JP2002002516A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2002002516A
JP2002002516A JP2000184413A JP2000184413A JP2002002516A JP 2002002516 A JP2002002516 A JP 2002002516A JP 2000184413 A JP2000184413 A JP 2000184413A JP 2000184413 A JP2000184413 A JP 2000184413A JP 2002002516 A JP2002002516 A JP 2002002516A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドル戻し時に精度の高い中立点を推定し
て効率的にステアリング機構を戻すことができる電動パ
ワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 中立点推定部200は、舵角速度ωを入
力として舵角速度ωに関連する中立点推定度C1 を出力
するファジー推論器210、操舵トルクTを入力として
操舵トルクTに関連する中立点推定度C2 を出力するフ
ァジー推論器220、車速Vと経過時間tを入力として
車速Vと経過時間tに関連する中立点推定度C4 を出力
するファジー推論器240を備え、C1 とC2 を乗算
し、その結果にC4 を乗算してC5 (Cm )を得、繰り
返し演算により精度の高い中立点推定度Cm を得る。中
立点推定度Cm に基づいて、電流パラメータ、ハンドル
戻し時のデッドバンドの幅のパラメータ、車速に対応し
たパラメータなど使用して操舵補助モータの電流指令値
を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動式パワース
テアリング装置に関し、特に、低速度走行時におけるス
テアリング機構の戻り特性を改善した電動式パワーステ
アリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動式パワーステアリング装置は、トル
クセンサにより検出された操舵トルクと車速センサによ
り検出された車両速度とに基づいて操舵機構に結合され
た操舵補助モータを駆動制御し、操舵補助力をステアリ
ング機構に与えるもので、一般的には、低速度走行時に
は操舵補助モータによる操舵補助力を大きく設定してス
テアリングホイールの操作を軽く行えるようにし、高速
走行時には操舵補助モータによる操舵補助力を小さく、
或いは零に設定してステアリングホイールの操作を重く
し、安全に走行できるように操舵補助モータを制御して
いる。
【0003】運転者が操向ハンドルを操作して車両がカ
ーブを通過するとき、ステアリング装置はタイヤが路面
から受ける反力により中立点、即ち直線走行位置に戻る
ような力を受ける。このため、車両がカーブを通過し終
えたとき、運転者が操向ハンドルから手を離すと、ステ
アリング装置は路面から受ける反力により自然に中立点
に復帰し、操向ハンドルは逆方向に回転する。このよう
な動作は一般に「ハンドル戻し」と呼ばれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動式パワース
テアリング装置では、操舵補助モータの回転を減速ギア
機構を介して舵取り機構に伝達しているため、操舵補助
モータの慣性モーメントや減速ギア機構の摩擦等が影響
し、特に低速度走行時における「ハンドル戻し」即ちス
テアリング機構の戻りが悪いという不都合があつた。
【0005】この対応としては、ステアリングシャフト
に設けられた舵角センサを使用して舵角を検出し、操舵
補助モータを駆動してステアリング機構を中立点、即ち
車両が直線走行する位置に戻すように制御する必要があ
るが、舵角センサの取付誤差やステアリング機構の組立
誤差等のため、舵角センサで検出された舵角が零の位置
とステアリング機構が直線走行する位置(中立点)とは
必ずしも一致しない。この発明は上記した種々の課題を
解決することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項1の発明は、少なくとも操舵トル
ク検出手段を備え、検出された操舵トルクに基づいて演
算された電流指令値に基づいてステアリング機構に結合
された操舵補助モータを駆動制御する電動パワーステア
リング装置において、ステアリングシャフトに入力され
た舵角を検出する舵角センサと、前記舵角センサにより
検出された舵角と、舵角センサにより検出された舵角速
度、及びトルクセンサにより検出された操舵トルクとに
基づいて前記ステアリング機構の中立点を推定する中立
点推定手段と、前記推定された中立点にステアリング機
構を戻すように操舵補助モータの電流指令値を演算し、
操舵補助モータを駆動制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0007】そして、前記中立点推定手段は、検出され
た舵角速度を入力とするファジー推論により推定した第
1の中立点推定度と、検出された操舵トルクを入力とす
るファジー推論により推定した第2の中立点推定度と、
第1の中立点推定度と第2の中立点推定度との積が零で
ない状態の継続時間と検出された車速を入力とするファ
ジー推論により推定した第3の中立点推定度とに基づい
てステアリング機構の中立点を推定する中立点推定手段
である。
【0008】また、前記制御手段は、前記中立点推定手
段により推定された中立点情報を入力とするファジー推
論により推定したハンドル戻し時の操舵補助モータの電
流を規定する第1のパラメータ、ハンドル戻し時のデッ
ドバンドの幅を規定する第2のパラメータ、及び車速に
対応したゲインとに基づいて演算されたハンドル戻し時
の補正電流指令値により操舵補助モータの電流指令値を
補正する。
【0009】さらに、前記ステアリング機構は転がり式
ラック・ピニオン機構を採用してもよい。
【0010】また、ラック・ピニオン機構を採用する場
合はピニオン軸から操舵補助モータ軸までの伝動機構中
に弾性体を介在させる構成としてもよく、転がり式ラッ
ク・ピニオン機構を採用する場合はピニオン軸から操舵
補助モータ軸までの伝動機構中に弾性体を介在させる構
成としてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】[電動パワーステアリング装置の
構成の概略]以下、この発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1は、この発明のハンドル戻し制御を
実施するに適した電動パワーステアリング装置10の構
成の概略を説明する図である。
【0012】操向ハンドル11が取り付けられた舵輪軸
12は、減速ギア27、ユニバーサルジョイント16
a、16b、転がり式ラック・ピニオン機構17を経て
操向車輪のタイロッド18に結合されている。舵輪軸1
2には、舵角を検出する舵角センサ13、及び操舵トル
クを検出するトルクセンサ14が設けられており、ま
た、操舵力を補助する操舵補助モータ25がクラッチ2
6、減速ギア27を介して操舵軸12に結合している。
【0013】電動パワーステアリング装置を制御する電
子制御回路20は、バッテリ21からイグニッションキ
ー22を経て給電される。電子制御回路20はCPUで
構成され、トルクセンサ14で検出された操舵トルクと
車速センサ23で検出された車速に基づいて電流指令値
を演算し、演算された電流指令値に基づいて操舵補助モ
ータ25に供給する電流を制御する。なお、電子制御回
路20のCPUは、このほか、以下に説明するハンドル
戻しに関連する中立点の演算、ハンドル戻しの制御、そ
の他の演算制御も行う。
【0014】クラッチ26は電子制御回路20により制
御されるもので、クラッチ26は通常の動作状態では結
合しており、電子制御回路20により電動パワーステア
リング装置の故障が判定されたとき、及び電源がOFF
の場合に切り離される。
【0015】図2は、上記した転がり式ラック・ピニオ
ン機構17の要部の構成を示す断面図である。図2にお
いて、31は入力軸で、舵輪軸12の回転はユニバーサ
ルジョイント16a、16bを経て入力軸31に伝達さ
れる。入力軸31の下部には回動可能にピニオン軸32
が同軸的に装着されている。
【0016】ピニオン軸32は、ギヤボックス30の内
部に配置された軸受33a、33bにより支承される。
ピニオン軸32の外周にはピニオン歯32aが形成さ
れ、ピニオン歯32aにラック軸34のラック歯34a
が噛合し、ラック軸34を軸長方向(図2の表裏方向)
に変位させてタイロッド18 (図1参照) を介して操舵
輪(図示せず)に所望の舵角を付与するように構成され
ている。
【0017】ラック軸34のラック歯34aとピニオン
軸32のピニオン歯32aとの噛合関係を適切に保つた
めに、以下説明するプレッシャーパッド部35が設けら
れ、ラック軸34をピニオン軸32に向けて所定の押圧
力で押圧している。プレッシャーパッド部35は、ギヤ
ボックス30からピニオン軸32の軸線方向と直交する
方向に突出する略円筒形のハウジング30a内に設けら
れている。
【0018】プレッシャーパッド部35は、ローラ3
6、ニードル軸受37、ピン軸38、軸受ホルダ39、
パッド40、コイルスプリング41、アジャストスクリ
ュウ42から構成されている。ハウジング30a内に配
置された軸受ホルダ39にピン軸38が保持されてお
り、このピン軸38にローラ36がニードル軸受37を
介して回転自在に支持されている。
【0019】ローラ36は、ラック軸34のラック歯3
4aが形成されている側と反対側の外周面34cに転が
り接触するとともに、その反対側はパッド40に転がり
接触している。コイルスプリング41がパッド40とア
ジャストスクリュウ42との間に配置されており、パッ
ド40はコイルスプリング41の弾撥力によりローラ3
6をラック軸34に向けて押圧する。
【0020】以上の構成により、アジヤストスクリュウ
42を回転して軸方向に移動させることにより、コイル
スプリング41によるパッド40及びローラ36を介し
てラック軸34に向かう押圧力を調整し、ラック歯34
aとピニオン歯32aとの噛合状態を適切に設定するこ
とができる。このような転がり式ピニオン・ラック機構
によれば、ピニオンとラックとの間に高い負荷が掛かる
場合でも、適切な噛合状態が維持され、伝導効率を大幅
に向上させることができる。
【0021】図3は、操舵補助モータ25とウォームギ
ヤ減速機構の構成を示す部分断面図である。この構成の
特徴は、モータ25の減速機構に使用されるウォームホ
イール51とウォーム52とから構成されるウォームギ
ヤ機構において、操舵補助モータ25の回転軸25aと
ウォーム軸52aとは、図示を省略してあるがスプライ
ン結合されており、ウォーム軸52aは軸方向に移動可
能に構成されている。なお、50はウォームギヤ機構の
ケーシングを示す。
【0022】この構成において、ウォーム軸52aの両
端のフランジ部52cとウォーム軸受53との間に弾性
体であるゴムパッド54を配置してある。なお、55は
ウォーム軸受53とゴムパッド54との間に挿入された
ブッシュを示す。
【0023】この構成によれば、ウォーム軸52aに大
きな軸方向の力、例えばキックバック力が作用した場
合、ウォーム軸52aは軸方向に移動して過大な負荷を
逃すことができる。即ち、路面からキックバックを受け
てウォームホイール51が回転したとき、ゴムパッド5
4の弾性域(移動可能範囲)では、ウォームホイール5
1の回転はウォームホイール51に噛合するウォーム5
2のウォーム軸52aに発生するトルクが操舵補助モー
タ25の摩擦力及び慣性力に打ち勝つまではウォーム軸
52aは軸方向に変位し、操舵補助モータ25に伝達さ
れない。
【0024】即ち、路面からのキックバックをウォーム
ホイール51が受け、ウォームホイール51が回転力を
受けても、ゴムパッド54が弾性変形してウォーム軸5
2aは軸方向に移動し、キックバックの衝撃がゴムパッ
ド54に吸収される。
【0025】このような構造によれば、ゴムパッド54
によるウォーム軸52aの移動可能範囲では、キックバ
ック力が操舵補助モータ25に作用せず、また、ラック
・ピニオン機構に負荷が集中することを防ぐことができ
る。また、このような構造によれば、ゴムパッド54の
制振作用により、転がり式ラック・ピニオン機構の欠点
である制振作用の不足を補うので、ラトル音の発生を防
ぐことができる。
【0026】[ハンドル戻し制御]次に、本発明の特徴
部分であるハンドル戻し制御について説明する。運転者
が操向ハンドルを操作して車両がカーブを通過すると
き、ステアリング装置はタイヤが路面から受ける抵抗に
より中立点、即ち直線走行位置に戻るような力を受け
る。このため、車両がカーブを通過し終えたとき、運転
者が操向ハンドルから手を離すと、ステアリング装置は
路面から受ける抵抗により自然に中立点に復帰し、操向
ハンドルは逆方向に回転する。このような動作を一般に
「ハンドル戻し」と呼ばれている。
【0027】電動パワーステアリング装置では、操舵補
助モータと操舵軸との間に減速機構が設けられているか
ら、減速機構の摩擦等によりステアリング装置の中立点
への復帰が悪くなる。このため、操舵補助モータを駆動
してステアリング装置を中立点へ復帰させるように制御
する必要がある。
【0028】この場合、前記したように中立点と実際に
車両が直線走行する位置とはずれている場合があるの
で、実際に車両が直線走行する中立点を推定する必要が
ある。また、推定した中立点には誤差が含まれるから、
推定中立点を挟んで所定の舵角範囲では操舵補助モータ
を駆動する電流値を零に設定するデッドバンドを設ける
ことで、推定中立点の誤差に基づく操舵の際の違和感を
解消できる。
【0029】さらに、中立点の推定の際の誤差が小さく
なつたときは、それに応じてデッドバンドの幅を小さく
設定することで、デッドバンドの幅が固定値の場合より
も操舵の際の違和感なしに、良好なハンドル戻しが得ら
れる。
【0030】次に、中立点の推定の手法について説明す
る。中立点の推定はファジー推論の手法によるもので、
図4はファジー推論により中立点の推定を行う中立点推
定部200の構成を説明する図である。なお、図4に示
す中立点推定部200は電子制御回路20のCPUで実
行される機能を示したものである。
【0031】図4において、210は舵角速度ωを入力
として舵角速度ωに関連する中立点推定度C1 を出力す
る第1のファジー推論器である。車両が直進している状
態では操向ハンドルは操作されてなく、舵角速度ω=0
のはずである。従つて第1のファジー推論器210で
は、舵角速度ω=0(零)のときC1 =1を出力し、舵
角速度ωが零以外ではωの絶対値が大きくなる程小さい
値C1 (C1 <1)を出力するようにメンバーシップ関
数が設定されている。
【0032】220は操舵トルクTを入力として操舵ト
ルクTに関連する中立点推定度C2を出力する第2のフ
ァジー推論器である。車両が直進している状態では操向
ハンドルは操作されてなく、操舵トルクT=0のはずで
ある。従つて、第2のファジー推論器220では、操舵
トルクT=0(零)のときC2 =1を出力し、操舵トル
クTが零以外ではTの絶対値が大きくなる程小さい値C
2 (C2 <1)を出力するようにメンバーシップ関数が
設定されている。
【0033】240は車速Vと前記C1 とC2 との積が
零でない(C1 ×C2 ≠0)状態の経過時間tを入力と
し、車速Vと前記C1 とC2 との積が零でない(C1 ×
C2≠0)状態の経過時間tに関連する中立点推定度C4
を出力する第3のファジー推論器である。車両が直進
している状態は車速Vが高い程その状態が維持される確
立が高く、また、操向ハンドルが中立点にある確立が高
い。そこで、第3のファジー推論器240では、車速V
が高速であるほどC4 の値が高くなるように、また、そ
の状態が継続する経過時間tが長い程C4 の値が高くな
るようにメンバーシップ関数が設定されている。
【0034】停車中或いは車速Vが時速30km程度ま
での低速領域では、パーキングのための操舵が行なわれ
ている可能性が高いので、操向ハンドルが中立点にある
状態が少なく、またパーキングの際に、操向ハンドルを
切つた状態でパーキングする場合もあるから、低速領域
で中立点の推定を行うと中立点を誤る可能性が高い。こ
のため、時速30km以下では中立点推定度C4 を、C
4 =0(零)に設定しておく。
【0035】中立点推定部200は、上記した第1のフ
ァジー推論器210の中立点推定度C1 と第2のファジ
ー推論器220の中立点推定度C2 とを入力として乗算
し、出力C3 を出力する乗算器230と、乗算器230
の出力C3 と上記した第3のファジー推論器240の中
立点推定度C4 とを入力として乗算し、中立点推定度C
5 を出力する乗算器250とを備え、中立点の推定を行
う。
【0036】中立点推定度C5 はメモリに格納されてい
る前回中立点推定度Cm と比較され、C5 ≧Cm 、即ち
今回の中立点推定度C5 の方が高い場合は、メモリに格
納されている中立点推定度Cm をC5 で更新し、今回演
算された中立点推定度が決定された中立点推定度C5 を
中立点推定度Cm として出力される。
【0037】このように、今回の中立点推定度C5 の方
が高い場合には、前回中立点推定度Cm を更新すること
で、中立点の推定精度を高めることができる。以下、中
立点の推定処理を図5のフローチヤートを参照して説明
する。
【0038】まず、舵輪軸12に設けられた舵角センサ
13で検出された舵角θrを読取り、1回目の検出か否
かを判定する(ステップP1、P2)。1回目の検出で
あれば、不揮発性メモリに書き込まれてある前回の中立
点の値θmを初期推定中立点θcとし、中立点推定度メ
モリに格納されている推定度Cm を0にクリヤする(ス
テップP3)。ステップP2の判定で1回目の検出でな
い場合はステップP3の処理は省かれる。
【0039】舵角センサ13から出力される舵角速度ω
を読み取り(ステップP4)、検出舵角θrと推定中立
点θcとの差(θ=θr−θc)を、推定中立点θcを
基準とした舵角θとして演算する(ステップP5)。
【0040】前記した第1のファジー推論器210の処
理、即ち舵角速度ωを入力として中立点推定度C1 を演
算し(ステップP6)、前記した第2のファジー推論器
220の処理、即ち操舵トルクTを入力として中立点推
定度C2 を演算する(ステップP7)。さらに、乗算器
230により中立点推定度C1 とC2 を乗算して中立点
推定度C3 を求め(ステップP8)、中立点推定の精度
を高める。
【0041】中立点推定度C3 が零か否かを判定し(ス
テップP9)、零でない値であれば操向ハンドルは中立
点付近にあると推定し、その状態の継続時間tをカウン
トし(ステップP10)、零のときは操向ハンドルは中
立点以外にあると推定し、その状態の継続時間tをカウ
ントするカウンタをリセットする(ステップP11)。
【0042】前記した第3のファジー推論器240の処
理を行う。即ち、車速V及び前記継続時間tを入力と
し、中立点推定度C4 を演算する(ステップP12)。
さらに、乗算器250により中立点推定度C3 とC4 を
乗算して中立点推定度C5 を求め(ステップP13)、
中立点推定の精度を高める。
【0043】メモリに格納されている前回中立点推定度
Cm と今回演算して得られた中立点推定度C5 とを比較
し(ステップP14)、C5 ≧Cm 、即ち今回の中立点
推定度C5 のほうが高い場合は、その時の舵角θrを推
定中立点θcとし(θc←θr)、不揮発性メモリに格
納されている中立点の舵角θmを舵角θrで更新し(θ
m←θr)、前回中立点推定度メモリに格納されている
推定度Cm をC5 で更新(Cm ←C5 )する(ステップ
P15)。
【0044】ステップP14の判定で、C5 ≧Cm でな
い場合は、ステップP15の更新処理は行なわない。以
上で中立点推定処理を終了し、主ルーチンに戻る。
【0045】次に、中立点の推定処理の結果を使用して
実行されるハンドル戻し制御部について説明する。図6
はハンドル戻し制御部400の構成を説明する図であ
る。
【0046】図6において、310は先に決定された中
立点推定度Cm を入力として、ハンドル戻し時の操舵補
助モータの電流を規定する電流指令値の大きさを決定す
るパラメータKを出力するファジー推論器である。中立
点推定度Cm の推定精度が高まれば、パラメータKは次
第に大きくなり最終的には1となるように設定されてい
る。
【0047】また、320は先に決定された中立点推定
度Cm を入力として、ハンドル戻し時の操舵補助モータ
へ供給する電流値を零に設定するデッドバンドの幅を決
定するパラメータDを出力するファジー推論器である。
中立点推定度Cm の推定精度が高まれば、パラメータD
は次第に小さくなり最終的には零になるように設定され
ている。
【0048】また、340はハンドル戻し時における車
速に対応する電流指令値IrのゲインGを決定する演算
器で、低車速では高ゲインのパラメータが出力され、高
車速になるほど低ゲインのパラメータが出力されるよう
に設定されている。
【0049】330は、ハンドル戻し時の操舵補助モー
タへ供給する電流指令値を決定する演算器で、舵角θに
対して電流指令値Irを図示の特性ように設定する。即
ち、デッドバンドの幅DDは、舵角θに対して予め設定
されている設定値θd1にファジー推論部から出力された
パラメータDを乗算した値(D×θd1)に、舵角θに対
して予め設定されている設定値θd2を加算した値{(D
×θd1)+θd2}に設定する。中立点推定度Cm の推定
精度が高まれば、デッドバンドの幅DDは次第に狭くな
り、最終的には設定値θd2の幅となる。
【0050】これにより、中立点推定度Cm が低い場
合、即ち推定誤差が大きい場合は、パラメータDの値が
大きくなるから、デッドバンドの幅DDは広く設定され
ると共に、パラメータKの値が小さくなるため、ハンド
ル戻しのための電流指令値Irは小さく設定され、推定
誤差が大きくても安全にハンドルを中立点に戻すことが
できる。
【0051】また、中立点推定度Cm が高い場合、即ち
推定誤差が小さい場合は、パラメータDの値が小さくな
るから、デッドバンドの幅DDは狭く設定されると共
に、パラメータKの値が大きくなるため、ハンドル戻し
のための電流指令値Irは大きく設定され、迅速にハン
ドルを中立点に戻すことができる。
【0052】ハンドル戻し時の電流指令値Irは、ファ
ジー推論器から出力されたパラメータKに係数Mを乗算
した値(K×M)で決定される。係数Mは電流指令値I
rの勾配を決定するもので、舵角が大きくなる程電流指
令値Irが大きくなるように設定されている。
【0053】図7は、上記した中立点推定度Cm が低い
場合と高い場合とについて、舵角θとハンドル戻し時の
電流指令値Irの関係を示すもので、線は中立点推定
度Cm が低い場合を、線は中立点推定度Cm が高い場
合を示している。図7から明らかなように、中立点推定
度Cm が低い場合は舵角θが大きくともハンドル戻し時
の電流指令値Irは小さく設定され、推定誤差があつて
も安全にハンドルを中立点に戻すことができることを示
し、また、中立点推定度Cm が高い場合は、舵角θが小
さくともハンドル戻し時の電流指令値Irは大きく設定
され、迅速にハンドルを中立点に戻すことができること
を示している。
【0054】ハンドル戻し時の電流指令値Irと、演算
器340から出力される車速に対応したゲインGとは、
乗算器350で乗算され、操舵補助モータに供給される
電流指令値Iを補正する補正電流指令値Irhが出力さ
れる。
【0055】ハンドル戻し時の電流指令値Irと車速に
対応したゲインGとを乗算することにより、車速が高速
の場合は補正電流指令値Irhは小さく設定されるから
安全にハンドルを中立点に戻すことができる。また、車
速が低速の場合は補正電流指令値Irhは大きく設定さ
れるから軽いハンドル操作によりハンドル中立点に戻す
ことができる。以下、上記したハンドル戻し制御部の処
理を図8のフローチヤートを参照して説明する。
【0056】まず、中立点推定処理で使用された舵角θ
rと、舵角θrと推定中立点θcとの差(θ=θr−θ
c)を読み出す(ステップP21、P22)。ファジー
推論部310に先に求めた中立点推定度Cm を入力し、
パラメータKを演算し、ファジー推論部320に先に求
めた中立点推定度Cm を入力し、パラメータDを演算す
る(ステップP23、P24)。
【0057】演算部330において、ハンドル戻し時の
操舵補助モータへ供給する電流指令値Irを演算し(ス
テップP25)、ゲインGを演算する演算部340にお
いて車速に対するゲインGを演算する(ステップP2
6)。さらに電流指令値IrとゲインGを乗算してハン
ドル戻し時における補正電流指令値Irhを演算し(ス
テップP27)、処理を終了して主ルーチンに戻る。
【0058】[電子制御回路]図9は、電子制御回路2
0の構成を示すブロック図である。電子制御回路20は
CPUで構成されており、図9はその機能を示すブロッ
ク図である。
【0059】操舵トルクTは操舵補助モータへ供給する
電流指令値を演算する操舵補助指令値演算部100及び
センタ応答性改善部101に入力され、各出力は加算器
102において加算され、加算結果はトルク制御演算部
103に入力される。
【0060】トルク制御演算部103の出力はモータロ
ス電流補償部104に入力され、その出力は、加算器1
05を経て最大電流制限部106に入力され、最大電流
値が制限されて電流制御部110に入力される。電流制
御部110の出力は、Hブリッジ特性補償部111を経
て電流ドライブ回路112に入力され、操舵補助モータ
25を駆動する。
【0061】操舵補助モータ25の電流値iは、モータ
電流オフセット補正部120を経てモータ角速度推定部
121、電流ドライブ切換部122及び電流制御部11
0に入力され、モータ端子電圧Vmはモータ角速度推定
部121に入力される。
【0062】また、電流ディザ信号発生部130が設け
られており、電流ディザ信号発生部130からの出力と
モータ角加速度推定部・慣性補償部123の出力は加算
器131で加算され、その加算結果は加算器105でモ
ータロス電流補償部104の出力と加算される。
【0063】モータ角速度推定部121で推定された角
速度ωmはモータ角加速度推定部・慣性補償部123、
モータロストルク補償部124及びヨーレート推定部1
25に入力される。ヨーレート推定部125の出力は収
れん制御部126に入力され、収れん制御部126の出
力及びモータロストルク補償部124は加算器127で
加算される。なお、以上説明した電子制御回路20の構
成と機能の詳細は、本出願人が先に出願した特願200
0−154284号明細書に開示されている。
【0064】さらに、電子制御回路20には、先に説明
したハンドル戻し時の制御を行うために、中立点推定部
200とハンドル戻し制御部400が付加されている。
【0065】即ち、操舵トルクT、車速V、舵角θr及
び舵角速度ωを入力とする中立点推定部200から出力
された中立点推定度Cm はハンドル戻し制御部400に
入力される。
【0066】ハンドル戻し制御部400から出力された
ハンドル戻し時の電流指令値を補正する補正電流指令値
Irhと加算器127の出力とは、加算器150で加算
され、その加算結果は、操舵補助指令値演算部100及
びセンタ応答性改善部101の出力と加算器102にお
いて加算され、ハンドル戻し時に適した操舵補助のため
の電流指令値Iの補正が行なわれる。
【0067】以上説明したこの発明の実施の形態では、
電動パワーステアリング装置に転がり式ピニオン・ラッ
ク機構を採用しているが、これは従来のピニオン・ラッ
ク機構よりも機構部の摩擦を低減することができるの
で、この発明によるハンドル戻し制御と組み合わせるこ
とでステアリング機構の中立点への戻りを一層良くする
ことができる。このほか、中立点への戻りが良くなるの
で、ハンドル戻し制御における中立点の推定精度を高め
ることができる等の効果が得られる。
【0068】
【発明の効果】以上詳細に説明したとおり、この発明に
よれば、ステアリング機構の中立点を推定するに際し
て、検出された舵角、舵角速度、操舵トルクに基づいて
中立点を推定し、推定した中立点にステアリング機構を
戻すように操舵補助モータの電流指令値を演算し、操舵
補助モータを駆動制御するものである。
【0069】舵角、舵角速度、操舵トルク等の多数のパ
ラメータを使用して中立点を推定し、繰り返し演算によ
り推定値を更新するから、精度の高い中立点の推定を行
うことができる。
【0070】また、推定した中立点情報を入力とするフ
ァジー推論によりハンドル戻し時の操舵補助モータの電
流を規定するパラメータ、ハンドル戻し時のデッドバン
ドの幅を規定するパラメータ、車速に対応した操舵補助
モータの電流を規定するパラメータなど多数のパラメー
タを使用して操舵補助モータの電流指令値を補正するか
ら中立点推定値の精度が高く、ハンドル戻し時に精度よ
くステアリング機構を戻すことができ、良好な操舵感覚
の電動パワーステアリング装置を提供することができ
る。
【0071】さらに、ハンドル戻し制御と転がり式ピニ
オン・ラック機構を組み合わせるときはステアリング機
構の中立点への戻りを一層改善することができ、さらに
良好な操舵感覚の電動パワーステアリング装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハンドル戻し制御を実施するに適した電動パワ
ーステアリング装置の構成の概略を説明する図。
【図2】転がり式ピニオン・ラック機構の要部の構成を
示す断面図。
【図3】操舵補助モータとそのモータの減速機構の構成
を示す部分断面図。
【図4】中立点の推定を行うファジー推論部の構成を説
明する図。
【図5】中立点の推定処理を説明するフローチヤート。
【図6】ハンドル戻し制御部の構成を説明する図。
【図7】中立点推定度が低い場合と高い場合とについ
て、舵角θとハンドル戻し時の電流指令値Irの関係を
示す図。
【図8】ハンドル戻し制御部におけるハンドル戻し処理
を説明するフローチヤート。
【図9】電子制御回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
10 電動パワーステアリング装置 11 操向ハンドル 12 舵輪軸 13 舵角センサ 14 トルクセンサ 16a、16b ユニバーサルジョイント 17 転がり式ラック・ピニオン機構 18 タイロッド 20 電子制御回路 23 車速センサ 25 操舵補助モータ 26 クラッチ 27 減速ギア 30 ギヤボックス 31 入力軸 32 ピニオン軸 34 ラック軸 35 プレッシャーパッド部 36 ローラ 37 ニードル軸受 38 ピン軸 39 軸受ホルダ 41 コイルスプリング 51 ウォームホイール 52 ウォーム 52a ウォーム軸 54 ゴムパッド 200 中立点推定部 210 第1のファジー推論器 220 第2のファジー推論器 230 乗算器 240 第3のファジー推論器 250 乗算器 310 パラメータKを出力するファジー推論器 320 パラメータDを出力するファジー推論器 340 ゲインGを決定する演算器 350 乗算器 400 ハンドル戻し制御部
フロントページの続き Fターム(参考) 3D032 CC08 DA03 DA09 DA15 DA23 DB03 DB11 DC31 DD02 DD05 DD11 EA01 EC23 EC30 GG01 3D033 CA16 CA17 CA19 CA20 CA24

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも操舵トルク検出手段を備え、
    検出された操舵トルクに基づいて演算された電流指令値
    に基づいてステアリング機構に結合された操舵補助モー
    タを駆動制御する電動パワーステアリング装置におい
    て、 ステアリングシャフトに入力された舵角を検出する舵角
    センサと、 前記舵角センサにより検出された舵角と、舵角センサに
    より検出された舵角速度、及びトルクセンサにより検出
    された操舵トルクとに基づいて前記ステアリング機構の
    中立点を推定する中立点推定手段と、 前記推定された中立点にステアリング機構を戻すように
    操舵補助モータの電流指令値を演算し、操舵補助モータ
    を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電
    動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記中立点推定手段は、検出された舵角
    速度を入力とするファジー推論により推定した第1の中
    立点推定度と、検出された操舵トルクを入力とするファ
    ジー推論により推定した第2の中立点推定度と、第1の
    中立点推定度と第2の中立点推定度との積が零でない状
    態の継続時間と検出された車速を入力とするファジー推
    論により推定した第3の中立点推定度とに基づいてステ
    アリング機構の中立点を推定する中立点推定手段である
    ことを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリン
    グ装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記中立点推定手段に
    より推定された中立点情報を入力とするファジー推論に
    より推定したハンドル戻し時の操舵補助モータの電流を
    規定する第1のパラメータ、ハンドル戻し時のデッドバ
    ンドの幅を規定する第2のパラメータ、及び車速に対応
    したゲインとに基づいて演算されたハンドル戻し時の補
    正電流指令値により操舵補助モータの電流指令値を補正
    することを特徴とする請求項2記載の電動パワーステア
    リング装置。
  4. 【請求項4】 前記ステアリング機構は転がり式ラック
    ・ピニオン機構であることを特徴とする請求項1乃至請
    求項3のいずれかに記載の電動パワーステアリング装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ステアリング機構はラック・ピニオ
    ン機構であり、ピニオン軸から操舵補助モータ軸までの
    伝動機構中に弾性体を介在させたことを特徴とする請求
    項1乃至請求項3のいずれかに記載の電動パワーステア
    リング装置。
  6. 【請求項6】 前記ステアリング機構は転がり式ラック
    ・ピニオン機構であり、ピニオン軸から操舵補助モータ
    軸までの伝動機構中に弾性体を介在させたことを特徴と
    する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電動パワ
    ーステアリング装置。
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