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JP2014139039A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2014139039A
JP2014139039A JP2013008337A JP2013008337A JP2014139039A JP 2014139039 A JP2014139039 A JP 2014139039A JP 2013008337 A JP2013008337 A JP 2013008337A JP 2013008337 A JP2013008337 A JP 2013008337A JP 2014139039 A JP2014139039 A JP 2014139039A
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JP
Japan
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motor rotation
axis
motor
current
steering
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013008337A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Takano
寿男 高野
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
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of suppressing cost increase by a simple method, and having excellent steering feeling.SOLUTION: An electric power steering device comprises: motor rotation angular acceleration calculation means for calculating a motor rotation angular acceleration by differentiating twice a motor rotation angle detected from motor rotation angle detection means; and acceleration/current value conversion means for converting the motor rotation angular acceleration calculated from the motor rotation angular acceleration calculation means into a current value. The electric power steering device has a constitution having q-axis command voltage calculation means for calculating a q-axis command voltage from a difference with a q-axis command current after determining the q-axis command current by the acceleration/current value conversion means from the motor rotation angular acceleration calculated from the motor rotation angular acceleration calculation means.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、電動モータにより操舵補助を行う電動パワーステアリング装置では、車速と操舵トルクより目標電流を生成し、電流検出器で、電動モータに流れる実電流を検出している。そして、目標電流と実電流の差分を演算し、この差分を公知のPID制御(比例制御、積分制御、微分制御)することにより最適なアシスト力を発生させることによって、快適な操舵フィーリングが得られるようにモータ制御を行っている。   Conventionally, in an electric power steering apparatus that assists steering by an electric motor, a target current is generated from a vehicle speed and a steering torque, and an actual current flowing through the electric motor is detected by a current detector. A comfortable steering feeling is obtained by calculating the difference between the target current and the actual current and generating the optimum assist force by performing the known PID control (proportional control, integral control, differential control). The motor is controlled so that

しかし、上記電動モータの温度が上昇した場合には、電動モータのロータを構成している磁石の磁束が低下する。その結果、電動モータの発生するトルクが低下し、操舵フィーリングが劣化する虞があった。そのため、例えば、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置では、電動モータの近傍に温度センサを設けて、温度の増加に応じて、目標電流を補正し、電動モータの発生するトルクの低下を防止していた。   However, when the temperature of the electric motor rises, the magnetic flux of the magnet constituting the rotor of the electric motor decreases. As a result, the torque generated by the electric motor is reduced, and the steering feeling may be deteriorated. Therefore, for example, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 1, a temperature sensor is provided in the vicinity of the electric motor, and the target current is corrected according to an increase in temperature to prevent a decrease in torque generated by the electric motor. Was.

特開平10−67335号公報JP 10-67335 A

しかし、上述したような方法では、別置温度センサが必要となるため、コストの上昇が問題となる。また、温度上昇と、目標電流の補正が正確に対応していないと、十分な操舵フィーリングが得られない場合があった。   However, the method as described above requires a separate temperature sensor, which raises a problem of an increase in cost. Moreover, if the temperature rise and the correction of the target current do not correspond accurately, there are cases where sufficient steering feeling cannot be obtained.

本発明の目的は、簡易な方法で、コストの上昇を抑えるとともに、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that suppresses an increase in cost and has a good steering feeling by a simple method.

上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、モータによって操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記モータに流れる実電流を検出する実電流検出手段と、前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速からアシスト力を生成するアシスト力生成手段と、前記アシスト力生成手段によって生成されたアシスト力指令値に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記モータ回転角検出手段から検出したモータ回転角を二次微分してモータ回転角加速度を演算するモータ回転角加速度演算手段と、前記モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、電流値に変換する加速度/電流値変換手段と、を有し、前記制御手段は、前記実電流検出手段から検出した実電流をd/q軸変換によって、d軸電流を求め、d軸指令電流との差分からd軸指令電圧を演算する、d軸指令電圧演算手段と、前記モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、前記加速度/電流値変換手段にてq軸電流を求め、q軸指令電流との差分からq軸指令電圧を演算するq軸指令電圧演算手段とを有し、前記d軸指令電圧演算手段、及びq軸指令電圧演算手段より求められたd軸、q軸の指令電圧から、三相各相の電圧指令を求めること、を要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to a steering system by a motor, and a steering torque detection for detecting a steering torque. Means, vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, actual current detecting means for detecting the actual current flowing through the motor, motor rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the motor, and steering torque detecting means. Based on the steering torque, the assist force generating means for generating the assist force from the vehicle speed detected from the vehicle speed detecting means, and the assist force command value generated by the assist force generating means, the drive source of the steering force assisting device An electric power steering system comprising: control means for controlling operation of the steering force assisting device by supplying driving power to a motor; The control means calculates the motor rotation angular acceleration by secondarily differentiating the motor rotation angle detected from the motor rotation angle detection means and calculates the motor rotation angular acceleration, and calculates from the motor rotation angular acceleration calculation means. Acceleration / current value conversion means for converting the motor rotation angular acceleration into a current value, and the control means converts the actual current detected from the actual current detection means to d-axis current by d / q-axis conversion. D-axis command voltage calculating means for calculating a d-axis command voltage from a difference from the d-axis command current, and the motor rotation angular acceleration calculated from the motor rotation angular acceleration calculation means as the acceleration / current value conversion means. Q-axis command voltage calculating means for calculating the q-axis command voltage from the difference from the q-axis command current, and obtaining the q-axis command voltage and the q-axis command voltage calculating means. The obtained d-axis, from the command voltage of the q-axis, to determine the voltage command of the three-phase phase, and the gist.

本請求項の電動パワーステアリング装置では、モータ回転角検出手段から検出したモータ回転角を二次微分してモータ回転角加速度を演算するモータ回転角加速度演算手段と、モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、電流値に変換する加速度/電流値変換手段を備えている。そして、モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、加速度/電流値変換手段にてq軸電流を求め、q軸指令電流との差分からq軸指令電圧を演算するq軸指令電圧演算手段を有する構成とした。   In the electric power steering apparatus according to the present invention, the motor rotation angular acceleration calculating means for calculating the motor rotation angular acceleration by secondarily differentiating the motor rotation angle detected by the motor rotation angle detecting means, and the motor rotation angular acceleration calculating means. Acceleration / current value conversion means for converting the motor rotation angular acceleration into a current value is provided. Then, the q-axis command voltage is obtained by calculating the q-axis command voltage from the difference from the q-axis command current by obtaining the q-axis current from the motor rotation angular acceleration calculated by the motor rotation angular acceleration calculation unit by the acceleration / current value conversion unit. It was set as the structure which has a calculating means.

即ち、モータ回転角加速度には、モータ温度等の外乱によって変化する状態が全て含まれているので、その値をq軸実電流値に変換して、電流制御ループにフィードバックすることにより、外乱変動に対する実電流の応答性が向上し、トルク変動を抑えることができる。   That is, since the motor rotation angular acceleration includes all states that change due to disturbances such as the motor temperature, the values are converted into q-axis actual current values and fed back to the current control loop to change the disturbances. The response of the actual current with respect to can be improved, and torque fluctuation can be suppressed.

その結果、温度センサ等のコストアップ要因となる検出センサが不要となり、コストの低減が図れるとともに、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。   As a result, a detection sensor such as a temperature sensor that causes an increase in cost is not required, and the cost can be reduced, and an electric power steering apparatus with good steering feeling can be provided.

本発明によれば、簡易な方法で、コストの上昇を抑えるとともに、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus that suppresses an increase in cost and has a good steering feeling by a simple method.

電動パワーステアリング装置(EPS)の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). EPSの制御ブロック図。The control block diagram of EPS. 加速度/電流値変換の処理手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the process sequence of acceleration / current value conversion.

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のEPS1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in a column-type electric power steering apparatus (hereinafter referred to as EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the EPS 1 of the present embodiment, a steering shaft 3 to which a steering 2 is fixed is connected to a rack shaft 5 via a rack and pinion mechanism 4. The rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is converted into a reciprocating linear motion of the rack shaft 5 by the rack and pinion mechanism 4. The steering shaft 3 of this embodiment is formed by connecting a column shaft 8, an intermediate shaft 9, and a pinion shaft 10. Then, the reciprocating linear motion of the rack shaft 5 accompanying the rotation of the steering shaft 3 is transmitted to a knuckle (not shown) via tie rods 11 connected to both ends of the rack shaft 5, so that the steering angle of the steered wheels 12 is increased. Has been changed.

また、EPS1は、モータ21を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ24(操舵力補助装置)と、EPSアクチュエータ24の作動を制御するECU27とを備えている。   The EPS 1 controls the EPS actuator 24 (steering force assisting device) as a steering force assisting device that applies assisting force for assisting the steering operation to the steering system using the motor 21 as a driving source, and the operation of the EPS actuator 24. ECU27 which performs.

本実施形態のEPSアクチュエータ24は、コラム型のEPSアクチュエータであり、その駆動源であるモータ21は、減速機構23を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。そして、同モータ21の回転を減速機構23により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。   The EPS actuator 24 of the present embodiment is a column type EPS actuator, and the motor 21 that is a drive source thereof is drivingly connected to the column shaft 8 via a speed reduction mechanism 23. The rotation of the motor 21 is decelerated by the speed reduction mechanism 23 and transmitted to the column shaft 8 so that the motor torque is applied to the steering system as an assist force.

一方、ECU27には、車速センサ25(車速検出手段)、トルクセンサ26(操舵トルク検出手段)、及びモータ回転角センサ22(モータ回転角検出手段)が接続されており、ECU27は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速V、操舵トルクτ、及びモータ回転角θmを検出する。   On the other hand, a vehicle speed sensor 25 (vehicle speed detection means), a torque sensor 26 (steering torque detection means), and a motor rotation angle sensor 22 (motor rotation angle detection means) are connected to the ECU 27. The vehicle speed V, the steering torque τ, and the motor rotation angle θm are detected based on the output signal.

次に、本実施形態のEPS1における電気的構成について説明する。
図2は、本実施形態のEPS1の制御ブロック図である。同図に示すように、ECU27は、モータ制御信号を出力するマイコン29(制御手段)と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ24の駆動源であるモータ21に三相の駆動電力を供給する駆動回路40、及びモータ21に通電されるU相電流値Iu、V相電流値Iv、及びW相電流値Iwを検出するための電流センサ(実電流検出手段)30u、30v、及び30wとを備えている。
Next, an electrical configuration in the EPS 1 of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS 1 of the present embodiment. As shown in the figure, the ECU 27 supplies three-phase drive power to a motor 21 that is a drive source of the EPS actuator 24 based on a microcomputer 29 (control means) that outputs a motor control signal and the motor control signal. Current sensors (actual current detection means) 30u, 30v, and 30w for detecting the U-phase current value Iu, the V-phase current value Iv, and the W-phase current value Iw that are supplied to the motor 40 and the motor 21; It has.

駆動回路40は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アーム)として各相に対応する3つのアームを並列接続してなる公知のPWMインバータ(図示せず)である。また、マイコン29の出力するモータ制御信号は、モータ駆動回路40を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ28の電源電圧に基づく三相のモータ駆動電力を生成して、モータ21へと出力する構成になっている。   The drive circuit 40 is a known PWM inverter (not shown) formed by connecting three arms corresponding to each phase in parallel with a pair of switching elements connected in series as a basic unit (arm). Further, the motor control signal output from the microcomputer 29 defines the on-duty ratio of each switching element constituting the motor drive circuit 40. A motor control signal is applied to the gate terminal of each switching element, and in response to the motor control signal, each switching element is turned on / off to generate three-phase motor driving power based on the power supply voltage of the battery 28. The motor 21 is configured to output.

ECU27には、モータ21のモータ回転角θmを検出するためのモータ回転角センサ22が接続されている。そして、マイコン29は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ21の各相電流値Iu、Iv、Iw、及びモータ回転角θm、モータ回転角θmを微分したモータ回転角速度ωm、及びモータ回転角速度ωmを更に微分したモータ回転角加速度αm、並びに上記操舵トルクτ、及び車速Vに基づいて、駆動回路40にモータ制御信号を出力する。   A motor rotation angle sensor 22 for detecting the motor rotation angle θm of the motor 21 is connected to the ECU 27. The microcomputer 29 detects each phase current value Iu, Iv, Iw of the motor 21 detected based on the output signal of each sensor, the motor rotation angle θm, the motor rotation angular velocity ωm obtained by differentiating the motor rotation angle θm, and the motor. Based on the motor rotational angular acceleration αm obtained by further differentiating the rotational angular velocity ωm, the steering torque τ, and the vehicle speed V, a motor control signal is output to the drive circuit 40.

以下に示す各制御ブロックは、マイコン29が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。マイコン29は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。   Each control block shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 29. The microcomputer 29 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control blocks every predetermined period.

図2に示すように、マイコン29は、モータ21を制御する電流指令値を演算する電流指令値演算部31と、上記駆動回路40を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部44と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the microcomputer 29 includes a current command value calculation unit 31 that calculates a current command value for controlling the motor 21, and a motor control signal generation unit 44 that generates a motor control signal for controlling the drive circuit 40. It is equipped with.

電流指令値演算部31には、トルクセンサ26により検出された操舵トルクτ、及び車速センサ25により検出された車速Vが入力される。電流指令値演算部31は、その操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、アシストトルクの制御目標であるq軸電流指令値Iq*を、操舵トルク/q軸電流指令値マップより決定する。
尚、操舵トルク/q軸電流指令値マップは、同じ操舵トルクの場合、車速Vが小さいほど、大きなq軸電流指令値Iq*を決定するように構成されている。
The steering torque τ detected by the torque sensor 26 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 25 are input to the current command value calculation unit 31. Based on the steering torque τ and the vehicle speed V, the current command value calculation unit 31 determines the q-axis current command value Iq *, which is a control target for the assist torque, from the steering torque / q-axis current command value map.
The steering torque / q-axis current command value map is configured to determine a larger q-axis current command value Iq * as the vehicle speed V is smaller for the same steering torque.

モータ制御信号生成部44は、d/q変換演算部34、q軸PID制御部35、d軸PID制御部36、d/q逆変換演算部37、PWM出力部38、加速度/電流値変換部32、微分器55,56及び減算器53,54で構成されている。   The motor control signal generation unit 44 includes a d / q conversion calculation unit 34, a q-axis PID control unit 35, a d-axis PID control unit 36, a d / q reverse conversion calculation unit 37, a PWM output unit 38, and an acceleration / current value conversion unit. 32, differentiators 55 and 56, and subtractors 53 and 54.

モータ制御信号生成部44において、マイコン29は、実電流値検出センサ30u、30v、及び30wで検出された各相実電流値Iu、Iv、及びIwをd/q座標系に写像することにより(d/q変換)、d軸実電流値を求め、この値とd軸指令値(Id*=0)との偏差を求め、d軸PID制御部36を経由して、d軸電圧指令値Vd*を演算する。一方、マイコン29は、モータ回転角θmを一次微分器55、及び二次微分器56によって、モータ回転角加速度αmを求める。そして、求めたモータ回転角加速度αmを、加速度/電流値変換部32によって、q軸実電流値を求め、この値とq軸指令値との偏差を求め、q軸PID制御部35を経由して、q軸電圧指令値Vq*を演算する。   In the motor control signal generation unit 44, the microcomputer 29 maps the phase actual current values Iu, Iv, and Iw detected by the actual current value detection sensors 30u, 30v, and 30w to the d / q coordinate system ( d / q conversion), a d-axis actual current value is obtained, a deviation between this value and the d-axis command value (Id * = 0) is obtained, and the d-axis voltage command value Vd is obtained via the d-axis PID control unit 36. Calculate *. On the other hand, the microcomputer 29 obtains the motor rotation angular acceleration αm by using the primary differentiator 55 and the secondary differentiator 56 for the motor rotation angle θm. The obtained motor rotation angular acceleration αm is obtained by the acceleration / current value conversion unit 32 to obtain a q-axis actual current value, a deviation between this value and the q-axis command value is obtained, and the q-axis PID control unit 35 is passed through. The q-axis voltage command value Vq * is calculated.

そして、マイコン29は、演算されたd軸電圧指令値Vd*、及びq軸電圧指令値Vq*をd/q逆変換演算部37を経由してU相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、及びW相電圧指令値Vw*に変換されPWM出力部38に入力される。次に、駆動回路40を構成するFETのオン/オフタイミングを決定するDUTY指令値をPWM出力部38で生成し、そのDUTY指令値に基づいてゲートオン/オフ信号の出力を実行する。   Then, the microcomputer 29 sends the calculated d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * to the U-phase voltage command value Vu * and V-phase voltage command via the d / q inverse conversion calculation unit 37. It is converted into a value Vv * and a W-phase voltage command value Vw * and input to the PWM output unit 38. Next, the PWM output unit 38 generates a DUTY command value that determines the on / off timing of the FET constituting the drive circuit 40, and outputs a gate on / off signal based on the DUTY command value.

次に、本実施形態のマイコン29による加速度/電流値変換の処理手順について図3に基づいて説明する。
最初に、マイコン29は、モータ回転角θmを読み込む(ステップS101)。そして、マイコン29は、読み込んだモータ回転角θmを微分することによって、モータ回転角速度ωmを演算する(ステップS102)。更に、マイコン29は、演算されたモータ回転角速度ωmを微分することによって、モータ回転角加速度αmを演算する(ステップS103)。
Next, an acceleration / current value conversion processing procedure by the microcomputer 29 of this embodiment will be described with reference to FIG.
First, the microcomputer 29 reads the motor rotation angle θm (step S101). Then, the microcomputer 29 calculates the motor rotation angular velocity ωm by differentiating the read motor rotation angle θm (step S102). Further, the microcomputer 29 calculates the motor rotation angular acceleration αm by differentiating the calculated motor rotation angular velocity ωm (step S103).

次に、マイコン29は、演算されたモータ回転角加速度αmに、モータイナーシャノミナル値(Jmn)57を掛けた後、モータトルク定数ノミナル値(Ktn)58で除算することにより、q軸電流値Iqを求める(ステップS104)。そして、マイコン29は、求めたq軸電流値Iqを減算器53に出力して(ステップS105)、処理を終える。   Next, the microcomputer 29 multiplies the calculated motor rotational angular acceleration αm by a motor inertial nominal value (Jmn) 57 and then divides by a motor torque constant nominal value (Ktn) 58 to obtain a q-axis current value Iq. Is obtained (step S104). Then, the microcomputer 29 outputs the obtained q-axis current value Iq to the subtractor 53 (step S105) and ends the process.

次に、上記のように構成された本実施形態のEPS1の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、モータ回転角検出手段から検出したモータ回転角を二次微分してモータ回転角加速度を演算するモータ回転角加速度演算手段と、モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、電流値に変換する加速度/電流値変換手段を備えている。そして、モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、加速度/電流値変換手段にてq軸電流を求め、q軸指令電流との差分からq軸指令電圧を演算するq軸指令電圧演算手段を有する構成とした。
Next, the operation and effect of the EPS 1 of the present embodiment configured as described above will be described.
In this embodiment, the motor rotation angle acceleration calculating means for calculating the motor rotation angle acceleration by second-order differentiation of the motor rotation angle detected by the motor rotation angle detection means, and the motor rotation angle acceleration calculated by the motor rotation angle acceleration calculation means. Is provided with acceleration / current value conversion means for converting the current value into a current value. Then, the q-axis command voltage is obtained by calculating the q-axis command voltage from the difference from the q-axis command current by obtaining the q-axis current from the motor rotation angular acceleration calculated by the motor rotation angular acceleration calculation unit by the acceleration / current value conversion unit. It was set as the structure which has a calculating means.

即ち、モータ回転角加速度には、モータ温度等の外乱によって変化する状態が全て含まれているので、その値をq軸実電流値に変換して、電流制御ループにフィードバックすることにより、外乱変動に対する実電流の応答性が向上し、トルク変動を抑えることができる。   That is, since the motor rotation angular acceleration includes all states that change due to disturbances such as the motor temperature, the values are converted into q-axis actual current values and fed back to the current control loop to change the disturbances. The response of the actual current with respect to can be improved, and torque fluctuation can be suppressed.

その結果、温度センサ等のコストアップ要因となる検出センサが不要となり、コストの低減が図れるとともに、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。   As a result, a detection sensor such as a temperature sensor that causes an increase in cost is not required, and the cost can be reduced, and an electric power steering apparatus with good steering feeling can be provided.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置に具体化したが、本発明を伝達比可変装置や駆動力配分装置に適用してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in an electric power steering device, but the present invention may be applied to a transmission ratio variable device and a driving force distribution device.

・本実施形態では、本発明をコラムアシストEPSに具体化したが、本発明をラックアシストEPSやピニオンアシストEPSに適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied in the column assist EPS, but the present invention may be applied to a rack assist EPS or a pinion assist EPS.

・本実施形態では、本発明をモータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、加速度/電流値変換手段にてq軸電流を求め、その値をそのままq軸減算器にフィードバックしたが、上記q軸電流に操舵トルクの大きさによって変更可能なゲインを掛けて、q軸減算器にフィードバックしてもよい。 In this embodiment, the motor rotation angular acceleration calculated from the motor rotation angular acceleration calculation means according to the present invention is obtained by calculating the q-axis current by the acceleration / current value conversion means, and the value is directly fed back to the q-axis subtractor. The q-axis current may be multiplied by a gain that can be changed depending on the magnitude of the steering torque, and fed back to the q-axis subtractor.

1:電動パワーステアリング装置(EPS)、2:ステアリング、
3:ステアリングシャフト、4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、
8:コラムシャフト、9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:タイロッド、12:転舵輪、21:モータ、
22:モータ回転角センサ(モータ回転角検出手段)、23:減速機構、
24:EPSアクチュエータ(操舵力補助装置)、
25:車速センサ(車速検出手段)、26:トルクセンサ(操舵トルク検出手段)、27:ECU、28:バッテリ、29:マイコン(制御手段)、
30u、30v、30w:電流センサ(実電流検出手段)、
31:電流指令値演算部(アシスト力生成手段)、
32:加速度/電流値変換部(加速度/電流値変換手段)、
34:d/q変換演算部、35:q軸PID制御部、36:d軸PID制御部、
37:d/q逆変換演算部、38:PWM出力部、40:駆動回路、
44:モータ制御信号生成部、53、54:減算器、
55:一次微分器、56:二次微分器、
57:モータイナーシャノミナル値(Jmn)、
58:モータトルク定数ノミナル値(Ktn)、
V:車速、τ:操舵トルク、θm:モータ回転角、
ωm:モータ回転角速度、αm:モータ回転角加速度、
Iu、Iv、Iw:各相電流値、
Iq*:q軸電流指令値、Iq:q軸電流値、ΔIq:q軸偏差電流値、
Id*:d軸電流指令値、Id:d軸電流値、ΔId:d軸偏差電流値、
Vq*:q軸電圧指令値、Vd*:d軸電圧指令値、
Vu*、Vv*、Vw*:各相電圧指令値
1: Electric power steering device (EPS), 2: Steering,
3: Steering shaft, 4: Rack and pinion mechanism, 5: Rack shaft,
8: column shaft, 9: intermediate shaft, 10: pinion shaft, 11: tie rod, 12: steered wheel, 21: motor,
22: Motor rotation angle sensor (motor rotation angle detection means), 23: Deceleration mechanism,
24: EPS actuator (steering force assist device),
25: vehicle speed sensor (vehicle speed detection means), 26: torque sensor (steering torque detection means), 27: ECU, 28: battery, 29: microcomputer (control means),
30u, 30v, 30w: current sensor (actual current detecting means),
31: Current command value calculation unit (assist force generation means),
32: Acceleration / current value conversion unit (acceleration / current value conversion means),
34: d / q conversion calculation unit, 35: q-axis PID control unit, 36: d-axis PID control unit,
37: d / q inverse conversion calculation unit, 38: PWM output unit, 40: drive circuit,
44: Motor control signal generator, 53, 54: Subtractor,
55: primary differentiator, 56: secondary differentiator,
57: Motor inertia nominal value (Jmn),
58: Motor torque constant nominal value (Ktn),
V: vehicle speed, τ: steering torque, θm: motor rotation angle,
ωm: motor rotation angular velocity, αm: motor rotation angular acceleration,
Iu, Iv, Iw: current value of each phase,
Iq *: q-axis current command value, Iq: q-axis current value, ΔIq: q-axis deviation current value,
Id *: d-axis current command value, Id: d-axis current value, ΔId: d-axis deviation current value,
Vq *: q-axis voltage command value, Vd *: d-axis voltage command value,
Vu *, Vv *, Vw *: Voltage command value for each phase

Claims (1)

モータによって操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記モータに流れる実電流を検出する実電流検出手段と、
前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速からアシスト力を生成するアシスト力生成手段と、
前記アシスト力生成手段によって生成されたアシスト力指令値に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記モータ回転角検出手段から検出したモータ回転角を二次微分してモータ回転角加速度を演算するモータ回転角加速度演算手段と、
前記モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、電流値に変換する加速度/電流値変換手段と、を有し、
前記制御手段は、前記実電流検出手段から検出した実電流をd/q軸変換によって、
d軸電流を求め、d軸指令電流との差分からd軸指令電圧を演算する、d軸指令電圧演算手段と、
前記モータ回転角加速度演算手段から演算したモータ回転角加速度を、前記加速度/電流値変換手段にてq軸電流を求め、q軸指令電流との差分からq軸指令電圧を演算するq軸指令電圧演算手段とを有し、
前記d軸指令電圧演算手段、及びq軸指令電圧演算手段より求められたd軸、q軸の指令電圧から、三相各相の電圧指令を求めること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering force assisting device provided to apply an assisting force to assist the steering operation to the steering system by the motor;
Steering torque detection means for detecting steering torque;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
An actual current detecting means for detecting an actual current flowing through the motor;
Motor rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the motor;
An assist force generating means for generating an assist force from the steering torque detected from the steering torque detecting means and the vehicle speed detected from the vehicle speed detecting means;
Control means for controlling the operation of the steering force assisting device by supplying drive power to a motor that is a drive source of the steering force assisting device based on the assist force command value generated by the assist force generating device. When,
In the electric power steering apparatus with
The control means includes motor rotation angular acceleration calculation means for calculating a motor rotation angular acceleration by secondarily differentiating the motor rotation angle detected from the motor rotation angle detection means;
Acceleration / current value conversion means for converting the motor rotation angular acceleration calculated from the motor rotation angular acceleration calculation means into a current value;
The control means converts the actual current detected from the actual current detection means by d / q axis conversion,
d-axis command voltage calculating means for obtaining a d-axis current and calculating a d-axis command voltage from a difference from the d-axis command current;
Q-axis command voltage for calculating the q-axis command voltage from the difference from the q-axis command current by obtaining the q-axis current from the motor rotation angular acceleration calculated by the motor rotation angular acceleration calculation unit by the acceleration / current value conversion unit. Computing means,
Obtaining a voltage command for each of the three phases from the d-axis and q-axis command voltages obtained from the d-axis command voltage computing means and the q-axis command voltage computing means;
An electric power steering device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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