JP2772658B2 - 電動パワーステアリングの制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリングの制御装置Info
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- JP2772658B2 JP2772658B2 JP3537389A JP3537389A JP2772658B2 JP 2772658 B2 JP2772658 B2 JP 2772658B2 JP 3537389 A JP3537389 A JP 3537389A JP 3537389 A JP3537389 A JP 3537389A JP 2772658 B2 JP2772658 B2 JP 2772658B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ロータ慣性をキャンセルできる電動パワ
ーステアリングの制御装置に関する。
ーステアリングの制御装置に関する。
（従来の技術） 第６図に示した従来の装置は、ハンドル１の入力軸２
にトルクセンサー３と舵角センサー４とを設けるととも
に、この入力軸２の先端にピニオン５を設けている。
にトルクセンサー３と舵角センサー４とを設けるととも
に、この入力軸２の先端にピニオン５を設けている。
また、サイドロッド６の外端にはナックルアーム７を
連結するとともに、このナックルアーム７に車輪８を設
けている。そして、上記サイドロッド６にはラック９を
設け、このラック９に上記ピニオン５をかみ合わせてい
る。
連結するとともに、このナックルアーム７に車輪８を設
けている。そして、上記サイドロッド６にはラック９を
設け、このラック９に上記ピニオン５をかみ合わせてい
る。
さらに、上記両センサー３、４及び車速センサー10の
それぞれはコントローラ11に接続するとともに、このコ
ントローラ11は電動モータｍに接続している。上記電動
モータｍは、減速機12を介してピニオン13に連係すると
ともに、このピニオン13を上記ラック９にかみ合わせて
いる。
それぞれはコントローラ11に接続するとともに、このコ
ントローラ11は電動モータｍに接続している。上記電動
モータｍは、減速機12を介してピニオン13に連係すると
ともに、このピニオン13を上記ラック９にかみ合わせて
いる。
このようにした装置では、ハンドル１を切り終ってか
ら、手を放して当該ハンドルを中立位置に復帰させると
きに、ロータの慣性が助長されるようなことがあった。
ら、手を放して当該ハンドルを中立位置に復帰させると
きに、ロータの慣性が助長されるようなことがあった。
そこで、この装置では、操舵角θと電動モータｍの回
転数θＭがほぼ比例することを利用して上記ロータの慣
性をキャンセルするようにしている。つまり、操舵角θ
を検出した、それの２階微分をとるとともに、この微分
値に比例した電流を電動モータｍに与えることによりロ
ータ慣性をキャンセルするようにしている。
転数θＭがほぼ比例することを利用して上記ロータの慣
性をキャンセルするようにしている。つまり、操舵角θ
を検出した、それの２階微分をとるとともに、この微分
値に比例した電流を電動モータｍに与えることによりロ
ータ慣性をキャンセルするようにしている。
（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置では、舵角センサー４で
検出したハンドルの操舵角によって、ロータ慣性をキャ
ンセルする電流を制御するようにしているので、舵角セ
ンサーや信号処理回路が必要になり、それだけコストア
ップになるという問題があった。
検出したハンドルの操舵角によって、ロータ慣性をキャ
ンセルする電流を制御するようにしているので、舵角セ
ンサーや信号処理回路が必要になり、それだけコストア
ップになるという問題があった。
また、操舵角θとロータ回転角θＭとはほぼ比例する
が、それらが完全に一致することは少ない。例えば、両
者の計測場所が離れているので、その間の機器のガタ付
や剛性等によって、両者に多少のずれが生じる。そのた
めに電動モータｍの回転数θＭの２階微分θを用いて
も、当該ロータ慣性を完全にキャンセルすることができ
ないという問題があった。
が、それらが完全に一致することは少ない。例えば、両
者の計測場所が離れているので、その間の機器のガタ付
や剛性等によって、両者に多少のずれが生じる。そのた
めに電動モータｍの回転数θＭの２階微分θを用いて
も、当該ロータ慣性を完全にキャンセルすることができ
ないという問題があった。
この発明の目的は、舵角センサーを用いずに、モータ
回転数を求め、それに応じたロータ慣性電流を制御する
ようにした装置を提供することである。
回転数を求め、それに応じたロータ慣性電流を制御する
ようにした装置を提供することである。
（問題点を解決する手段） この発明は、車速を検出する車速センサーと、操舵ト
ルクを検出するトルクセンサーと、電動モータのモータ
電流を検出する電流検出器と、上記車速センサー、トル
クセンサーおよび電流検出器の出力信号を入力して電動
モータの出力を制御するマイクロプロセッサーとを備
え、マイクロプロセッサーは、上記車速センサーからの
車速信号を定数変換する車速定数変換回路部と、トルク
センサーからのトルク信号を定数変換するトルク定数変
換回路部と、同じくトルク信号を微分する第１微分回路
部と、電流検出器の検出値に基づいて算出した電動モー
タのモータ回転数を微分する第２微分回路部と、上記車
速定数変換回路部、トルク定数変換回路部、第１微分回
路部、第２微分回路部および電流検出器の出力信号を積
算あるいは加減算した信号に応じた値の信号を出力する
比較回路部と、同じく上記各信号を積算あるいは加減算
した信号を積分する積分回路部とを備え、上記第２微分
回路部の微分値に基づいて電動モータのロータ慣性をキ
ャンセルするトルクを電動モータに出力させる構成にし
たことを特徴とする。
ルクを検出するトルクセンサーと、電動モータのモータ
電流を検出する電流検出器と、上記車速センサー、トル
クセンサーおよび電流検出器の出力信号を入力して電動
モータの出力を制御するマイクロプロセッサーとを備
え、マイクロプロセッサーは、上記車速センサーからの
車速信号を定数変換する車速定数変換回路部と、トルク
センサーからのトルク信号を定数変換するトルク定数変
換回路部と、同じくトルク信号を微分する第１微分回路
部と、電流検出器の検出値に基づいて算出した電動モー
タのモータ回転数を微分する第２微分回路部と、上記車
速定数変換回路部、トルク定数変換回路部、第１微分回
路部、第２微分回路部および電流検出器の出力信号を積
算あるいは加減算した信号に応じた値の信号を出力する
比較回路部と、同じく上記各信号を積算あるいは加減算
した信号を積分する積分回路部とを備え、上記第２微分
回路部の微分値に基づいて電動モータのロータ慣性をキ
ャンセルするトルクを電動モータに出力させる構成にし
たことを特徴とする。
（本発明の作用） この発明の装置は上記のように構成したので、モータ
電圧とモータ電流とから、電動モータｍの回転数を計算
するとともに、そのモータ回転数からモータの加速度を
求め、それによってロータ慣性をキャンセルする電流が
出力される。
電圧とモータ電流とから、電動モータｍの回転数を計算
するとともに、そのモータ回転数からモータの加速度を
求め、それによってロータ慣性をキャンセルする電流が
出力される。
（本発明の効果） この発明の装置によれば、従来のような舵角センサー
等の特別の装置が必要なくなるとともに、各センサーか
ら制御系までの信号伝達の遅れや誤差等による制御の不
安定という問題も解消される。
等の特別の装置が必要なくなるとともに、各センサーか
ら制御系までの信号伝達の遅れや誤差等による制御の不
安定という問題も解消される。
（本発明の実施例） 第１〜５図に示したこの発明の実施例は、その制御系
に特徴を有し、その他は従来と同様なので、従来と同一
の構成要素については、同一の符号を付して説明する。
に特徴を有し、その他は従来と同様なので、従来と同一
の構成要素については、同一の符号を付して説明する。
入力軸２に作用する操舵トルクを検出するトルクセン
サー３をトルク信号処理回路13に接続するとともに、車
速を検出する車速センサー10を車速信号処理回路14に接
続している。そして、トルク信号処理回路13は、マイク
ロプロセッサーMCの入力ポートA2に接続し、車速信号処
理回路14はマイクロプロセッサーMCの割込みポートINT1
に接続している。
サー３をトルク信号処理回路13に接続するとともに、車
速を検出する車速センサー10を車速信号処理回路14に接
続している。そして、トルク信号処理回路13は、マイク
ロプロセッサーMCの入力ポートA2に接続し、車速信号処
理回路14はマイクロプロセッサーMCの割込みポートINT1
に接続している。
上記のようにしたマイクロプロセッサーMCの一方の出
力ポートC1からは、電動モータｍの回転方向を特定する
モータ出力方向信号Ａが出力される。そして、この出力
ポートC1は、第１、２アンドゲート15、16に接続すると
ともに、ノットゲート17を介して第３、４アンドゲート
18、19にも接続している。
力ポートC1からは、電動モータｍの回転方向を特定する
モータ出力方向信号Ａが出力される。そして、この出力
ポートC1は、第１、２アンドゲート15、16に接続すると
ともに、ノットゲート17を介して第３、４アンドゲート
18、19にも接続している。
上記第１、３アンドゲート15、18には、所定のパルス
信号を出力する発振回路20を接続しているが、第２、４
アンドゲート16、19には、モータの出力レベルを絶対値
として出力する他方の出力ポートC2に接続している。
信号を出力する発振回路20を接続しているが、第２、４
アンドゲート16、19には、モータの出力レベルを絶対値
として出力する他方の出力ポートC2に接続している。
いま、例えば、出力ポートC1から正転信号Ａが出力さ
れると、この正転信号Ａは第１、２アンドゲート15、16
に入力する。しかし、この出力ポートC1から正転信号以
外の信号すなわち逆転信号が出力されると、ノットゲー
ト17が機能して逆転信号を出力するとともに、この逆
転信号が第３、４アンドゲート18、19に入力する。
れると、この正転信号Ａは第１、２アンドゲート15、16
に入力する。しかし、この出力ポートC1から正転信号以
外の信号すなわち逆転信号が出力されると、ノットゲー
ト17が機能して逆転信号を出力するとともに、この逆
転信号が第３、４アンドゲート18、19に入力する。
したがって、出力ポートC1からの正転信号Ａが第１ア
ンドゲート15に入力すると、その正転信号Ａが入力して
いる間、発振回路20のパルス信号Ｉと同一のパルス信号
Ｃが第１のアンドゲート15から出力される。また、ノッ
トゲート17から出力される逆転信号が第３アンドゲー
ト18に入力すると、その逆転信号が入力している間、上
記パルス信号Ｉと同一のパルス信号Ｄがこの第３アンド
ゲート18から出力される。
ンドゲート15に入力すると、その正転信号Ａが入力して
いる間、発振回路20のパルス信号Ｉと同一のパルス信号
Ｃが第１のアンドゲート15から出力される。また、ノッ
トゲート17から出力される逆転信号が第３アンドゲー
ト18に入力すると、その逆転信号が入力している間、上
記パルス信号Ｉと同一のパルス信号Ｄがこの第３アンド
ゲート18から出力される。
また、正転信号Ａが第２アンドゲート16に入力してい
るときには、その正転信号が入力している間、当該第２
アンドゲート16からPWM信号Ｅが出力される。また、ノ
ットゲート17からの逆転信号が第４アンドゲート19に
入力していると、その逆転信号が入力している間、当該
第４アンドゲート19からPWM信号Ｆが出力される。
るときには、その正転信号が入力している間、当該第２
アンドゲート16からPWM信号Ｅが出力される。また、ノ
ットゲート17からの逆転信号が第４アンドゲート19に
入力していると、その逆転信号が入力している間、当該
第４アンドゲート19からPWM信号Ｆが出力される。
さらに、電動モータｍを介して、第１〜４電界効果ト
ランジスタ21〜24（以下には第１〜4FETという）でブリ
ッジ回路を構成している。そして、第１、3FET21、23の
ゲート側は、電圧変換回路25、26を介して第１、３アン
ドゲート15、18に接続し、第2FET22のゲート側を前記ノ
ットゲート17に直接接続し、第4FET24のゲート側を前記
出力ポートC1に直接接続している。
ランジスタ21〜24（以下には第１〜4FETという）でブリ
ッジ回路を構成している。そして、第１、3FET21、23の
ゲート側は、電圧変換回路25、26を介して第１、３アン
ドゲート15、18に接続し、第2FET22のゲート側を前記ノ
ットゲート17に直接接続し、第4FET24のゲート側を前記
出力ポートC1に直接接続している。
上記のようにしたブリッジ回路の第１、3FET21、23間
をバッテリ27のプラス側に接続し、第２、4FET22、24間
の電圧V2、V4をアース電位にしている。さらに、上記電
動モータｍの電圧V1、V3を、電圧変換回路25、26に導く
ようにしている。
をバッテリ27のプラス側に接続し、第２、4FET22、24間
の電圧V2、V4をアース電位にしている。さらに、上記電
動モータｍの電圧V1、V3を、電圧変換回路25、26に導く
ようにしている。
上記のようにした電圧変換回路25、26は、第１、3FET
21、23のゲート電圧Ｇ、Ｈを確保するためのものであ
る。すなわち、第２、4FET22、24のソース電圧V2、V
4は、常に、アース電位であるが、第１、3FET21、23の
ソース電圧V1、V3は、最大でバッテリ27の電圧まで変化
する。そこで、電圧変換回路25、26を機能させて、第
１、3FET21、23のゲート電圧Ｇ、Ｈとソース電圧V1、V3
との相対差を保つようにしている。
21、23のゲート電圧Ｇ、Ｈを確保するためのものであ
る。すなわち、第２、4FET22、24のソース電圧V2、V
4は、常に、アース電位であるが、第１、3FET21、23の
ソース電圧V1、V3は、最大でバッテリ27の電圧まで変化
する。そこで、電圧変換回路25、26を機能させて、第
１、3FET21、23のゲート電圧Ｇ、Ｈとソース電圧V1、V3
との相対差を保つようにしている。
上記電圧変換回路25と第1FET21間を、第5FET28及びノ
ットゲート29を介して第２アンドゲート16に接続してい
るが、この第5FET28のドレイン側をアース電位にしてい
る。また、電圧変換回路26と第3FET23間を、第6FET30及
びノットゲート31を介して第４アンドゲート19に接続し
ているが、この第6FET30のドレイン側もアース電位にし
ている。
ットゲート29を介して第２アンドゲート16に接続してい
るが、この第5FET28のドレイン側をアース電位にしてい
る。また、電圧変換回路26と第3FET23間を、第6FET30及
びノットゲート31を介して第４アンドゲート19に接続し
ているが、この第6FET30のドレイン側もアース電位にし
ている。
いま例えば、出力ポートC1から正転信号Ａが出力され
たとすると、この正転信号が出力している間、第１アン
ドゲート15からパルス信号Ｃが出力されるとともに、こ
のパルス信号Ｃが電圧変換回路25に入力する。電圧変換
回路25にパルス信号Ｃが入力すると、この電圧変換回路
25から第1FET21に対するゲート電圧Ｇを出力する。
たとすると、この正転信号が出力している間、第１アン
ドゲート15からパルス信号Ｃが出力されるとともに、こ
のパルス信号Ｃが電圧変換回路25に入力する。電圧変換
回路25にパルス信号Ｃが入力すると、この電圧変換回路
25から第1FET21に対するゲート電圧Ｇを出力する。
さらに、上記のように正転信号Ａが出力されると、そ
の正転信号Ａが第２アンドゲート16にも入力するので、
出力ポートC2からの出力信号Ｂがこの第２アンドゲート
16からPWM信号Ｅとして出力される。このようにして第
２アンドゲート16から出力されたPWM信号Ｅはノットゲ
ート29に入力するが、このノットゲート29からは、PWM
信号がオフのときオンとなり、PWM信号がオンのときオ
フとなるノット信号が出力され、そのノット信号が第
5FET28のゲート側に入力する。この第5FET28のゲート側
に入力したノット信号がオンのときには、換言すればPW
M信号Ｅがオフのときには、第5FET28のゲート側に電圧
が印加され、当該第5FET28がオンとなる。
の正転信号Ａが第２アンドゲート16にも入力するので、
出力ポートC2からの出力信号Ｂがこの第２アンドゲート
16からPWM信号Ｅとして出力される。このようにして第
２アンドゲート16から出力されたPWM信号Ｅはノットゲ
ート29に入力するが、このノットゲート29からは、PWM
信号がオフのときオンとなり、PWM信号がオンのときオ
フとなるノット信号が出力され、そのノット信号が第
5FET28のゲート側に入力する。この第5FET28のゲート側
に入力したノット信号がオンのときには、換言すればPW
M信号Ｅがオフのときには、第5FET28のゲート側に電圧
が印加され、当該第5FET28がオンとなる。
このように第5FET28がオンになれば、第1FET21のゲー
ト側がアースされるので、電圧変換回路25から出力され
ていたゲート電圧Ｇが、第1FET21のゲート側に供給され
なくなる。
ト側がアースされるので、電圧変換回路25から出力され
ていたゲート電圧Ｇが、第1FET21のゲート側に供給され
なくなる。
反対に、このノット信号Ｅがオフのときには、換言す
れば、PWM信号Ｅがオンのときには、第5FET28のゲート
側に電圧が印加されない。そのためにPWM信号Ｅがオン
の間は、この第5FET28に通電されず、上記電圧変換回路
25からゲート電圧Ｇが第1FET21に印加され続ける。
れば、PWM信号Ｅがオンのときには、第5FET28のゲート
側に電圧が印加されない。そのためにPWM信号Ｅがオン
の間は、この第5FET28に通電されず、上記電圧変換回路
25からゲート電圧Ｇが第1FET21に印加され続ける。
したがって、第２図のタイムチャート図からも明らか
なように、第1FET21も、上記PWM信号Ｅのデューティ比
に応じてオン、オフ制御されることになる。
なように、第1FET21も、上記PWM信号Ｅのデューティ比
に応じてオン、オフ制御されることになる。
また、出力ポートC1から正転信号ではない信号が出力
すると、ノットゲート17から逆転信号が出力されると
ともに、この逆転信号が第３アンドゲート18に入力す
る。そしてこの逆転信号が第３アンドゲート18に入力し
ている間、第３アンドゲート18からパルス信号Ｄが出力
されるとともに、このパルス信号Ｄが電圧変換回路26に
入力する。電圧変換回路26にパルス信号Ｄが入力する
と、この電圧変換回路26から第3FET23に対するゲート電
圧Ｈを出力する。
すると、ノットゲート17から逆転信号が出力されると
ともに、この逆転信号が第３アンドゲート18に入力す
る。そしてこの逆転信号が第３アンドゲート18に入力し
ている間、第３アンドゲート18からパルス信号Ｄが出力
されるとともに、このパルス信号Ｄが電圧変換回路26に
入力する。電圧変換回路26にパルス信号Ｄが入力する
と、この電圧変換回路26から第3FET23に対するゲート電
圧Ｈを出力する。
このとき第４アンドゲート19にも逆転信号が入力す
るので、出力ポートC2からの出力信号Ｂが、この第４ア
ンドゲート19からPWM信号Ｆとして出力される。そし
て、このPWM信号Ｆがノットゲート29に入力し、このノ
ットゲート29から出力されるノット信号で第6FET30を
制御すること、上記第5FET28の場合と同様である。
るので、出力ポートC2からの出力信号Ｂが、この第４ア
ンドゲート19からPWM信号Ｆとして出力される。そし
て、このPWM信号Ｆがノットゲート29に入力し、このノ
ットゲート29から出力されるノット信号で第6FET30を
制御すること、上記第5FET28の場合と同様である。
しがって、第3FET23も、上記PWM信号Ｆのデューティ
比に応じてオン、オフ制御されることになる。
比に応じてオン、オフ制御されることになる。
上記のことからも明らかなように、第１、3FET21、23
がPWM信号に応じてオン・オフ動作するが、第２、4FET2
2、24は、ハンドル１を左右いずれかに切り替えている
間、オンの状態を維持する。例えば、正転信号Ａが出力
されている間、第4FET24はオンの状態を維持する。した
がって、PWM信号がオフのときでも、電動モータｍに
は、矢印45方向の回生電流が流れる。この電動モータｍ
に流れる電流ｉは、前記電流検出器32で検出される。そ
して、この電流検出器32で検出された電流ｉは、電流信
号処理回路33に入力するとともに、この電流信号処理回
路33からは上記電流ｉに比例した電圧信号V2が出力さ
れ、当該信号V2がマイクロプロセッサーMCの入力ポート
A1にフィードバックされる。
がPWM信号に応じてオン・オフ動作するが、第２、4FET2
2、24は、ハンドル１を左右いずれかに切り替えている
間、オンの状態を維持する。例えば、正転信号Ａが出力
されている間、第4FET24はオンの状態を維持する。した
がって、PWM信号がオフのときでも、電動モータｍに
は、矢印45方向の回生電流が流れる。この電動モータｍ
に流れる電流ｉは、前記電流検出器32で検出される。そ
して、この電流検出器32で検出された電流ｉは、電流信
号処理回路33に入力するとともに、この電流信号処理回
路33からは上記電流ｉに比例した電圧信号V2が出力さ
れ、当該信号V2がマイクロプロセッサーMCの入力ポート
A1にフィードバックされる。
そして、上記マイクロプロセッサーMCの論理回路を示
したのが第３図である。
したのが第３図である。
上記トルクセンサー３で検出されたトルク信号は、ト
ルク信号処理回路13で処理され、電圧V1＝C1Tin（C1は
定数）に変換される。この信号V1は入力ポートA2に入力
する。
ルク信号処理回路13で処理され、電圧V1＝C1Tin（C1は
定数）に変換される。この信号V1は入力ポートA2に入力
する。
また、車速センサー10で検出された車速信号は、車速
信号処理回路14で処理され、車速に応じたパルス列信号
を出力する。このパルス列信号は、例えば、車速0km/h
のとき０パルス／秒、40km/hのとき40パルス／秒、100k
m/hのとき100パルス／秒といったものである。このよう
にしたパルス列信号はマイクロプロセッサーMCの割込み
ポートINT1に入力する。
信号処理回路14で処理され、車速に応じたパルス列信号
を出力する。このパルス列信号は、例えば、車速0km/h
のとき０パルス／秒、40km/hのとき40パルス／秒、100k
m/hのとき100パルス／秒といったものである。このよう
にしたパルス列信号はマイクロプロセッサーMCの割込み
ポートINT1に入力する。
しかして、上記のようにしたマイクロプロセッサーMC
は、第４図に示すように、入力トルクTinに対し、車速
ｖをパラメータとして電動モータｍに供給する電流Ｉを
制御するものである。
は、第４図に示すように、入力トルクTinに対し、車速
ｖをパラメータとして電動モータｍに供給する電流Ｉを
制御するものである。
つまり、車速ｖは、その車速パルスがカウンタ34でカ
ウントされ、その値Ｖがレジスタに記憶される。また、
操舵トルクTinは、A/D変換器35によるディジタル値Ｔに
変換される。
ウントされ、その値Ｖがレジスタに記憶される。また、
操舵トルクTinは、A/D変換器35によるディジタル値Ｔに
変換される。
このようにした信号Ｖ、Ｔが車速定数変換回路部36及
びトルク定数変換回路部37で定数Ｖ′、Ｔ′に変換され
る。そして、この２つの変数を乗じてモータ電流目標値
′＝Ｖ′・Ｔ′を得る。
びトルク定数変換回路部37で定数Ｖ′、Ｔ′に変換され
る。そして、この２つの変数を乗じてモータ電流目標値
′＝Ｖ′・Ｔ′を得る。
また、操舵の応答性を改善するために、上記ディジタ
ル値Ｔが、第１微分回路部38で微分されるとともに、こ
の値kT ΔT/Δｔが前記モータ電流目標値′に加えら
れる。また、このときモータ回転数Ｎの微分値kN ΔN/
Δｎも加えられるが、このモータ回転数Ｎの求め方は後
述する。このようにして最終的なモータ電流目標値が
決定されるが、この目標値に対して、実際のモータ電
流値を制御することにより、所期の目的を達成できるこ
とになる。
ル値Ｔが、第１微分回路部38で微分されるとともに、こ
の値kT ΔT/Δｔが前記モータ電流目標値′に加えら
れる。また、このときモータ回転数Ｎの微分値kN ΔN/
Δｎも加えられるが、このモータ回転数Ｎの求め方は後
述する。このようにして最終的なモータ電流目標値が
決定されるが、この目標値に対して、実際のモータ電
流値を制御することにより、所期の目的を達成できるこ
とになる。
しかして、上記のようにモータ電流ｉはA/D変換器35
でディジタル値Ｉに変換され、その目標値と比較され
る。すなわち、目標値と実際値Ｉとの偏差ｅ＝−Ｉ
を求めるとともに、比例回路部39でこの偏差ｅに比例し
た値KP eを出力する。また、上記偏差ｅは積分回路部40
で積分されるとともに、この積分値kI ΣｅΔｔが出力
される。そして、これら比例値kP eと積分値kI ΣｅΔ
ｔとの和をモータ電圧制御値とする。
でディジタル値Ｉに変換され、その目標値と比較され
る。すなわち、目標値と実際値Ｉとの偏差ｅ＝−Ｉ
を求めるとともに、比例回路部39でこの偏差ｅに比例し
た値KP eを出力する。また、上記偏差ｅは積分回路部40
で積分されるとともに、この積分値kI ΣｅΔｔが出力
される。そして、これら比例値kP eと積分値kI ΣｅΔ
ｔとの和をモータ電圧制御値とする。
なお、上記のようにモータ電圧制御値を定めるの
に、積分値kI ΣｅΔｔを加算したのは、比較値kP eだ
けだと、目標値と実際値Ｉとが等しいとき、偏差ｅが
ｅ＝０となり、モータ電圧制御値も＝０となるので、
その制御が安定しなくなる。そこで、上記のように積分
値kI ΣｅΔｔを加算すれば、偏差ｅ＝０となるまで積
分値kI ΣｅΔｔが増加し、偏差が０になったときその
増加が停止して＝一定となる。このように積分値kI
ΣｅΔｔを加算することによって、モータ電圧制御値を
一定に保てるので、それだけ制御が安定することにな
る。
に、積分値kI ΣｅΔｔを加算したのは、比較値kP eだ
けだと、目標値と実際値Ｉとが等しいとき、偏差ｅが
ｅ＝０となり、モータ電圧制御値も＝０となるので、
その制御が安定しなくなる。そこで、上記のように積分
値kI ΣｅΔｔを加算すれば、偏差ｅ＝０となるまで積
分値kI ΣｅΔｔが増加し、偏差が０になったときその
増加が停止して＝一定となる。このように積分値kI
ΣｅΔｔを加算することによって、モータ電圧制御値を
一定に保てるので、それだけ制御が安定することにな
る。
また、上記したモータ回転数Ｎは、第５図に示すよう
に、モータ電圧とモータ電流ＩによってＮ＝ce−cr
Iとして求められる。そして、このようにして求めたモ
ータ回転数Ｎを、第２微分回路部41で微分してkNΔN/Δ
ｔを得るが、このモータ回転数の微分値は角速度であ
る。しかも、モータのロータ慣性によるトルクTMは TM＝IM Ｍ （IM:ロータ慣性、θM:ロータ角度） となるので、上記微分値kNΔN/Δｔは、モータのロータ
慣性によるトルクTMに比例することになる。
に、モータ電圧とモータ電流ＩによってＮ＝ce−cr
Iとして求められる。そして、このようにして求めたモ
ータ回転数Ｎを、第２微分回路部41で微分してkNΔN/Δ
ｔを得るが、このモータ回転数の微分値は角速度であ
る。しかも、モータのロータ慣性によるトルクTMは TM＝IM Ｍ （IM:ロータ慣性、θM:ロータ角度） となるので、上記微分値kNΔN/Δｔは、モータのロータ
慣性によるトルクTMに比例することになる。
したがって、このトルクTMをキャンセルするような電
流値になるようにkNを定め、これをモータ電流目標値
′に加えて、モータ電流目標値を決定すれば、ロー
タ慣性によるハンドル操作の不安定性を解消できる。
流値になるようにkNを定め、これをモータ電流目標値
′に加えて、モータ電流目標値を決定すれば、ロー
タ慣性によるハンドル操作の不安定性を解消できる。
また、上記のようにしてモータ電圧制御値が決れ
ば、その電圧をモータに加えればよいが、電動パワース
テアリングの場合には、通常数10Aの電流を必要とする
ので、そのまま上記電圧を印加すると熱を発生したりし
て、その効果が必ずしもよくならない。そこで、PWM制
御を実施するが、それは次のとおりである。すなわち、
モータ電圧制御値の正負を出力方向判定回路部42で判
定し、当該モータの出力方向を決定する。また、上記モ
ータ電圧制御値を絶対値化回路部43で絶対値化すると
ともに、その絶対値｜｜をパルス幅変調回路部44に入
力する。そして、このパルス幅変調回路部44では、上記
絶対値｜｜に応じたPWMのデューティ比γを特定す
る。このデューティ比は、例えば、第５図に示すよう
に、電源電圧を12Vとすると、＝12Vのときγ＝100
％、＝6Vのときγ＝50％、＝0Vのときγ＝０％にな
るようにする。
ば、その電圧をモータに加えればよいが、電動パワース
テアリングの場合には、通常数10Aの電流を必要とする
ので、そのまま上記電圧を印加すると熱を発生したりし
て、その効果が必ずしもよくならない。そこで、PWM制
御を実施するが、それは次のとおりである。すなわち、
モータ電圧制御値の正負を出力方向判定回路部42で判
定し、当該モータの出力方向を決定する。また、上記モ
ータ電圧制御値を絶対値化回路部43で絶対値化すると
ともに、その絶対値｜｜をパルス幅変調回路部44に入
力する。そして、このパルス幅変調回路部44では、上記
絶対値｜｜に応じたPWMのデューティ比γを特定す
る。このデューティ比は、例えば、第５図に示すよう
に、電源電圧を12Vとすると、＝12Vのときγ＝100
％、＝6Vのときγ＝50％、＝0Vのときγ＝０％にな
るようにする。
以上のように、この実施例の装置は、モータ電圧とモ
ータ電流とから、電動モータｍの回転数を計算するとと
もに、そのモータ回転数からモータの加速度を求め、そ
れによってロータ慣性をキャンセルする電流を出力する
ようにしたものである。したがって、この装置によれ
ば、従来のような舵角センサー等の特別の装置が必要な
くなるとともに、各センサーから制御系までの信号伝達
の遅れや誤差等による制御の不安定という問題も解消さ
れる。
ータ電流とから、電動モータｍの回転数を計算するとと
もに、そのモータ回転数からモータの加速度を求め、そ
れによってロータ慣性をキャンセルする電流を出力する
ようにしたものである。したがって、この装置によれ
ば、従来のような舵角センサー等の特別の装置が必要な
くなるとともに、各センサーから制御系までの信号伝達
の遅れや誤差等による制御の不安定という問題も解消さ
れる。
図面第１〜５図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図はモータ制御系のブロック図、第２図はモータ制御
系のタイムチャート、第３図はマイクロプロセッサーの
制御体系を示すブロック図、第４図は車速をパラメータ
として操舵トルクとモータ電流との関係を示したグラ
フ、第５図はモータ電流制御値をパラメータにしてモー
タ電流とモータ回転数との関係を示したグラフ、第６図
は従来の電動パワーステアリング装置の機構図である。 ３……トルクセンサー、10……車速センサー、ｍ……電
動モータ、32……電流検出器、36……車速定数変換回路
部、37……トルク定数変換回路部、38……第１微分回路
部、39……比例回路部、40……積分回路部、41……第２
微分回路部。
１図はモータ制御系のブロック図、第２図はモータ制御
系のタイムチャート、第３図はマイクロプロセッサーの
制御体系を示すブロック図、第４図は車速をパラメータ
として操舵トルクとモータ電流との関係を示したグラ
フ、第５図はモータ電流制御値をパラメータにしてモー
タ電流とモータ回転数との関係を示したグラフ、第６図
は従来の電動パワーステアリング装置の機構図である。 ３……トルクセンサー、10……車速センサー、ｍ……電
動モータ、32……電流検出器、36……車速定数変換回路
部、37……トルク定数変換回路部、38……第１微分回路
部、39……比例回路部、40……積分回路部、41……第２
微分回路部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−41467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−38228（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 5/04
Claims (1)
- 【請求項１】車速を検出する車速センサーと、操舵トル
クを検出するトルクセンサーと、電動モータのモータ電
流を検出する電流検出器と、上記車速センサー、トルク
センサーおよび電流検出器の出力信号を入力して電動モ
ータの出力を制御するマイクロプロセッサーとを備え、
マイクロプロセッサーは、上記車速センサーからの車速
信号を定数変換する車速定数変換回路部と、トルクセン
サーからのトルク信号を定数変換するトルク定数変換回
路部と、同じくトルク信号を微分する第１微分回路部
と、電流検出器の検出値に基づいて算出した電動モータ
のモータ回転数を微分する第２微分回路部と、上記車速
定数変換回路部、トルク定数変換回路部、第１微分回路
部、第２微分回路部および電流検出器の出力信号を積算
あるいは加減算した信号に応じた値の信号を出力する比
例回路部と、同じく上記各信号を積算あるいは加減算し
た信号を積分する積分回路部とを備え、上記第２微分回
路部の微分値に基づいて電動モータのロータ慣性をキャ
ンセルするトルクを電動モータに出力させる構成にした
ことを特徴とする電動パワーステアリングの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537389A JP2772658B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 電動パワーステアリングの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537389A JP2772658B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 電動パワーステアリングの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290773A JPH02290773A (ja) | 1990-11-30 |
| JP2772658B2 true JP2772658B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=12440096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3537389A Expired - Fee Related JP2772658B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 電動パワーステアリングの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2772658B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5038864B2 (ja) * | 2007-11-20 | 2012-10-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | シートベルトリトラクター制御装置及びシートベルトリトラクター装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038228A (ja) * | 1973-08-14 | 1975-04-09 | ||
| JP2662953B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1997-10-15 | カヤバ工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP3537389A patent/JP2772658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02290773A (ja) | 1990-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |