JP2002046632A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置の制御装置Info
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- JP2002046632A JP2002046632A JP2000238331A JP2000238331A JP2002046632A JP 2002046632 A JP2002046632 A JP 2002046632A JP 2000238331 A JP2000238331 A JP 2000238331A JP 2000238331 A JP2000238331 A JP 2000238331A JP 2002046632 A JP2002046632 A JP 2002046632A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
Abstract
(57)【要約】
【課題】電動パワーステアリング装置にソフトウェア上
の安価な構成で、モータが完全に静止した状態での静摩
擦の影響を除去し、連続的で安定した操舵感を得るよう
にした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供す
る。 【解決手段】ステアリングシャフトに発生する操舵トル
クに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、ス
テアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流値と
から演算した電流制御値に基いて前記モータを制御する
ようになっている電動パワーステアリング装置の制御装
置において、前記モータの角速度が所定範囲に入ってい
るときに電流ディザ信号を発生して前記操舵補助指令値
に印加する電流ディザ信号発生手段を設ける。
の安価な構成で、モータが完全に静止した状態での静摩
擦の影響を除去し、連続的で安定した操舵感を得るよう
にした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供す
る。 【解決手段】ステアリングシャフトに発生する操舵トル
クに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、ス
テアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流値と
から演算した電流制御値に基いて前記モータを制御する
ようになっている電動パワーステアリング装置の制御装
置において、前記モータの角速度が所定範囲に入ってい
るときに電流ディザ信号を発生して前記操舵補助指令値
に印加する電流ディザ信号発生手段を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモー
タが完全に静止した状態での静摩擦の影響を除去するた
めに電流ディザ信号を発生するようにした電動パワース
テアリング装置の制御装置に関する。
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモー
タが完全に静止した状態での静摩擦の影響を除去するた
めに電流ディザ信号を発生するようにした電動パワース
テアリング装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車や車両のステアリング装置をモー
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従
来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク
（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電
流のフィードバック制御を行っている。フィードバック
制御は、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さく
なるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モー
タ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）
制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従
来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク
（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電
流のフィードバック制御を行っている。フィードバック
制御は、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さく
なるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モー
タ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）
制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
【０００３】ここで、電動パワーステアリング装置の一
般的な構成を図１３に示して説明すると、操向ハンドル
１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及
び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロ
ッド６に結合されている。軸２には、操向ハンドル１の
操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられてお
り、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０がク
ラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合されてい
る。パワーステアリング装置を制御するコントロールユ
ニット３０には、バッテリ１４からイグニションキー１
１を経て電力が供給され、コントロールユニット３０
は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速
センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシスト指令
の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助
指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御す
る。クラッチ２１はコントロールユニット３０でＯＮ／
ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結合）され
ている。そして、コントロールユニット３０によりパワ
ーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニ
ションキー１１によりバッテリ１４の電源（電圧Ｖｂ）
がＯＦＦとなっている時に、クラッチ２１はＯＦＦ（切
離）される。
般的な構成を図１３に示して説明すると、操向ハンドル
１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及
び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロ
ッド６に結合されている。軸２には、操向ハンドル１の
操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられてお
り、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０がク
ラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合されてい
る。パワーステアリング装置を制御するコントロールユ
ニット３０には、バッテリ１４からイグニションキー１
１を経て電力が供給され、コントロールユニット３０
は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速
センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシスト指令
の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助
指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御す
る。クラッチ２１はコントロールユニット３０でＯＮ／
ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結合）され
ている。そして、コントロールユニット３０によりパワ
ーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニ
ションキー１１によりバッテリ１４の電源（電圧Ｖｂ）
がＯＦＦとなっている時に、クラッチ２１はＯＦＦ（切
離）される。
【０００４】コントロールユニット３０は主としてＣＰ
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図１４のようにな
る。例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとし
ての位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行され
る位相補償機能を示している。
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図１４のようにな
る。例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとし
ての位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行され
る位相補償機能を示している。
【０００５】コントロールユニット３０の機能及び動作
を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて入力され
る操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相
補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルク
ＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。また、
車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演
算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器３２は、
入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いてモータ２
０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉ
を決定する。操舵補助指令値Ｉは減算器３０Ａに入力さ
れると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワー
ド系の微分補償器３４に入力され、減算器３０Ａの偏差
（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に入力されると共に、フィ
ードバック系の特性を改善するための積分演算器３６に
入力される。微分補償器３４及び積分補償器３６の出力
も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂでの加算
結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモー
タ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモータ電流
値ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、モータ電流
値ｉは減算器３０Ａに入力されてフィードバックされ
る。
を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて入力され
る操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相
補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルク
ＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。また、
車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演
算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器３２は、
入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いてモータ２
０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉ
を決定する。操舵補助指令値Ｉは減算器３０Ａに入力さ
れると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワー
ド系の微分補償器３４に入力され、減算器３０Ａの偏差
（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に入力されると共に、フィ
ードバック系の特性を改善するための積分演算器３６に
入力される。微分補償器３４及び積分補償器３６の出力
も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂでの加算
結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモー
タ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモータ電流
値ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、モータ電流
値ｉは減算器３０Ａに入力されてフィードバックされ
る。
【０００６】ところで、広く普及している油圧式パワー
ステアリング装置では、図１５に示すようにシリンダ圧
Ｐに比例して（横軸Ｔは操舵トルク）、シリンダ部の摩
擦が増加する特性を有し、この摩擦特性のためにヒステ
リシスを持つことになり、例えばコーナリング時にセル
フアライニングトルクによってハンドルが急に戻される
のを防ぎ、ドライバの操舵感の向上にも役立っている。
図１６はその様子を示しており、操舵トルクＴが急激に
ΔＴだけ変化した場合、ヒステリシスがない場合にはＰ
１なるシリンダ圧が変化することになるが、ヒステリシ
スがある場合にはＰ２（＜Ｐ１）の変化となる。従っ
て、ヒステリシスがあれば操舵トルクＴの変化に対し
て、シリンダ圧Ｐの変化を緩やかにすることができる。
ここで、ヒステリシス幅は摩擦の大きさに応じて変化す
ることが知られており、油圧シリンダのゴムパッキンで
は、シリンダ圧の上昇に伴ってゴムが圧迫されることに
より、クーロン摩擦が増えてヒステリシス幅が増える。
そして、ドライバとしては中立点近くではセルフアライ
ニングトルクを強く感じ、コーナリング時等にはセルフ
アライニングを余り感じないことが、操舵感の上で重要
である。この意味から理想的には油圧式パワーステアリ
ング装置のように、操舵角θが小さい領域では摩擦（ヒ
ステリシス）が小さく、操舵角θが大きい領域では摩擦
（ヒステリシス）が大きいことが望ましい。
ステアリング装置では、図１５に示すようにシリンダ圧
Ｐに比例して（横軸Ｔは操舵トルク）、シリンダ部の摩
擦が増加する特性を有し、この摩擦特性のためにヒステ
リシスを持つことになり、例えばコーナリング時にセル
フアライニングトルクによってハンドルが急に戻される
のを防ぎ、ドライバの操舵感の向上にも役立っている。
図１６はその様子を示しており、操舵トルクＴが急激に
ΔＴだけ変化した場合、ヒステリシスがない場合にはＰ
１なるシリンダ圧が変化することになるが、ヒステリシ
スがある場合にはＰ２（＜Ｐ１）の変化となる。従っ
て、ヒステリシスがあれば操舵トルクＴの変化に対し
て、シリンダ圧Ｐの変化を緩やかにすることができる。
ここで、ヒステリシス幅は摩擦の大きさに応じて変化す
ることが知られており、油圧シリンダのゴムパッキンで
は、シリンダ圧の上昇に伴ってゴムが圧迫されることに
より、クーロン摩擦が増えてヒステリシス幅が増える。
そして、ドライバとしては中立点近くではセルフアライ
ニングトルクを強く感じ、コーナリング時等にはセルフ
アライニングを余り感じないことが、操舵感の上で重要
である。この意味から理想的には油圧式パワーステアリ
ング装置のように、操舵角θが小さい領域では摩擦（ヒ
ステリシス）が小さく、操舵角θが大きい領域では摩擦
（ヒステリシス）が大きいことが望ましい。
【０００７】これに対して、電動パワーステアリング装
置では、図１７に示すようにアシストトルクＴに関係な
く一定の摩擦を有する。モータ角速度ωと摩擦Ｆとの関
係で示すと図１８のようになり、モータ角速度ωの小さ
い領域（-ω１〜＋ω１）Ａでは静摩擦が作用し、それ
以外の角速度領域（-ω１以下、＋ω１以上）では一定
値（＋Ｆ２，−Ｆ２）のクーロン摩擦Ｂと、モータ角速
度ωの増加に対して２次関数的に増加する粘性摩擦Ｃと
の加算値が摩擦Ｆとなって現れる。
置では、図１７に示すようにアシストトルクＴに関係な
く一定の摩擦を有する。モータ角速度ωと摩擦Ｆとの関
係で示すと図１８のようになり、モータ角速度ωの小さ
い領域（-ω１〜＋ω１）Ａでは静摩擦が作用し、それ
以外の角速度領域（-ω１以下、＋ω１以上）では一定
値（＋Ｆ２，−Ｆ２）のクーロン摩擦Ｂと、モータ角速
度ωの増加に対して２次関数的に増加する粘性摩擦Ｃと
の加算値が摩擦Ｆとなって現れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図１８に示すモータ角
速度ωと摩擦Ｆとの関係より、モータ角速度ωがゼロ付
近では摩擦特性が不連続となり、何かのタイミングで舵
角が完全に静止すると、ハンドルがその位置にはりつい
てしまう感じを受ける不具合がある。即ち、電動パワー
ステアリング装置では操舵性能を向上するためにモータ
慣性の補償や摩擦の影響を除去するための種々の補償を
行っており、そのような補償制御をモータ角速度に基づ
いて行っているため、モータが完全に静止した状態での
影響、つまり電動パワーステアリング装置が持っている
静摩擦の影響を補償することができない。
速度ωと摩擦Ｆとの関係より、モータ角速度ωがゼロ付
近では摩擦特性が不連続となり、何かのタイミングで舵
角が完全に静止すると、ハンドルがその位置にはりつい
てしまう感じを受ける不具合がある。即ち、電動パワー
ステアリング装置では操舵性能を向上するためにモータ
慣性の補償や摩擦の影響を除去するための種々の補償を
行っており、そのような補償制御をモータ角速度に基づ
いて行っているため、モータが完全に静止した状態での
影響、つまり電動パワーステアリング装置が持っている
静摩擦の影響を補償することができない。
【０００９】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装
置のモータが完全に静止した状態での静摩擦の影響を除
去し、連続的で安定した操舵感を得るようにした電動パ
ワーステアリング装置の制御装置を提供することにあ
る。
のであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装
置のモータが完全に静止した状態での静摩擦の影響を除
去し、連続的で安定した操舵感を得るようにした電動パ
ワーステアリング装置の制御装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
シャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵
補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与える
モータの電流値とから演算した電流制御値に基いて前記
モータを制御するようになっている電動パワーステアリ
ング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的
は、前記モータの角速度が所定範囲に入っているときに
電流ディザ信号を発生して前記操舵補助指令値に印加す
る電流ディザ信号発生手段を設けることによって達成さ
れる。
シャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵
補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与える
モータの電流値とから演算した電流制御値に基いて前記
モータを制御するようになっている電動パワーステアリ
ング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的
は、前記モータの角速度が所定範囲に入っているときに
電流ディザ信号を発生して前記操舵補助指令値に印加す
る電流ディザ信号発生手段を設けることによって達成さ
れる。
【００１１】また、前記所定値が静摩擦に相当する前記
モータの角速度であることにより、或は前記電流ディザ
信号を、Ｋを定数、ω０をディザ周波数としてｓｉｎω
０ｔとすることによって、本発明の上記目的はより効果
的に達成される。
モータの角速度であることにより、或は前記電流ディザ
信号を、Ｋを定数、ω０をディザ周波数としてｓｉｎω
０ｔとすることによって、本発明の上記目的はより効果
的に達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、モータ角速度の小さ
い領域において、微細な電流ディザ信号を操舵補助指令
値に印加することによって、モータ角速度対摩擦特性を
見かけ上連続特性とし、モータ角速度ゼロ付近での静摩
擦特性の影響を除去するようにしている。つまり、本発
明では電流ディザ信号を操舵補助指令値に加えることに
より、ドライバがモータの振動を感じない程度にモータ
を微小振動させ、図１に示すようにモータ角速度対摩擦
特性を連続的なものとしている。これにより、舵角が完
全に静止しても、従来のようにハンドルがその位置には
りつくようなこともない。
い領域において、微細な電流ディザ信号を操舵補助指令
値に印加することによって、モータ角速度対摩擦特性を
見かけ上連続特性とし、モータ角速度ゼロ付近での静摩
擦特性の影響を除去するようにしている。つまり、本発
明では電流ディザ信号を操舵補助指令値に加えることに
より、ドライバがモータの振動を感じない程度にモータ
を微小振動させ、図１に示すようにモータ角速度対摩擦
特性を連続的なものとしている。これにより、舵角が完
全に静止しても、従来のようにハンドルがその位置には
りつくようなこともない。
【００１３】以下、本発明の実施例を、図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１４】図２は本発明による制御機能の全体ブロッ
ク図である。操舵トルクＴは操舵補助指令値演算部１０
０及びセンタ応答性改善部１０１に入力され、各出力が
加算器１０２に入力され、その加算結果がトルク制御演
算部１０３に入力されている。トルク制御演算部１０３
の出力信号はモータロス電流補償部１０４に入力され、
その出力が加算器１０５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、これによりモータ１１３を駆動する。
ク図である。操舵トルクＴは操舵補助指令値演算部１０
０及びセンタ応答性改善部１０１に入力され、各出力が
加算器１０２に入力され、その加算結果がトルク制御演
算部１０３に入力されている。トルク制御演算部１０３
の出力信号はモータロス電流補償部１０４に入力され、
その出力が加算器１０５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、これによりモータ１１３を駆動する。
【００１５】モータ１１３のモータ電流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１
２１、電流ドライブ切換部１２２及び電流制御部１１０
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。モータ角速度推定部１２１で推定
された角速度ωはモータ角加速度推定部・慣性補償部１
２３、モータロストルク補償部１２４及びヨーレート推
定部１２５に入力され、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
及びモータロストルク補償部１２４の各出力は加算器１
２７で加算され、その加算結果が加算器１０２に入力さ
れる。モータロストルク補償部１２４はモータ１１３の
ロストルクの発生する方向、つまりモータ１１３の回転
方向に対してロストルク相当のアシストを行ない、収れ
ん制御器１２６は、車両のヨーの収れん性を改善するた
めにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかける
ようになっている。
流オフセット補正部１２０を経てモータ角速度推定部１
２１、電流ドライブ切換部１２２及び電流制御部１１０
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。モータ角速度推定部１２１で推定
された角速度ωはモータ角加速度推定部・慣性補償部１
２３、モータロストルク補償部１２４及びヨーレート推
定部１２５に入力され、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
及びモータロストルク補償部１２４の各出力は加算器１
２７で加算され、その加算結果が加算器１０２に入力さ
れる。モータロストルク補償部１２４はモータ１１３の
ロストルクの発生する方向、つまりモータ１１３の回転
方向に対してロストルク相当のアシストを行ない、収れ
ん制御器１２６は、車両のヨーの収れん性を改善するた
めにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかける
ようになっている。
【００１６】また、ドライバが感じない程度にモータ１
１３を微小振動させるためのディザ信号ＤＳを発生する
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及びモータ角加速度推定部・慣性
補償部１２３の各出力が加算器１３１で加算され、その
加算結果が加算器１０５に入力されている。そして、加
算器１０５での加算結果が最大電流制限部１０６に入力
されている。モータ角速度推定部１２１からの角速度ω
は電流ディザ信号発生部１３０にも入力されており、電
流ディザ信号発生部１３０は角速度ωがゼロ近辺の±ω
２の範囲内において、波長Δω、周波数４０Ｈｚの正弦
波のディザ信号ＤＳを発生するようになっている。
１３を微小振動させるためのディザ信号ＤＳを発生する
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及びモータ角加速度推定部・慣性
補償部１２３の各出力が加算器１３１で加算され、その
加算結果が加算器１０５に入力されている。そして、加
算器１０５での加算結果が最大電流制限部１０６に入力
されている。モータ角速度推定部１２１からの角速度ω
は電流ディザ信号発生部１３０にも入力されており、電
流ディザ信号発生部１３０は角速度ωがゼロ近辺の±ω
２の範囲内において、波長Δω、周波数４０Ｈｚの正弦
波のディザ信号ＤＳを発生するようになっている。
【００１７】このような構成において、本発明ではセン
タ応答性改善部１０１を図３に示すように、位相進み補
償部１０１Ａ、近似微分部１０１Ｂ及びゲイン設定部１
０１Ｃで構成し、位相進み補償部１０１Ａを図４に示す
周波数特性とし、近似微分部１０１Ｂを図５に示す周波
数特性とする。これにより、位相進み補償と近似微分と
の合成特性は図６に示すようになり、位相遅れのない位
相特性を得ることができる。
タ応答性改善部１０１を図３に示すように、位相進み補
償部１０１Ａ、近似微分部１０１Ｂ及びゲイン設定部１
０１Ｃで構成し、位相進み補償部１０１Ａを図４に示す
周波数特性とし、近似微分部１０１Ｂを図５に示す周波
数特性とする。これにより、位相進み補償と近似微分と
の合成特性は図６に示すようになり、位相遅れのない位
相特性を得ることができる。
【００１８】また、本発明では操舵補助指令値演算部１
００におけるアシスト量の計算において、３つの代表車
速（０、３０、２５４Ｋｍ／ｈ）によるアシスト特性を
基本特性として設定し、その他の車速では車速補間ゲイ
ンに応じて各基本特性間を車速２Ｋｍ／ｈ毎の補間を行
う。そして、アシスト特性の車速設定範囲０〜２５４Ｋ
ｍ／ｈ、分解能２Ｋｍ／ｈとする。基本アシスト特性
（トルク対電流）は図７に示すものであり、０Ｋｍ／ｈ
＝ｌｏ特性、３０Ｋｍ／ｈ＝ｌａ特性、２５４Ｋｍ／ｈ
＝ｌｂ特性で＋表わされている。そして、その他の車速
についての車速補間演算は、図８で示す車速（Ｋｍ／
ｈ）対車速補間係数γで２Ｋｍ／ｈ毎に行う。車速０〜
３０Ｋｍ／ｈのとき、アシスト電流ＩはＩ＝ｌａ（Ｔ）
＋γ（Ｖ）（ｌｏ（Ｔ）−ｌａ（Ｔ））であり、車速３
２〜２５４Ｋｍ／ｈのとき、アシスト電流ＩはＩ＝ｌｂ
（Ｔ）＋γ（Ｖ）（ｌａ（Ｔ）−ｌｂ（Ｔ））である。
００におけるアシスト量の計算において、３つの代表車
速（０、３０、２５４Ｋｍ／ｈ）によるアシスト特性を
基本特性として設定し、その他の車速では車速補間ゲイ
ンに応じて各基本特性間を車速２Ｋｍ／ｈ毎の補間を行
う。そして、アシスト特性の車速設定範囲０〜２５４Ｋ
ｍ／ｈ、分解能２Ｋｍ／ｈとする。基本アシスト特性
（トルク対電流）は図７に示すものであり、０Ｋｍ／ｈ
＝ｌｏ特性、３０Ｋｍ／ｈ＝ｌａ特性、２５４Ｋｍ／ｈ
＝ｌｂ特性で＋表わされている。そして、その他の車速
についての車速補間演算は、図８で示す車速（Ｋｍ／
ｈ）対車速補間係数γで２Ｋｍ／ｈ毎に行う。車速０〜
３０Ｋｍ／ｈのとき、アシスト電流ＩはＩ＝ｌａ（Ｔ）
＋γ（Ｖ）（ｌｏ（Ｔ）−ｌａ（Ｔ））であり、車速３
２〜２５４Ｋｍ／ｈのとき、アシスト電流ＩはＩ＝ｌｂ
（Ｔ）＋γ（Ｖ）（ｌａ（Ｔ）−ｌｂ（Ｔ））である。
【００１９】ここにおいて、本発明では静摩擦の影響を
除去するための電流ディザ信号発生部１３０を設けてお
り、モータ角速度ωがゼロ近辺の±ω２の範囲内となっ
たときに、図９（Ａ）及び図１０に示すような角周波数
ω０に相当する波長Δω、周波数４０Ｈｚの正弦波ｓｉ
ｎω０ｔであるディザ信号ＤＳを発生する。これによ
り、角周波数ω０がゼロのときの摩擦は、ディザ信号な
しで図１１に示すように摩擦が一定の静摩擦Ｆ１とな
り、角周波数ω０が正弦波の波高値となったときにその
分だけ減少してクーロン摩擦Ｆ２となり、その間は正弦
波の大きさに対応して増減するので、図９（Ｂ）に示す
ような摩擦特性となる。この結果、摩擦特性の全体では
正負が相殺されて均一化され、ゼロとなる。このよう
に、モータ角速度ωのゼロ付近でモータが微小振動され
るので、モータ角速度ωに対する摩擦特性は図１０に示
すようにゼロ近辺で連続な特性となる。角周波数ω０は
３０〜５０Ｈｚで、４０Ｈｚが望ましく、この範囲にお
いてドライバがモータの振動を感じることはない。
除去するための電流ディザ信号発生部１３０を設けてお
り、モータ角速度ωがゼロ近辺の±ω２の範囲内となっ
たときに、図９（Ａ）及び図１０に示すような角周波数
ω０に相当する波長Δω、周波数４０Ｈｚの正弦波ｓｉ
ｎω０ｔであるディザ信号ＤＳを発生する。これによ
り、角周波数ω０がゼロのときの摩擦は、ディザ信号な
しで図１１に示すように摩擦が一定の静摩擦Ｆ１とな
り、角周波数ω０が正弦波の波高値となったときにその
分だけ減少してクーロン摩擦Ｆ２となり、その間は正弦
波の大きさに対応して増減するので、図９（Ｂ）に示す
ような摩擦特性となる。この結果、摩擦特性の全体では
正負が相殺されて均一化され、ゼロとなる。このよう
に、モータ角速度ωのゼロ付近でモータが微小振動され
るので、モータ角速度ωに対する摩擦特性は図１０に示
すようにゼロ近辺で連続な特性となる。角周波数ω０は
３０〜５０Ｈｚで、４０Ｈｚが望ましく、この範囲にお
いてドライバがモータの振動を感じることはない。
【００２０】図１２は電流ディザ信号発生部１３０の実
際の動作例を示しており、モータ角速度ωが所定値±ω
２の範囲内に入っているか否かを判定し（ステップＳ
１）、モータ角速度ωが±ω２の範囲内に入った場合に
は、更に操舵トルクＴの大きさ（絶対値）が所定値αよ
りも小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。所定値
±ω２はモータ角速度ωのゼロ近辺であれば良く、±ω
２に限定されるものではない。そして、操舵トルクＴが
所定値αより小さい場合に、Ｋを定数として正弦波のＫ
・ｓｉｎω０ｔなるディザ信号ＤＳを発生し、操舵補助
指令値Ｉｒｅｆに印加する。これによって、モータ角速
度ωのゼロ付近で、モータをドライバが感じない程度に
微小振動することができる。なお、操舵トルクＴを判定
しているのは、操舵トルクＴの小さいときだけハンドル
戻り特性を良くするためである。
際の動作例を示しており、モータ角速度ωが所定値±ω
２の範囲内に入っているか否かを判定し（ステップＳ
１）、モータ角速度ωが±ω２の範囲内に入った場合に
は、更に操舵トルクＴの大きさ（絶対値）が所定値αよ
りも小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。所定値
±ω２はモータ角速度ωのゼロ近辺であれば良く、±ω
２に限定されるものではない。そして、操舵トルクＴが
所定値αより小さい場合に、Ｋを定数として正弦波のＫ
・ｓｉｎω０ｔなるディザ信号ＤＳを発生し、操舵補助
指令値Ｉｒｅｆに印加する。これによって、モータ角速
度ωのゼロ付近で、モータをドライバが感じない程度に
微小振動することができる。なお、操舵トルクＴを判定
しているのは、操舵トルクＴの小さいときだけハンドル
戻り特性を良くするためである。
【００２１】
【発明の効果】本発明では、モータ角速度のゼロ近辺で
モータを微小振動させるためのディザ信号を発生させ、
アシスト量（操舵補助指令値）に対して印加するように
している。ディザ信号によるモータの振動はドライバが
感じない周波数及び大きさになっており、モータ角速度
のゼロ近辺での静摩擦の影響をなくすることができる。
また、モータ角速度のゼロ近辺で摩擦特性が連続化され
るので、不自然な操舵感を防ぐことができ、快適な操舵
フィーリングを得ることができる。
モータを微小振動させるためのディザ信号を発生させ、
アシスト量（操舵補助指令値）に対して印加するように
している。ディザ信号によるモータの振動はドライバが
感じない周波数及び大きさになっており、モータ角速度
のゼロ近辺での静摩擦の影響をなくすることができる。
また、モータ角速度のゼロ近辺で摩擦特性が連続化され
るので、不自然な操舵感を防ぐことができ、快適な操舵
フィーリングを得ることができる。
【図１】本発明の基本概念を説明するための図である。
【図２】本発明の構成例を示すブロック図である。
【図３】センタ応答性改善部のブロック構成図である。
【図４】位相進み補償部の特性例を示す図である。
【図５】近似微分部の特性例を示す図である。
【図６】位相進み補償部及び近似微分部の合成特性を示
す図である。
す図である。
【図７】基本アシスト特性を示す図である。
【図８】車速補間演算の一例を示す図である。
【図９】本発明による電流ディザ信号を説明するための
図である。
図である。
【図１０】本発明の動作を説明するための図である。
【図１１】モータ角速度がゼロのときの摩擦特性を示す
図である。
図である。
【図１２】本発明の動作例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１３】電動パワーステアリング装置の一例を示すブ
ロック構成図である
ロック構成図である
【図１４】コントロールユニットの一般的な内部構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１５】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【図１６】油圧式パワーステアリング装置の動作例を示
す図である。
す図である。
【図１７】ヒステリシス特性の効果を説明するための図
である。
である。
【図１８】電動パワーステアリング装置の摩擦特性を示
す図である。
す図である。
１００ 操舵補助指令値演算部 １０１ センタ応答性改善部 １０１Ａ 位相進み補償部 １０１Ｂ 近似微分部 １０１Ｃ ゲイン設定部 １０３ トルク制御演算部 １０４ モータロス電流補償部 １０６ 最大電流制限部 １１０ 電流制御部 １１３ モータ １２１ モータ角速度推定部 １２５ ヨーレート推定部 １３０ 電流ディザ信号発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 119:00 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 DA15 DA23 DA33 DA64 DA65 DC01 DC02 DC03 DC18 DD17 EC23 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 5H550 AA16 CC04 DD01 EE01 EE03 GG03 GG05 JJ03 JJ23 JJ24 JJ25 LL14 LL15 LL22 LL23 LL32 5H571 AA03 BB09 CC04 EE02 EE03 GG02 GG04 JJ03 JJ23 JJ24 JJ25 LL14 LL15 LL22 LL23 LL29 PP01
Claims (4)
- 【請求項１】ステアリングシャフトに発生する操舵トル
クに基いて演算手段で演算された操舵補助指令値と、ス
テアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流値と
から演算した電流制御値に基いて前記モータを制御する
ようになっている電動パワーステアリング装置の制御装
置において、前記モータの角速度が所定範囲に入ってい
るときに電流ディザ信号を発生して前記操舵補助指令値
に印加する電流ディザ信号発生手段を具備したことを特
徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 - 【請求項２】前記所定値が静摩擦に相当する前記モータ
の角速度である請求項１に記載の電動パワーステアリン
グ装置の制御装置。 - 【請求項３】前記電流ディザ信号が、Ｋを定数、ω０を
ディザ角周波数としてｓｉｎω０ｔで表わされる請求項
２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 - 【請求項４】前記ディザ角周波数ω０が４０Ｈｚである
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238331A JP2002046632A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| DE10138540A DE10138540A1 (de) | 2000-08-07 | 2001-08-06 | Steuereinheit für elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung |
| US09/922,738 US6744232B2 (en) | 2000-08-07 | 2001-08-07 | Control unit for electric power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238331A JP2002046632A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002046632A true JP2002046632A (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18730043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238331A Pending JP2002046632A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6744232B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002046632A (ja) |
| DE (1) | DE10138540A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006138436A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Hino Motors Ltd | 機械式変速機 |
| JP2012020602A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US8733207B2 (en) | 2011-03-23 | 2014-05-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of driving joint device |
| JP2021003953A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 操舵制御装置 |
| JP2021003952A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 操舵制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3777961B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2006-05-24 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| DE60233404D1 (de) * | 2001-06-08 | 2009-10-01 | Delphi Tech Inc | Geschwindigkeitsausgleichssteuerung für elektrische lenksysteme |
| US6658335B2 (en) * | 2001-10-11 | 2003-12-02 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for motor velocity measurement compensation in electric power steering damping |
| DE10208673A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | Mercedes Benz Lenkungen Gmbh | Fahrzeuglenkung mit Einrichtung zur variablen Mittenzentrierung |
| DE10221678A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-12-04 | Zf Lenksysteme Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug und Lenksystem |
| JP4193113B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2008-12-10 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2005105548A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置 |
| DE102007014344A1 (de) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Volkswagen Ag | Elektromechanisches System und Verfahren zur Erkennung eines beginnenden Einfrierens eines elektromechanischen Systems |
| US20100228417A1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Driver hands on/off detection during automated lane centering/changing maneuver |
| DE102009057166A1 (de) * | 2009-12-05 | 2011-06-09 | Volkswagen Ag | Fahrzeuglenkung |
| DE102010015316A1 (de) * | 2010-04-17 | 2011-10-20 | Audi Ag | Verfahren zur Regelung der Position und/oder der Geschwindigkeit |
| DE102011002012A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Zf Lenksysteme Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Servolenkung |
| DE102012104806B4 (de) | 2012-06-04 | 2022-07-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben einer servolenkung |
| US20150375781A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-31 | GM Global Technology Operations LLC | Methods and systems for providing steering compensation |
| JP6519281B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2019-05-29 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
| US10160484B2 (en) * | 2015-07-31 | 2018-12-25 | GM Global Technology Operations LLC | Enhanced steering wheel hold detection by a hybrid method |
| DE102016100980B4 (de) | 2016-01-21 | 2018-08-30 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs |
| DE102017212780B4 (de) * | 2017-07-25 | 2022-11-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks |
| US11027764B2 (en) * | 2018-06-27 | 2021-06-08 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Vehicle driving mode safety system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5801504A (en) * | 1995-09-25 | 1998-09-01 | Nsk Ltd. | Control apparatus for electric power steering system |
| JP3497746B2 (ja) * | 1998-10-26 | 2004-02-16 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP3625391B2 (ja) * | 1999-04-07 | 2005-03-02 | 三菱電機株式会社 | 車両のステアリング角度制御装置 |
| JP3412579B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2003-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の電動パワーステアリング装置 |
-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000238331A patent/JP2002046632A/ja active Pending
-
2001
- 2001-08-06 DE DE10138540A patent/DE10138540A1/de not_active Withdrawn
- 2001-08-07 US US09/922,738 patent/US6744232B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006138436A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Hino Motors Ltd | 機械式変速機 |
| JP2012020602A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電動パワーステアリング装置 |
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| JP2021003953A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 操舵制御装置 |
| JP2021003952A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 操舵制御装置 |
| JP7303043B2 (ja) | 2019-06-25 | 2023-07-04 | 株式会社Subaru | 操舵制御装置 |
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| US6744232B2 (en) | 2004-06-01 |
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