JP2962683B2 - 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Info
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- JP2962683B2 JP2962683B2 JP8324002A JP32400296A JP2962683B2 JP 2962683 B2 JP2962683 B2 JP 2962683B2 JP 8324002 A JP8324002 A JP 8324002A JP 32400296 A JP32400296 A JP 32400296A JP 2962683 B2 JP2962683 B2 JP 2962683B2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】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て、運転者の操舵力を軽
減する電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。
ステアリング系に直接作用させて、運転者の操舵力を軽
減する電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は電動パワーステアリング装置の模
式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ス
テアリング系に電動機１０を備え、電動機１０から供給
する動力を制御装置２０を用いて制御することによっ
て、運転者の操舵力を軽減している。
式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ス
テアリング系に電動機１０を備え、電動機１０から供給
する動力を制御装置２０を用いて制御することによっ
て、運転者の操舵力を軽減している。
【０００３】ハンドル２に一体的に設けられたステアリ
ング軸３は、自在継ぎ手４ａ，４ｂを有する連結軸４を
介してラック＆ピニオン機構５のピニオン６へ連結され
る。ラック軸７はピニオン６と噛合するラック歯７ａを
備える。ラック＆ピニオン機構５は、ピニオン６の回動
をラック７の軸方向への往復運動へ変換する。ラック軸
７の両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の
前輪９が連結される。ハンドル２を操舵すると、ラック
＆ピニオン機構５ならびにタイロッド８を介して前輪９
が揺動される。これにより車両の向きを変えることがで
きる。
ング軸３は、自在継ぎ手４ａ，４ｂを有する連結軸４を
介してラック＆ピニオン機構５のピニオン６へ連結され
る。ラック軸７はピニオン６と噛合するラック歯７ａを
備える。ラック＆ピニオン機構５は、ピニオン６の回動
をラック７の軸方向への往復運動へ変換する。ラック軸
７の両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の
前輪９が連結される。ハンドル２を操舵すると、ラック
＆ピニオン機構５ならびにタイロッド８を介して前輪９
が揺動される。これにより車両の向きを変えることがで
きる。
【０００４】操舵力を軽減するために、アシストトルク
（補助トルク）を供給する電動機１０をラック軸７と同
軸的に配置し、電動機１０の回動出力をボールねじ機構
１１を介して推力に変換してラック軸７に作用させてい
る。ボールねじ機構１１は、電動機１０のロータに連結
されたナット１２と、ラック軸７に形成されたねじ軸７
ｂとから構成される。ナット１２の回動力は、ねじ軸７
ｂによってラック軸７の軸方向への推力へ変換される。
電動機１０で発生させたアシストトルクをラック軸７へ
の推力へ変換して伝達することで、手動操舵力を軽減さ
せている。
（補助トルク）を供給する電動機１０をラック軸７と同
軸的に配置し、電動機１０の回動出力をボールねじ機構
１１を介して推力に変換してラック軸７に作用させてい
る。ボールねじ機構１１は、電動機１０のロータに連結
されたナット１２と、ラック軸７に形成されたねじ軸７
ｂとから構成される。ナット１２の回動力は、ねじ軸７
ｂによってラック軸７の軸方向への推力へ変換される。
電動機１０で発生させたアシストトルクをラック軸７へ
の推力へ変換して伝達することで、手動操舵力を軽減さ
せている。
【０００５】操舵トルクセンサ１８によってピニオン６
に作用する手動操舵トルクＴを検出し、検出した操舵ト
ルクＴに係るトルク信号１８ａを制御装置２０へ供給し
ている。制御装置２０は、トルク信号１８ａに基づいて
電動機駆動信号２０ａを出力して電動機１０の出力パワ
ーを制御する。
に作用する手動操舵トルクＴを検出し、検出した操舵ト
ルクＴに係るトルク信号１８ａを制御装置２０へ供給し
ている。制御装置２０は、トルク信号１８ａに基づいて
電動機駆動信号２０ａを出力して電動機１０の出力パワ
ーを制御する。
【０００６】図２は従来の制御装置のブロック構成図で
ある。制御装置２０は、補助トルク制御部３０と電動機
駆動部４０とからなる。補助トルク制御部３０は、操舵
トルクセンサ１８からのトルク信号１８ａに基づいて目
標補助トルクを決定し、目標補助トルク信号３０ａを出
力する。電動機駆動部４０は、目標補助トルク信号３０
ａに基づいて電動機駆動信号２０ａを出力する。
ある。制御装置２０は、補助トルク制御部３０と電動機
駆動部４０とからなる。補助トルク制御部３０は、操舵
トルクセンサ１８からのトルク信号１８ａに基づいて目
標補助トルクを決定し、目標補助トルク信号３０ａを出
力する。電動機駆動部４０は、目標補助トルク信号３０
ａに基づいて電動機駆動信号２０ａを出力する。
【０００７】補助トルク制御部３０は、操舵トルク補償
手段３１と、第１目標補助トルク決定手段３２と、操舵
トルク微分手段３３と、第２目標補助トルク決定手段３
４と、加算手段３５と、を備える。
手段３１と、第１目標補助トルク決定手段３２と、操舵
トルク微分手段３３と、第２目標補助トルク決定手段３
４と、加算手段３５と、を備える。
【０００８】操舵トルク補償手段３１は、操舵トルク信
号１８ａに対して周波数特性の補正を行って、補正され
た操舵トルク信号３１ａを出力する。操舵トルク補償手
段３１の周波数特性は、ステアリング系の動作が安定に
なるよう設定している。
号１８ａに対して周波数特性の補正を行って、補正され
た操舵トルク信号３１ａを出力する。操舵トルク補償手
段３１の周波数特性は、ステアリング系の動作が安定に
なるよう設定している。
【０００９】第１目標補助トルク決定手段３２は、補正
された操舵トルク信号３１ａに基づいて第１目標補助ト
ルク信号３２ａを出力する。第１目標補助トルク信号３
２ａは、第１目標補助トルクを電動機１０で発生させる
ための電動機１０の駆動電流（電流の極性を含む）に対
応する信号としている。なお、第１目標補助トルク信号
３２ａは、電動機１０の駆動電圧に対応する信号でもよ
い。
された操舵トルク信号３１ａに基づいて第１目標補助ト
ルク信号３２ａを出力する。第１目標補助トルク信号３
２ａは、第１目標補助トルクを電動機１０で発生させる
ための電動機１０の駆動電流（電流の極性を含む）に対
応する信号としている。なお、第１目標補助トルク信号
３２ａは、電動機１０の駆動電圧に対応する信号でもよ
い。
【００１０】第１目標補助トルク決定手段３２は、補正
された操舵トルク値を入力として第１目標補助トルク値
を出力する操舵トルク−第１目標補助トルク変換テーブ
ルを備える。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正
された操舵トルク値の絶対値が予め設定した不感帯しき
い値よりも小さければ、第１目標補助トルク値をゼロに
する。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正された
操舵トルク値が不感帯しきい値を越えていれば、補正さ
れた操舵トルク値に比例した第１目標補助トルク値を出
力する。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正され
た操舵トルク値が大きくなっても、出力する第１目標補
助トルク値が予め設定した第１目標補助トルク上限値を
越えないよう制限している。
された操舵トルク値を入力として第１目標補助トルク値
を出力する操舵トルク−第１目標補助トルク変換テーブ
ルを備える。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正
された操舵トルク値の絶対値が予め設定した不感帯しき
い値よりも小さければ、第１目標補助トルク値をゼロに
する。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正された
操舵トルク値が不感帯しきい値を越えていれば、補正さ
れた操舵トルク値に比例した第１目標補助トルク値を出
力する。第１目標補助トルク決定手段３２は、補正され
た操舵トルク値が大きくなっても、出力する第１目標補
助トルク値が予め設定した第１目標補助トルク上限値を
越えないよう制限している。
【００１１】操舵トルク微分手段３３は、操舵トルク信
号１８ａの単位時間当りの変化量を求め、求めた変化量
を微分トルク信号３３ａとして出力する。
号１８ａの単位時間当りの変化量を求め、求めた変化量
を微分トルク信号３３ａとして出力する。
【００１２】第２目標補助トルク決定手段３４は、微分
トルク信号３３ａに基づいて第２目標補助トルク信号３
４ａを出力する。第２目標補助トルク信号３４ａは、第
２目標補助トルクを電動機１０で発生させるための電動
機１０の駆動電流（電流の極性を含む）に対応する信号
としている。なお、第２目標補助トルク信号３４ａは、
電動機１０の駆動電圧に対応する信号でもよい。
トルク信号３３ａに基づいて第２目標補助トルク信号３
４ａを出力する。第２目標補助トルク信号３４ａは、第
２目標補助トルクを電動機１０で発生させるための電動
機１０の駆動電流（電流の極性を含む）に対応する信号
としている。なお、第２目標補助トルク信号３４ａは、
電動機１０の駆動電圧に対応する信号でもよい。
【００１３】第２目標補助トルク決定手段３４は、微分
トルク値を入力として第２目標補助トルク値を出力する
微分トルク−第２目標補助トルク変換テーブルを備え
る。第２目標補助トルク決定手段３４は、微分トルク値
の絶対値が予め設定した不感帯しきい値よりも小さけれ
ば、第２目標補助トルク値をゼロにする。第２目標補助
トルク決定手段３４の不感帯しきい値は、第１目標補助
トルク決定手段３２の不感帯しきい値よりも小さく設定
している。第２目標補助トルク決定手段３４は、微分ト
ルク値が不感帯しきい値を越えていれば、微分トルク値
に比例した第２目標補助トルク値を出力する。第２目標
補助トルク決定手段３４は、微分トルク値が大きくなっ
ても、出力する第２目標補助トルク値が予め設定した第
２目標補助トルク上限値を越えないよう制限している。
トルク値を入力として第２目標補助トルク値を出力する
微分トルク−第２目標補助トルク変換テーブルを備え
る。第２目標補助トルク決定手段３４は、微分トルク値
の絶対値が予め設定した不感帯しきい値よりも小さけれ
ば、第２目標補助トルク値をゼロにする。第２目標補助
トルク決定手段３４の不感帯しきい値は、第１目標補助
トルク決定手段３２の不感帯しきい値よりも小さく設定
している。第２目標補助トルク決定手段３４は、微分ト
ルク値が不感帯しきい値を越えていれば、微分トルク値
に比例した第２目標補助トルク値を出力する。第２目標
補助トルク決定手段３４は、微分トルク値が大きくなっ
ても、出力する第２目標補助トルク値が予め設定した第
２目標補助トルク上限値を越えないよう制限している。
【００１４】加算手段３５は、第１目標補助トルク信号
３２ａと第２目標補助トルク信号３４ａとを加算し、加
算出力を目標補助トルク信号３０ａとして出力する。
３２ａと第２目標補助トルク信号３４ａとを加算し、加
算出力を目標補助トルク信号３０ａとして出力する。
【００１５】電動機駆動部４０は、偏差演算回路４１
と、ＰＩＤ回路４２と、駆動回路４３と、を備える。電
動機１０側には電動機１０に実際に供給されている電流
を検出するための電流検出器（図示しない）が設けられ
ている。電動機電流に対応した駆動電流信号１０ａは電
動機駆動部４０に供給される。
と、ＰＩＤ回路４２と、駆動回路４３と、を備える。電
動機１０側には電動機１０に実際に供給されている電流
を検出するための電流検出器（図示しない）が設けられ
ている。電動機電流に対応した駆動電流信号１０ａは電
動機駆動部４０に供給される。
【００１６】偏差演算回路４１は、目標補助トルク信号
３０ａ（目標補助トルクを発生させるために電動機１０
へ供給する電流に対応する信号）と駆動電流信号１０ａ
との偏差を求め、偏差信号４１ａを出力する。
３０ａ（目標補助トルクを発生させるために電動機１０
へ供給する電流に対応する信号）と駆動電流信号１０ａ
との偏差を求め、偏差信号４１ａを出力する。
【００１７】ＰＩＤ回路（比例・積分・微分制御回路）
４２は、偏差信号４１ａに基づいて比例・積分・微分の
各演算を行なってＰＩＤ制御出力信号４２ａを駆動回路
４３へ供給する。駆動回路４３は、ＰＩＤ制御出力信号
４２ａに基づいて電動機駆動信号２０ａを生成・出力し
て、電動機１０へ駆動電流（駆動電圧）を供給する。
４２は、偏差信号４１ａに基づいて比例・積分・微分の
各演算を行なってＰＩＤ制御出力信号４２ａを駆動回路
４３へ供給する。駆動回路４３は、ＰＩＤ制御出力信号
４２ａに基づいて電動機駆動信号２０ａを生成・出力し
て、電動機１０へ駆動電流（駆動電圧）を供給する。
【００１８】従来の制御装置２０は、操舵トルクセンサ
１８で検出した運転者の操舵力に応じて第１目標補助ト
ルクを設定するとともに、操舵力の変化分に応じた第２
目標補助トルクを設定し、第１目標補助トルクと第２目
標補助トルクとを加算して得た目標補助トルクに基づい
て、電動機１０から供給する補助トルクを制御してい
る。
１８で検出した運転者の操舵力に応じて第１目標補助ト
ルクを設定するとともに、操舵力の変化分に応じた第２
目標補助トルクを設定し、第１目標補助トルクと第２目
標補助トルクとを加算して得た目標補助トルクに基づい
て、電動機１０から供給する補助トルクを制御してい
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置２０で
は、第１目標補助トルク決定手段３２の前段に操舵トル
ク補償手段３１を配置して、ステアリング系の動作を安
定させている。電動機１０の回動出力は、ボールねじ機
構１１、ラック軸７を介して操舵トルクセンサ１８へフ
ィードバックされる。電動機１０、ボールねじ機構１
１、ラック軸７、操舵トルクセンサ１８、操舵トルク補
償手段３１、第１目標補助トルク決定手段３２、加算手
段３５、電動機駆動部４０を介して電動機１０へ至る制
御閉ループ内において、操舵トルク補償手段３１で周波
数特性を補償することで制御閉ループの制御動作安定化
を図っている。
は、第１目標補助トルク決定手段３２の前段に操舵トル
ク補償手段３１を配置して、ステアリング系の動作を安
定させている。電動機１０の回動出力は、ボールねじ機
構１１、ラック軸７を介して操舵トルクセンサ１８へフ
ィードバックされる。電動機１０、ボールねじ機構１
１、ラック軸７、操舵トルクセンサ１８、操舵トルク補
償手段３１、第１目標補助トルク決定手段３２、加算手
段３５、電動機駆動部４０を介して電動機１０へ至る制
御閉ループ内において、操舵トルク補償手段３１で周波
数特性を補償することで制御閉ループの制御動作安定化
を図っている。
【００２０】しかしながら、操舵トルク補償手段３１の
出力である補正された操舵トルク信号３１ａのレベルが
小さく第１目標補助トルク決定手段３２の不感帯（不感
帯しきい値よりも小さい範囲）にある場合は、第１目標
補助トルク決定手段３２の出力である第１目標補助トル
ク信号３２ａはゼロに固定される。このために、操舵ト
ルクセンサ１８〜第１目標補助トルク決定手段３２〜電
動機駆動部４０〜電動機１０〜操舵トルクセンサ１８へ
至る閉ループ（第１目標補助トルク決定手段３２を介す
る閉ループ）における閉ループ制御がなされない状態と
なる。すなわち、操舵トルク補償手段３１の出力レベル
が第１目標補助トルク決定手段３２の不感帯にある場合
は、操舵トルク補償手段３１で周波数特性の補償ができ
なくなる。
出力である補正された操舵トルク信号３１ａのレベルが
小さく第１目標補助トルク決定手段３２の不感帯（不感
帯しきい値よりも小さい範囲）にある場合は、第１目標
補助トルク決定手段３２の出力である第１目標補助トル
ク信号３２ａはゼロに固定される。このために、操舵ト
ルクセンサ１８〜第１目標補助トルク決定手段３２〜電
動機駆動部４０〜電動機１０〜操舵トルクセンサ１８へ
至る閉ループ（第１目標補助トルク決定手段３２を介す
る閉ループ）における閉ループ制御がなされない状態と
なる。すなわち、操舵トルク補償手段３１の出力レベル
が第１目標補助トルク決定手段３２の不感帯にある場合
は、操舵トルク補償手段３１で周波数特性の補償ができ
なくなる。
【００２１】一方、操舵トルクセンサ１８、操舵トルク
微分手段３３、第２目標補助トルク決定手段３４、加算
手段３５、電動機駆動部４０、電動機１０〜操舵トルク
センサ１８へ至る閉ループ（第２目標補助トルク決定手
段３４を介する閉ループ）も存在する。このため、操舵
トルク値の絶対値が小さくて第１目標補助トルク決定手
段３２の不感帯に入っている場合でも、操舵トルク値の
単位時間当り変動分（操舵トルク微分手段３３の出力で
ある微分トルク信号３３ａ）が第２目標補助トルク決定
手段３４の不感帯しきい値を越える場合は、操舵トルク
の変動分に基づく補助トルクが供給されることになる。
しかしながら、第２目標補助トルク決定手段３４を介す
る閉ループに対しては、その閉ループの制御動作を安定
にするために周波数特性を調整する補償手段を備えてい
ない。このため、第２目標補助トルク決定手段３４を介
する閉ループのみに基づく制御動作がなされた場合、そ
の制御動作が不安定になる虞れがある。
微分手段３３、第２目標補助トルク決定手段３４、加算
手段３５、電動機駆動部４０、電動機１０〜操舵トルク
センサ１８へ至る閉ループ（第２目標補助トルク決定手
段３４を介する閉ループ）も存在する。このため、操舵
トルク値の絶対値が小さくて第１目標補助トルク決定手
段３２の不感帯に入っている場合でも、操舵トルク値の
単位時間当り変動分（操舵トルク微分手段３３の出力で
ある微分トルク信号３３ａ）が第２目標補助トルク決定
手段３４の不感帯しきい値を越える場合は、操舵トルク
の変動分に基づく補助トルクが供給されることになる。
しかしながら、第２目標補助トルク決定手段３４を介す
る閉ループに対しては、その閉ループの制御動作を安定
にするために周波数特性を調整する補償手段を備えてい
ない。このため、第２目標補助トルク決定手段３４を介
する閉ループのみに基づく制御動作がなされた場合、そ
の制御動作が不安定になる虞れがある。
【００２２】従来の制御装置２０において、第２目標補
助トルクの比率を増加させてより軽快な操舵感が得られ
るようにすると、タイヤ接地係数μが小さい路面（例え
ば雪上等）で、手動操舵力が小さい場合（操舵トルク補
償手段３１の出力レベルが第１目標補助トルク決定手段
３２の不感帯にある場合）には、路面とタイヤとの摩擦
が小さいことと、操舵トルク補償手段３１による制御ル
ープの安定化機能が十分に機能しなくなくなることとか
ら、ステアリング系が不安定となり、例えばハンドル２
が振動するような状態になることがある。このため、従
来の制御装置２０において、操舵感をより快適にするた
めに第２目標補助トルクの比率を増加させることは、ス
テアリング系の制御動作安定化との兼ね合いで限界があ
った。
助トルクの比率を増加させてより軽快な操舵感が得られ
るようにすると、タイヤ接地係数μが小さい路面（例え
ば雪上等）で、手動操舵力が小さい場合（操舵トルク補
償手段３１の出力レベルが第１目標補助トルク決定手段
３２の不感帯にある場合）には、路面とタイヤとの摩擦
が小さいことと、操舵トルク補償手段３１による制御ル
ープの安定化機能が十分に機能しなくなくなることとか
ら、ステアリング系が不安定となり、例えばハンドル２
が振動するような状態になることがある。このため、従
来の制御装置２０において、操舵感をより快適にするた
めに第２目標補助トルクの比率を増加させることは、ス
テアリング系の制御動作安定化との兼ね合いで限界があ
った。
【００２３】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、軽快な操舵感を得るとともにステアリ
ング系の制御動作安定化を図ることのできる電動パワー
ステアリング装置を提供することを目的とする。
なされたもので、軽快な操舵感を得るとともにステアリ
ング系の制御動作安定化を図ることのできる電動パワー
ステアリング装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上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は、操舵ト
ルク微分手段と第２目標補助トルク決定手段との間に微
分トルク補償手段を設けるとともに、操舵トルクセンサ
と第１目標トルク決定手段との間に操舵トルク補償手段
を設け、この操舵トルク補償手段の周波数特性と微分ト
ルク補償手段の周波数特性とをそれぞれ異ならせたこと
を特徴とする。これにより、ステアリング系の安定を保
ったままで、操舵トルク変動分（操舵トルク微分手段の
出力）に応じた補助トルク（第２目標補助トルク）を大
きく設定できる。よって、タイヤ接地係数μの小さい路
面においてもステアリング系の安定化を図りつつ、慣性
力を感じさせない軽快な操舵感を得ることが可能にな
る。
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵ト
ルク微分手段と第２目標補助トルク決定手段との間に微
分トルク補償手段を設けるとともに、操舵トルクセンサ
と第１目標トルク決定手段との間に操舵トルク補償手段
を設け、この操舵トルク補償手段の周波数特性と微分ト
ルク補償手段の周波数特性とをそれぞれ異ならせたこと
を特徴とする。これにより、ステアリング系の安定を保
ったままで、操舵トルク変動分（操舵トルク微分手段の
出力）に応じた補助トルク（第２目標補助トルク）を大
きく設定できる。よって、タイヤ接地係数μの小さい路
面においてもステアリング系の安定化を図りつつ、慣性
力を感じさせない軽快な操舵感を得ることが可能にな
る。
【００２５】なお、微分トルク補償手段の補償を車速に
応動させた構成としてもよい。これにより、各車速に応
じた最適な操舵感を得ることができる。
応動させた構成としてもよい。これにより、各車速に応
じた最適な操舵感を得ることができる。
【００２６】更に、操舵トルクセンサと第１目標トルク
決定手段との間に操舵トルク補償手段を設けるととも
に、操舵トルク補償手段の周波数特性と微分トルク補償
手段の周波数特性とをそれぞれ異ならせるようにしても
よい。操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
決定手段との間に操舵トルク補償手段を設けるととも
に、操舵トルク補償手段の周波数特性と微分トルク補償
手段の周波数特性とをそれぞれ異ならせるようにしても
よい。操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。電動パワーステアリング装置
の構造は、図１に示したものと基本的に同じであり、そ
の構造ならびに動作については前述した通りである。な
お、図１中の符号１９は車速センサ、符号１９ａは車速
信号である。車速センサ１９ならびに車速信号１９ａは
後述する他の制御装置２０Ｂで使用するものである。
図面に基づいて説明する。電動パワーステアリング装置
の構造は、図１に示したものと基本的に同じであり、そ
の構造ならびに動作については前述した通りである。な
お、図１中の符号１９は車速センサ、符号１９ａは車速
信号である。車速センサ１９ならびに車速信号１９ａは
後述する他の制御装置２０Ｂで使用するものである。
【００２８】図３はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御装置のブロック構成図である。この発明
に係る制御装置２０Ａは、補助トルク制御部３０Ａと、
電動機駆動部４０とからなる。電動機駆動部４０の構成
は、図２に示した従来のものと同じである。補助トルク
制御部３０Ａは、操舵トルク微分手段３３と第２目標補
助トルク決定手段３４との間に、微分トルク補償手段３
６を備える。
ング装置の制御装置のブロック構成図である。この発明
に係る制御装置２０Ａは、補助トルク制御部３０Ａと、
電動機駆動部４０とからなる。電動機駆動部４０の構成
は、図２に示した従来のものと同じである。補助トルク
制御部３０Ａは、操舵トルク微分手段３３と第２目標補
助トルク決定手段３４との間に、微分トルク補償手段３
６を備える。
【００２９】微分トルク補償手段３６は、操舵トルク微
分手段３３から供給される微分トルク信号３３ａに対し
て、微分トルク信号３３ａの周波数特性を補正した微分
トルク補正信号３６ａを出力する。微分トルク補正信号
３６ａは、第２目標補助トルク決定手段３４へ供給され
る。微分トルク補償手段３６は、位相補償回路やローパ
スフィルタ（低域通過フィルタ）を用いて構成してい
る。微分トルク補償手段３６は、微分トルク信号３３ａ
の不要な周波成分を減衰させた微分トルク補正信号３６
ａを出力する。周波数特性の補正例を図５の実線で示
す。周波数の利得ならびに位相の補正特性は、第２目標
補助トルク決定手段３４を介する閉ループの制御特性を
考慮して、その閉ループの制御動作が安定になるように
設定している。
分手段３３から供給される微分トルク信号３３ａに対し
て、微分トルク信号３３ａの周波数特性を補正した微分
トルク補正信号３６ａを出力する。微分トルク補正信号
３６ａは、第２目標補助トルク決定手段３４へ供給され
る。微分トルク補償手段３６は、位相補償回路やローパ
スフィルタ（低域通過フィルタ）を用いて構成してい
る。微分トルク補償手段３６は、微分トルク信号３３ａ
の不要な周波成分を減衰させた微分トルク補正信号３６
ａを出力する。周波数特性の補正例を図５の実線で示
す。周波数の利得ならびに位相の補正特性は、第２目標
補助トルク決定手段３４を介する閉ループの制御特性を
考慮して、その閉ループの制御動作が安定になるように
設定している。
【００３０】操舵トルク補償手段３１、操舵トルク微分
手段３３、微分トルク補償手段３６は、電子回路で構成
してもよい。また、操舵トルクセンサ１８から出力され
るアナログのトルク信号１８ａをＤ／Ａ変換器を用いて
デジタルトルク信号へ変換した後に、デジタル演算処理
によって操舵トルク補償、操舵トルク微分、微分トルク
補償を行なうようにしてもよい。この場合、操舵トルク
補償手段３１、操舵トルク微分手段３３、微分トルク補
償手段３６は、デジタルフィルタやデジタル演算回路と
制御ソフトとを利用して構成することができる。
手段３３、微分トルク補償手段３６は、電子回路で構成
してもよい。また、操舵トルクセンサ１８から出力され
るアナログのトルク信号１８ａをＤ／Ａ変換器を用いて
デジタルトルク信号へ変換した後に、デジタル演算処理
によって操舵トルク補償、操舵トルク微分、微分トルク
補償を行なうようにしてもよい。この場合、操舵トルク
補償手段３１、操舵トルク微分手段３３、微分トルク補
償手段３６は、デジタルフィルタやデジタル演算回路と
制御ソフトとを利用して構成することができる。
【００３１】この発明に係る制御装置２０Ａは、操舵ト
ルク微分手段３３と第２目標補助トルク決定手段３４と
の間に微分トルク補償手段３６を設け、この微分トルク
補償手段３６で微分トルク信号３３ａの周波数特性を第
２目標補助トルク決定手段３４を介する閉ループ制御系
の制御動作が安定になるように補正する構成としたの
で、ステアリング系の安定を保ったままで、操舵トルク
変動分（操舵トルク微分手段３３の出力）に応じた補助
トルク（第２目標補助トルク）を大きく設定できる。よ
って、タイヤ接地係数μの小さい路面においてもステア
リング系の安定化を図りつつ、慣性力を感じさせない軽
快な操舵感を得ることができる。
ルク微分手段３３と第２目標補助トルク決定手段３４と
の間に微分トルク補償手段３６を設け、この微分トルク
補償手段３６で微分トルク信号３３ａの周波数特性を第
２目標補助トルク決定手段３４を介する閉ループ制御系
の制御動作が安定になるように補正する構成としたの
で、ステアリング系の安定を保ったままで、操舵トルク
変動分（操舵トルク微分手段３３の出力）に応じた補助
トルク（第２目標補助トルク）を大きく設定できる。よ
って、タイヤ接地係数μの小さい路面においてもステア
リング系の安定化を図りつつ、慣性力を感じさせない軽
快な操舵感を得ることができる。
【００３２】操舵トルク補償手段３１の周波数の補正特
性は、第１目標補助トルク決定手段３２を介する閉ルー
プの制御特性を考慮して、その閉ループの制御動作が安
定になるように設定している。微分トルク補償手段３６
の周波数の補正特性は、第２目標補助トルク決定手段３
４を介する閉ループの制御特性を考慮して、その閉ルー
プの制御動作が安定になるように設定している。このよ
うに、操舵トルク補償手段３１の周波数特性と微分トル
ク補償手段３６の周波数特性をそれぞれ異ならせている
ので、操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
性は、第１目標補助トルク決定手段３２を介する閉ルー
プの制御特性を考慮して、その閉ループの制御動作が安
定になるように設定している。微分トルク補償手段３６
の周波数の補正特性は、第２目標補助トルク決定手段３
４を介する閉ループの制御特性を考慮して、その閉ルー
プの制御動作が安定になるように設定している。このよ
うに、操舵トルク補償手段３１の周波数特性と微分トル
ク補償手段３６の周波数特性をそれぞれ異ならせている
ので、操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
【００３３】図４はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の他の制御装置のブロック構成図である。この
発明に係る他の制御装置２０Ｂは、補助トルク制御部３
０Ｂと、電動機駆動部４０とからなる。電動機駆動部４
０の構成は、図２に示した従来のものと同じである。補
助トルク制御部３０Ｂは、操舵トルク微分手段３３と第
２目標補助トルク決定手段３４との間に、車速対応型の
微分トルク補償手段３７を備える。
ング装置の他の制御装置のブロック構成図である。この
発明に係る他の制御装置２０Ｂは、補助トルク制御部３
０Ｂと、電動機駆動部４０とからなる。電動機駆動部４
０の構成は、図２に示した従来のものと同じである。補
助トルク制御部３０Ｂは、操舵トルク微分手段３３と第
２目標補助トルク決定手段３４との間に、車速対応型の
微分トルク補償手段３７を備える。
【００３４】車速対応型の微分トルク補償手段３７は、
車速センサ１９から供給される車速信号１９ａに基づい
て、微分トルク信号３３ａの周波数特性補正量を可変す
る。この微分トルク補償手段３７は、高車速になるほど
ある周波数帯域の利得の減衰の度合を弱くするよう構成
している。
車速センサ１９から供給される車速信号１９ａに基づい
て、微分トルク信号３３ａの周波数特性補正量を可変す
る。この微分トルク補償手段３７は、高車速になるほど
ある周波数帯域の利得の減衰の度合を弱くするよう構成
している。
【００３５】図５は微分トルク補償手段における周波数
特性の利得ならびに位相の補正例を示すグラフであり、
実線よりも点線のほうが高車速の特性である。図５
（ａ）は周波数特性の利得の補正例を示している。図５
（ａ）において、横軸は周波数、縦軸は微分トルク補償
手段３７の利得である。微分トルク補償手段３７は、入
力された微分トルク信号３３ａに対して、例えば１０Ｈ
ｚから５０Ｈｚまでの利得を減衰させた信号を微分トル
ク補正信号３７ａとして出力する。微分トルク補償手段
３７は、低車速時には上記特定周波成分の減衰量を大き
く設定し、高車速になるほど上記特定周波成分の減衰量
を小さく設定する。従って、高車速になるほど、微分ト
ルク信号３３ａの周波数成分により近い周波数成分を有
する微分トルク補正信号３７ａが第２目標補助トルク決
定手段３４に供給される。
特性の利得ならびに位相の補正例を示すグラフであり、
実線よりも点線のほうが高車速の特性である。図５
（ａ）は周波数特性の利得の補正例を示している。図５
（ａ）において、横軸は周波数、縦軸は微分トルク補償
手段３７の利得である。微分トルク補償手段３７は、入
力された微分トルク信号３３ａに対して、例えば１０Ｈ
ｚから５０Ｈｚまでの利得を減衰させた信号を微分トル
ク補正信号３７ａとして出力する。微分トルク補償手段
３７は、低車速時には上記特定周波成分の減衰量を大き
く設定し、高車速になるほど上記特定周波成分の減衰量
を小さく設定する。従って、高車速になるほど、微分ト
ルク信号３３ａの周波数成分により近い周波数成分を有
する微分トルク補正信号３７ａが第２目標補助トルク決
定手段３４に供給される。
【００３６】図５（ｂ）は位相の補正例を示している。
図５（ｂ）において、横軸は周波数、縦軸は位相であ
る。微分トルク補償手段３７は、入力された微分トルク
信号３３ａに対して、例えば５Ｈｚから２０Ｈｚまでの
周波数成分の位相を遅らせて、逆に２０Ｈｚから６０Ｈ
ｚまでの周波数成分の位相を進めて、その信号を微分ト
ルク補正信号３７ａとして出力する。微分トルク補償手
段３７は、低車速時には位相の遅れ量および進み量を大
きく設定し、高車速になるほど位相の遅れ量および進み
量を小さく設定する。従って、高車速になるほど、微分
トルク信号３３ａの位相により近い位相を有する微分ト
ルク補正信号３７ａが第２目標補助トルク決定手段３４
に供給される。
図５（ｂ）において、横軸は周波数、縦軸は位相であ
る。微分トルク補償手段３７は、入力された微分トルク
信号３３ａに対して、例えば５Ｈｚから２０Ｈｚまでの
周波数成分の位相を遅らせて、逆に２０Ｈｚから６０Ｈ
ｚまでの周波数成分の位相を進めて、その信号を微分ト
ルク補正信号３７ａとして出力する。微分トルク補償手
段３７は、低車速時には位相の遅れ量および進み量を大
きく設定し、高車速になるほど位相の遅れ量および進み
量を小さく設定する。従って、高車速になるほど、微分
トルク信号３３ａの位相により近い位相を有する微分ト
ルク補正信号３７ａが第２目標補助トルク決定手段３４
に供給される。
【００３７】車速対応型の微分トルク補償手段３７は、
図５に示したように、高車速になるほど補正の程度を少
なくする構成としているので、高車速時には低車速時よ
りもさらに軽快な操舵感を提供することができる。
図５に示したように、高車速になるほど補正の程度を少
なくする構成としているので、高車速時には低車速時よ
りもさらに軽快な操舵感を提供することができる。
【００３８】操舵トルク補償手段３１の周波数の補正特
性は、第１目標補助トルク決定手段３２を介する閉ルー
プの制御特性を考慮して、その閉ループの制御動作が安
定になるように設定している。微分トルク補償手段３７
の周波数の補正特性は、第２目標補助トルク決定手段３
４を介する閉ループの制御特性を考慮して、その閉ルー
プの制御動作が安定になるように設定している。このよ
うに、操舵トルク補償手段３１の周波数特性と微分トル
ク補償手段３７の周波数特性をそれぞれ異ならせている
ので、操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
性は、第１目標補助トルク決定手段３２を介する閉ルー
プの制御特性を考慮して、その閉ループの制御動作が安
定になるように設定している。微分トルク補償手段３７
の周波数の補正特性は、第２目標補助トルク決定手段３
４を介する閉ループの制御特性を考慮して、その閉ルー
プの制御動作が安定になるように設定している。このよ
うに、操舵トルク補償手段３１の周波数特性と微分トル
ク補償手段３７の周波数特性をそれぞれ異ならせている
ので、操舵トルクに基づく制御ループと操舵トルクの微
分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御特性に合せた
補償を行なうことができる。
【００３９】
【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、操舵トルク微分手段と第２
目標補助トルク決定手段との間に微分トルク補償手段を
設けるとともに、操舵トルクセンサと第１目標トルク決
定手段との間に操舵トルク補償手段を設け、この操舵ト
ルク補償手段の周波数特性と微分トルク補償手段の周波
数特性とをそれぞれ異ならせたので、ステアリング系の
安定を保ったままで、操舵トルク変動分（操舵トルク微
分手段の出力）に応じた補助トルク（第２目標補助トル
ク）を大きく設定できる。よって、タイヤ接地係数μの
小さい路面においてもステアリング系の安定化を図りつ
つ、慣性力を感じさせない軽快な操舵感を得ることが可
能になる。
パワーステアリング装置は、操舵トルク微分手段と第２
目標補助トルク決定手段との間に微分トルク補償手段を
設けるとともに、操舵トルクセンサと第１目標トルク決
定手段との間に操舵トルク補償手段を設け、この操舵ト
ルク補償手段の周波数特性と微分トルク補償手段の周波
数特性とをそれぞれ異ならせたので、ステアリング系の
安定を保ったままで、操舵トルク変動分（操舵トルク微
分手段の出力）に応じた補助トルク（第２目標補助トル
ク）を大きく設定できる。よって、タイヤ接地係数μの
小さい路面においてもステアリング系の安定化を図りつ
つ、慣性力を感じさせない軽快な操舵感を得ることが可
能になる。
【００４０】
なお、操舵トルクに基づく制御ループと操
舵トルクの微分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御
特性に合せた補償を行なうことができる。 操舵トルク変
動分（操舵トルク微分手段の出力）に対する補償手段
（微分トルク補償手段）と操舵トルク信号に対する補償
手段（操舵トルク補償手段）とをそれぞれ独立にかつ並
列に設けているので、操舵トルク補償手段側に位相遅れ
が生じている場合でも、操舵トルク補償手段側の位相遅
れの影響を受けることなく、操舵トルク変動分に基づく
制御ができるので、慣性感のないすっきりした操舵感
（操舵フィーリング）を得ることができる。また、操舵
トルク信号に基づいて第１補助目標補助トルクを決定す
る第１目標補助トルク決定手段の不感帯領域も任意に設
定できるので、しっかりとした操舵 感を提供することが
できる。
舵トルクの微分値に基づく制御ループとのそれぞれ制御
特性に合せた補償を行なうことができる。 操舵トルク変
動分（操舵トルク微分手段の出力）に対する補償手段
（微分トルク補償手段）と操舵トルク信号に対する補償
手段（操舵トルク補償手段）とをそれぞれ独立にかつ並
列に設けているので、操舵トルク補償手段側に位相遅れ
が生じている場合でも、操舵トルク補償手段側の位相遅
れの影響を受けることなく、操舵トルク変動分に基づく
制御ができるので、慣性感のないすっきりした操舵感
（操舵フィーリング）を得ることができる。また、操舵
トルク信号に基づいて第１補助目標補助トルクを決定す
る第１目標補助トルク決定手段の不感帯領域も任意に設
定できるので、しっかりとした操舵 感を提供することが
できる。
【００４１】 また、微分トルク補償手段の補償程度を車
速に応動させた構成とすることで、各車速に応じた最適
な操舵感を得ることができる。
速に応動させた構成とすることで、各車速に応じた最適
な操舵感を得ることができる。
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
模式構造図
模式構造図
【図２】従来の制御装置のブロック構成図
【図３】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図
制御装置のブロック構成図
【図４】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
他の制御装置のブロック構成図
他の制御装置のブロック構成図
【図５】微分トルク補償手段における周波数特性の補正
例を示すグラフ
例を示すグラフ
１…電動パワーステアリング装置、１０…電動機、１８
…操舵トルクセンサ、１９…車速センサ、２０，２０
Ａ，２０Ｂ…制御装置、３０，３０Ａ，３０Ｂ…補助ト
ルク制御部、３１…操舵トルク補償手段、３２…第１目
標補助トルク決定手段、３３…操舵トルク微分手段、３
４…第２目標補助トルク決定手段、３５…加算手段、３
６，３７…微分トルク補償手段、４０…電動機駆動部。
…操舵トルクセンサ、１９…車速センサ、２０，２０
Ａ，２０Ｂ…制御装置、３０，３０Ａ，３０Ｂ…補助ト
ルク制御部、３１…操舵トルク補償手段、３２…第１目
標補助トルク決定手段、３３…操舵トルク微分手段、３
４…第２目標補助トルク決定手段、３５…加算手段、３
６，３７…微分トルク補償手段、４０…電動機駆動部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−340270（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−112251（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−238410（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−198124（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−306969（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306877（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−86422（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−124531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ステアリング系に補助トルクを付加する
電動機と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵
トルクセンサと、前記操舵トルクセンサからの信号に基
づいて前記電動機が発生するべき目標補助トルクを決定
する補助トルク制御部と、前記補助トルク制御部からの
目標補助トルク信号に基づいて前記電動機を駆動する電
動機駆動部と、を備えてなり、 前記補助トルク制御部は、前記操舵トルクセンサからの
信号に基づき第１目標補助トルクを決定する第１目標補
助トルク決定手段と、前記操舵トルクセンサからの信号
に基づき操舵トルクの微分値を求める操舵トルク微分手
段と、この操舵トルク微分手段からの信号に基づき第２
目標補助トルクを決定する第２目標補助トルク決定手段
と、前記第１目標補助トルク決定手段からの信号と前記
第２目標補助トルク決定手段からの信号とを加算して前
記目標補助トルクを決定する加算手段と、を備えて構成
された電動パワーステアリング装置において、 前記操舵トルク微分手段と前記第２目標補助トルク決定
手段との間に微分トルク補償手段を設けるとともに、前
記操舵トルクセンサと前記第１目標トルク決定手段との
間に操舵トルク補償手段を設け、この操舵トルク補償手
段の周波数特性と前記微分トルク補償手段の周波数特性
とをそれぞれ異ならせたことを特徴とする電動パワース
テアリング装置。 - 【請求項２】 車速を検出する車速センサを設け、この
車速センサからの信号に基づき前記微分トルク補償手段
の補償を車速に応動させた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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324002A JP2962683B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 電動パワーステアリング装置 |
| US08/980,922 US5894205A (en) | 1996-12-04 | 1997-12-01 | Electric power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324002A JP2962683B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10157636A JPH10157636A (ja) | 1998-06-16 |
| JP2962683B2 true JP2962683B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18161037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8324002A Expired - Fee Related JP2962683B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5894205A (ja) |
| JP (1) | JP2962683B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6711484B2 (en) | 2001-10-10 | 2004-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric power steering control system |
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| JP3968401B2 (ja) * | 1999-07-28 | 2007-08-29 | カヤバ工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
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