 performs phase compensation processing (filter processing) on the steering torque signal Sτ output from the torque sensor 24, and outputs the obtained steering torque τ to the current command value calculation unit 53.

電流指令値演算部53は、目標アシスト力に対応した電流指令値I*を演算し、その電流指令値I*をモータ制御信号出力部52に出力する。   The current command value calculation unit 53 calculates a current command value I * corresponding to the target assist force, and outputs the current command value I * to the motor control signal output unit 52.

具体的には、電流指令値演算部53は、操舵補助機構4に発生させるべきアシスト力の基礎成分である基本アシスト制御量Ias*を演算する基本アシスト制御部55と、基本アシスト制御量Ias*に付加する補償成分として、減速歯車機構から発生する振動周波数帯域(例えば15〜75Hz)のトルクリップルを打ち消すための振動抑制補償量Ivs*を演算する振動抑制補償制御部56と、基本アシスト制御部55から入力されるアシスト勾配Raに応じて各種補償制御の特性を変更すべく、当該各補償制御に対応した制御信号を生成するアシスト勾配補償制御を行うアシスト勾配補償制御部57と、基本アシスト制御量Ias*に付加する補償成分として、操舵トルクτの微分器60aによる微分値(操舵トルク微分値dτ)に基づいてトルク慣性補償量Iti*を演算するトルク慣性補償制御部58と、基本アシスト制御部55において演算された基本アシスト制御量Ias*に各種補償量を加算する加算器59とを備える。微分器60bは、ステアリング操作に伴うモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを生成し、モータ角速度ωを示すモータ角速度信号を出力する。基本アシスト制御部55は、アシスト制御手段の一例である。   Specifically, the current command value calculation unit 53 calculates a basic assist control amount Ias * that is a basic component of the assist force that should be generated by the steering assist mechanism 4, and the basic assist control amount Ias *. A vibration suppression compensation control unit 56 for calculating a vibration suppression compensation amount Ivs * for canceling a torque ripple in a vibration frequency band (for example, 15 to 75 Hz) generated from the reduction gear mechanism, and a basic assist control unit. An assist gradient compensation control unit 57 for performing assist gradient compensation control for generating a control signal corresponding to each compensation control in order to change the characteristics of various compensation controls in accordance with the assist gradient Ra input from 55, and basic assist control. As a compensation component to be added to the amount Ias *, it is based on a differential value (steering torque differential value dτ) of the steering torque τ by the differentiator 60a. A torque inertia compensation control unit 58 for calculating the torque inertia compensation amount Iti *, and an adder 59 for adding various compensation amounts to the basic assist control amount Ias * calculated by the basic assist control unit 55. The differentiator 60b generates a motor angular speed ω by differentiating the motor rotation angle θ associated with the steering operation, and outputs a motor angular speed signal indicating the motor angular speed ω. The basic assist control unit 55 is an example of assist control means.

基本アシスト制御部55は、操舵トルクτを示す操舵トルク信号及び車速Vを示す車速信号に基づいてアシスト制御信号としての基本アシスト制御量Ias*を演算する。基本アシスト制御部55は、入力される操舵トルクτの絶対値が大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きな絶対値を有する基本アシスト制御量Ias*を演算する。なお、本実施の形態では、特に操舵トルクτとの関係において、当該操舵トルクτが大きいほど、その操舵トルクτの変化に対する基本アシスト制御量Ias*の変化の割合であるアシスト勾配Raが大きくなるように設計されている。基本アシスト制御部55は、演算した基本アシスト制御量Ias*を加算器59に出力する。   The basic assist control unit 55 calculates a basic assist control amount Ias * as an assist control signal based on the steering torque signal indicating the steering torque τ and the vehicle speed signal indicating the vehicle speed V. The basic assist control unit 55 calculates the basic assist control amount Ias * having a larger absolute value as the absolute value of the input steering torque τ is larger and the vehicle speed V is smaller. In the present embodiment, particularly in relation to the steering torque τ, the larger the steering torque τ, the larger the assist gradient Ra, which is the ratio of the change in the basic assist control amount Ias * to the change in the steering torque τ. Designed to be The basic assist control unit 55 outputs the calculated basic assist control amount Ias * to the adder 59.

トルク慣性補償制御部58は、操舵トルク微分値dτ、車速Vの各状態量に基づいてトルク慣性補償制御を実行する。なお、トルク慣性補償制御は、モータ等、EPSの慣性による影響を補償する制御、すなわちステアリング操作における切り始め時の引っ掛かり後に(追従遅れ)、及び切り終わり時の流れ感(オーバーシュート)を抑制するための制御である。また、このトルク慣性補償制御には、電動モータ40のコギングトルクや誘起電圧波形の歪み、あるいは減速歯車機構におけるギアの噛み合い等に起因して操舵機構に生じる振動を抑制する効果がある。   The torque inertia compensation control unit 58 executes torque inertia compensation control based on each state quantity of the steering torque differential value dτ and the vehicle speed V. The torque inertia compensation control is a control that compensates for the influence of the EPS inertia, such as a motor, that is, after the catch at the start of turning in steering operation (following delay) and suppresses the flow feeling at the end of turning (overshoot). It is control for. In addition, the torque inertia compensation control has an effect of suppressing the vibration generated in the steering mechanism due to the cogging torque of the electric motor 40, the distortion of the induced voltage waveform, or the meshing of the gear in the reduction gear mechanism.

具体的には、トルク慣性補償制御部58は、操舵トルク微分値dτとトルク慣性基礎補償量εtiとが関連付けられた第1のマップ(図示せず)、及び車速Vと補間係数Aとが関連付けられた第2のマップ(図示せず)を備えている。第1のマップにおいて、トルク慣性基礎補償量εtiは、入力される操舵トルク微分値dτの絶対値が大きいほど、基本アシスト制御部55において演算された基本アシスト制御量Ias*(の絶対値)をより増加させる値となるように設定されている。また、第2のマップにおいて、補間係数Aは、低車速領域では車速Vが大きくなるほど大きな値となるように、高車速領域では、車速が大きくなるほど小さな値となるように設定されている。そして、トルク慣性補償制御部58は、これらの各マップを参照することにより求められたトルク慣性基礎補償量εti及び補間係数Aを乗ずることによりトルク慣性補償量Iti*を演算し、そのトルク慣性補償量Iti*を加算器59に出力する。   Specifically, the torque inertia compensation control unit 58 associates the first map (not shown) in which the steering torque differential value dτ and the torque inertia basic compensation amount εti are associated, and the vehicle speed V and the interpolation coefficient A. A second map (not shown). In the first map, the basic torque inertia compensation amount εti is the basic assist control amount Ias * (absolute value) calculated by the basic assist control unit 55 as the absolute value of the input steering torque differential value dτ increases. It is set so as to increase the value. Further, in the second map, the interpolation coefficient A is set so as to increase as the vehicle speed V increases in the low vehicle speed region, and to decrease as the vehicle speed increases in the high vehicle speed region. The torque inertia compensation control unit 58 calculates the torque inertia compensation amount Iti * by multiplying the torque inertia basic compensation amount εti and the interpolation coefficient A obtained by referring to these maps, and the torque inertia compensation The quantity Iti * is output to the adder 59.

アシスト勾配補償制御部57は、基本アシスト制御部55から入力されるアシスト勾配Raに応じて各種補償制御の特性を変更すべく、当該各補償制御に対応した制御信号を生成するアシスト勾配補償制御を行う。   The assist gradient compensation control unit 57 performs assist gradient compensation control for generating a control signal corresponding to each compensation control in order to change the characteristics of various compensation controls in accordance with the assist gradient Ra input from the basic assist control unit 55. Do.

具体的には、アシスト勾配補償制御部57は、フィルタ定数Afを演算するフィルタ定数演算部57aと、アシスト勾配ゲインKaを演算するアシスト勾配ゲイン演算部57bとを備える。ここで、フィルタ定数Af及びアシスト勾配ゲインKaは、上記特性の変更のための制御信号の一例である。   Specifically, the assist gradient compensation controller 57 includes a filter constant calculator 57a that calculates a filter constant Af, and an assist gradient gain calculator 57b that calculates an assist gradient gain Ka. Here, the filter constant Af and the assist gradient gain Ka are examples of control signals for changing the above characteristics.

フィルタ定数演算部57aは、入力されたアシスト勾配Raに基づいてフィルタ定数Afを演算し、フィルタ定数Afを位相補償制御部54に与える。位相補償制御部54は、フィルタ定数Afに基づいて、位相補償処理の特性を変更する。   The filter constant calculation unit 57a calculates the filter constant Af based on the input assist gradient Ra, and provides the filter constant Af to the phase compensation control unit 54. The phase compensation control unit 54 changes the characteristics of the phase compensation process based on the filter constant Af.

アシスト勾配ゲイン演算部57bは、入力されたアシスト勾配Raに基づいてアシスト勾配ゲインKaを演算し、アシスト勾配ゲインKaをトルク慣性補償制御部58に与える。トルク慣性補償制御部58は、アシスト勾配ゲインKaに基づいてトルク慣性補償制御の特性を変更する。   The assist gradient gain calculator 57b calculates an assist gradient gain Ka based on the input assist gradient Ra, and provides the assist gradient gain Ka to the torque inertia compensation controller 58. The torque inertia compensation control unit 58 changes the characteristics of the torque inertia compensation control based on the assist gradient gain Ka.

ここで、アシスト勾配の変化は、ステアリングシャフト2の途中に設けられたトルクセンサ24を構成するトーションバー211のバネ定数の変化と等価である。したがって、アシスト勾配が大きくなるほど、振動が発生しやすくなる傾向があるが、こうしたアシスト勾配の上昇に伴う振動増大の問題は、位相補償制御の特性変更、具体的には、その位相補償処理におけるフィルタ特性のゲインを低く抑えることにより抑制することが可能である。そして、上記フィルタ定数演算部57aが、アシスト勾配Raの上昇に応じてフィルタ特性のゲインを低減するようなフィルタ定数Afを演算することにより、アシスト勾配Raの上昇に伴う振動増大を抑制する構成となっている。   Here, the change in the assist gradient is equivalent to the change in the spring constant of the torsion bar 211 that constitutes the torque sensor 24 provided in the middle of the steering shaft 2. Therefore, vibration tends to occur more easily as the assist gradient becomes larger. However, the problem of the increase in vibration caused by the increase in assist gradient is a characteristic change of phase compensation control, specifically, a filter in the phase compensation processing. It can be suppressed by keeping the gain of the characteristic low. And the said filter constant calculating part 57a calculates the filter constant Af which reduces the gain of a filter characteristic according to the raise of assist gradient Ra, The structure which suppresses the vibration increase accompanying the raise of assist gradient Ra, and It has become.

また、操舵トルク微分値dτに基づくトルク慣性補償制御には、操舵機構に生じる振動を抑制する効果があるものの、その過大なアシストトルクの立ち上がりにより、操舵フィーリングが悪化する(所謂切り始めの「抜け感」)、あるいは制御上の不安定化(振動)が引き起こされるおそれがある。   In addition, torque inertia compensation control based on the steering torque differential value dτ has an effect of suppressing vibration generated in the steering mechanism, but the steering feeling deteriorates due to excessive rise of the assist torque (so-called “cut-off” “ There is a risk of causing a feeling of slipping ”) or instability (vibration) in control.

この点を踏まえ、本実施の形態では、アシスト勾配ゲイン演算部57bが、急速にアシストトルクを立ち上げる必要性の低いアシスト勾配の小さな領域では、トルク慣性補償量Iti*を低減するアシスト勾配ゲインKaを出力する。そして、これにより、上記位相補償制御の特性変更と併せ、良好な操舵フィーリングの実現を図る構成となっている。   In view of this point, in the present embodiment, the assist gradient gain Ka that reduces the torque inertia compensation amount Iti * in the small assist gradient region in which the assist gradient gain calculation unit 57b is not required to rapidly increase the assist torque. Is output. As a result, in addition to the change in the characteristics of the phase compensation control, a configuration that achieves a good steering feeling is achieved.

加算器59は、基本アシスト制御部55において演算された基本アシスト制御量Ias*に、トルク慣性補償制御部58において演算されたトルク慣性補償量Iti*、及び後述する振動抑制補償制御部56において演算された振動抑制補償量Ivs*を加算する。振動抑制補償制御部56は、振動抑制手段の一例である。   The adder 59 calculates the basic assist control amount Ias * calculated by the basic assist control unit 55, the torque inertia compensation amount Iti * calculated by the torque inertia compensation control unit 58, and the vibration suppression compensation control unit 56 described later. The obtained vibration suppression compensation amount Ivs * is added. The vibration suppression compensation control unit 56 is an example of a vibration suppression unit.

電流指令値演算部53は、加算器59において基本アシスト制御量Ias*にトルク慣性補償量Iti*及び振動抑制補償量Ivs*を加算した値に基づいて電流指令値I*を演算する。   The current command value calculation unit 53 calculates the current command value I * based on a value obtained by adding the torque inertia compensation amount Iti * and the vibration suppression compensation amount Ivs * to the basic assist control amount Ias * in the adder 59.

(振動抑制補償制御部の機能構成)
図3は、振動抑制補償制御部56の構成の一例を示すブロック図である。振動抑制補償制御部56は、モータ回転角θを示すモータ回転角信号から操舵角速度ωsに応じてウォームホイール41及びウォームギア401から発生する振動の周波数成分を抽出し、当該周波数成分の振動を抑制する振動抑制補償量Ivs*を振動抑制信号として生成し、振動抑制補償量Ivs*を基本アシスト制御量Ias*に加算した電流指令値I*をモータ制御信号出力部52に付与させる。すなわち振動抑制補償制御部56には、モータ回転角θ、モータ角速度ω(モータ回転角θの微分器60bによる微分値)、操舵トルクτ及び車速Vが入力される。そして、振動抑制補償制御部56は、これらの各状態量に基づいて振動抑制補償量Ivs*を演算する。
(Functional configuration of vibration suppression compensation controller)
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the vibration suppression compensation control unit 56. The vibration suppression compensation control unit 56 extracts a frequency component of vibration generated from the worm wheel 41 and the worm gear 401 according to the steering angular velocity ωs from the motor rotation angle signal indicating the motor rotation angle θ, and suppresses the vibration of the frequency component. The vibration suppression compensation amount Ivs * is generated as a vibration suppression signal, and a current command value I * obtained by adding the vibration suppression compensation amount Ivs * to the basic assist control amount Ias * is given to the motor control signal output unit 52. That is, the motor rotation angle θ, the motor angular velocity ω (a differential value of the motor rotation angle θ by the differentiator 60b), the steering torque τ, and the vehicle speed V are input to the vibration suppression compensation control unit 56. Then, the vibration suppression compensation control unit 56 calculates a vibration suppression compensation amount Ivs * based on these state quantities.

振動抑制補償制御部56は、回転角センサ44から出力されるモータ信号としてのモータ回転角θに基づいて、車両側の機械的な構造と共振する特定周波数帯域のトルクリップルを低減するための振動抑制基礎補償量εvsを演算する特定周波数抽出部560と、操舵角速度ωsに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための操舵角速度ゲインKωsを演算する操舵角速度ゲイン演算部562と、操舵トルクτに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための操舵トルクゲインKτを演算する操舵トルクゲイン演算部563と、車速Vに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための車速ゲインKvを演算する車速ゲイン演算部564と、特定周波数抽出部560から出力された振動抑制基礎補償量εvsに各種のゲインを乗算するゲイン演算部565と、ゲイン演算部565の出力にガード処理を施すガード演算部566とを備えている。   Based on the motor rotation angle θ as a motor signal output from the rotation angle sensor 44, the vibration suppression compensation control unit 56 reduces vibration for reducing torque ripple in a specific frequency band that resonates with the mechanical structure on the vehicle side. The specific frequency extraction unit 560 that calculates the suppression basic compensation amount εvs, the steering angular velocity gain calculation unit 562 that calculates the steering angular velocity gain Kωs for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the steering angular velocity ωs, and the steering torque τ A steering torque gain calculating unit 563 for calculating a steering torque gain Kτ for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the vehicle speed V, and a vehicle speed gain Kv for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the vehicle speed V. The vehicle speed gain calculation unit 564 and the vibration suppression basic compensation amount εvs output from the specific frequency extraction unit 560 are multiplied by various gains. A gain calculator 565 for, and a guard calculation unit 566 for performing guard processing to the output of the gain calculation unit 565.

操舵角速度ゲイン演算部562は、入力されたモータ角速度ωに基づいて操舵角速度ωsを算出し、該操舵角速度ωsが特定周波数帯域のトルクリップルが発生しやすい所定操舵角速度領内にないときには、振動抑制補償量Ivs*を減少させるような操舵角速度ゲインKωsを演算するよう構成されている。具体的には、操舵角速度ωsが所定操舵角速度領域内にない場合には、「1」未満の操舵角速度ゲインKωsを演算し、これをゲイン演算部565において振動抑制基礎補償量εvsに乗算させることで、振動抑制補償量Ivs*を小さくする。   The steering angular velocity gain calculation unit 562 calculates the steering angular velocity ωs based on the input motor angular velocity ω, and when the steering angular velocity ωs is not within a predetermined steering angular velocity region where torque ripple in a specific frequency band is likely to occur, vibration suppression compensation is performed. A steering angular velocity gain Kωs that reduces the amount Ivs * is calculated. Specifically, when the steering angular velocity ωs is not within the predetermined steering angular velocity region, a steering angular velocity gain Kωs less than “1” is calculated, and the gain calculation unit 565 multiplies it by the vibration suppression basic compensation amount εvs. Thus, the vibration suppression compensation amount Ivs * is reduced.

ゲイン演算部565は、特定周波数抽出部560から出力された振動抑制基礎補償量εvsに、操舵角速度ゲイン演算部562から出力された操舵角速度ゲインKωs、操舵トルクゲイン演算部563から出力された操舵トルクゲインKτ、及び車速ゲイン演算部564から出力された車速ゲインKvを乗算し、その乗算によって得られた値を補正振動抑制基礎補償量εvsaとしてガード演算部566に出力する。   The gain calculation unit 565 adds the steering angular velocity gain Kωs output from the steering angular velocity gain calculation unit 562 and the steering torque output from the steering torque gain calculation unit 563 to the vibration suppression basic compensation amount εvs output from the specific frequency extraction unit 560. The gain Kτ and the vehicle speed gain Kv output from the vehicle speed gain calculation unit 564 are multiplied, and the value obtained by the multiplication is output to the guard calculation unit 566 as a corrected vibration suppression basic compensation amount εvsa.

ガード演算部566は、補正振動抑制基礎補償量εvsaの絶対値が共振する特定周波数帯域のトルクリップルを抑制するのに必要な所定値を超えないようにガード処理を施した値を、振動抑制補償量Ivs*として上記加算器59(図2参照)に出力する。   The guard calculation unit 566 performs vibration suppression compensation on the value subjected to guard processing so that the absolute value of the corrected vibration suppression basic compensation amount εvsa does not exceed a predetermined value necessary for suppressing torque ripple in a specific frequency band in which resonance occurs. The quantity Ivs * is output to the adder 59 (see FIG. 2).

減速歯車機構において、ウォームホイール41の歯とウォームギア401の歯との噛み合いにより振動や振動音が発生すると、特に車両がハイブリッド車や電気自動車等の車内が静寂なタイプの場合には、運転者又は同乗者に感知されて不快感や不安感を与えるおそれがある。減速歯車機構から発生する振動周波数が車両側の機械的な構造(例えばフレームやボディ)と共振する共振周波数帯域(例えば20〜50Hz)Fr(図4参照)内に存在している場合には、共振周波数帯域に対応するトルクリップルを抑制する処理で、減速歯車機構からの振動や振動音も抑制することができる。しかし、減速歯車機構から発生する振動や振動音は、操舵角速度が増加するに従い周波数が高くなり、車両側との共振周波数帯域から外れる場合がある。また、あらゆる操舵角速度において減速歯車機構から発生し得る振動や振動音を固定的な周波数帯域で抑制しようとすれば、操舵特性を低下させてしまう。そこで、本実施の形態の振動抑制補償制御部56では、操舵角速度の増加に伴って、後述するバンドパスフィルタの周波数特性を高い方にシフトする周波数可変処理部561を備えている。   In the reduction gear mechanism, when vibration or vibration noise is generated due to meshing between the teeth of the worm wheel 41 and the teeth of the worm gear 401, particularly when the vehicle is a quiet type such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, the driver or There is a risk of discomfort and anxiety being detected by passengers. When the vibration frequency generated from the reduction gear mechanism exists in a resonance frequency band (for example, 20 to 50 Hz) Fr (see FIG. 4) that resonates with a vehicle-side mechanical structure (for example, a frame or a body), By the process of suppressing the torque ripple corresponding to the resonance frequency band, vibration and vibration noise from the reduction gear mechanism can also be suppressed. However, the vibration and vibration sound generated from the reduction gear mechanism increase in frequency as the steering angular velocity increases, and may deviate from the resonance frequency band with the vehicle side. Further, if the vibration or vibration sound that can be generated from the reduction gear mechanism at any steering angular velocity is to be suppressed in a fixed frequency band, the steering characteristics are deteriorated. Therefore, the vibration suppression compensation control unit 56 according to the present embodiment includes a frequency variable processing unit 561 that shifts a frequency characteristic of a bandpass filter described later to a higher level as the steering angular velocity increases.

なお、減速歯車機構から発生する振動の周波数Fは、ウォームホイール41の歯数とウォームギア401の歯数の比に基づく減速歯車機構の減速比に応じて、操舵角速度ωsに比例して変化する。   Note that the frequency F of vibration generated from the reduction gear mechanism changes in proportion to the steering angular velocity ωs in accordance with the reduction ratio of the reduction gear mechanism based on the ratio of the number of teeth of the worm wheel 41 and the number of teeth of the worm gear 401.

図4は、周波数可変処理部561が有するバンドパスフィルタの周波数特性を示すグラフである。周波数可変処理部561は、入力されるモータ角速度ωに基づいて操舵角速度ωsを算出し、バンドパスフィルタにより特定周波数帯域として抽出する周波数帯域(図4中、斜線を施した領域)を操舵角速度ωsに応じて変更する。このバンドパスフィルタは、通過可能な周波数帯域(例えば、10Hz)の中心周波数Fcが変更可能に構成されている。図4に示す場合は、操舵角速度ωs1において中心周波数Fcが最小になり、操舵角速度ωs2において中心周波数Fcが最大となるように設定されている。中心周波数Fcは、車両の共振周波数帯(例えば、20〜50Hz)Frを含む20Hz〜70Hzの範囲内で変更可能に構成されている。   FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the bandpass filter included in the frequency variable processing unit 561. The frequency variable processing unit 561 calculates a steering angular velocity ωs based on the input motor angular velocity ω, and extracts a frequency band (a hatched area in FIG. 4) extracted as a specific frequency band by a bandpass filter. Change according to. This band pass filter is configured such that a center frequency Fc of a passable frequency band (for example, 10 Hz) can be changed. In the case shown in FIG. 4, the center frequency Fc is minimized at the steering angular velocity ωs1, and the center frequency Fc is maximized at the steering angular velocity ωs2. The center frequency Fc is configured to be changeable within a range of 20 Hz to 70 Hz including a vehicle resonance frequency band (for example, 20 to 50 Hz) Fr.

(本実施の形態の動作)
次に、本実施の形態に係る振動抑制補償制御部56の動作の概略を説明する。基本アシスト制御部55は、車速センサ101により検出された車速V、及び位相補償制御部54から出力された操舵トルクτに基づいて、基本アシスト制御量Ias*及びアシスト勾配Raを演算し、基本アシスト制御量Ias*を加算器59に出力し、アシスト勾配Raをアシスト勾配補償制御部57に出力する。
(Operation of this embodiment)
Next, an outline of the operation of the vibration suppression compensation control unit 56 according to the present embodiment will be described. The basic assist control unit 55 calculates the basic assist control amount Ias * and the assist gradient Ra based on the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 101 and the steering torque τ output from the phase compensation control unit 54, and the basic assist is calculated. The control amount Ias * is output to the adder 59, and the assist gradient Ra is output to the assist gradient compensation control unit 57.

アシスト勾配補償制御部57のフィルタ定数演算部57aは、アシスト勾配Raに基づいてフィルタ定数Afを演算し、フィルタ定数Afを位相補償制御部54に出力する。アシスト勾配補償制御部57のアシスト勾配ゲイン演算部57bは、アシスト勾配Raに基づいてアシスト勾配ゲインKaを演算し、アシスト勾配ゲインKaをトルク慣性補償制御部58に出力する。   The filter constant calculation unit 57 a of the assist gradient compensation control unit 57 calculates the filter constant Af based on the assist gradient Ra, and outputs the filter constant Af to the phase compensation control unit 54. The assist gradient gain calculator 57b of the assist gradient compensation controller 57 calculates the assist gradient gain Ka based on the assist gradient Ra, and outputs the assist gradient gain Ka to the torque inertia compensation controller 58.

トルク慣性補償制御部58は、車速V、操舵トルク微分値dτ及びアシスト勾配ゲインKaに基づいてトルク慣性補償量Iti*を演算し、トルク慣性補償量Iti*を加算器59に出力する。   The torque inertia compensation control unit 58 calculates the torque inertia compensation amount Iti * based on the vehicle speed V, the steering torque differential value dτ, and the assist gradient gain Ka, and outputs the torque inertia compensation amount Iti * to the adder 59.

特定周波数抽出部560は、モータ回転角θが入力されると、バンドパスフィルタ処理を実行し、モータ回転角信号から特定周波数帯域の周波数成分を抽出し、振動抑制基礎補償量εvsを演算する。そのとき、周波数可変処理部561は、入力されるモータ角速度ωに基づいて操舵角速度ωsを算出し、バンドパスフィルタによって抽出する特定周波数帯域を操舵角速度ωsに応じて変更する。   When the motor rotation angle θ is input, the specific frequency extraction unit 560 performs a bandpass filter process, extracts a frequency component in a specific frequency band from the motor rotation angle signal, and calculates a vibration suppression basic compensation amount εvs. At that time, the frequency variable processing unit 561 calculates the steering angular velocity ωs based on the input motor angular velocity ω, and changes the specific frequency band extracted by the bandpass filter according to the steering angular velocity ωs.

操舵角速度ゲイン演算部562は、入力されるモータ回転角から操舵角速度ωsを算出し、その操舵角速度ωsに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための操舵角速度ゲインKωsを演算する。操舵トルクゲイン演算部563は、操舵トルクτに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための操舵トルクゲインKτを演算する。車速ゲイン演算部564は、車速Vに基づいて振動抑制基礎補償量εvsを補正するための車速ゲインKvを演算する。   The steering angular velocity gain calculation unit 562 calculates the steering angular velocity ωs from the input motor rotation angle, and calculates the steering angular velocity gain Kωs for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the steering angular velocity ωs. The steering torque gain calculation unit 563 calculates a steering torque gain Kτ for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the steering torque τ. The vehicle speed gain calculation unit 564 calculates a vehicle speed gain Kv for correcting the vibration suppression basic compensation amount εvs based on the vehicle speed V.

ゲイン演算部565は、振動抑制基礎補償量εvsに操舵角速度ゲインKωs、操舵トルクゲインKτ及び車速ゲインKvを乗算し、その乗算によって得られた値を補正振動抑制基礎補償量εvsaとしてガード演算部566に出力する。   The gain calculation unit 565 multiplies the vibration suppression basic compensation amount εvs by the steering angular velocity gain Kωs, the steering torque gain Kτ, and the vehicle speed gain Kv, and sets the value obtained by the multiplication as the corrected vibration suppression basic compensation amount εvsa, the guard calculation unit 566. Output to.

ガード演算部566は、補正振動抑制基礎補償量εvsaの絶対値が特定周波数帯域のトルクリップルを抑制するのに必要な所定値を超えないようにガード処理を施した値を、振動抑制補償量Ivs*として加算器59に出力する。   The guard calculation unit 566 uses the value obtained by performing the guard process so that the absolute value of the corrected vibration suppression basic compensation amount εvsa does not exceed a predetermined value necessary for suppressing torque ripple in the specific frequency band, as the vibration suppression compensation amount Ivs. * Is output to the adder 59.

加算器59は、基本アシスト制御部55において演算された基本アシスト制御量Ias*に、トルク慣性補償制御部58において演算されたトルク慣性補償量Iti*、及び後述する振動抑制補償制御部56において演算された振動抑制補償量Ivs*を加算する。   The adder 59 calculates the basic assist control amount Ias * calculated by the basic assist control unit 55, the torque inertia compensation amount Iti * calculated by the torque inertia compensation control unit 58, and the vibration suppression compensation control unit 56 described later. The obtained vibration suppression compensation amount Ivs * is added.

モータ制御信号出力部52は、電流指令値演算部53により演算された電流指令値I*、電流センサ43により検出された実電流値I、及び回転角センサ44により検出されたモータ回転角θに基づいてモータ制御信号を生成し、そのモータ制御信号を駆動回路50に出力する。   The motor control signal output unit 52 sets the current command value I * calculated by the current command value calculation unit 53, the actual current value I detected by the current sensor 43, and the motor rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 44. Based on this, a motor control signal is generated, and the motor control signal is output to the drive circuit 50.

(本実施の形態の作用、効果)
本実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
(Operation and effect of the present embodiment)
According to the present embodiment, the following operations and effects are achieved.

(1)振動抑制補償制御部56により減速歯車機構から発生する振動の周波数成分のトルクリップルを操舵角速度の全範囲で抑制しているので、減速歯車機構から発生する振動の周波数が車両の共振周波数以外の周波数であっても、減速歯車機構から発生する振動や振動音を抑制することができる。したがって、車両がハイブリッド車両や電気自動車等の車内が静寂なタイプの場合でも、乗車している者に不快な振動や振動音を与えることがほとんどなくなる。 (1) Since the vibration suppression compensation control unit 56 suppresses the torque ripple of the frequency component of the vibration generated from the reduction gear mechanism over the entire range of the steering angular velocity, the frequency of the vibration generated from the reduction gear mechanism is the resonance frequency of the vehicle. Even at frequencies other than those described above, vibrations and vibration noises generated from the reduction gear mechanism can be suppressed. Therefore, even when the vehicle is of a quiet type such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, unpleasant vibration or vibration noise is hardly given to the person who is on the vehicle.

(2)振動抑制補償制御部56が抑制している振動の周波数は、車両の共振周波数と重なる領域であるので、減速歯車機構から発生する振動を抑制することで車両の共振を抑制することができる。 (2) Since the vibration frequency suppressed by the vibration suppression compensation control unit 56 is a region overlapping with the vehicle resonance frequency, the vehicle resonance can be suppressed by suppressing the vibration generated from the reduction gear mechanism. it can.

なお、上記実施の形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。例えば、上記実施の形態では、周波数可変処理部561及び操舵角速度ゲイン演算部562は、電動モータ40のモータ回転角θを微分したモータ角速度ωに基づいて操舵角速度ωsを算出したが、ステアリングシャフト2の回転角のセンサ出力を微分した角速度を操舵角速度ωsとしてもよい。   In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects which changed this suitably. For example, in the above embodiment, the frequency variable processing unit 561 and the steering angular velocity gain calculating unit 562 calculate the steering angular velocity ωs based on the motor angular velocity ω obtained by differentiating the motor rotation angle θ of the electric motor 40. However, the steering shaft 2 The angular velocity obtained by differentiating the sensor output of the rotation angle may be the steering angular velocity ωs.

1…電動パワーステアリング装置、1a…ラックアンドピニオン機構、2…ステアリングシャフト、3…ラック軸、4…操舵補助機構、7…イグニッションスイッチ、10…ステアリングホイール、11…タイロッド、12…ブーツ、21…コラムシャフト、22…中間シャフト、23…ピニオンシャフト、24…トルクセンサ、30…ラックハウジング、31…ラック歯、32…ボールジョイントソケット、40…電動モータ、41…ウォームホイール、401…ウォームギア、43…電流センサ、44…回転角センサ、50…駆動回路、51…マイコン、52…モータ制御信号出力部、53…電流指令値演算部、54…位相補償制御部、55…基本アシスト制御部、56…振動抑制補償制御部、57…アシスト勾配補償制御部、57a…フィルタ定数演算部、57b…アシスト勾配ゲイン演算部、58…トルク慣性補償制御部、59…加算器、60a、60b…微分器、100…転舵輪、101…車速センサ、201、202…自在継手、211…トーションバー、231…ピニオン歯、560…特定周波数抽出部、561…周波数可変処理部、562…操舵角速度ゲイン演算部、563…操舵トルクゲイン演算部、564…車速ゲイン演算部、565…ゲイン演算部、566…ガード演算部、Af…フィルタ定数、dτ…操舵トルク微分値、I…実電流値、I*…電流指令値、Ias*…基本アシスト制御量、Iti*…トルク慣性補償量、Ivs*…振動抑制補償量、Ka…アシスト勾配ゲイン、Kωs…操舵角速度ゲイン、Sτ…操舵トルク信号、V…車速、θ…モータ回転角、τ…操舵トルク、ω…モータ角速度、ωs、ωs1、ωs2…操舵角速度、Fc…中心周波数、Fr…共振周波数帯域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 1a ... Rack and pinion mechanism, 2 ... Steering shaft, 3 ... Rack shaft, 4 ... Steering assist mechanism, 7 ... Ignition switch, 10 ... Steering wheel, 11 ... Tie rod, 12 ... Boot, 21 ... Column shaft, 22 ... Intermediate shaft, 23 ... Pinion shaft, 24 ... Torque sensor, 30 ... Rack housing, 31 ... Rack teeth, 32 ... Ball joint socket, 40 ... Electric motor, 41 ... Worm wheel, 401 ... Worm gear, 43 ... Current sensor 44 ... Rotation angle sensor 50 ... Drive circuit 51 ... Microcomputer 52 ... Motor control signal output unit 53 ... Current command value calculation unit 54 ... Phase compensation control unit 55 ... Basic assist control unit 56 ... Vibration suppression compensation control unit 57... Assist gradient compensation control unit 57 a. Filter constant calculation unit, 57b ... assist gradient gain calculation unit, 58 ... torque inertia compensation control unit, 59 ... adder, 60a, 60b ... differentiator, 100 ... steered wheel, 101 ... vehicle speed sensor, 201, 202 ... universal joint, 211 ... Torsion bar, 231 ... Pinion teeth, 560 ... Specific frequency extraction unit, 561 ... Frequency variable processing unit, 562 ... Steering angular velocity gain calculation unit, 563 ... Steering torque gain calculation unit, 564 ... Vehicle speed gain calculation unit, 565 ... Gain Calculation unit, 566 ... guard calculation unit, Af ... filter constant, dτ ... steering torque differential value, I ... actual current value, I * ... current command value, Ias * ... basic assist control amount, Iti * ... torque inertia compensation amount, Ivs *: vibration suppression compensation amount, Ka: assist gradient gain, Kωs: steering angular velocity gain, Sτ: steering torque signal, V: vehicle speed, θ: motor rotation Angle, τ: Steering torque, ω: Motor angular velocity, ωs, ωs1, ωs2: Steering angular velocity, Fc: Center frequency, Fr: Resonance frequency band

Claims (3)

モータケースの内側に取り付けられたステータ、及び前記モータケースに回転可能に支持され、前記ステータに対して回転するロータを有するモータと、
前記モータを駆動源として減速歯車機構を介して操舵機構にステアリング操作を補助するアシスト力を付与する操舵補助機構と、
前記モータの回転角を検出してモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出手段と、
前記ステアリング操作に伴う操舵トルクを検出して操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク信号及び車両の速度を示す車速信号に基づいてアシスト制御信号を生成するアシスト制御手段と、
記減速歯車機構から発生する振動の周波数成分を前記モータ回転角信号から抽出し、当該周波数成分の振動を抑制する振動抑制信号を生成し、前記振動抑制信号を前記アシスト制御信号に加算した電流指令信号を前記モータの駆動系に付与させる振動抑制手段と、を備え
前記振動抑制手段は、バンドパスフィルタを用いて前記減速歯車機構から発生する振動の周波数成分を抽出すると共に、前記ステアリング操作に伴う操舵角速度の増加に伴って前記バンドパスフィルタの周波数特性を高い方にシフトするものであり、
前記バンドパスフィルタを通過可能な周波数帯域の中心周波数を変更可能な範囲が車両の共振周波数帯よりも広い、
電動パワーステアリング装置。
A stator attached to the inside of the motor case, and a motor having a rotor that is rotatably supported by the motor case and rotates with respect to the stator;
A steering assist mechanism for applying an assist force for assisting a steering operation to the steering mechanism via a reduction gear mechanism using the motor as a drive source;
Motor rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the motor and outputting a motor rotation angle signal;
Steering torque detection means for detecting steering torque associated with the steering operation and outputting a steering torque signal;
Assist control means for generating an assist control signal based on the steering torque signal and a vehicle speed signal indicating a vehicle speed;
The frequency components of the vibration generated from the previous SL reduction gear mechanism extracted from the motor rotation angle signal, and generates a suppressing vibration suppression signal vibrations of the frequency components, obtained by adding the vibration suppression signal to the assist control signal current a command signal and a vibration suppression means to impart to the driving system of the motor,
The vibration suppression means extracts a frequency component of vibration generated from the reduction gear mechanism using a bandpass filter, and increases the frequency characteristic of the bandpass filter as the steering angular velocity increases with the steering operation. Shift to
The range in which the center frequency of the frequency band that can pass through the bandpass filter can be changed is wider than the resonance frequency band of the vehicle,
Electric power steering device.
前記振動抑制手段は、前記モータ回転角信号から前記操舵角速度に応じた前記周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、前記操舵角速度のゲインを演算して前記操舵角速度のゲインを前記周波数抽出手段により抽出された信号に乗算する操舵角速度演算部と、前記操舵トルクのゲインを演算して前記操舵トルクゲインを前記周波数抽出手段により抽出された信号に乗算するゲイン演算手段と、を備えた、
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
The vibration suppressing means extracts a frequency component corresponding to the steering angular velocity from the motor rotation angle signal, calculates a steering angular velocity gain, and extracts the steering angular velocity gain by the frequency extracting means. A steering angular velocity calculation unit that multiplies the generated signal, and a gain calculation unit that calculates the gain of the steering torque and multiplies the steering torque gain by the signal extracted by the frequency extraction unit,
The electric power steering apparatus according to claim 1.
前記振動抑制手段が抽出する前記周波数成分は、前記操舵角速度が所定の値のときに前記車両の共振周波数帯域を含む、
請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。
The frequency component extracted by the vibration suppression unit includes a resonance frequency band of the vehicle when the steering angular velocity is a predetermined value.
The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2.
JP2014220339A 2014-10-29 2014-10-29 Electric power steering device Expired - Fee Related JP6413633B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220339A JP6413633B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Electric power steering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220339A JP6413633B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Electric power steering device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016088106A JP2016088106A (en) 2016-05-23
JP6413633B2 true JP6413633B2 (en) 2018-10-31

Family

ID=56017149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014220339A Expired - Fee Related JP6413633B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Electric power steering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6413633B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019023038A (en) * 2017-07-24 2019-02-14 株式会社ジェイテクト Steering control device
US11362608B2 (en) 2018-02-20 2022-06-14 Nidec Corporation Motor control system and power steering system
US12017707B2 (en) 2018-02-20 2024-06-25 Nidec Corporation Motor control system and power steering system
JPWO2020202707A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08
US12012165B2 (en) * 2020-12-23 2024-06-18 Nsk Ltd. Control device for electric power steering device and control method for the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4229929B2 (en) * 2005-06-02 2009-02-25 三菱電機株式会社 Electric power steering control device
JP4967829B2 (en) * 2007-06-04 2012-07-04 株式会社ジェイテクト Electric power steering device
JP4776656B2 (en) * 2008-05-26 2011-09-21 三菱電機株式会社 Electric power steering control device
JP5188376B2 (en) * 2008-12-04 2013-04-24 三菱電機株式会社 Electric power steering control device
JP5493690B2 (en) * 2009-10-20 2014-05-14 株式会社ジェイテクト Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016088106A (en) 2016-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5493690B2 (en) Electric power steering device
EP2409898B1 (en) Electric power steering apparatus
JP6260818B2 (en) Electric power steering device
JP6160860B2 (en) Electric power steering device
EP3517405B1 (en) Steering control device
CN107031708B (en) Steering control device
WO2012073760A1 (en) Electronic power steering apparatus
JP2018047884A (en) Steering device
JP6413633B2 (en) Electric power steering device
JP6592067B2 (en) Electric power steering device
JP6705314B2 (en) Steering control device
CN118254871A (en) Steering Controls
JP2019064482A (en) Steering control device
JP2013244798A (en) Electric power steering device
JP2008092633A (en) Electric power steering device
JP2009286350A (en) Control device for electric power steering device
JP5217901B2 (en) Electric power steering device
JP4563317B2 (en) Electric power steering device
JP3929999B2 (en) Reaction force control device
JP2019064483A (en) Steering control device
JP2008006919A (en) Electric power steering device
JP2016013755A (en) Electric power steering device
JP4466206B2 (en) Electric power steering device
JP2005170283A (en) Electric power steering device
JP5979079B2 (en) Electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180612

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180809

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180917

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6413633

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees