JP2568872B2 - 車両用電動式動力舵取装置の制御方法 - Google Patents
車両用電動式動力舵取装置の制御方法Info
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- JP2568872B2 JP2568872B2 JP33553187A JP33553187A JP2568872B2 JP 2568872 B2 JP2568872 B2 JP 2568872B2 JP 33553187 A JP33553187 A JP 33553187A JP 33553187 A JP33553187 A JP 33553187A JP 2568872 B2 JP2568872 B2 JP 2568872B2
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- electric power
- power steering
- vehicle
- steering
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用電動式動力舵取装置の制御方法に関す
るものである。
るものである。
車両用電動式動力舵取装置の電動機制御装置として
は、操舵時における運転者の行なったハンドルの操舵に
基づくトルクを検出するトルクセンサを設け、このトル
クセンサの出力信号に応じて電動機の回転方向、回転ト
ルクを制御するようにしたものが従来知られている（特
公昭45−41246号公報参照）。
は、操舵時における運転者の行なったハンドルの操舵に
基づくトルクを検出するトルクセンサを設け、このトル
クセンサの出力信号に応じて電動機の回転方向、回転ト
ルクを制御するようにしたものが従来知られている（特
公昭45−41246号公報参照）。
車両用電動式動力舵取装置においては、従来の油圧式
操舵と異なり、電動機と減速機からなる動力舵取り部の
慣性が大きい。慣性が大きいと、動かそうとしても動き
にくく、また、いったん動き出すと止めにくくなる。こ
のため、高速時にセルフアライングトルク（ハンドルを
戻そうとする力）が大きくなると、ハンドルは戻る勢い
で中央で止まらずに反対側にきれてしまい、収斂性が悪
かった。また、低速時にも慣性により動きがにぶいた
め、動力舵取装置がハンドルを戻そうとする戻り制御を
行なってますます収斂性が悪化していた。
操舵と異なり、電動機と減速機からなる動力舵取り部の
慣性が大きい。慣性が大きいと、動かそうとしても動き
にくく、また、いったん動き出すと止めにくくなる。こ
のため、高速時にセルフアライングトルク（ハンドルを
戻そうとする力）が大きくなると、ハンドルは戻る勢い
で中央で止まらずに反対側にきれてしまい、収斂性が悪
かった。また、低速時にも慣性により動きがにぶいた
め、動力舵取装置がハンドルを戻そうとする戻り制御を
行なってますます収斂性が悪化していた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
この目的とするところは、高速時でも低速時でも収斂性
の良い車両用電動式動力舵取装置を得ることにある。
この目的とするところは、高速時でも低速時でも収斂性
の良い車両用電動式動力舵取装置を得ることにある。
このような目的を達成するために本発明は、運転者の
行なったハンドル操作に基づくトルクをトルクセンサに
より検出し、このトルクセンサの出力により制御部を介
して電動式動力舵取り部を制御する車両用電動式動力舵
取装置の制御方法において、制御部は、操舵力又は電動
機出力の目標値を設定する目標値設定手段と、車速に応
じて粘性要素値を変えた一次遅れ系を設定する一次遅れ
系設定手段とを有し、目標値設定手段で設定した目標値
と実際の値との差を一次遅れ系設定手段で設定した一次
遅れ系に通した値を用いて電動式動力舵取り部を制御す
るようにしたものである。
行なったハンドル操作に基づくトルクをトルクセンサに
より検出し、このトルクセンサの出力により制御部を介
して電動式動力舵取り部を制御する車両用電動式動力舵
取装置の制御方法において、制御部は、操舵力又は電動
機出力の目標値を設定する目標値設定手段と、車速に応
じて粘性要素値を変えた一次遅れ系を設定する一次遅れ
系設定手段とを有し、目標値設定手段で設定した目標値
と実際の値との差を一次遅れ系設定手段で設定した一次
遅れ系に通した値を用いて電動式動力舵取り部を制御す
るようにしたものである。
本発明による車両用電動式動力舵取装置においては、
低速では軽快な操舵、高速では収斂性が良く適当な舵力
のある操舵を得ることができる。
低速では軽快な操舵、高速では収斂性が良く適当な舵力
のある操舵を得ることができる。
一般に車両の収斂性は車速の増加とともに悪化する。
その理由の１つは、車速の増加に伴いセルフアライング
トルク（ハンドルを戻そうとする力）が大となり、操舵
後のハンドル戻りが強くなり、オーバシュート（１回中
心へ戻った舵角が行き過ぎ、反対側へ切れる現象）を起
こす。もし手放しをすると、オーバシュートが繰り返さ
れ、車は蛇行する。操舵軸に電動機をつけた全電気式動
力舵取装置ではその傾向は顕著である。これを改良する
のに一律のダンパを設けると、低速ではハンドルが渋
く、高速では収斂性が不十分になるという現象が起こ
る。本発明による車両用電動式動力舵取装置において
は、上記不具合を改良するため、制御上で電動機にブレ
ーキをかけるダンパ（粘性要素）を設け、ダンピング
（粘性力）を車速の増加とともに変化させるようにし
た。
その理由の１つは、車速の増加に伴いセルフアライング
トルク（ハンドルを戻そうとする力）が大となり、操舵
後のハンドル戻りが強くなり、オーバシュート（１回中
心へ戻った舵角が行き過ぎ、反対側へ切れる現象）を起
こす。もし手放しをすると、オーバシュートが繰り返さ
れ、車は蛇行する。操舵軸に電動機をつけた全電気式動
力舵取装置ではその傾向は顕著である。これを改良する
のに一律のダンパを設けると、低速ではハンドルが渋
く、高速では収斂性が不十分になるという現象が起こ
る。本発明による車両用電動式動力舵取装置において
は、上記不具合を改良するため、制御上で電動機にブレ
ーキをかけるダンパ（粘性要素）を設け、ダンピング
（粘性力）を車速の増加とともに変化させるようにし
た。
第１図は本発明の原理構成を示す構成図で、同図にお
いて、１はハンドル、２はハンドル１の操作に基づくト
ルクを検出するトルクセンサ、３はトルクセンサ２の出
力により電動式動力舵取り部４を制御する制御部、3aは
操舵力又は電動機出力の目標値を設定する制御部３内の
目標値設定手段、3bは車速に応じて粘性要素値を変えた
一次遅れ系を設定する制御部３内の一次遅れ系設定手段
である。このような構成において、目標値設定手段3aで
設定した目標値と実際の値との差を一次遅れ系設定手段
3bで設定した一次遅れ系に通した値を用いて電動式動力
舵取り部４を制御する。
いて、１はハンドル、２はハンドル１の操作に基づくト
ルクを検出するトルクセンサ、３はトルクセンサ２の出
力により電動式動力舵取り部４を制御する制御部、3aは
操舵力又は電動機出力の目標値を設定する制御部３内の
目標値設定手段、3bは車速に応じて粘性要素値を変えた
一次遅れ系を設定する制御部３内の一次遅れ系設定手段
である。このような構成において、目標値設定手段3aで
設定した目標値と実際の値との差を一次遅れ系設定手段
3bで設定した一次遅れ系に通した値を用いて電動式動力
舵取り部４を制御する。
第３図および第４図は、本発明に係わる車両用電動式
動力舵取装置の制御方法の一実施例が適用された制御系
統図および制御系統のブロック線図である。第３図およ
び第４図において、５は制御対象、６は比較器6aと内部
モデル6bと目標値発生器6cとから成る制御部、10は制御
対象５のブロック線図、20は制御部６のブロック線図で
ある。
動力舵取装置の制御方法の一実施例が適用された制御系
統図および制御系統のブロック線図である。第３図およ
び第４図において、５は制御対象、６は比較器6aと内部
モデル6bと目標値発生器6cとから成る制御部、10は制御
対象５のブロック線図、20は制御部６のブロック線図で
ある。
また、第４図において、11および15は電動機において
電圧を電流へ変換する機能（リアクタンスＬと抵抗ｒと
電動機定数Ｍと減速ギヤ比Ｎ）およびピニオン角速度
１により電圧が減少する機能を示す伝達関数、12は一次
遅れの操舵系を示す伝達関数、13はピニオン角速度１
をピニオン角に変換することを示す伝達関数、14は人の
操舵角θ０とピニオン角θ１との差を操舵トルクTdに変
換することを示す伝達関数である。
電圧を電流へ変換する機能（リアクタンスＬと抵抗ｒと
電動機定数Ｍと減速ギヤ比Ｎ）およびピニオン角速度
１により電圧が減少する機能を示す伝達関数、12は一次
遅れの操舵系を示す伝達関数、13はピニオン角速度１
をピニオン角に変換することを示す伝達関数、14は人の
操舵角θ０とピニオン角θ１との差を操舵トルクTdに変
換することを示す伝達関数である。
さらに、第４図において、6cは目標値発生器、21,22,
23はピニオン角加速度1,ピニオン角速度1,モータト
ルク値TMの比例定数を示す伝達関数、24,25は目標値と
実際値との差P0と理想的一次遅れ系の出力値Z0の比例定
数を示す伝達関数、26は積分機能の伝達関数、27はダン
パとなる伝達関数、28,29,30は電動機電圧を制御するた
めのパルス幅変調信号PWMを発生するための加算器であ
り、伝達関数26と27は理想的一次遅れ系を構成する。
23はピニオン角加速度1,ピニオン角速度1,モータト
ルク値TMの比例定数を示す伝達関数、24,25は目標値と
実際値との差P0と理想的一次遅れ系の出力値Z0の比例定
数を示す伝達関数、26は積分機能の伝達関数、27はダン
パとなる伝達関数、28,29,30は電動機電圧を制御するた
めのパルス幅変調信号PWMを発生するための加算器であ
り、伝達関数26と27は理想的一次遅れ系を構成する。
第４図において、10は実際の制御対象１のブロック線
図であり、伝達関数21〜23および加算器28〜30を除いた
20は理想的すなわち常に収斂性の良い制御系統を示すブ
ロック線図であり、第４図の制御系統は実際の制御対象
１の機能を理想的な制御系統の機能に近づけるように電
動機を制御する。また、粘性要素値F1を有するダンパで
ある伝達関数27は車速で変化するものであり、これによ
りあらゆる車速に対して車両の収斂性の良い制御系統を
得ることができる。
図であり、伝達関数21〜23および加算器28〜30を除いた
20は理想的すなわち常に収斂性の良い制御系統を示すブ
ロック線図であり、第４図の制御系統は実際の制御対象
１の機能を理想的な制御系統の機能に近づけるように電
動機を制御する。また、粘性要素値F1を有するダンパで
ある伝達関数27は車速で変化するものであり、これによ
りあらゆる車速に対して車両の収斂性の良い制御系統を
得ることができる。
その実際の例を第５図および第６図に示す。
第５図（ａ）は粘性要素値F1を車速により増加させた
場合であり、第５図（ｂ）は高速域での手放し時の収斂
性すなわち操舵角θ０の応答性を示す。実線S1は従来の
制御による収斂性を示し、点線S2は第４図の制御による
収斂性を示す。
場合であり、第５図（ｂ）は高速域での手放し時の収斂
性すなわち操舵角θ０の応答性を示す。実線S1は従来の
制御による収斂性を示し、点線S2は第４図の制御による
収斂性を示す。
第６図は目標値発生器6c内に戻り制御をおりこみ、ハ
ンドルを戻そうとさせた場合の制御例を示すものであ
り、第５図の場合よりも低速時の応答性を高めるため、
粘性要素値F1を速度V1までは減少させたものである。第
６図（ａ）な粘性要素F1の値、第６図（ｂ）に収斂性す
なわち操舵角θ０の応答を示す。第６図（ｂ）におい
て、実線S3は戻り制御無し即ち従来の制御の場合に該当
し、一点鎖線S4は戻り制御有りの場合に該当し、点線S5
は第４図の制御部に戻り制御を加えた場合の応答を示
す。第６図（ａ）に示すように、車速ゼロ（速度V0）つ
まり据切時に良好な操舵感を持たせるように所定の粘性
要素値F1を制御系に与え、低速時の車速V1では粘性要素
値を小さくし、また、中・高速時には粘性要素値F1を大
きくして応答性と収斂性を両立させている。
ンドルを戻そうとさせた場合の制御例を示すものであ
り、第５図の場合よりも低速時の応答性を高めるため、
粘性要素値F1を速度V1までは減少させたものである。第
６図（ａ）な粘性要素F1の値、第６図（ｂ）に収斂性す
なわち操舵角θ０の応答を示す。第６図（ｂ）におい
て、実線S3は戻り制御無し即ち従来の制御の場合に該当
し、一点鎖線S4は戻り制御有りの場合に該当し、点線S5
は第４図の制御部に戻り制御を加えた場合の応答を示
す。第６図（ａ）に示すように、車速ゼロ（速度V0）つ
まり据切時に良好な操舵感を持たせるように所定の粘性
要素値F1を制御系に与え、低速時の車速V1では粘性要素
値を小さくし、また、中・高速時には粘性要素値F1を大
きくして応答性と収斂性を両立させている。
第２図は本発明に係わる車両用電動式動力舵取装置の
制御方法の一実施例を説明するためのフローチャートで
ある。まず車速信号およびTd,TM,θ1,1,１を入力し
（ステップ31）、次に粘性要素値F1を設定し（ステップ
32）、目標値を設定する（ステップ33）。次に、目標値
と実際の値の差からP0を算出し（ステップ34）、伝達関
数26,27により変数Z0を出力し（ステップ35）、これら
を基にパルス幅変調信号PWMを算出して電動機の伝達関
数11へ出力する（ステップ36,37）。
制御方法の一実施例を説明するためのフローチャートで
ある。まず車速信号およびTd,TM,θ1,1,１を入力し
（ステップ31）、次に粘性要素値F1を設定し（ステップ
32）、目標値を設定する（ステップ33）。次に、目標値
と実際の値の差からP0を算出し（ステップ34）、伝達関
数26,27により変数Z0を出力し（ステップ35）、これら
を基にパルス幅変調信号PWMを算出して電動機の伝達関
数11へ出力する（ステップ36,37）。
以上説明したように本発明は、操舵力又は電動機出力
の目標値を設定する目標値設定手段と、車速に応じて粘
性要素値を変えた一次遅れ系を設定する一次遅れ系設定
手段とを制御部に設け、目標値設定手段で設定した目標
値と実際の値との差を一次遅れ系設定手段で設定した一
次遅れ系に通した値を用いて電動式動力舵取り部を制御
することにより、収斂性と応答性を車速に合わせて制御
することができるので、低速時でも高速時でも収斂性と
応答性において最適な車体応答を得ることができ、低速
時の軽快な操舵および高速時の安定性が良く適当な舵力
のある操舵を得ることができる効果がある。
の目標値を設定する目標値設定手段と、車速に応じて粘
性要素値を変えた一次遅れ系を設定する一次遅れ系設定
手段とを制御部に設け、目標値設定手段で設定した目標
値と実際の値との差を一次遅れ系設定手段で設定した一
次遅れ系に通した値を用いて電動式動力舵取り部を制御
することにより、収斂性と応答性を車速に合わせて制御
することができるので、低速時でも高速時でも収斂性と
応答性において最適な車体応答を得ることができ、低速
時の軽快な操舵および高速時の安定性が良く適当な舵力
のある操舵を得ることができる効果がある。
第１図は本発明の原理構成を示す構成図、第２図は本発
明に係わる車両用電動式動力舵取装置の制御方法の一実
施例を説明するためのフローチャート、第３図は本方法
が適用された制御系統の概略を示す系統図、第４図は第
３図の制御系統を伝達関数により表わしたブロック線
図、第５図および第６図は本方法による車体の収斂性お
よび応答性を示すグラフである。 １……ハンドル、２……トルクセンサ、3,6……制御
部、3a……目標値設定手段、3b……一次遅れ系設定手
段、４……電動式動力舵取り部、５……制御対象、6a…
…比較器、6b……内部モデル、6c……目標値発生器。
明に係わる車両用電動式動力舵取装置の制御方法の一実
施例を説明するためのフローチャート、第３図は本方法
が適用された制御系統の概略を示す系統図、第４図は第
３図の制御系統を伝達関数により表わしたブロック線
図、第５図および第６図は本方法による車体の収斂性お
よび応答性を示すグラフである。 １……ハンドル、２……トルクセンサ、3,6……制御
部、3a……目標値設定手段、3b……一次遅れ系設定手
段、４……電動式動力舵取り部、５……制御対象、6a…
…比較器、6b……内部モデル、6c……目標値発生器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯沢 隆治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 森 文利 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】運転者の行なったハンドル操作に基づくト
ルクをトルクセンサにより検出し、前記トルクセンサの
出力により制御部を介して電動式動力舵取り部を制御す
る車両用電動式動力舵取装置の制御方法において、 前記制御部は、操舵力又は電動機出力の目標値を設定す
る目標値設定手段と、車速に応じて粘性要素値を変えた
一次遅れ系を設定する一次遅れ系設定手段とを有し、 前記目標値設定手段で設定した目標値と実際の値との差
を前記一次遅れ系設定手段で設定した一次遅れ系に通し
た値を用いて前記電動式動力舵取り部を制御することを
特徴とする車両用電動式動力舵取装置の制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33553187A JP2568872B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 車両用電動式動力舵取装置の制御方法 |
| US07/798,026 US5151860A (en) | 1987-12-29 | 1991-11-20 | Control method for electric power steering apparatus for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33553187A JP2568872B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 車両用電動式動力舵取装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01178081A JPH01178081A (ja) | 1989-07-14 |
| JP2568872B2 true JP2568872B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=18289617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33553187A Expired - Lifetime JP2568872B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 車両用電動式動力舵取装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568872B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03118173U (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-05 | ||
| JP4640696B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2011-03-02 | 株式会社ジェイテクト | 車両姿勢制御システム |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33553187A patent/JP2568872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01178081A (ja) | 1989-07-14 |
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