JP2000159133A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- frequency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波領域における自励振動の発生を防止す
ることができる電動式パワーステアリング装置を提供す
る。 【解決手段】 電動式パワーステアリング装置１は、ス
テアリングシャフト１０に加わるトルクを検出するトル
クセンサ１２と、操舵補助力を付与する電動モータ３０
と、トルクセンサ１２出力に対して位相補償を行う位相
補償器２２と、位相補償器２２の出力に基づいて、電動
モータ３０を駆動するドライバ２６とを備えている。ト
ルクセンサ１２は、ステアリングシャフト１０の回転方
向に対して高い剛性を有している。位相補償器２２は、
低周波領域において所定値より小さく、かつ、高周波領
域において前記所定値より大きいゲインを用いて、トル
クセンサ１２の出力に対して位相補償を行う。
ることができる電動式パワーステアリング装置を提供す
る。 【解決手段】 電動式パワーステアリング装置１は、ス
テアリングシャフト１０に加わるトルクを検出するトル
クセンサ１２と、操舵補助力を付与する電動モータ３０
と、トルクセンサ１２出力に対して位相補償を行う位相
補償器２２と、位相補償器２２の出力に基づいて、電動
モータ３０を駆動するドライバ２６とを備えている。ト
ルクセンサ１２は、ステアリングシャフト１０の回転方
向に対して高い剛性を有している。位相補償器２２は、
低周波領域において所定値より小さく、かつ、高周波領
域において前記所定値より大きいゲインを用いて、トル
クセンサ１２の出力に対して位相補償を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングシャ
フトの回転方向に対して高い剛性を有するトルクセンサ
の出力に対する位相補償技術に関する。
フトの回転方向に対して高い剛性を有するトルクセンサ
の出力に対する位相補償技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、制御を安定化することを目的とし
て、トルクセンサの出力に対して位相を進める位相進み
補償を行う技術が知られている。このような位相補償技
術は、例えば、特許公報第２５５８１２０号に開示され
ている。
て、トルクセンサの出力に対して位相を進める位相進み
補償を行う技術が知られている。このような位相補償技
術は、例えば、特許公報第２５５８１２０号に開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の位相進み補償に
よれば、高周波領域でトルクセンサの出力（トルクセン
サ値）のゲインが増加してしまう。また、軸の回転方向
に対して高い剛性を有するトルクセンサは、軸の回転方
向に対して低い剛性を有するトルクセンサに比べて、高
周波領域で高いゲイン特性を有している。従って、軸の
回転方向に高い剛性を有するトルクセンサの出力に従来
の位相進み補償をそのまま適用すると、位相進み補償に
より高周波領域でトルクセンサの出力（トルクセンサ
値）のゲインがさらに増加してしまう。その結果、高周
波領域でトルクセンサの小さな出力が大きく増幅される
ので、１００Ｈｚから数１０００Ｈｚ程度の自励振動が
発生しやすいという問題点があった。
よれば、高周波領域でトルクセンサの出力（トルクセン
サ値）のゲインが増加してしまう。また、軸の回転方向
に対して高い剛性を有するトルクセンサは、軸の回転方
向に対して低い剛性を有するトルクセンサに比べて、高
周波領域で高いゲイン特性を有している。従って、軸の
回転方向に高い剛性を有するトルクセンサの出力に従来
の位相進み補償をそのまま適用すると、位相進み補償に
より高周波領域でトルクセンサの出力（トルクセンサ
値）のゲインがさらに増加してしまう。その結果、高周
波領域でトルクセンサの小さな出力が大きく増幅される
ので、１００Ｈｚから数１０００Ｈｚ程度の自励振動が
発生しやすいという問題点があった。
【０００４】本発明は、高周波領域における自励振動の
発生を防止することができる電動式パワーステアリング
装置を提供することを目的とする。
発生を防止することができる電動式パワーステアリング
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電動式パワース
テアリング装置は、ステアリングシャフトの回転方向に
対して高い剛性を有し、前記ステアリングシャフトに加
わるトルクを検出するトルクセンサと、操舵補助力を付
与する電動モータと、前記トルクセンサの出力に対して
位相補償を行う位相補償器と、前記位相補償器の出力に
基づいて、前記電動モータを駆動するドライバとを備
え、前記位相補償器は、低周波領域において所定値より
小さくなる領域を有し、かつ、高周波領域において前記
所定値より大きくなる領域を有するゲインを用いて、前
記トルクセンサの出力に対して位相補償を行うことを特
徴し、これにより、上記目的が達成される。
テアリング装置は、ステアリングシャフトの回転方向に
対して高い剛性を有し、前記ステアリングシャフトに加
わるトルクを検出するトルクセンサと、操舵補助力を付
与する電動モータと、前記トルクセンサの出力に対して
位相補償を行う位相補償器と、前記位相補償器の出力に
基づいて、前記電動モータを駆動するドライバとを備
え、前記位相補償器は、低周波領域において所定値より
小さくなる領域を有し、かつ、高周波領域において前記
所定値より大きくなる領域を有するゲインを用いて、前
記トルクセンサの出力に対して位相補償を行うことを特
徴し、これにより、上記目的が達成される。
【０００６】前記トルクセンサは、ばね要素を持たない
トルクセンサであってもよい。
トルクセンサであってもよい。
【０００７】前記トルクセンサは、前記ステアリングシ
ャフトのねじれを検出するトルクセンサであってもよ
い。
ャフトのねじれを検出するトルクセンサであってもよ
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施の形態の電動式パワ
ーステアリング装置１の構成を示す。
ーステアリング装置１の構成を示す。
【００１０】電動式パワーステアリング装置１は、ステ
アリングシャフト１０に加わるトルクを検出するトルク
センサ１２と、トルクセンサ１２の出力（トルクセンサ
値Ｔ s）に基づいて電動モータ３０を制御するＥＣＵ２
０と、ＥＣＵ２０からの出力に基づいて操舵補助力を付
与する電動モータ３０とを含む。
アリングシャフト１０に加わるトルクを検出するトルク
センサ１２と、トルクセンサ１２の出力（トルクセンサ
値Ｔ s）に基づいて電動モータ３０を制御するＥＣＵ２
０と、ＥＣＵ２０からの出力に基づいて操舵補助力を付
与する電動モータ３０とを含む。
【００１１】ステアリングシャフト１０の一端は、ステ
アリングホイール８に接続されている。ステアリングシ
ャフト１０の他端は、操舵輪転舵機構４０に接続されて
いる。操舵輪転舵機構４０は、操舵輪４２ａ、４２ｂに
接続されており、ステアリングシャフト１０の回転に従
って操舵輪４２ａ、４２ｂを転舵する。
アリングホイール８に接続されている。ステアリングシ
ャフト１０の他端は、操舵輪転舵機構４０に接続されて
いる。操舵輪転舵機構４０は、操舵輪４２ａ、４２ｂに
接続されており、ステアリングシャフト１０の回転に従
って操舵輪４２ａ、４２ｂを転舵する。
【００１２】電動モータ３０の回転軸の先端にはピニオ
ンギア３２が設けられている。ピニオンギア３２は、ス
テアリングシャフト１０と同軸に設けられているハイポ
イドギアと噛み合っている。
ンギア３２が設けられている。ピニオンギア３２は、ス
テアリングシャフト１０と同軸に設けられているハイポ
イドギアと噛み合っている。
【００１３】トルクセンサ１２は、ステアリングシャフ
ト１０の回転方向に対して高い剛性を有する。そのよう
な高い剛性を有するトルクセンサとしては、例えば、磁
歪式のトルクセンサが知られている。以下、トルクセン
サ１２は、磁歪式のトルクセンサであると仮定して説明
する。しかし、本発明は、ステアリングシャフト１０の
回転方向に対して高い剛性を有する任意のトルクセンサ
に適用可能である。本発明の適用が磁歪式のトルクセン
サに限定されるわけではない。例えば、トルクセンサ１
２は、ステアリングシャフト１０自体のねじれを検出す
るタイプのトルクセンサであってもよい。
ト１０の回転方向に対して高い剛性を有する。そのよう
な高い剛性を有するトルクセンサとしては、例えば、磁
歪式のトルクセンサが知られている。以下、トルクセン
サ１２は、磁歪式のトルクセンサであると仮定して説明
する。しかし、本発明は、ステアリングシャフト１０の
回転方向に対して高い剛性を有する任意のトルクセンサ
に適用可能である。本発明の適用が磁歪式のトルクセン
サに限定されるわけではない。例えば、トルクセンサ１
２は、ステアリングシャフト１０自体のねじれを検出す
るタイプのトルクセンサであってもよい。
【００１４】図２は、磁歪式のトルクセンサ１２の構造
を示す。ステアリングシャフト１０の表面に磁歪膜１２
ａ、１２ｂが設けられている。励磁検出コイル１２ｃに
流れる電流を検出することにより、磁歪膜１２ａ、１２
ｂの表面歪εTが得られる。トルクセンサ１２のトルク
センサ値Ｔsは、磁歪膜１２ａ、１２ｂの表面歪εTに基
づいて算出される。
を示す。ステアリングシャフト１０の表面に磁歪膜１２
ａ、１２ｂが設けられている。励磁検出コイル１２ｃに
流れる電流を検出することにより、磁歪膜１２ａ、１２
ｂの表面歪εTが得られる。トルクセンサ１２のトルク
センサ値Ｔsは、磁歪膜１２ａ、１２ｂの表面歪εTに基
づいて算出される。
【００１５】磁歪式のトルクセンサ１２は、ステアリン
グシャフト１０の第１部分とその第１部分と分離された
第２部分とをばね要素を介して接続し、第１部分に対す
る第２部分の相対的なねじれを検出することにより、ト
ルクセンサ値Ｔsを出力するタイプのトルクセンサとは
異なり、ばね要素を有していない。言い換えれば、磁歪
式のトルクセンサ１２は、ばね要素によってステアリン
グシャフトが分断されていないものである。もちろん、
磁歪式のトルクセンサに限らず、入力軸側と出力軸側と
がばね要素を介して接続されていない（すなわち、ばね
要素によって分断されていない）ものであれば良いこと
は言うまでもない。また、ここにいうばね要素とは、ト
ーションバーのような弾性部材等、トルクセンサの検出
方向（上記の場合はねじれ方向）に撓みやすくなってい
るものをいう。
グシャフト１０の第１部分とその第１部分と分離された
第２部分とをばね要素を介して接続し、第１部分に対す
る第２部分の相対的なねじれを検出することにより、ト
ルクセンサ値Ｔsを出力するタイプのトルクセンサとは
異なり、ばね要素を有していない。言い換えれば、磁歪
式のトルクセンサ１２は、ばね要素によってステアリン
グシャフトが分断されていないものである。もちろん、
磁歪式のトルクセンサに限らず、入力軸側と出力軸側と
がばね要素を介して接続されていない（すなわち、ばね
要素によって分断されていない）ものであれば良いこと
は言うまでもない。また、ここにいうばね要素とは、ト
ーションバーのような弾性部材等、トルクセンサの検出
方向（上記の場合はねじれ方向）に撓みやすくなってい
るものをいう。
【００１６】図３は、ＥＣＵ２０の構成を示す。ＥＣＵ
２０は、位相補償器２２と基本アシストマップ部２４
と、ドライバ２６とを含む。
２０は、位相補償器２２と基本アシストマップ部２４
と、ドライバ２６とを含む。
【００１７】位相補償器２２は、トルクセンサ１２の出
力（トルクセンサ値Ｔs）に対して位相補償を行う。こ
の位相補償の処理については、図４を参照して後述す
る。位相補償されたトルクセンサ値Ｔsは、トルクセン
サ値Ｔs〜として基本アシストマップ部２４に出力され
る。あるいは、トルクセンサ値Ｔsに一定のゲインを乗
じたものをトルクセンサ値Ｔs〜として基本アシストマ
ップ部２４に出力してもよい。
力（トルクセンサ値Ｔs）に対して位相補償を行う。こ
の位相補償の処理については、図４を参照して後述す
る。位相補償されたトルクセンサ値Ｔsは、トルクセン
サ値Ｔs〜として基本アシストマップ部２４に出力され
る。あるいは、トルクセンサ値Ｔsに一定のゲインを乗
じたものをトルクセンサ値Ｔs〜として基本アシストマ
ップ部２４に出力してもよい。
【００１８】基本アシストマップ部２４は、変換マップ
に従って、トルクセンサ値Ｔs〜を電流目標値Ｉ〜に変
換する。このような変換マップは、例えば、ＥＣＵ２０
内のＲＯＭ（図示せず）に格納される。電流目標値Ｉ〜
は、ドライバ２６に出力される。あるいは、基本アシス
トマップ部２４の出力に加えて、戻し制御項および収斂
制御項を考慮して電流目標値Ｉ〜を決定し、その電流目
標値Ｉ〜をドライバ２６に出力するようにしてもよい。
に従って、トルクセンサ値Ｔs〜を電流目標値Ｉ〜に変
換する。このような変換マップは、例えば、ＥＣＵ２０
内のＲＯＭ（図示せず）に格納される。電流目標値Ｉ〜
は、ドライバ２６に出力される。あるいは、基本アシス
トマップ部２４の出力に加えて、戻し制御項および収斂
制御項を考慮して電流目標値Ｉ〜を決定し、その電流目
標値Ｉ〜をドライバ２６に出力するようにしてもよい。
【００１９】ドライバ２６は、電動モータ３０に実際に
流れる電流が電流目標値Ｉ〜に一致するように電動モー
タ３０をフィードバック制御する。
流れる電流が電流目標値Ｉ〜に一致するように電動モー
タ３０をフィードバック制御する。
【００２０】ここで、位相補償器２２、基本アシストマ
ップ部２４およびドライバ２６の機能は、いずれもＥＣ
Ｕ２０によって実行されるプログラムによって実現され
得る。この場合には、図３は、ＥＣＵ２０の機能ブロッ
ク図として理解され得る。
ップ部２４およびドライバ２６の機能は、いずれもＥＣ
Ｕ２０によって実行されるプログラムによって実現され
得る。この場合には、図３は、ＥＣＵ２０の機能ブロッ
ク図として理解され得る。
【００２１】なお、本明細書では、「Ｘ〜」という表記
は「Ｘ」の上に〜を付した表記と同義であると定義す
る。Ｘは任意の記号である。
は「Ｘ」の上に〜を付した表記と同義であると定義す
る。Ｘは任意の記号である。
【００２２】以下、位相補償器２２による位相補償の処
理を説明する。本実施の形態の位相補償の処理は、（数
１）に示される伝達関数Ｐ1（ｓ）によって表される。
理を説明する。本実施の形態の位相補償の処理は、（数
１）に示される伝達関数Ｐ1（ｓ）によって表される。
【００２３】
【数１】Ｐ1（ｓ）＝｛（Ｔ2ｓ＋１）（Ｔ3ｓ＋１）｝
／｛（Ｔ1ｓ＋１）（Ｔ4ｓ＋１）｝ ここで、Ｔi＝１／（２πｆi）（ｉ＝１，２，３，４）
である。ｆ1、ｆ2、ｆ 3およびｆ4は、図４に示される周
波数をそれぞれ示す。
／｛（Ｔ1ｓ＋１）（Ｔ4ｓ＋１）｝ ここで、Ｔi＝１／（２πｆi）（ｉ＝１，２，３，４）
である。ｆ1、ｆ2、ｆ 3およびｆ4は、図４に示される周
波数をそれぞれ示す。
【００２４】図４は、伝達関数Ｐ1（ｓ）を表すボード
線図である。伝達関数Ｐ1（ｓ）は、ゲインＧ1と位相Ｐ
1という２つのパラメータによって表現される。
線図である。伝達関数Ｐ1（ｓ）は、ゲインＧ1と位相Ｐ
1という２つのパラメータによって表現される。
【００２５】図４に示されるように、ゲインＧ1は、低
周波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより小さい
領域）において０ｄＢから若干小さくなる（周波数が高
くなるに従って減少する方向の傾き）領域を有し、高周
波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより大きい領
域）において０ｄＢより大きくなる（周波数が高くなる
に従って増加する方向の傾き）領域を有する。ただし、
周波数ｆaがゲインＧ1が０になる周波数であることは必
須ではない。周波数ｆaの位置は、図４に示される位置
から左右にシフトされ得る。位相Ｐ1は、低周波領域
（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより小さい領域）に
おいて０ｄｅｇより若干小さくなる領域を有する。位相
Ｐ1は、高周波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaよ
り大きい領域）において０ｄｅｇより大きくなる領域を
有する。折点周波数ｆ1からｆ2においては位相Ｐ1が進
み、高周波領域の周波数ｆpにおいて位相Ｐ1の位相進み
が最大となる。
周波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより小さい
領域）において０ｄＢから若干小さくなる（周波数が高
くなるに従って減少する方向の傾き）領域を有し、高周
波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより大きい領
域）において０ｄＢより大きくなる（周波数が高くなる
に従って増加する方向の傾き）領域を有する。ただし、
周波数ｆaがゲインＧ1が０になる周波数であることは必
須ではない。周波数ｆaの位置は、図４に示される位置
から左右にシフトされ得る。位相Ｐ1は、低周波領域
（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaより小さい領域）に
おいて０ｄｅｇより若干小さくなる領域を有する。位相
Ｐ1は、高周波領域（すなわち、周波数ｆが所定値ｆaよ
り大きい領域）において０ｄｅｇより大きくなる領域を
有する。折点周波数ｆ1からｆ2においては位相Ｐ1が進
み、高周波領域の周波数ｆpにおいて位相Ｐ1の位相進み
が最大となる。
【００２６】ここで、上記位相補償について詳細に説明
する。
する。
【００２７】位相補償は、コントローラ（本実施の形態
ではＥＣＵ２０の一部）とステアリング系のプラント
（電動モータ３０やトルクセンサ１２を含む）とからな
るフィードバック制御系を安定化させる目的で行われ
る。すなわち、例えばトルクセンサ１２（ステアリング
系のプラントの一部）の出力値のＥＣＵ２０（コントロ
ーラ）への入力から、トルクセンサ１２の出力までのフ
ィードバック制御系の開ループ伝達関数を考えた際に、
その位相が−１８０ｄｅｇとなる周波数（交差周波数）
において、伝達関数のゲインを０ｄＢよりも小さくする
のである。
ではＥＣＵ２０の一部）とステアリング系のプラント
（電動モータ３０やトルクセンサ１２を含む）とからな
るフィードバック制御系を安定化させる目的で行われ
る。すなわち、例えばトルクセンサ１２（ステアリング
系のプラントの一部）の出力値のＥＣＵ２０（コントロ
ーラ）への入力から、トルクセンサ１２の出力までのフ
ィードバック制御系の開ループ伝達関数を考えた際に、
その位相が−１８０ｄｅｇとなる周波数（交差周波数）
において、伝達関数のゲインを０ｄＢよりも小さくする
のである。
【００２８】そのために、高周波域で位相を進ませて、
交差周波数を高周波側へシフトさせることが考えられる
が、位相とゲインを独立では考えることはできず、位相
を進ませるとゲインが大きくなってしまう。
交差周波数を高周波側へシフトさせることが考えられる
が、位相とゲインを独立では考えることはできず、位相
を進ませるとゲインが大きくなってしまう。
【００２９】例えば、トルクセンサ１２（ステアリング
系のプラントの一部）の出力に対して、図５のボード線
図に示されるように、（数２）に示される伝達関数Ｐ2
（ｓ）で表される位相補償を行ったとする。
系のプラントの一部）の出力に対して、図５のボード線
図に示されるように、（数２）に示される伝達関数Ｐ2
（ｓ）で表される位相補償を行ったとする。
【００３０】
【数２】Ｐ2（ｓ）＝（Ｔ1ｓ＋１）／（Ｔ2ｓ＋１） ここで、Ｔi＝１／（２πｆi）（ｉ＝１，２）である。
ｆ1およびｆ2は、図５に示される周波数をそれぞれ示
す。
ｆ1およびｆ2は、図５に示される周波数をそれぞれ示
す。
【００３１】すなわち、ある周波数ｆp（前述のフィー
ドバック制御系の交差周波数近傍の周波数）において位
相を進めるように折点周波数ｆ1、ｆ2を決めるとゲイン
がそれに伴って増加する。トルクセンサ１２は高剛性で
あるため、トーションバー等のばね要素をもつ低剛性の
トルクセンサを用いた場合に比して、前述のフィードバ
ック制御系の交差周波数近傍の伝達関数のゲインが高く
なっている。従って、図５のボード線図に示されるよう
な位相補償を行うと、もともと高いゲインをさらに高く
することとなり、制御系を安定化させることができな
い。位相は進むが、ゲインが高くなりすぎるからであ
る。
ドバック制御系の交差周波数近傍の周波数）において位
相を進めるように折点周波数ｆ1、ｆ2を決めるとゲイン
がそれに伴って増加する。トルクセンサ１２は高剛性で
あるため、トーションバー等のばね要素をもつ低剛性の
トルクセンサを用いた場合に比して、前述のフィードバ
ック制御系の交差周波数近傍の伝達関数のゲインが高く
なっている。従って、図５のボード線図に示されるよう
な位相補償を行うと、もともと高いゲインをさらに高く
することとなり、制御系を安定化させることができな
い。位相は進むが、ゲインが高くなりすぎるからであ
る。
【００３２】そこで、図５に示される位相補償とは逆の
位相を遅らせることを加えて、本実施の形態のような位
相補償を行う。すなわち、低周波域で若干位相を遅ら
せ、高周波域で位相を進ませるようにする。従って、ゲ
インは、低周波域で若干小さくなる領域が存在し、高周
波域で大きくなる領域が存在することとなる。
位相を遅らせることを加えて、本実施の形態のような位
相補償を行う。すなわち、低周波域で若干位相を遅ら
せ、高周波域で位相を進ませるようにする。従って、ゲ
インは、低周波域で若干小さくなる領域が存在し、高周
波域で大きくなる領域が存在することとなる。
【００３３】詳細には、図４に示されるように、低周波
域の折点周波数ｆ3からゲインが０ｄＢより小さくなり
始め、折点周波数ｆ4で最も小さくなる。また、折点周
波数ｆ3とｆ4との間の周波数ｆbにおいて、位相が遅れ
のピークとなり、さらに高周波側に移るにしたがって位
相の遅れはなくなる。そして、高周波域の折点周波数ｆ
1からゲインが大きくなり始め、折点周波数ｆ2で最も大
きくなる。この折点周波数ｆ1とｆ2との間の周波数ｆp
において位相は最も進む。この周波数ｆpは、前述の開
ループの伝達関数の交差周波数近傍とされている。ま
た、折点周波数ｆ4のゲインの絶対値よりも折点周波数
ｆ2のゲインの絶対値の方が大きくなっている。これ
は、低周波側での位相の遅れをあまり大きくすることが
ないようにするためのものである。
域の折点周波数ｆ3からゲインが０ｄＢより小さくなり
始め、折点周波数ｆ4で最も小さくなる。また、折点周
波数ｆ3とｆ4との間の周波数ｆbにおいて、位相が遅れ
のピークとなり、さらに高周波側に移るにしたがって位
相の遅れはなくなる。そして、高周波域の折点周波数ｆ
1からゲインが大きくなり始め、折点周波数ｆ2で最も大
きくなる。この折点周波数ｆ1とｆ2との間の周波数ｆp
において位相は最も進む。この周波数ｆpは、前述の開
ループの伝達関数の交差周波数近傍とされている。ま
た、折点周波数ｆ4のゲインの絶対値よりも折点周波数
ｆ2のゲインの絶対値の方が大きくなっている。これ
は、低周波側での位相の遅れをあまり大きくすることが
ないようにするためのものである。
【００３４】ここで、ゲインの増加分および減少分は、
折点周波数ｆ1、ｆ2の差および折点周波数ｆ3、ｆ4の差
によってそれぞれ決まり、低周波域で一旦ゲインが小さ
くなっているため、ゲインの最大値（すなわち、折点周
波数ｆ2におけるゲイン）は、図５のように単に位相を
進ませた場合に比して小さくなっている。従って、前述
の開ループ伝達関数のゲインは、図５のように単に位相
を進ませた場合に比してその増加分が少なくなる。一
方、位相の進行分および遅延分も、折点周波数ｆ 1、ｆ2
の差および折点周波数ｆ3、ｆ4の差によってそれぞれ決
まるため、これらは、図５のように単に位相を進ませた
場合と同等のものとなる。従って、前述の開ループの伝
達関数の交差周波数近傍での位相は、単に位相補償で位
相を進ませた場合と同等のものとすることができる。
折点周波数ｆ1、ｆ2の差および折点周波数ｆ3、ｆ4の差
によってそれぞれ決まり、低周波域で一旦ゲインが小さ
くなっているため、ゲインの最大値（すなわち、折点周
波数ｆ2におけるゲイン）は、図５のように単に位相を
進ませた場合に比して小さくなっている。従って、前述
の開ループ伝達関数のゲインは、図５のように単に位相
を進ませた場合に比してその増加分が少なくなる。一
方、位相の進行分および遅延分も、折点周波数ｆ 1、ｆ2
の差および折点周波数ｆ3、ｆ4の差によってそれぞれ決
まるため、これらは、図５のように単に位相を進ませた
場合と同等のものとなる。従って、前述の開ループの伝
達関数の交差周波数近傍での位相は、単に位相補償で位
相を進ませた場合と同等のものとすることができる。
【００３５】図６には、本実施の形態の開ループ伝達関
数のボード線図（実線）と、図５のように単に位相を進
めた場合のボード線図（一点鎖線）と、位相補償を行わ
ない場合のボード線図（破線）との比較図が示されてい
る。この図から分かるように、位相補償を行わない場合
と図５のように単に位相を進めた場合では、交差周波数
近傍のゲインは０ｄＢよりも大きくなっているものの、
本実施の形態の場合においてはその交差周波数近傍のゲ
インは０ｄＢよりも小さくなっており、フィードバック
制御系が安定化されている。
数のボード線図（実線）と、図５のように単に位相を進
めた場合のボード線図（一点鎖線）と、位相補償を行わ
ない場合のボード線図（破線）との比較図が示されてい
る。この図から分かるように、位相補償を行わない場合
と図５のように単に位相を進めた場合では、交差周波数
近傍のゲインは０ｄＢよりも大きくなっているものの、
本実施の形態の場合においてはその交差周波数近傍のゲ
インは０ｄＢよりも小さくなっており、フィードバック
制御系が安定化されている。
【００３６】すなわち、本実施の形態によれば、前述の
開ループの伝達関数の交差周波数近傍において、ゲイン
の増加を抑えた状態で位相を進めることができ、トルク
センサの剛性が高いにもかかわらず、フィードバック制
御系を容易に安定化させることができる。
開ループの伝達関数の交差周波数近傍において、ゲイン
の増加を抑えた状態で位相を進めることができ、トルク
センサの剛性が高いにもかかわらず、フィードバック制
御系を容易に安定化させることができる。
【００３７】また、位相補償部２２のゲイン位相特性
は、本実施の形態のものに限定されるものではなく、本
発明を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言う
までもない。その結果、自励振動の発生が防止される。
は、本実施の形態のものに限定されるものではなく、本
発明を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言う
までもない。その結果、自励振動の発生が防止される。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、低周波領域において所
定値より小さくなる領域を有し、かつ、高周波領域にお
いて前記所定値より大きくなる領域を有するゲインを用
いて、トルクセンサの出力に対する位相補償が行なわれ
る。これにより、高周波領域でのトルクセンサの出力の
ゲインが抑制される。その結果、自励振動の発生が防止
される。
定値より小さくなる領域を有し、かつ、高周波領域にお
いて前記所定値より大きくなる領域を有するゲインを用
いて、トルクセンサの出力に対する位相補償が行なわれ
る。これにより、高周波領域でのトルクセンサの出力の
ゲインが抑制される。その結果、自励振動の発生が防止
される。
【図１】本発明の実施の形態の電動式パワーステアリン
グ装置１の構成を示す図である。
グ装置１の構成を示す図である。
【図２】磁歪式のトルクセンサ１２の構造を示す図であ
る。
る。
【図３】ＥＣＵ２０の構成を示す図である。
【図４】伝達関数Ｐ1（ｓ）を表すボード線図である。
【図５】従来の伝達関数Ｐ2（ｓ）を表すボード線図で
ある。
ある。
【図６】位相補償されたトルクセンサ値のゲイン特性を
示す図である。
示す図である。
１ 電動式パワーステアリング装置 ８ ステアリングホイール １０ ステアリングシャフト １２ トルクセンサ ２０ ＥＣＵ ２２ 位相補償器 ２４ 基本アシストマップ部 ２６ ドライバ ３０ 電動モータ ３２ ピニオンギア ３４ ハイポイドギア ４０ 操舵輪転舵機構 ４２ａ、４２ｂ 操舵輪
Claims (3)
- 【請求項１】 ステアリングシャフトの回転方向に対し
て高い剛性を有し、前記ステアリングシャフトに加わる
トルクを検出するトルクセンサと、 操舵補助力を付与する電動モータと、 前記トルクセンサの出力に対して位相補償を行う位相補
償器と、 前記位相補償器の出力に基づいて、前記電動モータを駆
動するドライバとを備え、 前記位相補償器は、 低周波領域において所定値より小さくなる領域を有し、
かつ、高周波領域において前記所定値より大きくなる領
域を有するゲインを用いて、前記トルクセンサの出力に
対して位相補償を行うことを特徴とする、電動式パワー
ステアリング装置。 - 【請求項２】 前記トルクセンサは、ばね要素を持たな
いトルクセンサである、請求項１に記載の電動式パワー
ステアリング装置。 - 【請求項３】 前記トルクセンサは、前記ステアリング
シャフトのねじれを検出するトルクセンサである、請求
項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33173098A JP2000159133A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電動式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33173098A JP2000159133A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000159133A true JP2000159133A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18246968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33173098A Pending JP2000159133A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000159133A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006088989A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
| JP2007186001A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2008168798A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Honda Motor Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2008170450A (ja) * | 2008-02-12 | 2008-07-24 | Honda Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
| JP2010163109A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング制御装置 |
| WO2015162661A1 (ja) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP33173098A patent/JP2000159133A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006088989A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
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| JP4664927B2 (ja) * | 2007-01-12 | 2011-04-06 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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| JP6022117B2 (ja) * | 2014-04-21 | 2016-11-09 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| CN106232459A (zh) * | 2014-04-21 | 2016-12-14 | 三菱电机株式会社 | 电动助力转向装置 |
| CN106232459B (zh) * | 2014-04-21 | 2018-06-15 | 三菱电机株式会社 | 电动助力转向装置 |
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