JP2914480B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2914480B2
JP2914480B2 JP6323118A JP32311894A JP2914480B2 JP 2914480 B2 JP2914480 B2 JP 2914480B2 JP 6323118 A JP6323118 A JP 6323118A JP 32311894 A JP32311894 A JP 32311894A JP 2914480 B2 JP2914480 B2 JP 2914480B2
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良信 向
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電動機の動力をステア
リング系に直接作用させ、ドライバの操舵力を軽減する
電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置にお
いて、ドライバの操舵する操舵トルクを操舵トルクセン
サで検出して操舵トルク信号に変換し、操舵トルク信号
に基づいて電動機を駆動する電動機電流の目標電流に対
応した目標電流信号を発生するとともに、電動機電流検
出手段で検出した電動機に流れる実際の電動機電流に対
応した電動機電流検出信号を目標電流信号にフィードバ
ック(負帰還)し、目標電流信号と電動機電流検出信号
の偏差信号に基づいて電動機に流れる実際の電動機電流
を速やかに目標電流に一致させるよう制御して電動機を
駆動し、ドライバの操舵トルクに対応した電動機の動力
を操舵補助力としてステアリング系に作用させるよう構
成されたものは知られている。
【0003】従来の電動パワーステアリング装置の構成
および動作の概要を説明する。図10に従来の電動パワ
ーステアリング装置の要部ブロック構成図を示す。図1
0において、従来の電動パワーステアリング装置50の
電動機制御手段53は、操舵トルクセンサ51が検出し
た操舵トルクTをディジタル信号に変換した操舵トルク
信号TDと、車速検出手段52が検出した車速Vをディ
ジタル信号に変換した車速信号VDに基づいて図11に
示す車速信号VD(VL、VM、VH)をパラメータとした
操舵トルク信号(TD)―目標電流信号(ISD)特性デ
ータの目標電流信号ISDに変換する目標電流信号発生手
段57、目標電流信号ISDと、電動機電流検出手段55
が検出した電動機電流IMのディジタル信号に変換され
た電動機電流検出信号IMDとの偏差信号ΔI(=ISD
MD)を演算する偏差決定手段58、偏差信号ΔIをP
IDコントローラを介して特性改善し、この特性改善さ
れた駆動信号により電動機駆動手段54を介して電動機
56をPWM駆動制御して偏差信号ΔIを速やかに0に
収束させるような電動機制御信号VOを発生する駆動制
御手段59を備える。
【0004】また、電動機制御手段53はマイクロプロ
セッサを基本とし、ソフトプログラム制御のシーケンス
機能およびディジタル処理・演算機能などを備え、操舵
トルク信号TD、電動機電流検出信号IMDを所定のタイ
ミングで読み込み、予め設定された順序で偏差信号ΔI
(=ISD−IMD)の演算と制御、ΔIの演算結果に基づ
いた電動機制御信号VOの演算や処理を実行し、電動機
駆動手段54を介して電動機56に電動機電圧VMを供
給し、電動機56の電動機電流IMを操舵トルクTに対
応した目標電流ISDに等しくするよう制御する。
【0005】電動機電流検出手段55は、電動機56の
正回転および逆回転に応じた電動機電流IMを電圧とし
て検出する、例えば抵抗器と差動増幅器、および差動増
幅器の出力電圧を電動機検出電流信号IMDに変換する電
流信号変換手段を備え、差動増幅器は電源(バッテリ)
電圧EOの中点(EO/2)を仮想接地とし、抵抗器で検
出した負(電動機の逆回転に対応)および正(電動機の
正回転に対応)の電圧を、それぞれ0〜EO/2、EO
2〜EOで出力するよう構成されている。
【0006】このように、従来の電動パワーステアリン
グ装置50は、電動機56に流れる実際の電動機電流I
Mを電動機電流検出信号IMDとして電動機電流検出手段
55で検出し、偏差決定手段58にフィードバック(負
帰還)して目標電流信号ISDとの偏差信号ΔI(=ISD
−IMD)に基づいて電動機56の駆動を電動機制御手段
53で制御することによって電動機電流を速やかに目標
電流に一致させ、電動機56から操舵トルクに応じた適
切な操舵補助力をステアリング系に作用させることがで
きる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置50は、電動機電流IMに対応した電動機
電流検出信号IMDを目標電流信号ISDにフィードバック
(負帰還)させ、目標電流信号ISDと電動機電流検出信
号IMDの偏差(ISD−IMD)に基づいて電動機56の駆
動を制御する構成のため、本来、電動機電流IMが0の
状態なのに電動機電流検出手段55が差動増幅器等のオ
フセットにより電動機電流検出信号IMDを出力し、この
電動機電流検出信号IMDがフィードバックされた偏差信
号ΔIに基づいて電動機56を制御すると、電動機56
の動力による操舵補助力はオフセットに対応した量だけ
アンバランスとなり、ドライバの左右のハンドル操作に
対応した操舵力もアンバランスになる課題がある。
【0008】例えば、図12の電動機電流検出手段の電
流検出信号(VMD)―電動機電流検出信号(IMD)特性
図に示すように、電動機電流検出手段55の差動増幅器
の電流検出信号VMDは、差動増幅器を駆動する電源(バ
ッテリ)電圧EOが5Vで差動増幅器にオフセットがな
ければ、電動機電流IMが0の場合には2.5Vとなり、
この電流検出信号VMD(2.5V)をセンタ値として負
の電動機電流IM(電動機56の逆回転)を2.5Vを下
回る電圧値(0≦VMD<2.5V)で検出し、正の電動
機電流IM(電動機56の正回転)を2.5Vを超える電
圧値(2.5V<VMD≦5V)で検出する。
【0009】差動増幅器の出力(電流検出信号VMD
は、電流信号変換手段により図12の電動機電流検出信
号IMDに変換され、電流検出信号VMDが2.5Vの場合
には電動機電流検出信号IMDは0、電流検出信号VMD
2.5Vを超えると正の値、2.5Vを下回ると負の値の
直線(実線表示)で変化する電動機電流検出信号IMD
なる。
【0010】一方、差動増幅器にオフセット、例えば図
12の直線(一点鎖線)で示されるVMDKが存在する場
合、ハンドルの中立位置である電流検出信号VMDが2.
5Vのポイントで、既にオフセットに伴う負の電動機電
流検出信号ΔIMDが発生しており、例えばハンドルを左
方向に操舵する場合には操舵トルクが0の状態で電動機
電流検出信号ΔIMDに対応した操舵補助力が既に作用し
ているため、ドライバのハンドル操作は軽くなるが、ハ
ンドルを右方向に操舵する場合にはドライバのハンドル
操作は必要以上に重くなることがあり、左右の操舵力に
アンバランスが生じて好ましくない。
【0011】また、図10に示す駆動制御手段59や電
動機駆動手段54にバラツキおよび経時変化がある場
合、本来、電動機56の電動機電流IMが0とみなされ
る状態にも電動機電流検出手段55で電動機電流検出信
号IMDを検出するため、電動機電流検出手段55の差動
増幅器のオフセットの場合と同様に、ドライバの左右の
ハンドル操作に対応した操舵力がアンバランスになる課
題がある。
【0012】さらに、駆動制御手段59や電動機駆動手
段54にバラツキおよび経時変化、および差動増幅器の
オフセットによって図10の駆動制御手段59→電動機
駆動手段54→電動機電流検出手段55の経路で電動機
56の電動機電流IMが0とみなされる状態にも電動機
電流検出信号IMDを検出し、ドライバの左右のハンドル
操作に対応した操舵力がアンバランスになる課題があ
る。
【0013】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は電動機電流が0とみなされ
る状態に検出される電動機電流検出信号に基づいて偏差
信号を補正し、電動機の発生する操舵補助力をバランス
させて操舵フィーリングの向上を図る電動パワーステア
リング装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置の電動機制
御手段は、電動機電流が0とみなされる状態の電動機電
流検出信号の値をオフセット補正値とし、オフセット補
正値に基づいて偏差信号を補正するオフセット補正手段
を備えたことを特徴とする。
【0015】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置のオフセット補正手段は、タイマ手段、オフ
セッット値記憶手段を備え、目標電流信号が0の状態が
所定時間継続した場合に、オフセット補正値を記憶する
ことを特徴とする。
【0016】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、オフセット補正手段に、オフセット基準値
を記憶するオフセット基準値記憶手段、比較手段を設
け、オフセット値がオフセット基準値の範囲内にある場
合には、オフセット値を記憶することを特徴とする。
【0017】
【作用】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
電動機制御手段は、電動機電流が0とみなされる状態の
電動機電流検出信号の値をオフセット補正値とし、オフ
セット補正値に基づいて偏差信号を補正するオフセット
補正手段を備えたので、電動機電流が0とみなされる状
態の電動機電流を0に設定することができる。
【0018】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置のオフセット補正手段は、タイマ手段、オフ
セッット値記憶手段を備え、目標電流信号が0の状態が
所定時間継続した場合に、オフセット補正値を記憶する
ので、安定したオフセット補正値を設定することができ
る。
【0019】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、オフセット補正手段に、オフセット基準値
を記憶するオフセット基準値記憶手段、比較手段を設
け、オフセット値がオフセット基準値の範囲内にある場
合には、オフセット値を記憶するので、オフセット値の
許容範囲で電動機電流を補正することができる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。電動パワーステアリング
装置1は、ステアリングホイール2、ステアリング軸
3、ハイポイドギア4、ピニオン5aおよびラック軸5
bなどからなるラック&ピニオン機構5、タイロッド
6、操向車輪の前輪7、操舵補助力を発生する電動機
8、ステアリングホイール2に作用する操舵トルクを検
出し、操舵トルクに対応した電気信号に変換された操舵
トルク信号Tを出力する操舵トルクセンサ10、車両速
度を検出し、車両速度に対応した電気信号に変換された
車速信号Vを出力する車速センサ11、操舵トルク信号
Tおよび車速信号Vに基づいて電動機8の目標電流を決
定する目標電流信号IMDを設定し、この目標電流信号I
MDに対応した電動機制御信号VOを発生する電動機制御
手段12、電動機8に電動機電圧VMを供給して駆動す
る電動機駆動手段13、電動機8の正回転および逆回転
に対応した電動機電流IMを検出して電動機電流検出信
号IMDに変換する電動機電流検出手段14を備える。
【0021】ドライバがステアリングホイール2を操舵
すると、ステアリング軸3に設けられた操舵トルクセン
サ10が操舵トルクを検出し、電気信号に変換した操舵
トルク信号Tを電動機制御手段12に供給する。また、
ステアリング軸3に加えられる操舵トルクは、ラック&
ピニオン機構5を介してピニオン5aの回転力がラック
軸5bの軸方向の直線運動に変換され、タイロッド6を
介して前輪7の操向を変化させる。一方、車速センサ1
1は、車両の速度を検出して対応する電気信号に変換
し、車速信号Vを電動機制御手段12に供給する。
【0022】電動機制御手段12は操舵トルク信号Tお
よび車速信号Vに基づいて電動機駆動手段13に、例え
ばPWM(パルス幅変調)の電動機制御信号VOを供給
し、電動機駆動手段13は、例えば4個のスイッチング
素子(パワーFET等)で構成し、電動機制御信号VO
に対応した電動機電圧VMを発生し、操舵トルクTの絶
対値と方向に対応した双方向の電動機電流IMで電動機
8を駆動する。電動機8が発生する電動機トルクは、ハ
イポイドギア4を介して倍力された操舵補助力(アシス
トトルク)に変換され、ステアリング軸3に作用する。
【0023】電動機電流検出手段14は、電動機8に実
際に流れる電動機電流IMを後述する抵抗やホール素子
などで電圧に変換し、変換した電圧を対応する電動機電
流検出信号IMDに変換して電動機制御手段12に供給
し、目標電流信号ISDにフィードバック(負帰還)す
る。
【0024】図2はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の要部ブロック構成図である。図2において、
電動パワーステアリング装置1は、操舵トルクセンサ1
0、車速センサ11、電動機制御手段12、電動機駆動
手段13、電動機8、電動機電流検出手段14等を備え
る。なお、電動パワーステアリング装置1は、電動機制
御手段12に電動機電流IMが0とみなされる状態で、
電動機電流検出手段14が検出するオフセットなどに起
因する電動機電流検出信号ΔIMDを補正するオフセット
補正手段20を備えた点が図10に示す従来の電動パワ
ーステアリング装置50と基本的に異なる。
【0025】操舵トルクセンサ10は、例えば差動変圧
器で構成し、ドライバの操舵力の方向と大きさに対応
し、アナログ電気信号に変換された操舵トルク信号Tを
電動機制御手段12に供給する。車速センサ11は、例
えばスリットを有する回転円盤とフォトカプラとからな
るスピードメータで構成し、車両速度に対応した周期の
パルス波形のディジタル信号に変換された車速信号Vを
電動機制御手段12に供給する。
【0026】電動機制御手段12はマイクロプロセッサ
を基本に、ソフトプログラムの命令実行プログラムによ
り動作する各種演算機能、メモリ、処理機能から構成
し、目標電流信号発生手段16、偏差決定手段17、駆
動制御手段18、オフセット補正手段20を備える。
【0027】目標電流信号発生手段16はROM等のメ
モリを備え、予め図11に示す車速信号VD(VL
M、VH)をパラメータとした操舵トルク信号(TD
―目標電流信号(ISD)特性データをメモリに設定して
おき、操舵トルク信号Tおよび車速信号Vが入力される
と、操舵トルク信号Tをディジタル変換した操舵トルク
信号TDに対応した目標電流信号ISDを偏差決定手段1
7およびオフセット補正手段20に提供する。
【0028】図11の特性から明らかなように、車速信
号V(VL:低車速領域、VM:中車速領域、VH:高車
速領域)に無関係に、操舵トルク信号TDが0の場合に
は目標電流信号ISDも0となる。この目標電流信号ISD
が0の状態には、当然、電動機8の電動機電流IMも0
とみなし、この状態にも電動機電流検出手段14が電動
機電流検出信号ΔIMDを検出するときにはこの電動機電
流検出信号ΔIMDを後述するオフセット補正手段20が
オフセット補正値として記憶し、このオフセット補正値
で偏差信号ΔIを補正するよう構成する。
【0029】偏差演算手段17は減算機能を有する演算
手段で構成し、目標電流信号ISDと、オフセット補正手
段20から供給される補正電流信号IMCとの偏差を演算
して偏差信号ΔI(ISD−IMC)を駆動制御手段18に
提供する。なお、補正電流信号IMCは、電動機電流検出
手段14から供給される電動機電流検出信号IMDと、目
標電流信号ISDが0の状態の電動機電流検出信号ΔIMD
(オフセット信号ΔIMD)との偏差(IMD−ΔIMD)で
ある。
【0030】駆動制御手段18は、偏差信号ΔI(=I
SD−IMC)に比例(P)、積分(I)および微分(D)
の演算、処理を行い特性改善を加えることで偏差信号Δ
Iを速やかに安定して0に制御するPIDコントロー
ラ、このPIDコントローラの信号から電動機8の発生
トルクの方向と大きさによりオン信号やPWM(パルス
幅変調)信号の混成信号である電動機制御信号VOを発
生する信号発生器等を備え、電動機制御信号VOを電動
機駆動手段13に供給する。
【0031】オフセット補正手段20は、電動機電流I
Mが0とみなされる目標電流信号IS Dが0の状態に、電
動機電流検出手段14が検出した電動機電流検出信号Δ
MD(オフセット信号ΔIMD)を取込んでオフセット補
正値として記憶し、目標電流信号ISDが有限値の場合
に、電動機電流検出信号IMDとオフセット信号ΔIMD
偏差(IMD−ΔIMD)の演算結果を、補正電流信号IMC
(=IMD−ΔIMD)として偏差決定手段17に出力す
る。
【0032】通常の操舵状態に検出される電動機電流検
出信号IMDはオフセット信号ΔIMDを含んでいる(IMD
=IMDO+ΔIMD)ので、オフセット信号ΔIMDで補正
することによって補正電流信号IMCはオフセット信号Δ
MDを含まない信号(IMC=IMDO)となり、オフセッ
ト値(ΔIMD)を補正することができる。
【0033】電動機駆動手段13はスイッチング素子、
例えば4個のFET(電界効果トランジスタ)からなる
ブリッジ回路で構成し、オン信号やPWM(パルス幅変
調)信号の電動機制御信号VOでFET(電界効果トラ
ンジスタ)を駆動制御し、駆動方向と大きさを有する電
動機電圧VMを電動機8に供給し、電動機8を双方向の
電動機電流IMで駆動する。
【0034】電動機8は、例えば直流電動機、ブラシレ
ス・モータ等で構成し、電動機電圧VMが供給され、電
動機電流IMの方向と大きさに対応した電動機トルクTM
を図1に示すラック軸7に作用させる。
【0035】電動機電流検出手段14は、例えば抵抗
器、ホール素子等の検出素子を電動機電流IMの経路に
直列に挿入したり、非接触で双方向の電動機電流IM
対応する電圧で検出し、正または負の極性を有する検出
電圧を単一電源駆動の差動増幅器を用いて単一極性の電
圧で出力し、さらに、この出力電圧を正および負の極性
の電流に変換して電動機電流検出信号IMDとしてオフセ
ット補正手段20に供給する。
【0036】図3に電流検出素子に抵抗器を用いた電動
機電流検出の実施例を示す。図3において、電動機電流
Mを検出する抵抗器RDを電動機8に直列に挿入し、抵
抗器RDの両端の電圧VD1、VD2の電位差VDR(VD1
D2)を電動機電流検出手段14に取込み、電位差VDR
に対応した電動機電流検出信号IMDを出力する。
【0037】電動機駆動手段13は、Q1〜Q4のパワ
ーFET(電界効果トランジスタ)で構成され、図2の
駆動制御手段18から供給される電動機制御信号V
Oで、例えばQ1のゲートG1をオン信号VG1、Q4の
ゲートG4をPWM信号VG4でそれぞれ駆動することに
より電動機電流IM+(実線矢印)が流れ、電動機8を、
例えば正回転させ、抵抗器RD両端に電圧VD2をプラス
(+)、電圧VD1をマイナス(−)とする電位差V
DR(VD1−VD2)を発生する。
【0038】また、Q2のゲートG2をオン信号VG2
Q3のゲートG3をPWM信号VG3でそれぞれ駆動する
ことにより電動機電流IM-(破線矢印)が流れ、電動機
8を逆回転させ、抵抗器RD両端に電圧VD1をプラス
(+)、電圧VD2をマイナス(−)とする電位差V
DR(VD1−VD2)を発生する。
【0039】抵抗器RDで検出した電位差VDR(VD1
D2)は、電動機電流IMの向き(IM+、IM-)によっ
て極性が異なり、電動機電流検出手段14は電位差VDR
(VD1−VD2)極性に対応した電動機電流検出信号IMD
を出力する。
【0040】ここで、電動機電流検出手段14が検出す
るオフセット信号ΔIMDとは、イグニッションスイッチ
IGがオン操作され、電動パワーステアリング装置1の
各部にバッテリ15の電源電圧EOが印加された状態
で、かつ図2の目標電流信号IS Dが0で電動機電流IM
も0とみなされる時に、わずかでも電動機電流IM+、ま
たはIM-が流れ、抵抗器RDで検出されることにより発
生する。
【0041】また、電動機電流IM+、IM-が0であって
も、電動機検出手段14を構成する差動増幅器などのオ
フセットによって検出されるオフセット信号ΔIMDもあ
る。
【0042】このように、オフセット信号ΔIMDは目標
電流信号ISDが0で、当然、電動機電流IMも0とみな
される場合に、図2の駆動制御手段18、電動機駆動手
段13および電動機電流検出手段14のオフセット等に
より、電動機電流検出手段14から出力する信号を示
す。
【0043】図4に電流検出素子にホール素子を用いた
電動機電流検出の実施例を示す。図4において、電動機
電流IMを検出するホール素子HDを電動機電流IMの経
路に非接触で配置し、双方向の電動機電流(IM+
M-)をそれぞれの極性に対応した正または負の電圧V
DHで検出するよう構成する。電動機電流検出手段14
は、電圧VDHを取込んで対応した電動機電流検出信号I
MDを出力する。
【0044】図5に電流検出素子に抵抗器を用いた電動
機電流検出の別実施例を示す。図5において、抵抗器R
A、抵抗器RBをそれぞれFET(電界効果トランジス
タ)のQ2と接地(GND)間、Q4と接地(GND)
間に挿入し、抵抗器RAは電動機8を逆回転させる電動
機電流IM-(破線矢印)を電圧VDAで検出し、抵抗器R
Bは電動機8を正回転させる電動機電流IM+(実線矢
印)を電圧VDBで検出するよう構成する。
【0045】抵抗器RBが検出した電圧VDBと抵抗器RB
が検出した電圧VDAの電位差(VDB−VDA)を電動機電
流検出手段14が取込んで、電位差(VDB−VDA)に対
応した電動機電流検出信号IMDを出力する。
【0046】図6に電動機電流検出手段の一実施例構成
図を示す。図6において、電動機電流検出手段14は仮
想接地点をEO/2とした単一電源EO駆動の差動増幅器
14A、この差動増幅器の出力である電流検出信号VMD
を電動機電流検出信号IMDに変換する電流信号変換手段
14Bを備える。
【0047】差動増幅器14Aは、例えば単一電源EO
の反転型のオペアンプOP1で構成し、電位差VDR(V
D1−VD2)を増幅し、電位差VDRが0の場合には2.5
Vの電流検出信号VMD、電動機電流IM+で電位差VDR
マイナス(−)極性の場合には2.5Vを超える(2.5
V<VMD≦5V)電流検出信号VMD、電動機電流IM-
電位差VDRがプラス(+)極性の場合には2.5Vを下
回る(0V≦VMD<2.5V)電流検出信号VMDをそれ
ぞれ出力する。なお、差動増幅器14Aの入力の極性
は、図3の抵抗器RDの電位差VDRにおいて、電動機電
流IM+が流れる場合にはマイナス(−)極性、電動機電
流IM-が流れる場合にはプラス(+)極性となり、一
方、差動増幅器14Aの電流検出信号VMDの極性は、電
位差VDRがマイナス(−)極性の場合にはプラス(+)
極性、電位差VDRがプラス(+)極性の場合にはマイナ
ス(−)極性が出力される。
【0048】また、差動増幅器14Aの入力は図3の抵
抗器RDも電位差VDR に限らず、図4のホール素子HD
が検出した電圧VDH、または図5の抵抗器RB、RAの電
圧VDB、VDAの偏差VDB−VDAでもよい。
【0049】電流信号変換手段14Bは、例えば定電流
手段を用いた電圧―電流変換手段で構成し、差動増幅器
14Aで検出した電流検出信号VMDを電動機電流検出信
号IMDに変換して出力する。電流信号変換手段14B
は、電流検出信号VMDが2.5Vの時には0、2.5Vを
超える時にはプラス(+)、2.5Vを下回る時にはマ
イナス(−)の電動機電流検出信号IMDを出力する。
【0050】図7に電動機電流検出手段の別実施例構成
図を示す。(a)図の実施例において、電動機電流検出
手段19は、図3の抵抗器RDが検出した電圧VD2、V
D1を入力するバッファBF1、BF2と、電圧VD2、V
D1のバッファ出力をアナログ/ディジタル変換するA/
D変換器19Aと、ディジタル変換された信号Vd2(電
圧VD2に対応)と信号Vd1(電圧VD1に対応)の偏差
(Vd2−Vd1)を演算し、電流検出信号VMDを出力す
る偏差演算手段19Bと、電流検出信号VMDを電動機電
流検出信号IMDに変換して出力する電流信号変換手段1
4Bとから構成する。
【0051】また、(b)図の実施例において、電動機
電流検出手段19は、図5の抵抗器RB、RAが検出した
電圧VDB、VDAを入力するバッファBF1、BF2と、
電圧VDB、VDAのバッファ出力をアナログ/ディジタル
変換するA/D変換器19Aと、ディジタル変換された
信号VdB(電圧VDBに対応)と信号VdA(電圧VDAに対
応)を、図示しない方向判定手段等からの制御信号で動
作する切替手段19Cで切替え、例えば信号VdBが選定
された場合には電動機電流IM+、信号VdAが選定された
場合には電動機電流IM-と判定し、電流信号変換手段1
4Bは信号VdBおよび信号VdAに対応した電動機電流検
出信号IMDに変換して出力する。
【0052】図8はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置のオフセット補正手段の要部ブロック構成図で
ある。図8において、オフセット補正手段20は、切替
手段21、タイマ手段22、データアクセス手段23、
オフセット値記憶手段24、補正電流信号出力手段25
を備え、目標電流信号ISDが0(信号ISDL)の状態の
電動機電流検出信号IM D(オフセット信号ΔIMD)を記
憶し、このオフセット信号ΔIMDで通常操舵状態の電動
機電流検出信号IMDを補正して補正電流信号IMC(IMD
−ΔIMD)を偏差決定手段17に出力し、偏差信号ΔI
を補正するよう構成する。
【0053】切替手段21はソフト制御のスイッチ機能
を備え、タイマ手段22から供給されるタイマ信号TK
の制御でスイッチSW1を所定時間tKだけオン状態と
し、オフセット信号ΔIMDをデータアクセス手段23を
介してオフセット値記憶手段24に記憶する。
【0054】タイマ手段22は電動機制御手段12のマ
イクロプロセッサを駆動する基準クロックを分周して生
成し、目標電流信号ISDが0の信号ISDLをトリガとし
て計時を開始し、信号ISDLが所定時間TK継続すると、
タイマ信号TKを切替手段21に供給してスイッチSW
1を所定時間tKだけオン制御する。
【0055】切替手段21およびタイマ手段22を設
け、目標電流信号ISDが0(信号ISDL)で、電動機電
流IMも0とみなされる状態を所定時間TK監視するの
で、この状態の電動機電流検出信号IMDをオフセット信
号ΔIMDとして記憶することができる。
【0056】なお、目標電流信号ISDが0(信号
SDL)の状態が所定時間TK継続する状態は、車両のイ
グニッションスイッチIG投入してドライバがハンドル
操作を開始するまでの時間経過が所定時間TKを超える
場合、または車両が直進中でドライバがハンドルを中立
位置に所定時間TKを超えて固定している場合等があ
る。
【0057】データアクセス手段23は、切替手段21
から供給されるオフセット信号ΔIMDを所定時間tK
に取込み、オフセット値記憶手段24にオフセット信号
ΔIM Dを供給して記憶させるとともに、通常操舵状態に
は常にオフセット値記憶手段24にアクセス信号を送
り、記憶されているオフセット信号ΔIMDを読み出して
補正電流信号出力手段25に出力する。
【0058】オフセット値記憶手段24はRAM等の書
換え可能なメモリで構成し、データアクセス手段23か
ら書込まれるオフセット信号ΔIMDを既に記憶されてい
る前回のオフセット信号に代えて記憶し、データアクセ
ス手段23からの要求によりオフセット信号ΔIMDを出
力する。オフセット信号ΔIMDは一度記憶されると次の
新しいオフセット信号ΔIMDが書込まれるまでは保存す
るとともに、常に保存されている最新のオフセット信号
ΔIMDを出力する。
【0059】補正電流信号出力手段25はソフト制御の
減算機能で構成し、電動機電流検出手段14からの電動
機電流信号IMDとデータアクセス手段23からのオフセ
ット信号ΔIMDの偏差(IMD−ΔIMD)を演算し、補正
電流信号IMC(=IMD−ΔIMD)を図2の偏差決定手段
17に提供して偏差信号ΔIのオフセットを補正するよ
う構成する。
【0060】なお、本実施例では補正電流信号IMCを発
生する補正電流信号出力手段25を設けたが、補正電流
信号出力手段25を省略し、偏差決定手段17に電動機
電流信号IMDを減算、オフセット信号ΔIMD加算で入力
するよう構成し、偏差信号ΔI(=ISD−IMD)をオフ
セット信号ΔIMDで直接補正し、偏差信号ΔI(=ISD
−IMD+ΔIMD)とすることもできる。
【0061】このように、オフセット補正手段20は電
動機電流IMが0みなせる目標電流信号ISDが0の状態
を所定時間TK監視し、この状態の電動機電流検出信号
MDをオフセット信号ΔIMDとするので、精度の高いオ
フセット信号ΔIMDを検出して偏差信号ΔIを補正する
ことができる。
【0062】図9はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置のオフセット補正手段の別実施例要部ブロック
構成図である。図9において、オフセット補正手段30
は、切替手段21、タイマ手段22、データアクセス手
段23、オフセット値記憶手段24、補正電流信号出力
手段25、オフセット基準値記憶手段31、比較手段3
2、切替手段33を備え、目標電流信号ISDが0(信号
SDL)の状態の電動機電流検出信号IMD(オフセット
信号ΔIMD)が予め設定したオフセット基準値IOMN
OMXの範囲内にある場合にはオフセット信号ΔIMD
記憶し、このオフセット信号ΔIMDで通常操舵状態の電
動機電流検出信号IMDを補正して補正電流信号IMC(I
MD−ΔIMD)を偏差決定手段17に出力し、偏差信号Δ
Iを補正するよう構成する。なお、オフセット補正手段
30は、オフセット基準値記憶手段31、比較手段3
2、切替手段33を備えた点が図8のオフセット補正手
段20と異なる。
【0063】目標電流信号ISDが0の状態の信号ISDL
が所定時間TK継続し、タイマ手段22が切替手段21
を制御してスイッチSW1をオン状態にし、オフセット
信号ΔIMDを比較手段32および切替手段33に供給す
る。
【0064】オフセット基準値記憶手段31はROM等
のメモリで構成し、予め設計値または実験値から設定し
たオフセットとして許容されるオフセット最大基準値I
OMXおよびオフセット最小基準値IOMNを記憶し、比較手
段32にオフセット最大基準値IOMXおよびオフセット
最小基準値IOMNを提供する。
【0065】比較手段32はソフト制御の比較機能を備
え、オフセット信号ΔIMDとオフセット最大基準値I
OMXまたはオフセット最小基準値IOMNを比較し、オフセ
ット信号ΔIMDがオフセット最大基準値IOMXとオフセ
ット最小基準値IOMNの範囲内(IOMN≦ΔIMD
OMX)にある場合にのみ、例えばHレベルの比較信号
Oを切替手段33に供給してスイッチSW2のオンを
制御する。
【0066】切替手段33はソフト制御のスイッチ機能
を備え、比較手段32からの比較信号HO(Hレベル)
に基づいてスイッチSW2をオン状態とし、オフセット
信号ΔIMDをデータアクセス手段23に提供する。
【0067】データアクセス手段23からオフセット記
憶手段24に書込まれたオフセット信号IMDは、既に記
憶されている前回のオフセット信号IMDに代えて記憶さ
れ、データアクセス手段23からの要求によりオフセッ
ト信号ΔIMDは補正電流信号出力手段25に送られ、電
動機電流検出手段14からの電動機電流信号IMDとの偏
差演算が施され、補正電流信号IMC(=IMD−ΔIMD
を図2の偏差決定手段17に提供して偏差信号ΔIのオ
フセットを補正する。なお、本実施例では補正電流信号
MCを発生する補正電流信号出力手段25を設けたが、
補正電流信号出力手段25を省略し、偏差決定手段17
に電動機電流信号IMDを減算、オフセット信号ΔIMD
算で入力するよう構成してもよい。
【0068】このように、オフセット補正手段30は、
オフセット信号ΔIMDを予め設定したオフセット最大基
準値IOMXとオフセット最小基準値IOMNと比較し、オフ
セット信号ΔIMDがオフセット最大基準値IOMXおよび
オフセット最小基準値IOMNの範囲にある場合には、オ
フセット信号ΔIMDを最新のオフセット値として記憶
し、このオフセット信号ΔIMDに基づいて通常操舵状態
の電動機電流検出信号IMDまたは偏差信号ΔIを補正す
ることができる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電動
パワーステアリング装置は、電動機電流が0とみなされ
る状態の電動機電流検出信号の値をオフセット補正値と
し、オフセット補正値に基づいて偏差信号を補正するオ
フセット補正手段を備え、電動機電流が0とみなされる
状態の実際の電動機電流を0に補正することができるの
で、ドライバの左右ハンドル操作により発生する電動機
の操舵補助力をバランスさせて操舵フィーリングの向上
を図ることができる。
【0070】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置のオフセット補正手段は、タイマ手段、オフ
セッット値記憶手段を備え、目標電流信号が0の状態が
所定時間継続した場合にオフセット補正値を記憶するの
で、ノイズなどに影響されない安定したオフセット補正
値を設定して補正することができる。
【0071】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、オフセット補正手段に、オフセット基準値
を記憶するオフセット基準値記憶手段、比較手段を設
け、オフセット値がオフセット基準値の範囲内にある場
合にはオフセット値を記憶するので、異常現象などに影
響されず、予め設定したオフセット値の許容範囲で電動
機電流を補正することができる。
【0072】よって、ハンドル操作に対して左右のバラ
ンスがとれた操舵補助力の発生が可能な、操舵フィーリ
ングのよい電動パワーステアリング装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図
【図2】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
容部ブロック構成図
【図3】電流検出素子に抵抗器を用いた電動機電流検出
の実施例
【図4】電流検出素子にホール素子を用いた電動機電流
検出の実施例
【図5】電流検出素子に抵抗器を用いた電動機電流検出
の別実施例
【図6】電動機電流検出手段の一実施例構成図
【図7】電動機電流検出手段の別実施例構成図
【図8】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
オフセット補正手段の要部ブロック構成図
【図9】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
オフセット補正手段の別実施例要部ブロック構成図
【図10】従来の電動パワーステアリング装置の要部ブ
ロック構成図
【図11】車速信号VD(VL、VM、VH)をパラメータ
とした操舵トルク信号(TD)―目標電流信号(ISD
特性図
【図12】電動機電流検出手段の電流検出信号(VMD
―電動機検出電流信号(IMD)特性図
【符号の説明】
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホ
イール、3…ステアリング軸、4…ハイポイドギア、5
…ラック&ピニオン機構、5a…ピニオン、5b…ラッ
ク軸、6…タイロッド、7…前輪、8…電動機、10…
操舵トルクセンサ、11…車速センサ、12…制御手
段、13…電動機駆動手段、14,19…電動機電流検
出手段、14A…差動増幅器、14B…電流信号変換手
段、15…バッテリ、16…目標電流信号発生手段、1
7…偏差決定手段、18…駆動制御手段、19A…A/
D変換器、19B…偏差演算手段、19C,21,33
…切替手段、20,30…オフセット補正手段、22…
タイマ手段、23…データアクセス手段、24…オフセ
ット値記憶手段、25…補正電流信号出力手段、31…
オフセット基準値記憶手段、32…比較手段、HD…ホ
ール素子、IM,IM+,IM-…電動機電流、IMC…補正
電流信号、IMD…電動機電流検出信号、ΔIMD…オフセ
ット信号、IOMN…オフセット最小基準値、IOMX…オフ
セット最大基準値ISD,ISDL…目標電流信号、RA,R
B,RD…抵抗器、T,TD…操舵トルク信号、TK…タイ
マ信号、V,VD…車速信号、VDH,VDA,VDB…電
圧、VDR(VD1−VD2)…電位差、VM…電動機電圧、
MD…電流検出信号、VO…電動機制御信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−299085(JP,A) 特開 昭63−247165(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ
    と、操舵補助力をステアリング系に作用する電動機と、
    この電動機を駆動する電動機駆動手段と、前記電動機に
    流れる電動機電流を検出する電動機電流検出手段と、前
    記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて前
    記電動機の目標電流を決定する目標電流信号発生手段、
    この目標電流信号発生手段からの目標電流信号と前記電
    動機電流検出手段からの電動機電流検出信号との偏差信
    号に基づいて前記電動機駆動手段を制御する駆動制御手
    段を備えた電動機制御手段とからなる電動パワーステア
    リング装置において、 前記電動機制御手段は、前記電動機電流が0とみなされ
    る状態の前記電動機電流検出信号の値をオフセット補正
    値とし、このオフセット補正値に基づいて前記偏差信号
    を補正するオフセット補正手段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。
  2. 【請求項2】 前記オフセット補正手段は、タイマ手
    段、オフセッット値記憶手段を備え、前記目標電流信号
    が0の状態が所定時間継続した場合に、前記オフセット
    補正値を記憶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。
  3. 【請求項3】 前記オフセット補正手段に、オフセット
    基準値を記憶するオフセット基準値記憶手段、比較手段
    を設け、前記オフセット値が前記オフセット基準値の範
    囲内にある場合には、前記オフセット値を記憶すること
    を特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング装
    置。
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