JP2005007992A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記憶された電流制限値が異常により消去した場合においても、応答性の良い操舵アシスト制御を達成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。
【解決手段】電流指令値演算手段から出力された電流指令値に基づいて電動モータの駆動力により運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング手段と、前記電流指令値演算手段により算出されたモータ電流指令値を制限する電流制限手段と、前記電流制限手段により制限されたモータ電流指令値を記憶し、次回イグニションＯＮ時の初期値とするモータ電流制限値記憶手段と、を備えたパワーステアリング装置において、前記モータ電流記憶手段により記憶された前記初期値が異常により消去されたときは、トルク中立点近傍における電流制限値を次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとした。
【選択図】 図３
【解決手段】電流指令値演算手段から出力された電流指令値に基づいて電動モータの駆動力により運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング手段と、前記電流指令値演算手段により算出されたモータ電流指令値を制限する電流制限手段と、前記電流制限手段により制限されたモータ電流指令値を記憶し、次回イグニションＯＮ時の初期値とするモータ電流制限値記憶手段と、を備えたパワーステアリング装置において、前記モータ電流記憶手段により記憶された前記初期値が異常により消去されたときは、トルク中立点近傍における電流制限値を次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとした。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクセンサの出力に基づき電動モータを駆動することで操舵アシストする電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動パワーステアリング装置にあっては、電動モータに指令電流値を与えることによる操舵アシスト力の付与に伴う技術として特許文献１に記載の技術が開示されている。この技術は、電動モータの通電状態に応じて決定される電流制限値をイグニションＯＦＦ時にＥＥＰＲＯＭに記憶して、次回のイグニションＯＮ時に記憶された電流制限値のデータに応じた値を初期値として用いるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３８９２８号公報（第３頁左中段、図２参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、記憶された電流制限値が何らかの異常により消去された際に、電流によるモータの温度上昇を防ぐための安全サイドとして、最低電流制限値を用いるよう構成されている。よって、実際にモータ温度が低く電流制限の必要がない場合に過剰な電流制限値を設定することになり、操舵状況に応じて要求される電流値を出力することができず、操舵アシスト電流制御の応答性の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、記憶された電流制限値が異常により消去した場合においても、応答性の良い操舵アシスト制御を達成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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、記憶された電流制限値が異常により消去した場合には、トルク中立点近傍における電流制限値を次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとした。
【０００７】
よって、過剰な電流制限値が設定されることがないため、電流制御の応答性を向上しつつ、安定した操舵アシスト制御を達成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、ステアリングホイール１にはコラムシャフト２を介してユニバーサルジョイント３、中間軸４、ユニバーサルジョイント５が設けられている。このユニバーサルジョイント５には、入力軸６に接続されたピニオン軸９及びラック軸１０からなる操舵機構によってタイロッド１１を操作し、操舵輪１７の操舵方向を決定する。
【０００９】
入力軸６には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、操舵アシスト力を付与する減速器８が設けられている。この減速器８は電動モータ１２によって駆動され、運転者の操舵力をアシストする。
【００１０】
コントロールユニット１３は、車速センサ１４からの車速信号及びトルクセンサ７からのトルク信号を入力し、バッテリ１６を電源として電動モータ１２へ電流を供給する。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ１２の回転方向が切り換えられ、運転者の操舵力をアシストする。
【００１１】
図２はコントロールユニット１３内の構成を表すブロック図である。
車速算出手段２０１では、車速センサ１４からの信号を車速Ｖに変換する。
操舵トルク算出手段２０２では、トルクセンサ７からの信号をトルクＴに変換する。
基本アシストトルク算出手段２０３では、車速Ｖ及びトルクＴから基本アシストトルクをマップ等より算出する。
トルク微分補正トルク算出手段２０４では、トルクＴを微分する。そして、運転者の操舵に対して電動モータ１２の慣性力を補償するための慣性補償電流値を、操舵トルク微分値及び車速Ｖに基づいて算出する。
ダンピングトルク算出手段２０５では、ステアリング操作に対して抵抗を付与することを補償するために、舵角速度推定手段２１２により推定された舵角速度と反対方向に作用するダンピング電流値を算出する。
【００１２】
指示電流算出手段２０６では、各算出手段で算出された電流値を加減し、モータ電流指令値を算出する。この算出されたモータ電流指令値は、電流制限手段２０７において、電動パワーステアリング装置の作動状態等により、モータ電流指令値に制限を加える。この制限されたモータ電流指令値が最終的な指令値として電流フィードバック制御手段２０８に出力される。
パワー素子駆動手段２０９では、電流指令値を駆動回路２１０へ出力し、駆動回路２１０から電動モータ１２へ電流が供給される。
【００１３】
電動機端子電圧検出手段２１１では、電動モータ１２の端子電圧を検出し、舵角速度推定手段２１２へ出力する。
モータ電流検出手段２１４では、バッテリ１６から駆動回路２１０へ供給される電流値を検出し、舵角速度推定手段２１２へ出力すると共に、電流フィードバック制御手段２０８へ出力する。
制限値記憶手段２１５では、電流制限手段２０７で制限された電流値を記憶し、次回イグニションＯＮ時の初期値として用いる。
【００１４】
図３は、イグニションスイッチＯＮ時における電流制限値の設定を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、イグニションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わったかどうかを判断し、切り換わった場合はステップ１０２へ、ＯＮ状態が継続されているときはステップ１０５へ進む。
【００１５】
ステップ１０２では、電流制限値が記憶されているかどうかを判断し、記憶されている場合はステップ１０４へ、記憶されていない場合はステップ１０３へ進む。
【００１６】
ステップ１０３では、電流制限値を所定値（トルク中立点近傍における電流制限値）に設定して、本制御フローを終了する。
【００１７】
ステップ１０４では、制限値記憶手段２１５により記憶された電流制限値を電流制限値に設定し、本制御フローを終了する。
【００１８】
ステップ１０５では、電流制限値を電流制限手段２０７において操舵トルク信号に基づいて演算した制御演算値に設定し、本制御フローを終了する。
【００１９】
図４は車両停止時にステアリング１を左右に据え切りした際に要求される必要電流値と舵角の関係を表す図である。トルク中立点から左右に切り込んだ際に要求される電流値はＩＬとなるのが分かる。すなわち、何らかのフェールにより電流制限値の初期値が消去されたときは、初期値として所定値ＩＬを設定しておけば、通常の操舵アシスト力を得ることができることとなる。このとき、所定値ＩＬは要求電流最大値ＩＭＡＸの半分程度の値であり、十分に安全サイドとして考えられる。
【００２０】
図５は、電流制限値とモータ温度との関係を表す図である。電流制限値が、図４のＩＬ（トルク中立点近傍の電流制限値）のときとは、モータ温度がＴのときの電流制限値に相当する。このＴは図５に示すように、電流制限最大値ｌｉｍ＿ｍａｘに相当するＴＨｉｇｈと電流制限最小値Ｉｌｉｍ＿ｍｉｎに相当するＴＬＯＷのほぼ中間地点に位置する。この状態から実際に操舵制御を実行することでモータ温度を推定し、モータ温度に応じた電流制限値に設定することで、素早く最適な電流制限値を設定することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態１においては、制限値記憶手段２１５に記憶された電流制限値のデータが何らかの異常により消去された場合には、トルク中立点近傍における電流制限値の値ＩＬを、次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとしている。すなわち、従来技術のように始動開始直後にモータ温度が低く電流制限の必要がない場合であっても電流制限最大値を適用すると、電流制限が過剰となり電流フィードバック制御の応答性の低下を招く。これに対し本願発明では、トルク中立点近傍（モータ温度も中立点近傍）における電流制限値ＩＬを適用することで、過剰な電流制限を防いで電流フィードバック制御の応答性低下を防ぐことが可能となり、安定した操舵アシスト制御を達成することができる（請求項１に対応）。
【００２２】
尚、第１実施例では、電動モータ温度と電流制限値の関係に基づいて説明したが、例えば、モータ電源電圧と電流制限値の関係、各種フェールと電流制限値の関係についても同様に所定値ＩＬから最適な電流制限値へ移行することで、素早く最適な電流制限値を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１におけるコントロールユニット内の構成を表すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるイグニションスイッチの状態に応じた電流制限値の設定を表すフローチャートである。
【図４】実施の形態１における電流制限値と操舵トルクとの関係を表す図である。
【図５】実施の形態１における電流制限値とモータ温度との関係を表す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ コラムシャフト
３ ユニバーサルジョイント
４ 中間軸
５ ユニバーサルジョイント
６ 入力軸
７ トルクセンサ
８ 減速ギア
９ ピニオン軸
１０ ラック軸
１１ タイロッド
１２ 電動モータ
１３ コントロールユニット
１４ 車速センサ
１５ イグニッションスイッチ
１６ バッテリ
１７ 操舵輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクセンサの出力に基づき電動モータを駆動することで操舵アシストする電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動パワーステアリング装置にあっては、電動モータに指令電流値を与えることによる操舵アシスト力の付与に伴う技術として特許文献１に記載の技術が開示されている。この技術は、電動モータの通電状態に応じて決定される電流制限値をイグニションＯＦＦ時にＥＥＰＲＯＭに記憶して、次回のイグニションＯＮ時に記憶された電流制限値のデータに応じた値を初期値として用いるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３８９２８号公報（第３頁左中段、図２参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、記憶された電流制限値が何らかの異常により消去された際に、電流によるモータの温度上昇を防ぐための安全サイドとして、最低電流制限値を用いるよう構成されている。よって、実際にモータ温度が低く電流制限の必要がない場合に過剰な電流制限値を設定することになり、操舵状況に応じて要求される電流値を出力することができず、操舵アシスト電流制御の応答性の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、記憶された電流制限値が異常により消去した場合においても、応答性の良い操舵アシスト制御を達成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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項１記載の発明では、記憶された電流制限値が異常により消去した場合には、トルク中立点近傍における電流制限値を次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとした。
【０００７】
よって、過剰な電流制限値が設定されることがないため、電流制御の応答性を向上しつつ、安定した操舵アシスト制御を達成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、ステアリングホイール１にはコラムシャフト２を介してユニバーサルジョイント３、中間軸４、ユニバーサルジョイント５が設けられている。このユニバーサルジョイント５には、入力軸６に接続されたピニオン軸９及びラック軸１０からなる操舵機構によってタイロッド１１を操作し、操舵輪１７の操舵方向を決定する。
【０００９】
入力軸６には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、操舵アシスト力を付与する減速器８が設けられている。この減速器８は電動モータ１２によって駆動され、運転者の操舵力をアシストする。
【００１０】
コントロールユニット１３は、車速センサ１４からの車速信号及びトルクセンサ７からのトルク信号を入力し、バッテリ１６を電源として電動モータ１２へ電流を供給する。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ１２の回転方向が切り換えられ、運転者の操舵力をアシストする。
【００１１】
図２はコントロールユニット１３内の構成を表すブロック図である。
車速算出手段２０１では、車速センサ１４からの信号を車速Ｖに変換する。
操舵トルク算出手段２０２では、トルクセンサ７からの信号をトルクＴに変換する。
基本アシストトルク算出手段２０３では、車速Ｖ及びトルクＴから基本アシストトルクをマップ等より算出する。
トルク微分補正トルク算出手段２０４では、トルクＴを微分する。そして、運転者の操舵に対して電動モータ１２の慣性力を補償するための慣性補償電流値を、操舵トルク微分値及び車速Ｖに基づいて算出する。
ダンピングトルク算出手段２０５では、ステアリング操作に対して抵抗を付与することを補償するために、舵角速度推定手段２１２により推定された舵角速度と反対方向に作用するダンピング電流値を算出する。
【００１２】
指示電流算出手段２０６では、各算出手段で算出された電流値を加減し、モータ電流指令値を算出する。この算出されたモータ電流指令値は、電流制限手段２０７において、電動パワーステアリング装置の作動状態等により、モータ電流指令値に制限を加える。この制限されたモータ電流指令値が最終的な指令値として電流フィードバック制御手段２０８に出力される。
パワー素子駆動手段２０９では、電流指令値を駆動回路２１０へ出力し、駆動回路２１０から電動モータ１２へ電流が供給される。
【００１３】
電動機端子電圧検出手段２１１では、電動モータ１２の端子電圧を検出し、舵角速度推定手段２１２へ出力する。
モータ電流検出手段２１４では、バッテリ１６から駆動回路２１０へ供給される電流値を検出し、舵角速度推定手段２１２へ出力すると共に、電流フィードバック制御手段２０８へ出力する。
制限値記憶手段２１５では、電流制限手段２０７で制限された電流値を記憶し、次回イグニションＯＮ時の初期値として用いる。
【００１４】
図３は、イグニションスイッチＯＮ時における電流制限値の設定を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、イグニションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わったかどうかを判断し、切り換わった場合はステップ１０２へ、ＯＮ状態が継続されているときはステップ１０５へ進む。
【００１５】
ステップ１０２では、電流制限値が記憶されているかどうかを判断し、記憶されている場合はステップ１０４へ、記憶されていない場合はステップ１０３へ進む。
【００１６】
ステップ１０３では、電流制限値を所定値（トルク中立点近傍における電流制限値）に設定して、本制御フローを終了する。
【００１７】
ステップ１０４では、制限値記憶手段２１５により記憶された電流制限値を電流制限値に設定し、本制御フローを終了する。
【００１８】
ステップ１０５では、電流制限値を電流制限手段２０７において操舵トルク信号に基づいて演算した制御演算値に設定し、本制御フローを終了する。
【００１９】
図４は車両停止時にステアリング１を左右に据え切りした際に要求される必要電流値と舵角の関係を表す図である。トルク中立点から左右に切り込んだ際に要求される電流値はＩＬとなるのが分かる。すなわち、何らかのフェールにより電流制限値の初期値が消去されたときは、初期値として所定値ＩＬを設定しておけば、通常の操舵アシスト力を得ることができることとなる。このとき、所定値ＩＬは要求電流最大値ＩＭＡＸの半分程度の値であり、十分に安全サイドとして考えられる。
【００２０】
図５は、電流制限値とモータ温度との関係を表す図である。電流制限値が、図４のＩＬ（トルク中立点近傍の電流制限値）のときとは、モータ温度がＴのときの電流制限値に相当する。このＴは図５に示すように、電流制限最大値ｌｉｍ＿ｍａｘに相当するＴＨｉｇｈと電流制限最小値Ｉｌｉｍ＿ｍｉｎに相当するＴＬＯＷのほぼ中間地点に位置する。この状態から実際に操舵制御を実行することでモータ温度を推定し、モータ温度に応じた電流制限値に設定することで、素早く最適な電流制限値を設定することができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態１においては、制限値記憶手段２１５に記憶された電流制限値のデータが何らかの異常により消去された場合には、トルク中立点近傍における電流制限値の値ＩＬを、次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることとしている。すなわち、従来技術のように始動開始直後にモータ温度が低く電流制限の必要がない場合であっても電流制限最大値を適用すると、電流制限が過剰となり電流フィードバック制御の応答性の低下を招く。これに対し本願発明では、トルク中立点近傍（モータ温度も中立点近傍）における電流制限値ＩＬを適用することで、過剰な電流制限を防いで電流フィードバック制御の応答性低下を防ぐことが可能となり、安定した操舵アシスト制御を達成することができる（請求項１に対応）。
【００２２】
尚、第１実施例では、電動モータ温度と電流制限値の関係に基づいて説明したが、例えば、モータ電源電圧と電流制限値の関係、各種フェールと電流制限値の関係についても同様に所定値ＩＬから最適な電流制限値へ移行することで、素早く最適な電流制限値を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１におけるコントロールユニット内の構成を表すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるイグニションスイッチの状態に応じた電流制限値の設定を表すフローチャートである。
【図４】実施の形態１における電流制限値と操舵トルクとの関係を表す図である。
【図５】実施の形態１における電流制限値とモータ温度との関係を表す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２ コラムシャフト
３ ユニバーサルジョイント
４ 中間軸
５ ユニバーサルジョイント
６ 入力軸
７ トルクセンサ
８ 減速ギア
９ ピニオン軸
１０ ラック軸
１１ タイロッド
１２ 電動モータ
１３ コントロールユニット
１４ 車速センサ
１５ イグニッションスイッチ
１６ バッテリ
１７ 操舵輪
Claims (1)
- 電流指令値演算手段から出力された電流指令値に基づいて電動モータの駆動力により運転者の操舵をアシストする電動パワーステアリング手段と、
前記電流指令値演算手段により算出されたモータ電流指令値を制限する電流制限手段と、
前記電流制限手段により制限されたモータ電流指令値を記憶し、次回イグニションＯＮ時の初期値とするモータ電流制限値記憶手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記モータ電流記憶手段により記憶された前記初期値が異常により消去されたときは、トルク中立点近傍における電流制限値を次回イグニションＯＮ時の初期値として用いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172905A JP2005007992A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172905A JP2005007992A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005007992A true JP2005007992A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34096879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003172905A Pending JP2005007992A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005007992A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130124049A1 (en) * | 2010-07-27 | 2013-05-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power steering system |
-
2003
- 2003-06-18 JP JP2003172905A patent/JP2005007992A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130124049A1 (en) * | 2010-07-27 | 2013-05-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power steering system |
| US8977436B2 (en) * | 2010-07-27 | 2015-03-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power steering system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051020 |