JP2941140B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

電動パワーステアリング制御装置

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JP2941140B2
JP2941140B2 JP5550393A JP5550393A JP2941140B2 JP 2941140 B2 JP2941140 B2 JP 2941140B2 JP 5550393 A JP5550393 A JP 5550393A JP 5550393 A JP5550393 A JP 5550393A JP 2941140 B2 JP2941140 B2 JP 2941140B2
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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、電動パワーステアリ
ング制御装置に関し、特に路面状態に応じて目標操舵ト
ルクを可変できる電動パワーステアリング制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、操舵系の操舵トルクを検出し、こ
の検出された操舵トルクに応じて電動モータの駆動電流
を制御し、操舵トルクを補助(アシスト)するようにし
た電動パワーステアリング制御装置が種々提案されてい
る。
【0003】更に、例えば特開平1ー233166号公
報に記載されているような操舵トルクが目標操舵トルク
と一致するように制御する電動パワーステアリング制御
装置も提案されている。このような装置の場合、車速に
応じて目標操舵トルクを設定し、操舵系に加えられる操
舵トルクと電動モータによって加えられる操舵補助トル
クとの合成トルクが目標操舵トルクを越えた分について
のみ電動モータによる操舵補助を付勢するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】操舵トルクと目標操舵
トルクが一致するように制御する従来の電動パワーステ
アリング制御装置は、以上のように、操舵系に加えられ
る操舵トルクと電動モータによって加えられる操舵補助
トルクとの合成トルクが目標操舵トルクを越えた分につ
いてのみ電動モータによって操舵補助トルクを付勢する
ようにしているので、例えば路面負荷等により過大なト
ルクが操舵系に印加されても操舵トルクが目標操舵トル
クで制限されてしまい、このため運転者は路面状態を認
識し難く、例えば雪路面等のごとく路面状態によって
は、危険を招く恐れがある等の問題点があった。
【0005】また、操舵トルクが目標操舵トルクより小
さく、電動モータによる補助がされていない状態から操
舵トルクが目標操舵トルクを越えて電動モータによる補
助が付勢された状態へ移行するとき、電動モータによる
補助が付勢された瞬間に発生するショックが操舵フィー
リングに悪影響を及ぼし、違和感を生じさせる等の問題
点があった。
【0006】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、路面状態に応じて常に安定した操
舵性を維持できると共に、操舵系の補助付勢時における
ショックを何ら受けることなく快適で円滑な操舵フィー
リングを提供できる電動パワーステアリング制御装置を
得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電動パワ
ーステアリング制御装置は、車両の車速を検出する車速
検出手段と、上記車両の操舵系の操舵トルクを検出する
操舵トルク検出手段と、上記操舵系に連結された電動モ
ータにより発生する補助操舵トルクを検出する補助操舵
トルク検出手段と、上記操舵トルクが目標操舵トルクを
越えないように上記補助操舵トルクを制御する操舵トル
ク制御手段とを備え、上記目標操舵トルクを上記車速
と、上記操舵トルクおよび上記補助操舵トルクの合成ト
ルクとに基づいて決定するようにしたものである。
【0008】
【作用】この発明においては、目標操舵トルクを車速
と、操舵トルクおよび補助操舵トルクの合成トルクとに
基づいて決定するため、実質的に路面情報を運転者にフ
ィードバックすることができ、路面状態に応じて常に安
定した操舵性を維持できる。また、この決定に基づい
て、操舵トルクと操舵補助トルクからなる合成トルクに
応じて目標操舵トルクをゼロないし所定の値から一定値
まで可変させることにより操舵トルクが小さいときにも
目標操舵トルクを小さくして電動モータによる操舵補助
が付勢され、以て、電動モータによる操舵補助が付勢さ
れた瞬間に発生するショックが和らげられる。
【0009】
【実施例】
実施例1.以下、図面を参照しながら、この発明に係る
電動パワーステアリング制御装置の一実施例を説明す
る。図1はこの発明の一実施例を示す構成図である。図
において、1は運転者の操舵回転力を受けるハンドル、
3はハンドル1に加えられた回転力に応じて電気信号を
出力する操舵トルク検出手段としてのトルクセンサであ
る。
【0010】4aは第1のユニバーサルジョイント、4
bは第2のユニバーサルジョイント、2aはハンドル1
と第1のユニバーサルジョイント4a間を連結する第1
のステアリングシャフト、2bは第1のユニバーサルジ
ョイント4aおよび第2のユニバーサルジョイント4b
間を連結する第2のステアリングシャフト、2cは第2
ユニバーサルジョイント4bとトルクセンサ3との間を
連結する第3のステアリングシャフト、2dはトルクセ
ンサ3と減速機16を連結する第4のステアリングシャ
フトである。
【0011】5は減速機16に連結されたピニオン軸で
あって、減速機16の減速機構はピニオン軸5と電磁ク
ラッチ15との間に挿入されている。6はピニオン軸5
と噛み合うラック歯部6aを有するラック軸、7aはタ
イロッド8aとラック軸6の一端を連結するポールジョ
イント、7bはタイロッド8bとラック軸6の他端を連
結するポールジョイントである。
【0012】9はマイクロコンピュータを有してなるコ
ントロールユニット、10は車速を検出する車速セン
サ、12は車載用のバッテリ、13はコントロールユニ
ット9とバッテリ12の間に設けられたキースイッチ、
14はバッテリ12よりコントロールユニット9を介し
て電源が供給される電動モータである。電磁クラッチ1
5は電動モータ14と減速機16の間の機械的な連結を
コントロールユニット9の指示に従って、結合または離
脱するようになされている。なお、トルクセンサ3およ
び車速センサ10の出力はコントロールユニット9に供
給され、コントロールユニット9はこれらの出力に基づ
いて電動モータ14および電磁クラッチ15を駆動制御
するようになされている。
【0013】図2は、コントロールユニット9の具体的
構成の一例を示すブロック図である。図において、90
は車速センサ10の出力に基づいて車両の車速を検出す
る車速検出手段、91はトルクセンサ3で検出された操
舵トルクを入力するトルク入力手段、92はトルク入力
手段91の出力の位相的遅れ、つまり例えば電動モータ
14や減速機16の慣性や摩擦による遅れを補償する位
相補償手段、93はトルク入力手段91の出力と位相補
償手段92の出力を加算して最終的な操舵トルクとして
出力する加算器、94は車速検出手段90、加算器93
および後述の位相補償手段98の各出力に基づいて目標
操舵補助トルクを決定する目標操舵補助トルク決定手段
である。
【0014】95は目標操舵補助トルク決定手段94お
よび後述のモータ電流検出手段96の各出力に基づいて
電動モータ14を駆動するモータ駆動手段であって、電
動モータ14に流れるモータ電流がモータ電流検出手段
96によって検出される。97はモータ電流検出手段9
6の出力に基づいて電動モータ14による実際の操舵補
助トルクを算出する操舵補助トルク検出手段としての操
舵補助トルク算出手段である。位相補償手段98は後述
されるモータ電流と操舵補助トルクの間に存在するヒス
テリシス特性を相殺するように作用する。なお、目標操
舵補助トルク検出手段94、モータ駆動手段95および
モータ電流検出手段96は操舵トルク制御手段を構成す
る。
【0015】次に、動作について図3〜図5を参照して
説明する。トルクセンサ3で検出された操舵トルクがト
ルク入力手段91に入力され、ここでアナログ信号より
ディジタル信号に変換された後位相補償手段92および
加算器93に供給される。位相補償手段92でトルク入
力手段91の出力が位相補償されて加算器93の一方の
入力端子に供給され、その他方の入力端子に供給される
トルク入力手段91の出力と加算され、最終的な操舵ト
ルクとして加算器93より目標操舵補助トルク決定手段
94に供給される。
【0016】また、この目標操舵補助トルク決定手段9
4に車速センサ10の出力に基づいて車速検出手段90
で検出された車速が供給される。一方、制御対象である
電動モータ14に流れるモータ電流がモータ電流検出手
段96で検出されて操舵補助トルク算出手段97に供給
される。操舵補助トルク算出手段97は入力されたモー
タ電流に基づいて電動モータ14の発生している実際の
操舵補助トルクを算出する。一般に、電動モータ14の
モータ電流とその発生する操舵補助トルクの関係は、図
3に示すように、電動モータ14に流れるモータ電流
と、電動モータ14が操舵系を補助付勢する操舵補助ト
ルクとにヒステリシスがある。そこで、このヒステリシ
スを次段の位相補償手段98で打ち消し、最終的な操舵
補助トルクとして目標操舵補助トルク決定手段94に供
給する。
【0017】そして、目標操舵補助トルク決定手段94
では、入力された操舵トルクと操舵補助トルクを加算し
て得た合成トルクと、車速とから、予めメモリ(図示せ
ず)に記憶されている例えば図4に示すような特性のマ
ップに基づいて目標操舵補助トルクを決定する。即ち、
図4において、破線Aは目標操舵補助トルク=合成トル
ク(操舵トルク+操舵補助トルク)時の特性、つまり人
によるトルクはなくてモータによるトルクのみがある状
態、換言すれば、操舵トルクはゼロで操舵補助トルクの
みに依存している状態である。そして、ここで例えば合
成トルクがcで示す範囲の値で、車速が低速の場合に
は、aで示す範囲の値が目標操舵補助トルクとなり、b
で示す範囲の値が操舵トルクとなる。かくして、c=a
+bの関係が成立し、この状態が平衡状態(安定状態)
である。
【0018】目標操舵補助トルク決定手段94からの目
標操舵補助トルクはモータ駆動手段95に供給され、モ
ータ駆動手段95は、モータ電流検出手段96で検出さ
れて入力されてくるモータ電流、つまり実際の操舵補助
トルクが目標操舵補助トルクになるように電動モータ1
4を駆動する。かくして、図5に示すように、横軸を表
す合成トルク(操舵トルク+操舵補助トルク)の内の操
舵トルクが、縦軸を表す目標操舵トルクを越えないよう
に操舵補助トルクが車速に応じて制御される。
【0019】このように、本実施例では、図4に示すよ
うな特性のマップに基づいて目標操舵補助トルクを決定
し、換言すれば、目標操舵トルクを車速と、操舵トルク
および補助操舵トルクの合成トルクとに基づいて決定す
るため、操舵トルクと操舵補助トルクからなる合成トル
クに応じて目標操舵トルクをゼロないし所定の値から一
定値まで可変させることができ、これにより操舵トルク
が小さいときにも目標操舵トルクを小さくして電動モー
タによる操舵補助が付勢され、電動モータによる操舵補
助が付勢された瞬間に発生するショックが和らげられ
る。また、実質的に路面情報が運転者にフィードバック
されるので、路面状態に応じて常に安定した操舵性を維
持できる。
【0020】実施例2.なお、上記実施例では、実際の
操舵補助トルクをモータ電流検出手段96で検出された
正味のモータ電流より算出する場合について説明した
が、図6に示すように、目標操舵補助トルク決定手段9
4の出力を操舵補助トルク算出手段97Aに供給して、
これより操舵補助トルクを算出するようにしてもよい。
このようにすることにより本実施例でも、上記実施例と
同様の効果が得られると共に、さらに本実施例では、実
測されたモータ電流を用いないで、目標操舵補助トルク
つまり実質的に目標モータ電流を用いるので、例えば実
測されたモータ電流に重畳されるようなノイズ等の影響
を受けることなく操舵補助制御を行うことができ、より
精度が向上する。
【0021】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、車両の
車速を検出する車速検出手段と、上記車両の操舵系の操
舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、上記操舵系
に連結された電動モータにより発生する補助操舵トルク
を検出する補助操舵トルク検出手段と、上記操舵トルク
が目標操舵トルクを越えないように上記補助操舵トルク
を制御する操舵トルク制御手段とを備え、上記目標操舵
トルクを上記車速と、上記操舵トルクおよび上記補助操
舵トルクの合成トルクに基づいて決定するようにしたの
で、路面状態に応じて常に安定した操舵性を維持できる
と共に、ステアリング操舵の補助助勢時におけるショッ
クを何ら受けることなく快適で円滑な操舵フィーリング
が得られる等の効果がある。
【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制御装
置の一実施例を示す構成図である。
【図2】この発明に係る電動パワーステアリング制御装
置の一実施例におけるコントロールユニットの具体的構
成の一例を示す構成図である。
【図3】モータ電流と操舵補助トルクとの関係を示す図
である。
【図4】目標操舵補助トルクを決定する際に使用される
マップを示す特性図である。
【図5】目標操舵トルクと合成トルクと車速の制御関係
を示す図である。
【図6】この発明に係る電動パワーステアリング制御装
置の他の実施例におけるコントロールユニットの具体的
構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 ハンドル 3 トルクセンサ 9,9A コントロールユニット 10 車速センサ 14 電動モータ 90 車速検出手段 92,98 位相補償手段 93 加算器 94 目標操舵補助トルク決定手段 95 モータ駆動手段 96 モータ電流検出手段 97,97A 操舵補助トルク算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−197464(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の車速を検出する車速検出手段と、 上記車両の操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検
    出手段と、 上記操舵系に連結された電動モータにより発生する操舵
    補助トルクを検出する操舵補助トルク検出手段と、 上記操舵トルクが目標操舵トルクを越えないように上記
    操舵補助トルクを制御する操舵トルク制御手段とを備
    え、上記目標操舵トルクを上記車速と、上記操舵トルク
    および上記操舵補助トルクの合成トルクとに基づいて決
    定するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリ
    ング制御装置。
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