JP2006123827A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アシスト目標電流に従いモータ制御されるパワーステアリング装置において、舵角検出手段27,34と、実舵角速度ωを演算する演算手段40と、舵角θに基づきベース修正舵角速度ωmbを演算する演算手段35と、車速vに基づき車速乗算係数値kvを演算する演算手段36と、ベース修正舵角速度ωmbに車速乗算係数値kvを乗算し目標舵角速度ωmを演算する演算手段37と、目標舵角速度ωmと実舵角速度ωとの差に基づいてベース修正電流値Isbを演算する演算手段41,42と、操舵トルクTに基づき操舵トルク乗算係数値ktを演算する演算手段45と、ベース修正電流値Isbに操舵トルク乗算係数値ktを乗算し修正電流値Isを演算する演算手段46と、アシストベース電流値Ibに修正電流値Isを加えてアシスト目標電流Ioとする演算手段47とを備える。
【選択図】 図3
Description
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置1の全体の概略後面図を図1に示す。
ステアリングギアボックス4には、ステアリングホイール(図示せず)が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸5が軸受を介して回動自在に軸支されており、図2に示すように入力軸5はステアリングギアボックス4内でトーションバー6を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸7と連結されている。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸5に伝達された操舵力は、トーションバー6を介して操舵ピニオン軸7を回動して操舵ピニオン軸7のはす歯7aとラック歯3aの噛合によりラック軸3を左右軸方向に摺動させる。
なお、アシストモータMには、その回転駆動軸の回転を直接検出するロータリエンコーダ、レゾルバなどの回転角センサ27が設けられている。
トーションバー6の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22,23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクTを検出している。
なお、トーションバー6の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。
操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクTと車速センサ25が検出した車速vに基づいて操舵アシスト制御手段31がアシストベース電流Ibを演算し出力する。
例えば、操舵トルクTに対するアシストベース電流Ibの最適な関係を所定の車速毎に予め決めておき、同関係をもとに操舵トルクTと車速vからアシストベース電流Ibを演算する。
さらに、ステアリング系の慣性トルクやモータの慣性トルクを補償する演算も加えてアシストベース電流Ibを求めるようにしてもよい。
この回転角センサ27が検出するモータ回転数nに基づいて舵角θを検出する舵角演算手段34を備えている。
なお、舵角θを直接検出する舵角センサを設けてもよい。
そして、縦軸がベース修正舵角速度ωmbを示し、同縦軸において原点がベース修正舵角速度0であり、原点より上方が右回転方向(ハンドルを右に切る方向)で、原点より下方が左回転方向(ハンドルを左に切る方向)である。
該関係曲線は、第2象限と第4象限に原点対称に滑らかな曲線で形成されている。
左舵角は右舵角と原点対称であり、左舵角θが大きくなる程右操舵方向にベース修正舵角速度ωmbが大きくなる。
この車速乗算係数kvを演算する車速乗算係数演算手段36は、車速vに対する車速乗算係数kvの関係をマップとして記憶する車速乗算係数記憶手段36aを備え、前記車速センサ25の検出した車速vから同関係マップに基づき車速乗算係数kvを抽出演算する。
車速vに対して車速乗算係数kvは、原点から車速vが大きくなる程大きくなり、車速10km/hで車速乗算係数kvは1.0を示し、車速vが小さいうちは急激に大きくなり、その後大きくなる割合が徐々に小さくなっている。
車速乗算係数kvは、車速10km/h未満では1.0未満の値でベース修正舵角速度ωmbを抑制する方向に働き、車速10km/h以上では1.0以上の値でベース修正舵角速度ωmbを拡大する方向に働く。
この実舵角速度ωに対する前記目標舵角速度ωmの偏差Δω(=ωm−ω)を求め(図3の偏差演算手段41参照)、同偏差Δωを修正電流換算手段42が電流に換算してベース修正電流値Isbが求められる。
この電流換算は、偏差Δωに所定の換算係数を乗算することで算出可能である。
横軸の原点より正側(右側)が右操舵トルク、負側(左側)が左操舵トルクで、縦軸が操舵トルク乗算係数ktである。
操舵トルクTが0のとき、操舵トルク乗算係数ktは1.0を示し、操舵トルクTが0から左右ともに大きくなるに従い操舵トルク乗算係数ktが減少して0に至る。
この−Tp<T<Tpの操舵トルク範囲は、相当に狭い範囲であって、完全な手放し状態の操舵トルク0を中心にハンドルを握っていることにより操舵力を加えないでも生じるような手放しとみなして差し支えない程度の左右操舵トルク範囲である。
操舵トルクがこの操舵トルク範囲内で変化するとき、操舵トルク乗算係数ktは、0と1.0との間を連続的に変化し、この操舵トルク範囲外(T<−Tp、Tp<T)では操舵トルク乗算係数ktは0である。
したがって、操舵トルクT=0のときは操舵トルク乗算係数kt=1.0で修正電流Isはベース修正電流値Isbのままで、−Tp<T<Tpのときは0<kt<1.0で修正電流Isはベース修正電流値Isbを抑制した値となり、T<−Tp、Tp<Tのときはkt=0で修正電流Isは0となる。
この修正されたアシスト目標電流IoによってアシストモータMが駆動制御される。
図7(1)には、同時に前記舵角速度演算手段40が演算した実舵角速度ωの舵角θに対する関係曲線を一点鎖線で示しており、左回転方向に表れている。
手放し状態であるので、図6を参照して操舵トルク乗算係数ktは略1.0であり、ベース修正電流Isbがそのまま修正電流Isとなり、この修正電流Isを図7(2)に示す。
図8(1)に示すように、目標舵角速度ωmは、図4に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線を多少上下に拡大した原点を通る曲線に補正されている。
20…トルクセンサ、21…コア、22,23…コイル、25…車速センサ、26…モータ電流検出装置、27…回転角センサ、
30…操舵トルク制御装置、31…操舵アシスト制御手段、32…電流フィードバック制御手段、33…モータ駆動回路、34…舵角演算手段、35…ベース修正舵角速度演算手段、35a…ベース修正舵角速度記憶手段、36…車速乗算係数演算手段、36a…車速乗算係数記憶手段、37…乗算補正手段、40…舵角速度演算手段、41…偏差演算手段、42…修正電流換算手段、45…操舵トルク乗算係数演算手段、45a…操舵トルク乗算係数記憶手段、46…乗算手段、47…加算手段。
Claims (4)
- 操舵トルクおよび車速に基づきアシストベース電流値を算出する操舵アシスト制御手段を備え、前記アシストベース電流値に基づくアシスト目標電流に従ってアシストモータが駆動制御されて人力をアシストする電動パワーステアリング装置において、
舵角を検出する舵角検出手段と、
前記舵角を時間微分して実舵角速度を演算する実舵角速度演算手段と、
前記舵角に基づきベース修正舵角速度を演算するベース修正舵角速度演算手段と、
前記車速に基づき前記ベース修正舵角速度を乗算補正する車速乗算係数値を演算する車速乗算係数演算手段と、
前記ベース修正舵角速度に前記車速乗算係数値を乗算し目標舵角速度を演算する目標舵角速度演算手段と、
前記目標舵角速度と前記実舵角速度との差に基づいてベース修正電流値を演算するベース修正電流演算手段と、
前記操舵トルクに基づき前記ベース修正電流値を乗算補正する操舵トルク乗算係数値を演算する操舵トルク乗算係数演算手段と、
前記ベース修正電流値に前記操舵トルク乗算係数値を乗算し修正電流値を演算する修正電流演算手段と、
前記アシストベース電流値に前記修正電流値を加えてアシスト目標電流とするアシスト目標電流演算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。 - 前記ベース修正舵角速度演算手段が、予め設定しておいた特定の運転状態における舵角に対するベース修正舵角速度の関係を記憶するベース修正舵角速度記憶手段を備え、前記ベース修正舵角速度記憶手段が記憶する舵角に対するベース修正舵角速度の関係から前記舵角に基づきベース修正舵角速度を抽出演算す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。
- 前記車速乗算係数演算手段が、予め設定しておいた前記車速に対する車速乗算係数値の関係を記憶する車速乗算係数記憶手段を備え、前記車速乗算係数記憶手段が記憶する車速に対する車速乗算係数値の関係から前記車速に基づき車速乗算係数値を抽出演算することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵トルク乗算係数演算手段が、予め設定しておいた前記操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係を記憶する操舵トルク乗算係数記憶手段を備え、前記操舵トルク乗算係数記憶手段が記憶する操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係から操舵トルク乗算係数値を抽出演算することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの項記載の電動パワーステアリング装置。
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