JP3036197B2 - 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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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
【０００３】従来のパワーステアリング装置では、トル
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
アシストモータの回転加速度に基づいて作成した補償値
により、アシストモータの慣性モーメントを補償する加
速度の正帰還を付加した場合に、アシストモータの慣性
を十分に補償する加速度正帰還を付加すると、ハンドル
とモータ駆動部との間に備え付けられているトルクセン
サの剛性が悪影響を及ぼし、アシストモータとハンドル
とがトルクセンサを挟んで共振を起こすような状態とな
り、不安定になるという問題点があった。
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
アシストモータの回転加速度に基づいて作成した補償値
により、アシストモータの慣性モーメントを補償する加
速度の正帰還を付加した場合に、アシストモータの慣性
を十分に補償する加速度正帰還を付加すると、ハンドル
とモータ駆動部との間に備え付けられているトルクセン
サの剛性が悪影響を及ぼし、アシストモータとハンドル
とがトルクセンサを挟んで共振を起こすような状態とな
り、不安定になるという問題点があった。
【０００５】このため、トルクセンサ部の剛性が低いと
きには、アシストモータの慣性を十分に補償できないと
いう欠点があった。また、このような状況からハンドル
手放し時のハンドル戻り時間が短くなり、安定性が悪化
したり、ハンドル操作が軽過ぎりして操作性が悪化す
る。さらに、共振信号がアシスト指令部に伝わるため、
操作フィーリングが悪くなる。
きには、アシストモータの慣性を十分に補償できないと
いう欠点があった。また、このような状況からハンドル
手放し時のハンドル戻り時間が短くなり、安定性が悪化
したり、ハンドル操作が軽過ぎりして操作性が悪化す
る。さらに、共振信号がアシスト指令部に伝わるため、
操作フィーリングが悪くなる。
【０００６】そこで本発明は、トルクセンサ部の剛性が
低いときでも、アシストモータの慣性を十分に補償で
き、操作フィーリングを向上できる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している。
低いときでも、アシストモータの慣性を十分に補償で
き、操作フィーリングを向上できる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している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するアシストモ
ータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出
手段と、操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵角検出手段の出力に基づいて操舵角加速度を検出
し、検出した操舵角加速度に応じて前記アシストモータ
の慣性を補償する慣性制御信号を発生する慣性制御手段
と、前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵ト
ルクの微分値を作成し、この微分値に応じて操舵トルク
検出手段の粘性を制御する粘性制御信号を発生する粘性
制御手段と、走行状態あるいは運転状態のうち少なくと
も１つ以上に基づいて、前記操舵トルク検出手段によっ
て検出された操舵トルクの共振成分を除去するととも
に、共振成分を除去した操舵トルク検出手段の出力に基
づいて前記アシストモータを駆動するアシスト指令値を
設定するアシスト指令手段と、前記慣性制御信号および
粘性制御信号に応じてアシスト指令値を補正し、前記ア
シストモータの駆動を制御する制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するアシストモ
ータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出
手段と、操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
操舵角検出手段の出力に基づいて操舵角加速度を検出
し、検出した操舵角加速度に応じて前記アシストモータ
の慣性を補償する慣性制御信号を発生する慣性制御手段
と、前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵ト
ルクの微分値を作成し、この微分値に応じて操舵トルク
検出手段の粘性を制御する粘性制御信号を発生する粘性
制御手段と、走行状態あるいは運転状態のうち少なくと
も１つ以上に基づいて、前記操舵トルク検出手段によっ
て検出された操舵トルクの共振成分を除去するととも
に、共振成分を除去した操舵トルク検出手段の出力に基
づいて前記アシストモータを駆動するアシスト指令値を
設定するアシスト指令手段と、前記慣性制御信号および
粘性制御信号に応じてアシスト指令値を補正し、前記ア
シストモータの駆動を制御する制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
【０００８】また、好ましくは、前記アシスト指令手段
は、例えば低車速では操舵トルク検出手段の剛性による
共振周波数成分の減衰率を小さくし、高車速では該減衰
率を大きくして共振周波数成分を除去するようにしても
よい。
は、例えば低車速では操舵トルク検出手段の剛性による
共振周波数成分の減衰率を小さくし、高車速では該減衰
率を大きくして共振周波数成分を除去するようにしても
よい。
【０００９】
【作用】本発明では、走行状態あるいは運転状態に応じ
て操舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分が除
去され、共振周波数成分を除去した操舵トルク検出手段
の出力に基づいてアシスト指令値が作成され、アシスト
モータが駆動される。すなわち、アシスト力を発生する
ときには操舵トルク検出手段の出力信号から振動成分を
取り除いた信号が用いられ、一方、操舵トルク検出手段
の剛性による振動を制御するときには操舵トルク検出手
段の出力信号に上記振動成分を含んだ信号が用いられる
ように信号処理が行われる。したがって、操舵トルク検
出手段の剛性による振動が低減し、かつアシストフィー
リングが向上する。
て操舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分が除
去され、共振周波数成分を除去した操舵トルク検出手段
の出力に基づいてアシスト指令値が作成され、アシスト
モータが駆動される。すなわち、アシスト力を発生する
ときには操舵トルク検出手段の出力信号から振動成分を
取り除いた信号が用いられ、一方、操舵トルク検出手段
の剛性による振動を制御するときには操舵トルク検出手
段の出力信号に上記振動成分を含んだ信号が用いられる
ように信号処理が行われる。したがって、操舵トルク検
出手段の剛性による振動が低減し、かつアシストフィー
リングが向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図６は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能
的に示すブロック図である。図２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。
１〜図６は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能
的に示すブロック図である。図２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。
【００１１】まず、図２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。図２において、操舵ハンドル
１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装
置５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）６の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸
３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することに
なる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およ
びラック軸３により機械的に連結されている。
系について説明しておく。図２において、操舵ハンドル
１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装
置５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）６の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸
３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することに
なる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およ
びラック軸３により機械的に連結されている。
【００１２】一方、後述の操舵トルクセンサ１１（操舵
トルク検出手段：図１参照）により操舵トルク（戻りト
ルク）Ｔｈが検出され、車速センサ１２（図１参照）よ
り車速Ｖｃが検出される。また、操舵角センサ（操舵角
検出手段）１３により舵角Ｐが検出され、電流センサ１
４によりモータ６の電機子電流ｉａが検出される。そし
て、これらの検出トルクＴｈ、車速Ｖｃ、舵角Ｐ、電機
子電流ｉａに基づきコントロール装置５によってモータ
６が制御される。コントロール装置５およびモータ６に
は車両に搭載されたバッテリ８から、その動作電力が供
給される。
トルク検出手段：図１参照）により操舵トルク（戻りト
ルク）Ｔｈが検出され、車速センサ１２（図１参照）よ
り車速Ｖｃが検出される。また、操舵角センサ（操舵角
検出手段）１３により舵角Ｐが検出され、電流センサ１
４によりモータ６の電機子電流ｉａが検出される。そし
て、これらの検出トルクＴｈ、車速Ｖｃ、舵角Ｐ、電機
子電流ｉａに基づきコントロール装置５によってモータ
６が制御される。コントロール装置５およびモータ６に
は車両に搭載されたバッテリ８から、その動作電力が供
給される。
【００１３】コントロール装置５は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ
６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例
えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上
記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ
６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例
えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上
記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
【００１４】次に、図１はコントロール装置５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
のである。この図において、アシスト指令部（アシスト
指令手段）２０にはトルクセンサ１１の検出トルクＴｈ
と車速センサ（車速検出手段）１２の検出車速Ｖｃとが
与えられる。
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
のである。この図において、アシスト指令部（アシスト
指令手段）２０にはトルクセンサ１１の検出トルクＴｈ
と車速センサ（車速検出手段）１２の検出車速Ｖｃとが
与えられる。
【００１５】検出トルクＴｈはアシスト指令部２０内の
共振信号除去部２８に与えられ、共振信号除去部２８は
検出トルクＴｈからトルクセンサ剛性による共振周波数
成分を取り除く。共振信号除去部２８としては、例えば
ノッチ周波数フィルタなどが用いられる。好ましくは、
振動成分の低減衰率を走行状態や運転者の運転状態に応
じて可変することが望ましい。例えば、車速を検出し低
車速では減衰率を小さく、高車速では減衰率を大きくし
て操舵感に違和感がないようにすることが考えられる。
共振信号除去部２８に与えられ、共振信号除去部２８は
検出トルクＴｈからトルクセンサ剛性による共振周波数
成分を取り除く。共振信号除去部２８としては、例えば
ノッチ周波数フィルタなどが用いられる。好ましくは、
振動成分の低減衰率を走行状態や運転者の運転状態に応
じて可変することが望ましい。例えば、車速を検出し低
車速では減衰率を小さく、高車速では減衰率を大きくし
て操舵感に違和感がないようにすることが考えられる。
【００１６】そのため、車速センサ１２の出力は減衰率
関数部２９に与えられ、減衰率関数部２９は検出車速Ｖ
ｃに基づき、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくするような指令信号を共振信号除去部２８
に出力する。共振信号除去部２８は減衰率関数部２９か
らの指令信号に基づいて振動成分の低減衰率を変える
（すなわち、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくする）。共振信号除去部２８の出力はアシ
ストトルク値指示関数部２３に与えられる。
関数部２９に与えられ、減衰率関数部２９は検出車速Ｖ
ｃに基づき、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくするような指令信号を共振信号除去部２８
に出力する。共振信号除去部２８は減衰率関数部２９か
らの指令信号に基づいて振動成分の低減衰率を変える
（すなわち、低車速では減衰率を小さく、高車速では減
衰率を大きくする）。共振信号除去部２８の出力はアシ
ストトルク値指示関数部２３に与えられる。
【００１７】アシストトルク値指示関数部２３は検出ト
ルクＴｈに応じてモータ６によって発生すべきアシスト
トルクを表す指令値を出力する。また、乗算定数関数部
２７は検出車速Ｖｃ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（又はモータ電流指令値）は図３に示す
ように、検出トルクＴｈと検出車速Ｖｃによって定めら
れた値となる。
ルクＴｈに応じてモータ６によって発生すべきアシスト
トルクを表す指令値を出力する。また、乗算定数関数部
２７は検出車速Ｖｃ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（又はモータ電流指令値）は図３に示す
ように、検出トルクＴｈと検出車速Ｖｃによって定めら
れた値となる。
【００１８】図３は、操舵トルクＴｈに応じて、一定範
囲の操舵トルクＴｈ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、また車速Ｖｃに応じて、車速
Ｖｃ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Ｖｃ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６を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
囲の操舵トルクＴｈ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、また車速Ｖｃに応じて、車速
Ｖｃ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Ｖｃ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６を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
【００１９】乗算演算部２５から出力されるアシストト
ルク値（又はモータ電流指令値）は、アシスト指令部２
０の出力（基準電流指令値）となって電流制御部（制御
手段）３０に供給される。この場合、基準電流指令値に
は後述する粘性制御部４０の粘性補償値、慣性制御部５
０の慣性補償値およびトルク・センサ部粘性制御部６０
のトルク・センサ部粘性補償値が加算された後、目標電
流指令値として電流制御部３０に与えられる。電流制御
部３０はその全部をハードウエアの回路で構成してもよ
いし、その一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現す
ることもできる。
ルク値（又はモータ電流指令値）は、アシスト指令部２
０の出力（基準電流指令値）となって電流制御部（制御
手段）３０に供給される。この場合、基準電流指令値に
は後述する粘性制御部４０の粘性補償値、慣性制御部５
０の慣性補償値およびトルク・センサ部粘性制御部６０
のトルク・センサ部粘性補償値が加算された後、目標電
流指令値として電流制御部３０に与えられる。電流制御
部３０はその全部をハードウエアの回路で構成してもよ
いし、その一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現す
ることもできる。
【００２０】電流制御部３０は、例えば４個のスイッチ
ング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse
Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流センサ１４によって
モータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部
３１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３４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
３５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
ング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse
Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流センサ１４によって
モータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部
３１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３４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
３５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
【００２１】一方、上記偏差の極性（正又は負）が正負
判別部３２で判別され、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３３に与えられ、モータ駆動
部３３はこれらの値に基づいて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
６を駆動する。
判別部３２で判別され、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３３に与えられ、モータ駆動
部３３はこれらの値に基づいて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
６を駆動する。
【００２２】トルク・センサ部粘性制御部（粘性制御手
段）６０はトルクセンサ１１が設けられている部分の粘
性を補償するもので、後述する慣性制御部５０による慣
性補償が働いたときに生じやすいアシストトルク６とハ
ンドル１との共振を抑え、系を安定にする働きをする。
トルクセンサ１１の検出トルクＴｈは微分値算出部６１
で微分される。その微分値ΔＴｈはトルク・センサ部粘
性補償値算出部６２で所定の係数Ｋｃが乗算されること
により、トルク・センサ部粘性補償値に変換される。こ
のトルク・センサ部粘性補償値はアシスト指令部２０か
ら出力されるアシスト指令値に加算される。
段）６０はトルクセンサ１１が設けられている部分の粘
性を補償するもので、後述する慣性制御部５０による慣
性補償が働いたときに生じやすいアシストトルク６とハ
ンドル１との共振を抑え、系を安定にする働きをする。
トルクセンサ１１の検出トルクＴｈは微分値算出部６１
で微分される。その微分値ΔＴｈはトルク・センサ部粘
性補償値算出部６２で所定の係数Ｋｃが乗算されること
により、トルク・センサ部粘性補償値に変換される。こ
のトルク・センサ部粘性補償値はアシスト指令部２０か
ら出力されるアシスト指令値に加算される。
【００２３】なお、好ましくは上記係数Ｋｃは車速Ｖｃ
に応じて変化する値である。この係数Ｋｃは図４に示す
ように、後述する慣性制御部５０の慣性補償値算出部５
２で用いられる係数Ｋａに連動して変化し、これと比例
関係にある。この係数Ｋａは図５に示すように、車速Ｖ
ｃの増大に伴い増大する値である。したがって、係数係
数Ｋｃもまた車速Ｖｃの増大に伴って増大する。
に応じて変化する値である。この係数Ｋｃは図４に示す
ように、後述する慣性制御部５０の慣性補償値算出部５
２で用いられる係数Ｋａに連動して変化し、これと比例
関係にある。この係数Ｋａは図５に示すように、車速Ｖ
ｃの増大に伴い増大する値である。したがって、係数係
数Ｋｃもまた車速Ｖｃの増大に伴って増大する。
【００２４】粘性制御部４０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。
舵角センサ１３の検出舵角Ｐは舵角速度検出部４１に与
えられ、微分されることにより、舵角速度ｖが得られ
る。この舵角速度ｖは粘性補償値算出部４２に与えら
れ、この算出部４２から、例えば速度ｖが大きいほど絶
体値が大きくかつ逆のトルクを発生させる粘性補償値が
出力される。この粘性補償値はアシスト指令部２０から
出力されるアシスト指令値に加算（実際には減算）され
る。
置へ戻す力、すなわち復元力を生じさせるものである。
舵角センサ１３の検出舵角Ｐは舵角速度検出部４１に与
えられ、微分されることにより、舵角速度ｖが得られ
る。この舵角速度ｖは粘性補償値算出部４２に与えら
れ、この算出部４２から、例えば速度ｖが大きいほど絶
体値が大きくかつ逆のトルクを発生させる粘性補償値が
出力される。この粘性補償値はアシスト指令部２０から
出力されるアシスト指令値に加算（実際には減算）され
る。
【００２５】必要ならば車速Ｖｃを考慮して粘性補償値
を算出してもよい。例えば、車速Ｖｃが大きいほど大き
な定数が乗算されて粘性補償値が算出される。このよう
にすることにより、粘性制御部４０の出力は舵角速度ｖ
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Ｖｃが大きくなるほどより
大きな定数が乗算さ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・フィーリングが達成される。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
ルの粘性感が減少し、良好なハンドル・フィーリングが
得られることになる。なお、粘性制御部４０に他の粘性
制御機能を持たせてもよいことはいうまでもない。
を算出してもよい。例えば、車速Ｖｃが大きいほど大き
な定数が乗算されて粘性補償値が算出される。このよう
にすることにより、粘性制御部４０の出力は舵角速度ｖ
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Ｖｃが大きくなるほどより
大きな定数が乗算さ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・フィーリングが達成される。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
ルの粘性感が減少し、良好なハンドル・フィーリングが
得られることになる。なお、粘性制御部４０に他の粘性
制御機能を持たせてもよいことはいうまでもない。
【００２６】慣性補償部（慣性制御手段）５０はモータ
６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６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。
舵角センサ１３の検出舵角Ｐは舵角加速度検出部５１に
与えられ、その２回微分により舵角加速度Ａが得られ
る。この舵角加速度Ａは慣性補償値算出部５２に与えら
れ、上述した係数Ｋａが乗算されることにより、慣性補
償値が算出される。この慣性補償値はアシスト指令部２
０のアシスト指令値に加算される。
６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６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。
舵角センサ１３の検出舵角Ｐは舵角加速度検出部５１に
与えられ、その２回微分により舵角加速度Ａが得られ
る。この舵角加速度Ａは慣性補償値算出部５２に与えら
れ、上述した係数Ｋａが乗算されることにより、慣性補
償値が算出される。この慣性補償値はアシスト指令部２
０のアシスト指令値に加算される。
【００２７】好ましくは、上記係数Ｋａは図５に示すよ
うに、車速に応じて変化する値である。また、舵角加速
度Ａとしては一次遅れ要素を通したのちの値を採用する
ことが好ましい。
うに、車速に応じて変化する値である。また、舵角加速
度Ａとしては一次遅れ要素を通したのちの値を採用する
ことが好ましい。
【００２８】なお、舵角センサ１３、舵角速度検出部４
１および舵角加速度検出部５１に代えて舵角、舵角速度
および舵角加速度を推定するオブザーバを設けてもよ
い。このオブザーバは、モータ６の印加電圧と電機子電
流とに基づいて舵角、舵角速度、舵角加速度（モータの
回転角度位置、回転速度、回転加速度）のいずれか１
つ、２つあるいは全部を推定する。
１および舵角加速度検出部５１に代えて舵角、舵角速度
および舵角加速度を推定するオブザーバを設けてもよ
い。このオブザーバは、モータ６の印加電圧と電機子電
流とに基づいて舵角、舵角速度、舵角加速度（モータの
回転角度位置、回転速度、回転加速度）のいずれか１
つ、２つあるいは全部を推定する。
【００２９】図６はハンドル１を操舵したときのトルク
センサ１１の出力の一例を示す図である。この図から明
らかであるように、トルクセンサ１１の出力にはハンド
ル軸のねじれに対応する出力信号が表れるとともに、こ
の他にハンドル軸の共振による共振信号（振動成分）が
重畳して加わっている。
センサ１１の出力の一例を示す図である。この図から明
らかであるように、トルクセンサ１１の出力にはハンド
ル軸のねじれに対応する出力信号が表れるとともに、こ
の他にハンドル軸の共振による共振信号（振動成分）が
重畳して加わっている。
【００３０】この場合、本実施例では上述したようにト
ルクセンサ１１の剛性による共振周波数成分は共振信号
除去部２８によって除去され、共振周波数成分を除去し
たトルクセンサ１１の出力に基づいてアシスト指令値が
作成され、アシストモータ６が駆動される。すなわち、
アシスト力を発生するときにはトルクセンサ１１の出力
信号から振動成分を取り除いた信号が用いられ、一方、
トルクセンサ１１の剛性による振動を制御するときには
トルクセンサ１１の出力信号に上記振動成分を含んだ信
号が用いられるようにトルクセンサ信号処理が施され
る。
ルクセンサ１１の剛性による共振周波数成分は共振信号
除去部２８によって除去され、共振周波数成分を除去し
たトルクセンサ１１の出力に基づいてアシスト指令値が
作成され、アシストモータ６が駆動される。すなわち、
アシスト力を発生するときにはトルクセンサ１１の出力
信号から振動成分を取り除いた信号が用いられ、一方、
トルクセンサ１１の剛性による振動を制御するときには
トルクセンサ１１の出力信号に上記振動成分を含んだ信
号が用いられるようにトルクセンサ信号処理が施され
る。
【００３１】したがって、アシストモータ６（ハンドル
下部）と、ハンドル１（ハンドル上部に相当）がトルク
センサ１１の剛性によりトルクセンサ１１を挟んで共振
を起こす現象を防止するとともに、上記共振が操舵アシ
ストトルクに伝わらないようにすることにより、十分な
剛性補償をすることができる同時に良好な操舵感を得る
ことができる。
下部）と、ハンドル１（ハンドル上部に相当）がトルク
センサ１１の剛性によりトルクセンサ１１を挟んで共振
を起こす現象を防止するとともに、上記共振が操舵アシ
ストトルクに伝わらないようにすることにより、十分な
剛性補償をすることができる同時に良好な操舵感を得る
ことができる。
【００３２】言換えれば、トルクセンサ１１の剛性によ
る振動を低減することができ、十分な剛性補償を行うこ
とができる。また、共振信号がアシスト指令値に伝わら
ないため、操作フィーリングを向上させることができ
る。さらに、トルクセンサ１１の剛性による振動を低減
することができるため、ハンドル手放し時のハンドル戻
り時間が短くなり、安定性を高めることができる。ま
た、同様の理由でハンドル操作が軽くなり、操作性が向
上する。
る振動を低減することができ、十分な剛性補償を行うこ
とができる。また、共振信号がアシスト指令値に伝わら
ないため、操作フィーリングを向上させることができ
る。さらに、トルクセンサ１１の剛性による振動を低減
することができるため、ハンドル手放し時のハンドル戻
り時間が短くなり、安定性を高めることができる。ま
た、同様の理由でハンドル操作が軽くなり、操作性が向
上する。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、操舵トルク検出手段の
剛性による振動を低減することができ、十分な剛性補償
を行うことができる。また、共振信号がアシスト指令値
に伝わらないため、操作フィーリングを向上させること
ができる。さらに、操舵トルク検出手段の剛性による振
動を低減することができるため、ハンドル手放し時のハ
ンドル戻り時間が短くなり、安定性を高めることができ
るとともに、ハンドル操作が軽くなり、操作性を向上さ
せることができる。
剛性による振動を低減することができ、十分な剛性補償
を行うことができる。また、共振信号がアシスト指令値
に伝わらないため、操作フィーリングを向上させること
ができる。さらに、操舵トルク検出手段の剛性による振
動を低減することができるため、ハンドル手放し時のハ
ンドル戻り時間が短くなり、安定性を高めることができ
るとともに、ハンドル操作が軽くなり、操作性を向上さ
せることができる。
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
一実施例の機能的ブロック図である。
一実施例の機能的ブロック図である。
【図２】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】同実施例のアシストトルクの特性を示す図であ
る。
る。
【図４】同実施例のトルク・センサ部粘性補償値を算出
するための係数Ｋｃが他の係数Ｋａと関連していること
を示すグラフである。
するための係数Ｋｃが他の係数Ｋａと関連していること
を示すグラフである。
【図５】同実施例の慣性補償値を算出するための係数Ｋ
ａが車速に応じて変化する様子を示すグラフである。
ａが車速に応じて変化する様子を示すグラフである。
【図６】同実施例のトルクセンサの出力特性を示すグラ
フである。
フである。
１ 操舵ハンドル ６ モータ １１ 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段） １２ 車速センサ（車速検出手段） ２０ アシスト指令部（アシスト指令手段） ２８ 共振信号除去部 ２９ 減衰率関数部 ３０ 電流制御部（制御手段） ４０ 粘性制御部 ５０ 慣性制御部（慣性制御手段） ６０ トルク・センサ部粘性制御部（粘性制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00
Claims (2)
- 【請求項１】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するアシストモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 操舵角検出手段の出力に基づいて操舵角加速度を検出
し、検出した操舵角加速度に応じて前記アシストモータ
の慣性を補償する慣性制御信号を発生する慣性制御手段
と、 前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルク
の微分値を作成し、この微分値に応じて操舵トルク検出
手段の粘性を制御する粘性制御信号を発生する粘性制御
手段と、走行状態あるいは運転状態のうち少なくとも１つ以上に
基づいて、 前記操舵トルク検出手段によって検出された
操舵トルクの共振成分を除去するとともに、共振成分を
除去した操舵トルク検出手段の出力に基づいて前記アシ
ストモータを駆動するアシスト指令値を設定するアシス
ト指令手段と、 前記慣性制御信号および粘性制御信号に応じてアシスト
指令値を補正し、前記アシストモータの駆動を制御する
制御手段と、 を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。 - 【請求項２】 前記アシスト指令手段は、低車速では操
舵トルク検出手段の剛性による共振周波数成分の減衰率
を小さくし、高車速では該減衰率を大きくして共振周波
数成分を除去することを特徴とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP34400391A JP3036197B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP34400391A JP3036197B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05155351A JPH05155351A (ja) | 1993-06-22 |
| JP3036197B2 true JP3036197B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=18365912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34400391A Expired - Fee Related JP3036197B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036197B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4582376B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2010-11-17 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング制御装置 |
| JP4779714B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| JP4779715B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| JP4779716B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| EP2221236B1 (en) * | 2007-12-14 | 2014-08-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power-steering controller |
| KR101148466B1 (ko) * | 2010-05-14 | 2012-05-21 | 주식회사 만도 | 핸들 떨림 완화 방법 및 시스템과, 조향 시스템 |
| JP2015105623A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の車体振動制御装置 |
| JP2015105624A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の車体振動制御装置 |
| JP5734399B2 (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-17 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP6173608B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2017-08-02 | 三菱電機株式会社 | 操舵制御装置 |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP34400391A patent/JP3036197B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05155351A (ja) | 1993-06-22 |
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