JP2767637B2 - 電動式パワー・ステアリング装置 - Google Patents
電動式パワー・ステアリング装置Info
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- JP2767637B2 JP2767637B2 JP31434589A JP31434589A JP2767637B2 JP 2767637 B2 JP2767637 B2 JP 2767637B2 JP 31434589 A JP31434589 A JP 31434589A JP 31434589 A JP31434589 A JP 31434589A JP 2767637 B2 JP2767637 B2 JP 2767637B2
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 この発明はモータの回転出力によって操舵力を補助す
る電動式パワー・ステアリング装置に関する。
る電動式パワー・ステアリング装置に関する。
従来技術とその問題点 従来の電動式パワー・ステアリング装置においては，
操舵トルク検出値および車速検出値に基づいて操舵アシ
スト（補助）モータを制御し，操舵アシスト・トルクを
発生していた。モータおよびステアリング機械系の慣
性，粘性，摩擦等を考慮した慣性補償，粘性補償等を行
なうために操舵アシスト・モータの回転位置制御，速度
制御，加速度制御をする場合，従来はエンコーダまたは
タコジェネレータ等の検出器から角度位置または回転速
度を表わす信号を得ていた。そのために従来の電動式パ
ワー・ステアリング装置は高価なものとなっていた。
操舵トルク検出値および車速検出値に基づいて操舵アシ
スト（補助）モータを制御し，操舵アシスト・トルクを
発生していた。モータおよびステアリング機械系の慣
性，粘性，摩擦等を考慮した慣性補償，粘性補償等を行
なうために操舵アシスト・モータの回転位置制御，速度
制御，加速度制御をする場合，従来はエンコーダまたは
タコジェネレータ等の検出器から角度位置または回転速
度を表わす信号を得ていた。そのために従来の電動式パ
ワー・ステアリング装置は高価なものとなっていた。
発明の概要 発明の目的 この発明はエンコーダ，タコジェネレータ等の回転位
置，速度検出器を用いることなく操舵アシスト・モータ
の少なくとも回転速度および回転加速度を得，これらの
回転速度および回転加速度に基づく粘性補償および慣性
補償が加えられた操舵力補助を行う電動式パワー・ステ
アリング装置を提供することを目的とする。
置，速度検出器を用いることなく操舵アシスト・モータ
の少なくとも回転速度および回転加速度を得，これらの
回転速度および回転加速度に基づく粘性補償および慣性
補償が加えられた操舵力補助を行う電動式パワー・ステ
アリング装置を提供することを目的とする。
発明の構成，作用および効果 第１の発明は，少なくとも操舵トルク検出値に基づい
て定められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト
・モータを制御し，操舵アシスト・ドルクを発生する電
動式パワー・ステアリング装置において，上記操舵アシ
スト・モータの印加電圧を検出する手段，上記操舵アシ
スト・モータに流れる電流を検出する手段，上記検出電
圧および上記検出電流を用いて，少なくとも上記モータ
の回転速度および回転加速度を算出する手段，上記算出
手段によって算出された回転速度に基づいて粘性補償値
を生成する手段，および上記算出手段によって算出され
た回転加速度に基づいて慣性補償値を生成する手段を備
え，生成された粘性補償値および慣性補償値を用いて上
記アシスト指令値を補正するものである。
て定められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト
・モータを制御し，操舵アシスト・ドルクを発生する電
動式パワー・ステアリング装置において，上記操舵アシ
スト・モータの印加電圧を検出する手段，上記操舵アシ
スト・モータに流れる電流を検出する手段，上記検出電
圧および上記検出電流を用いて，少なくとも上記モータ
の回転速度および回転加速度を算出する手段，上記算出
手段によって算出された回転速度に基づいて粘性補償値
を生成する手段，および上記算出手段によって算出され
た回転加速度に基づいて慣性補償値を生成する手段を備
え，生成された粘性補償値および慣性補償値を用いて上
記アシスト指令値を補正するものである。
第１の発明によると，操舵アシスト・モータの電圧お
よび電流を検出し，この検出電圧値および検出電流値を
用いて，操舵アシスト・モータの回転速度と回転加速度
を算出しているので，これらの値を得るために従来のよ
うにエンコーダ，タコジュネレータ等の検出器を必要と
しない。したがって，コストダウンを図ることができる
とともに、配線数を少なくすることができるので，断線
等による故障発生の防止を図ることができる。
よび電流を検出し，この検出電圧値および検出電流値を
用いて，操舵アシスト・モータの回転速度と回転加速度
を算出しているので，これらの値を得るために従来のよ
うにエンコーダ，タコジュネレータ等の検出器を必要と
しない。したがって，コストダウンを図ることができる
とともに、配線数を少なくすることができるので，断線
等による故障発生の防止を図ることができる。
さらに第１の発明によると，算出された操舵アシスト
・モータの回転速度に基づいて粘性補償値を生成し，こ
の粘性補償値を用いてアシスト指令値を補正することに
より操舵アシスト・トルクの粘性補償を行っている。ま
た算出された操舵アシスト・モータの回転加速度に基づ
いて慣性補償値を生成し，この慣性補償値を用いて操舵
アシスト・トルクの慣性補償を行っている。慣性補償に
よってモータのロータ慣性があたかも小さくなったかの
ように制御されるので，急ハンドル時にモータがハンド
ルの回転に追従しないことにより生じる重さを解消し，
手放し時の戻りスピードを早くすることができる。
・モータの回転速度に基づいて粘性補償値を生成し，こ
の粘性補償値を用いてアシスト指令値を補正することに
より操舵アシスト・トルクの粘性補償を行っている。ま
た算出された操舵アシスト・モータの回転加速度に基づ
いて慣性補償値を生成し，この慣性補償値を用いて操舵
アシスト・トルクの慣性補償を行っている。慣性補償に
よってモータのロータ慣性があたかも小さくなったかの
ように制御されるので，急ハンドル時にモータがハンド
ルの回転に追従しないことにより生じる重さを解消し，
手放し時の戻りスピードを早くすることができる。
第２の発明は，少なくとも操舵トルク検出値に基づい
て定められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト
・モータを制御し，操舵アシスト・トルクを発生する電
動式パワー・ステアリング装置において，上記操舵アシ
スト・モータに電流指令値を与える手段，上記操舵アシ
スト・モータに流れる電流を検出する手段，上記電流指
令値および上記検出電流値を用いて，少なくとも上記モ
ータの回転速度および回転加速度を算出する手段，上記
算出手段によって算出された回転速度に基づいて粘性補
償値を生成する手段，および上記算出手段によって算出
された回転加速度に基づいて慣性補償値を生成する手段
を備え，生成された粘性補償値および慣性補償値を用い
て上記アシスト指令値を補正するものである。
て定められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト
・モータを制御し，操舵アシスト・トルクを発生する電
動式パワー・ステアリング装置において，上記操舵アシ
スト・モータに電流指令値を与える手段，上記操舵アシ
スト・モータに流れる電流を検出する手段，上記電流指
令値および上記検出電流値を用いて，少なくとも上記モ
ータの回転速度および回転加速度を算出する手段，上記
算出手段によって算出された回転速度に基づいて粘性補
償値を生成する手段，および上記算出手段によって算出
された回転加速度に基づいて慣性補償値を生成する手段
を備え，生成された粘性補償値および慣性補償値を用い
て上記アシスト指令値を補正するものである。
第２の発明においても粘性補償および慣性補償が行わ
れるので，操舵の不安定感，不自然さを抑えることがで
きる。
れるので，操舵の不安定感，不自然さを抑えることがで
きる。
第１および第２の発明において，上記算出手段におけ
る回転速度および回転加速度の算出処理ではモータの電
機子抵抗，自己インダクタンス，トルク定数，速度起電
力定数，ロータ・イナーシャ，粘性係数等のモータの内
部パラメータに基づいて計算されたパラメータを用い
る。上記のモータの内部パラメータはモータの内部，周
囲温度の変化により変化するので，回転速度，回転加速
度の計算値と実際の値との間に誤差が生じる。
る回転速度および回転加速度の算出処理ではモータの電
機子抵抗，自己インダクタンス，トルク定数，速度起電
力定数，ロータ・イナーシャ，粘性係数等のモータの内
部パラメータに基づいて計算されたパラメータを用い
る。上記のモータの内部パラメータはモータの内部，周
囲温度の変化により変化するので，回転速度，回転加速
度の計算値と実際の値との間に誤差が生じる。
第３の発明はモータの温度変化に基づく算出誤差の発
生を防止できるようにするもので，第１また第２の発明
による電動式パワー・ステアリング装置において，さら
に上記操舵アシスト・モータの温度を測定する手段，お
よび測定温度に基づいて，上記算出手段における算出処
理のためのパラメータを修正する手段を備えていること
を特徴とする。
生を防止できるようにするもので，第１また第２の発明
による電動式パワー・ステアリング装置において，さら
に上記操舵アシスト・モータの温度を測定する手段，お
よび測定温度に基づいて，上記算出手段における算出処
理のためのパラメータを修正する手段を備えていること
を特徴とする。
第３の発明によると，モータの印加電圧値，電流値を
用いてモータ・ロータの回転速度および回転加速度を算
出するさいに，モータの温度を測定し，この測定温度に
よって使用するモータの内部パラメータをその温度特性
にしたがって修正するようにしたので，温度変化による
計算値の誤差を最小にすることができる。したがって，
算出された値を用いて粘性補償および慣性補償が正確に
行われる。
用いてモータ・ロータの回転速度および回転加速度を算
出するさいに，モータの温度を測定し，この測定温度に
よって使用するモータの内部パラメータをその温度特性
にしたがって修正するようにしたので，温度変化による
計算値の誤差を最小にすることができる。したがって，
算出された値を用いて粘性補償および慣性補償が正確に
行われる。
実施例の説明 まず第１の発明について説明する。
第１図は第１の発明による電動式パワー・ステアリン
グ装置の実施例の全体を機能的に示すブロック図であ
る。第２図はこのパワー・ステアリング装置が適用され
るステアリング機械系の一例を示す構成図である。
グ装置の実施例の全体を機能的に示すブロック図であ
る。第２図はこのパワー・ステアリング装置が適用され
るステアリング機械系の一例を示す構成図である。
まず第２図に示すパワー・ステアリング機械系につい
て説明しておく。
て説明しておく。
操舵ハンドル71の回転力はハンドル軸を経てピニオン
・ギャを含むステアリング・ギャ72に伝達され、さらに
上記ピニオン・ギャによりラック軸74に伝達され，ナッ
クル・アーム等を経て車輪75が転向される。また，コン
トロール装置11により制御駆動される操舵アシスト（補
助）モータ（DCモータ）10の回転力はピニオン・ギャを
含むステアリング・ギャ73とラック軸74との噛み合いに
よりラック軸74に伝達され，ハンドル71による操舵を補
助することになる。ハンドル71とモータ10の回転軸はギ
ャ72,73およびラック軸74により機械的に連結されてい
る。操舵トルク・センサ21により操舵トルク（捩りトル
ク）が検出され，また車速センサ22により車速が検出さ
れ，後述するようにこれらの検出トルク，車速等に基づ
いてコントロール装置11はモータ10を制御する。コント
ロール装置11およびモータ10には車両に搭載されたバッ
テリ12からその動作電力が供給される。
・ギャを含むステアリング・ギャ72に伝達され、さらに
上記ピニオン・ギャによりラック軸74に伝達され，ナッ
クル・アーム等を経て車輪75が転向される。また，コン
トロール装置11により制御駆動される操舵アシスト（補
助）モータ（DCモータ）10の回転力はピニオン・ギャを
含むステアリング・ギャ73とラック軸74との噛み合いに
よりラック軸74に伝達され，ハンドル71による操舵を補
助することになる。ハンドル71とモータ10の回転軸はギ
ャ72,73およびラック軸74により機械的に連結されてい
る。操舵トルク・センサ21により操舵トルク（捩りトル
ク）が検出され，また車速センサ22により車速が検出さ
れ，後述するようにこれらの検出トルク，車速等に基づ
いてコントロール装置11はモータ10を制御する。コント
ロール装置11およびモータ10には車両に搭載されたバッ
テリ12からその動作電力が供給される。
コントロール装置11は，電流検出器，電圧検出器等の
検出器，モータ10を駆動する駆動回路，モータ10の全体
的な制御を統括するコンピュータ（CPU,たとえばマイク
ロプロセッサ），メモリ，コンピュータと上記の入，出
力機器とのインターフェイス回路等から構成されてい
る。第１図は，コントロール装置11に内蔵されたコンピ
ュータの各種機能をブロック的に，他の入，出力機器，
各種回路を示すブロックとともに描いたものと位置付け
ることができる。
検出器，モータ10を駆動する駆動回路，モータ10の全体
的な制御を統括するコンピュータ（CPU,たとえばマイク
ロプロセッサ），メモリ，コンピュータと上記の入，出
力機器とのインターフェイス回路等から構成されてい
る。第１図は，コントロール装置11に内蔵されたコンピ
ュータの各種機能をブロック的に，他の入，出力機器，
各種回路を示すブロックとともに描いたものと位置付け
ることができる。
第１図において，アシスト指令部20にはトルク・セン
サ21の検出トルクVTと車速センサ22の検出車速VSとが与
えられる。アシスト指令部20内のアシスト・トルク値指
示関数部23は検出トルクVTに応じてモータ10によって発
生すべきアシスト・トルクを表わす指令値を出力する。
また乗算定数関数部24は検出車速VSに応じて定数を発生
し，この定数が乗算演算部25において上記のアシスト・
トルク指令値に乗じられる。この結果，乗算演算部25か
ら出力されるアシスト・トルク値（またはモータ電流指
令値）は，第３図に示すように，検出トルクVTと検出車
速VSによって定められた値となる。第３図は，操舵トル
クVTに応じて，一定範囲の操舵トルクVTに対してはこれ
にほぼ比例するモータ電流が流れ（アシスト・トルクが
発生し），上記範囲を超えるとある一定のモータ電流が
流れる（アシスト・トルクが発生する）ように，そし
て，車速VSに応じて，車速VSが速いときにはモータ電流
（アシスト・トルク）を少なくし，車速VSが遅いときに
はモータ電流（アシスト・トルク）を多くするように，
モータ10を制御するためのアシスト指令が発生すること
を表わしている。検出トルクVTは位相補償部26にも与え
られ，この位相補償部26によって検出トルクVTの微分値
が乗算演算部25の出力に加算されることにより，最終的
にアシスト指令部20の出力（基準電流指令値）となる。
サ21の検出トルクVTと車速センサ22の検出車速VSとが与
えられる。アシスト指令部20内のアシスト・トルク値指
示関数部23は検出トルクVTに応じてモータ10によって発
生すべきアシスト・トルクを表わす指令値を出力する。
また乗算定数関数部24は検出車速VSに応じて定数を発生
し，この定数が乗算演算部25において上記のアシスト・
トルク指令値に乗じられる。この結果，乗算演算部25か
ら出力されるアシスト・トルク値（またはモータ電流指
令値）は，第３図に示すように，検出トルクVTと検出車
速VSによって定められた値となる。第３図は，操舵トル
クVTに応じて，一定範囲の操舵トルクVTに対してはこれ
にほぼ比例するモータ電流が流れ（アシスト・トルクが
発生し），上記範囲を超えるとある一定のモータ電流が
流れる（アシスト・トルクが発生する）ように，そし
て，車速VSに応じて，車速VSが速いときにはモータ電流
（アシスト・トルク）を少なくし，車速VSが遅いときに
はモータ電流（アシスト・トルク）を多くするように，
モータ10を制御するためのアシスト指令が発生すること
を表わしている。検出トルクVTは位相補償部26にも与え
られ，この位相補償部26によって検出トルクVTの微分値
が乗算演算部25の出力に加算されることにより，最終的
にアシスト指令部20の出力（基準電流指令値）となる。
この基準電流指令値には後述する角度位置，速度およ
び加速度制御（少なくともいうれか１つでよい）のため
の指令値が加算（または減算）されたのち，目標電流指
令値として電流制御部60に与えられる。電流制御部60は
その全部をハードウェアの回路で構成してもよいし，そ
の一部をコンピュータ・ソフトウェアで実現することも
できる。
び加速度制御（少なくともいうれか１つでよい）のため
の指令値が加算（または減算）されたのち，目標電流指
令値として電流制御部60に与えられる。電流制御部60は
その全部をハードウェアの回路で構成してもよいし，そ
の一部をコンピュータ・ソフトウェアで実現することも
できる。
電流制御部60はたとえば,4個のスイッチング素子を含
むＨブリッジ駆動法にしたがうPWM（Pulse Width Modul
ation）パルスを用いたチョッパ動作によってモータ10
を駆動制御するものであり，電流フィードバック制御を
行なう。電機子電流検出部66によってモータ10の電機子
電流iaが検出され，電流偏差演算部61において，与えら
れた目標電流指令値と検出電流iaとの偏差が演算され
る。この偏差の絶対値が絶対値変換部64で得られ，この
絶対値に基づいてPWMパルスのデューティ比が決定され
る。一方，上記偏差の極性（正または負）が正負判別部
62で判別される。生成されたデューティ比と判別された
極性はモータ駆動部63に与えられ，モータ駆動部63はこ
れらに基づいてＨブリッジ型に配線された４個のスイッ
チング素子をオン，オフ制御してモータ10を駆動する。
むＨブリッジ駆動法にしたがうPWM（Pulse Width Modul
ation）パルスを用いたチョッパ動作によってモータ10
を駆動制御するものであり，電流フィードバック制御を
行なう。電機子電流検出部66によってモータ10の電機子
電流iaが検出され，電流偏差演算部61において，与えら
れた目標電流指令値と検出電流iaとの偏差が演算され
る。この偏差の絶対値が絶対値変換部64で得られ，この
絶対値に基づいてPWMパルスのデューティ比が決定され
る。一方，上記偏差の極性（正または負）が正負判別部
62で判別される。生成されたデューティ比と判別された
極性はモータ駆動部63に与えられ，モータ駆動部63はこ
れらに基づいてＨブリッジ型に配線された４個のスイッ
チング素子をオン，オフ制御してモータ10を駆動する。
モータ10の印加電圧ｖは印加電圧検出部51によって検
出される。検出された印加電圧ｖおよび上述の電機子電
流iaは操舵速度推定手段押52に与えられる。この舵角速
度推定手段52は，与えられたモータ電圧ｖとモータ電流
iaとからモータ10の回転速度を推定するオブザーバで
ある。推定値には∧を付け，たとえば で表わす。
出される。検出された印加電圧ｖおよび上述の電機子電
流iaは操舵速度推定手段押52に与えられる。この舵角速
度推定手段52は，与えられたモータ電圧ｖとモータ電流
iaとからモータ10の回転速度を推定するオブザーバで
ある。推定値には∧を付け，たとえば で表わす。
舵角速度推定手段52の機械的構成例が第４図に示され
ている。第４図のブロック図は次の演算式の演算を実現
するものである。
ている。第４図のブロック図は次の演算式の演算を実現
するものである。
推定誤差を とすると， となるようにＦを決める。
ここで（ｔ）,z（ｔ）,F,G,L0,HおよびJ0はオブザ
ーバにおけるパラメータである。また第４図において,1
/sは積分要素を表わす。
ーバにおけるパラメータである。また第４図において,1
/sは積分要素を表わす。
上記のオブザーバのパラメータは，モータ10における
内部パラメータ，たとえば電機子抵抗R,自己インダクタ
ンスL,トルク定数KT,速度誘起電圧定数Ke,モータ軸の粘
性抵抗係数D,ロータ・イナーシャＪ等を用いて算出され
る。
内部パラメータ，たとえば電機子抵抗R,自己インダクタ
ンスL,トルク定数KT,速度誘起電圧定数Ke,モータ軸の粘
性抵抗係数D,ロータ・イナーシャＪ等を用いて算出され
る。
このようにして舵角速度推定手段52から得られる推定
速度 は微分演算部53で微分されることにより推定加速度 に変換され，また積分演算部54で積分されることにより
推定角度位置 に変換される。このようにして，モータ10の加速度，速
度および位置が推定されることになる。微分演算部53,
積分演算部54を用いずにオフサーバによって直接に加速
度，位置を推定するようにすることもできる。
速度 は微分演算部53で微分されることにより推定加速度 に変換され，また積分演算部54で積分されることにより
推定角度位置 に変換される。このようにして，モータ10の加速度，速
度および位置が推定されることになる。微分演算部53,
積分演算部54を用いずにオフサーバによって直接に加速
度，位置を推定するようにすることもできる。
推定された位置 は舵角速度等の負帰還を行なう粘性指令部30に，推定さ
れた加速度 は舵角加速度の正帰還を行なう慣性補償部40にそれぞれ
与えられ，モータ10の位置，速度および加速度制御のた
めに用いられる。これらの制御のうちいずれか１つまた
は２つを行なってもよく，全部を行なってもよい。
れた加速度 は舵角加速度の正帰還を行なう慣性補償部40にそれぞれ
与えられ，モータ10の位置，速度および加速度制御のた
めに用いられる。これらの制御のうちいずれか１つまた
は２つを行なってもよく，全部を行なってもよい。
粘性指令部30は基本的には舵角の中立位置へ戻す力，
すなわち復元力を生じさせるものである。推定された速
度 は粘性補償値指示関数部31に与えられ，この関数部31は
速度 が大きいほど絶対値が大きくかつ逆方向のトルクを発生
させる指令値を出力する。一方，車速センサ22によって
検出された車速VSは車速演算定数関数部34に与えられ、
この関数部34は車速VSが大きいほど大きな定数を出力す
る。この車速演算定数は乗算演算部35（これについては
後述する）を経て乗算演算部32において関数部31から出
力される指令値に乗算される。この乗算結果は粘性指令
出力指令部33を経て，アシスト指令部20から出力される
基準電流指令値から減算されることになる。このように
して，粘性指令部30の出力は舵角速度 が大きいほどアシスト指令部20の出力をより大きく減ら
すように働く。また車速VSが大きくなるほどより大きな
定数が掛けられるために大きくなり，粘性制動の効果は
大きくなる。これによって高車速時ほど不安定になる傾
向にある手放し戻り時の不安定を抑え，良好なハンドル
・フィーリングが得られる。また低車速時には粘性を減
らせるような補償が働くことになりハンドルの粘性感を
減らせることができ良好なフィーリングが得られること
になる。
すなわち復元力を生じさせるものである。推定された速
度 は粘性補償値指示関数部31に与えられ，この関数部31は
速度 が大きいほど絶対値が大きくかつ逆方向のトルクを発生
させる指令値を出力する。一方，車速センサ22によって
検出された車速VSは車速演算定数関数部34に与えられ、
この関数部34は車速VSが大きいほど大きな定数を出力す
る。この車速演算定数は乗算演算部35（これについては
後述する）を経て乗算演算部32において関数部31から出
力される指令値に乗算される。この乗算結果は粘性指令
出力指令部33を経て，アシスト指令部20から出力される
基準電流指令値から減算されることになる。このように
して，粘性指令部30の出力は舵角速度 が大きいほどアシスト指令部20の出力をより大きく減ら
すように働く。また車速VSが大きくなるほどより大きな
定数が掛けられるために大きくなり，粘性制動の効果は
大きくなる。これによって高車速時ほど不安定になる傾
向にある手放し戻り時の不安定を抑え，良好なハンドル
・フィーリングが得られる。また低車速時には粘性を減
らせるような補償が働くことになりハンドルの粘性感を
減らせることができ良好なフィーリングが得られること
になる。
また，推定された舵角位置 は乗算定数関数部36に与えられる。この関数部36は舵角
位置の絶対値が大きいほど小さな定数を出し，この定数
は関数部34から出力される上記定数と乗算演算部35で乗
算され，この結果が乗算演算部32に与えられることにな
る。一方，粘性指令出力指令部33は，操舵トルクVTが所
定値以下でかつ操舵角速度 が所定値以上のとき，ステアリング系の手放し状態と判
定し，この場合にのみ乗算演算部32の出力をアシスト指
令部20の出力から減算させ，それ以外は粘性指令部30の
出力を零とする。このようにして，粘性指令部30の出力
は手放し状態時にのみ出力され，その大きさは舵角 の絶対値が小さいほど大きい値になる。したがって手放
し時においてハンドルが中立付近で不安定になるのを粘
性制動によって抑えることができる。しかも制動の効き
始めは比較的大きい舵角であるためこのときは制動力は
小さく，中立付近に近づくにしたがい大きな制動力を与
えられるため中立位置への収束のし方が自然になる。
位置の絶対値が大きいほど小さな定数を出し，この定数
は関数部34から出力される上記定数と乗算演算部35で乗
算され，この結果が乗算演算部32に与えられることにな
る。一方，粘性指令出力指令部33は，操舵トルクVTが所
定値以下でかつ操舵角速度 が所定値以上のとき，ステアリング系の手放し状態と判
定し，この場合にのみ乗算演算部32の出力をアシスト指
令部20の出力から減算させ，それ以外は粘性指令部30の
出力を零とする。このようにして，粘性指令部30の出力
は手放し状態時にのみ出力され，その大きさは舵角 の絶対値が小さいほど大きい値になる。したがって手放
し時においてハンドルが中立付近で不安定になるのを粘
性制動によって抑えることができる。しかも制動の効き
始めは比較的大きい舵角であるためこのときは制動力は
小さく，中立付近に近づくにしたがい大きな制動力を与
えられるため中立位置への収束のし方が自然になる。
上述した機能ブロック31,32,33,34による粘性補償の
みを行なってもよく，機能ブロック31,32（35）,33,36
による粘性補償のみを行なってもよく，これらすべての
粘性補償を行なってもよい。
みを行なってもよく，機能ブロック31,32（35）,33,36
による粘性補償のみを行なってもよく，これらすべての
粘性補償を行なってもよい。
慣性補償部40はモータ10のロータ慣性があたかも小さ
くなったかのように制御するもので，急ハンドル時にモ
ータ10がハンドルの回転に追従しないことにより生じる
重さを解消したり，手放し時の戻りスピードを早くした
りするように作用する。推定された舵角加速度 は慣性補償値指示関数部41に与えられ，この関数部41か
ら出力される指令値に乗算演算部42で適当な定数が重じ
られることにより得られる指令値がアシスト指令部20の
基準電流指令値に加算される。
くなったかのように制御するもので，急ハンドル時にモ
ータ10がハンドルの回転に追従しないことにより生じる
重さを解消したり，手放し時の戻りスピードを早くした
りするように作用する。推定された舵角加速度 は慣性補償値指示関数部41に与えられ，この関数部41か
ら出力される指令値に乗算演算部42で適当な定数が重じ
られることにより得られる指令値がアシスト指令部20の
基準電流指令値に加算される。
第５図は第２の発明の実施例を示している。第１図に
示すものと同一物には同一符号を付し，説明を省略す
る。第２図との対比で述べると，第５図では印加電圧検
出部51は設けられていない。舵角速度推定手段52Aに
は，上述の検出電機子電流iaと，アシスト指令部20から
出力される電流指令値idとが与えられている。電流指令
値idとしては，図示のようにアシスト指令部20の基準電
流指令値に粘性指令部30の指令値を加えた値のみなら
ず，上記基準電流指令値，または電流制御部60に与えら
れる目標電流指令値を用いてもよい。
示すものと同一物には同一符号を付し，説明を省略す
る。第２図との対比で述べると，第５図では印加電圧検
出部51は設けられていない。舵角速度推定手段52Aに
は，上述の検出電機子電流iaと，アシスト指令部20から
出力される電流指令値idとが与えられている。電流指令
値idとしては，図示のようにアシスト指令部20の基準電
流指令値に粘性指令部30の指令値を加えた値のみなら
ず，上記基準電流指令値，または電流制御部60に与えら
れる目標電流指令値を用いてもよい。
舵角速度推定手段52Aの機能ブロック図が第６図に示
されている。ブロック構成は第４図に示すものと同じで
あるが，入力および各ブロックのパラメータの値が異な
るものとなっている。第６図のブロック図は次の演算を
行なうようにそのパラメータが上述したモータ10の内部
パラメータにしたがって決定される。
されている。ブロック構成は第４図に示すものと同じで
あるが，入力および各ブロックのパラメータの値が異な
るものとなっている。第６図のブロック図は次の演算を
行なうようにそのパラメータが上述したモータ10の内部
パラメータにしたがって決定される。
推定誤差を とする となるようにＦを求める。
第７図は第３の発明の実施例を示している。第７図に
おいても第１図に示すものと同一物には同一符号を付
し，説明を省略する。
おいても第１図に示すものと同一物には同一符号を付
し，説明を省略する。
モータ10の上述した内部パラメータは温度によって変
化するので，これに基づいて算出された第４図または第
６図の機能ブロック図の各要素のパラメータも温度によ
って変化する。温度変化にかかわらず常に正確な位置 および加速度 が推定できるように，第３の発明はモータの内部パラメ
ータをモータの検出温度に応じて補正するものである。
これにより，正確な位置，速度および加速度制御が達成
できることとなる。
化するので，これに基づいて算出された第４図または第
６図の機能ブロック図の各要素のパラメータも温度によ
って変化する。温度変化にかかわらず常に正確な位置 および加速度 が推定できるように，第３の発明はモータの内部パラメ
ータをモータの検出温度に応じて補正するものである。
これにより，正確な位置，速度および加速度制御が達成
できることとなる。
第８図はモータ10の温度を検出するための構成例を示
している。この図において，温度検出のためのサーミス
タ101はモータ10のケース110の内面に取付けられてい
る。サーミスタは温度に応じてその抵抗値が変化するの
で，これによりモータ10の内部温度を測定することがで
きる。サーミスタ101はリード線102を介してモータ温度
検出部55（第７図）の温度検出回路に接続されている。
サーミスタ101は他の場所に取付けることも可能である
のはいうまでもない。第８図における他の構成要素を述
べると次の通りである。103は永久磁石,104は電機子鉄
心,105は電機子コイル,106は整流子,107はブラシ,108は
モータ駆動用リード線,109はモータの回転軸である。
している。この図において，温度検出のためのサーミス
タ101はモータ10のケース110の内面に取付けられてい
る。サーミスタは温度に応じてその抵抗値が変化するの
で，これによりモータ10の内部温度を測定することがで
きる。サーミスタ101はリード線102を介してモータ温度
検出部55（第７図）の温度検出回路に接続されている。
サーミスタ101は他の場所に取付けることも可能である
のはいうまでもない。第８図における他の構成要素を述
べると次の通りである。103は永久磁石,104は電機子鉄
心,105は電機子コイル,106は整流子,107はブラシ,108は
モータ駆動用リード線,109はモータの回転軸である。
第７図において，モータ温度検出部55で検出された温
度はモータ内部パラメータ・テーブル（メモリ）56に与
えられる。このテーブル56には，第９図にその一例を示
すように，電機子抵抗R,自己インダクタンスL,トルク定
数KT,速度誘起電圧定数Ke,モータ軸の粘性抵抗係数D,ロ
ータ・イナーシャＪについて，これらの温度特性を表わ
すデータがあらかじめ格納されている。テーブル56は与
えられた温度に対応した各モータ内部パラメータの値ま
たはその温度補正値を出力して舵角速度推定手段52に与
える。このようにして，モータの内部温度をリアル・タ
イムに検出して，検出温度に応じて補正された内部パラ
メータを用いて推定手段52において舵角速度が推定され
るので，正確な推定値が得られることとなる。
度はモータ内部パラメータ・テーブル（メモリ）56に与
えられる。このテーブル56には，第９図にその一例を示
すように，電機子抵抗R,自己インダクタンスL,トルク定
数KT,速度誘起電圧定数Ke,モータ軸の粘性抵抗係数D,ロ
ータ・イナーシャＪについて，これらの温度特性を表わ
すデータがあらかじめ格納されている。テーブル56は与
えられた温度に対応した各モータ内部パラメータの値ま
たはその温度補正値を出力して舵角速度推定手段52に与
える。このようにして，モータの内部温度をリアル・タ
イムに検出して，検出温度に応じて補正された内部パラ
メータを用いて推定手段52において舵角速度が推定され
るので，正確な推定値が得られることとなる。
第３の発明は第５図に示す第２の発明にも適用可能で
あるのはいうまでもない。
あるのはいうまでもない。
第１図は第１の発明の実施例を示す機能ブロック図であ
る。 第２図はパワー・ステアリング機械系の一例を示す構成
図である。 第３図は操舵トルクおよび車両速度に基づいて基準電流
指令値を求めるためのグラフである。 第４図は第１図に示す舵角速度推定手段の構成を示す機
能ブロック図である。 第５図は第２の発明の実施例を示す機能ブロック図，第
６図は，第５図における舵角速度推定手段の構成を示す
機能ブロック図である。 第７図は第３の発明の実施例を示す機能ブロック図，第
８図はモータの内部温度検出位置を示す断面図，第９図
（Ａ）〜（Ｆ）は各種内部パラメータの温度特性を示す
グラフである。 10……操舵アシスト・モータ， 20……アシスト指令部， 21……トルク・センサ， 22……車速センサ， 30……粘性指令部， 40……慣性補償部， 51……印加電圧検出部， 52,52A……舵角速度推定手段， 53……微分演算部， 54……積分演算部， 55……モータ温度検出部， 56……モータ内部パラメータ・テーブル， 60……電流制御部， 66……電機子電流検出部。
る。 第２図はパワー・ステアリング機械系の一例を示す構成
図である。 第３図は操舵トルクおよび車両速度に基づいて基準電流
指令値を求めるためのグラフである。 第４図は第１図に示す舵角速度推定手段の構成を示す機
能ブロック図である。 第５図は第２の発明の実施例を示す機能ブロック図，第
６図は，第５図における舵角速度推定手段の構成を示す
機能ブロック図である。 第７図は第３の発明の実施例を示す機能ブロック図，第
８図はモータの内部温度検出位置を示す断面図，第９図
（Ａ）〜（Ｆ）は各種内部パラメータの温度特性を示す
グラフである。 10……操舵アシスト・モータ， 20……アシスト指令部， 21……トルク・センサ， 22……車速センサ， 30……粘性指令部， 40……慣性補償部， 51……印加電圧検出部， 52,52A……舵角速度推定手段， 53……微分演算部， 54……積分演算部， 55……モータ温度検出部， 56……モータ内部パラメータ・テーブル， 60……電流制御部， 66……電機子電流検出部。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも操舵トルク検出値に基づいて定
められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト・モ
ータを制御し，操舵アシスト・トルクを発生する電動式
パワー・ステアリング装置において， 上記操舵アシスト・モータの印加電圧を検出する手段， 上記操舵アシスト・モータに流れる電流を検出する手
段， 上記検出電圧および上記検出電流を用いて，少なくとも
上記モータの回転速度および回転加速度を算出する手
段， 上記算出手段によって算出された回転速度に基づいて粘
性補償値を生成する手段，および 上記算出手段によって算出された回転加速度に基づいて
慣性補償値を生成する手段を備え， 生成された粘性補償値および慣性補償値を用いて上記ア
シスト指令値を補正する電動式パワー・ステアリング装
置。 - 【請求項２】少なくとも操舵トルク検出値に基づいて定
められたアシスト指令値にしたがって操舵アシスト・モ
ータを制御し、操舵アシスト・トルクを発生する電動式
パワー・ステアリング装置において， 上記操舵アシスト・モータに電流指令値を与える手段， 上記操舵アシスト・モータに流れる電流を検出する手
段， 上記電流指令値および上記検出電流値を用いて，少なく
とも上記モータの回転速度および回転加速度を算出する
手段， 上記算出手段によって算出された回転速度に基づいて粘
性補償値を生成する手段，および 上記算出手段によって算出された回転加速度に基づいて
慣性補償値を生成する手段を備え， 生成された粘性補償値および慣性補償値を用いて上記ア
シスト指令値を補正する電動式パワー・ステアリング装
置。 - 【請求項３】上記操舵アシスト・モータの温度を測定す
る手段，および 測定温度に基づいて，上記算出手段における算出処理の
ためのパラメータを修正する手段， をさらに備えた請求項（１）または（２）に記載の電動
式パワー・ステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31434589A JP2767637B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 電動式パワー・ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31434589A JP2767637B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 電動式パワー・ステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03176272A JPH03176272A (ja) | 1991-07-31 |
| JP2767637B2 true JP2767637B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=18052211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31434589A Expired - Lifetime JP2767637B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 電動式パワー・ステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767637B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1803627A2 (en) | 2004-02-13 | 2007-07-04 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3133914B2 (ja) * | 1994-12-21 | 2001-02-13 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP3951337B2 (ja) * | 1997-02-25 | 2007-08-01 | 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0374262A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-28 | Koyo Seiko Co Ltd | 動力舵取装置 |
-
1989
- 1989-12-05 JP JP31434589A patent/JP2767637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1803627A2 (en) | 2004-02-13 | 2007-07-04 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03176272A (ja) | 1991-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090410 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100410 Year of fee payment: 12 |