JP2007176246A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ制御切換え手段34により舵角センサ故障診断手段33が正常と診断しているときは操舵トルクフィードバック制御装置31を選択してアシストモータの駆動制御に供し、舵角センサ故障診断手段33が故障と診断したときはモータ電流フィードバック制御装置32を選択してアシストモータMの駆動制御に供する電動パワーステアリング装置。
【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。
ステアリングギヤボックス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はステアリングギヤボックス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。
アシストモータMの駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸7に作用させて操舵を補助する。
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。
なお、アシストモータMに、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を設けて検出したモータ回転数に基づき舵角θを求めてもよく、この回転角センサも舵角センサの一種である。
アシストモータ制御装置30は、指示信号(PWM信号)をモータ駆動回路26に出力し、モータ駆動回路26がPWM信号に従ってアシストモータMを駆動する。
すなわち、操作トルクフィードバック制御装置31とモータ電流フィードバック制御装置32である。
舵角センサ故障診断手段33は、舵角センサ28の検出舵角が異常であるか否かで故障を診断するものである。
本舵角センサ故障診断手段33は、舵角センサ28が検出した値が予め決めておいた正常範囲内にあれば正常と診断し、正常範囲を逸脱していれば異常と診断している。
すなわち、舵角センサ故障診断手段33が正常と診断しているときは操舵トルクフィードバック制御装置31を選択してアシストモータMの駆動制御に供し、舵角センサ故障診断手段33が故障と診断したときはモータ電流フィードバック制御装置32を選択してアシストモータの駆動制御に供する。
操作トルクフィードバック制御装置31には、前記操舵トルクセンサ20が検出する操舵トルクTおよび舵角センサ28が検出する舵角θのほかに、車速センサ25により検出される車速vが入力される。
角速度演算手段45は、舵角センサ28が検出した舵角θを時間微分して操舵角速度ωを演算するものである。
セルフアライニングベーストルク抽出手段42は、基準車速における舵角に対するセルフアライニングベーストルクの関係を記憶するセルフアライニングベーストルク(SATB)記憶手段42aから舵角θに基づいてセルフアライニングベーストルクTsbを抽出する。
図5において、横軸の舵角θは、正の値が右舵角(θ>0)、負の値が左舵角(θ<0)を示す。
したがって、例えば右舵角θ(>0)が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のセルフアライニングベーストルクTsb(>0)が大きくなる。
図6において、車速vの増加に従いセルフアライニングトルク乗算係数ksの値は上昇している。
基準車速Voのとき、セルフアライニングトルク乗算係数ks=1.0である。
なお、このフリクショントルクTfは、舵角変化するときのタイヤの動摩擦等のフリクショントルクの反力としてのフリクショントルクである。
この見掛け操舵トルクTaは、実際の操舵トルクTのうちのフリクショントルク相当分Tfを除いた見掛け上の操舵トルクである。
切込み操舵時には、実際の操舵トルクTと操舵角速度ωは同符号となるため、見掛け操舵トルクTaは、実際の操舵トルクTより小さい値となる(Ta<T)。
戻し操舵時には、実際の操舵トルクTと操舵角速度ωは異符号となるため、見掛け操舵トルクTaは、実際の操舵トルクTより大きい値となる(Ta>T)。
まず、舵角センサ28が検出した舵角θを読込み(ステップ1)、角速度演算手段45により操舵角速度ωを算出し(ステップ2)、車速センサ25により検出した車速vを読込む(ステップ3)。
以上の各ステップの処理が繰り返し実行されて随時操舵トルク偏差ΔTが演算される。
こうして算出された操舵トルク偏差ΔTは、操舵トルクフィードバック制御手段49に入力される。
モータ電流フィードバック制御装置32は、操舵アシスト制御手段51を有し、同操舵アシスト制御手段51は、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に基づいてアシスト目標電流Imを演算し出力する。
例えば、操舵トルクTに対するアシスト目標電流Im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からアシスト目標電流Im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目標電流Imを求めるようにしてもよい。
20…操舵トルクセンサ、21…コア、22,23…コイル、
25…車速センサ、26…モータ駆動回路、27…モータ電流検出装置、28…舵角センサ、
30…アシストモータ制御装置、31…操作トルクフィードバック制御装置、32…モータ電流フィードバック制御装置、33…舵角センサ故障診断手段、34…モータ制御切換え手段、 41…セルフアライニングトルク演算手段、42…セルフアライニングベーストルク抽出手段、42a…セルフアライニングベーストルク記憶手段、43…セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段、43a…セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段、44…乗算手段、45…角速度演算手段、46…フリクショントルク演算手段、47…見掛け操舵トルク演算手段、48…減算手段、49…操舵トルクフィードバック制御手段、
51…操舵アシスト制御手段、52…減算手段、53…電流フィードバック制御手段。
Claims (3)
- アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、
舵角を検出する舵角センサと、
舵角またはモータ回転角の角速度を演算する角速度演算手段と、
前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速により算出されたセルフアライニングトルクに基づき前記角速度演算手段により演算された操舵角速度および前記トルクセンサにより検出された操舵トルクにより演算された見掛け操舵トルクをフィードバックしてアシストモータを駆動制御する操舵トルク制御装置と、
前記トルクセンサにより検出された操舵トルクと前記車速センサにより検出された車速により算出されたアシスト目標電流値に基づきモータ電流をフィードバックしてアシストモータを駆動制御するモータ電流制御装置と、
前記舵角センサの故障を診断する舵角センサ故障診断手段と、
前記舵角センサ故障診断手段の診断結果に基づき前記操舵トルクフィードバック制御装置と前記モータ電流フィードバック制御装置のいずれかを選択して切り換えてアシストモータの駆動制御に供するモータ制御切換え手段とを備え、
前記モータ制御切換え手段は、前記舵角センサ故障診断手段が正常と診断しているときは前記操舵トルクフィードバック制御装置を選択してアシストモータの駆動制御に供し、前記舵角センサ故障診断手段が故障と診断したときは前記モータ電流フィードバック制御装置を選択してアシストモータの駆動制御に供することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記操舵トルク制御装置は、
舵角またはモータ回転角の角速度を検出する角速度演算手段と、
前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを演算するセルフアライニングトルク演算手段と、
前記角速度演算手段により演算された操舵角速度から舵角変化に伴うフリクショントルクを演算するフリクショントルク演算手段と、
前記フリクショントルク演算手段により演算されたフリクショントルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクから見掛け上の操舵トルクを演算する見掛け操舵トルク演算手段と、
前記セルフアライニングトルク演算手段により演算されたセルフアライニングトルクと前記見掛け操舵トルク演算手段により演算された見掛け操舵トルクとの差が0となるようにアシストモータを駆動制御する操舵トルクフィードバック制御手段とからな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。 - 前記モータ電流制御装置は、
前記トルクセンサにより検出された操舵トルクと前記車速センサにより検出された車速に基づきアシスト目標電流値を算出する目標電流値演算手段と、
前記目標電流値演算手段により算出されたアシスト目標電流値と前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流値との差が0となるようにアシストモータを駆動制御するモータ電流フィードバック制御手段とからな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。
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