JP3527469B2 - 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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- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
より操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関
するものである。
全体構成図であり、12はステアリングホイール、13
はステアリングシャフト、14は車両の車速を測定して
車速信号Vsを出力する車速センサ、15は運転者の操
舵トルクを測定して操舵トルク信号Vtを出力するトル
クセンサ、16は、モータ1の出力トルクをステアリン
グシャフト13に伝達する減速器、17は車速センサ1
4やトルクセンサ15等から入力される信号に基づいて
モータ1を駆動するコントローラ、18はコントローラ
17の電源となるバッテリである。
公報に示された従来の電動パワーステアリング装置の制
御ブロック図であり、1は減速器16を介して後述する
ステアリング系に接続され操舵補助力を発生するモー
タ、2は操舵トルク信号Vtからステアリング系の静止
摩擦の推定値Tfを算出する静止摩擦演算手段、3はモ
ータ検出電流Imとモータ印加電圧Vmから、モータ1
の逆起電力を求めてモータ角速度の推定値ωを算出する
モータ角速度演算手段、4はモータ角速度演算手段3に
より求めたモータ角速度推定値ωの高周波数成分を抽出
した信号HPF(ω)を算出する高域通過型フィルタ、
5はモータ角速度演算手段3により求めたモータ角速度
推定値ωを微分し、モータ角加速度の推定値dω/dt
を算出するモータ角加速度演算手段、6は操舵トルク信
号Vtに基づき運転者の操舵力を補助する電流Isを算
出する操舵力補助電流演算手段、7は静止摩擦推定値T
fに基づきステアリング系の静止摩擦を補償する電流I
fを算出する静止摩擦補償電流演算手段、8はモータ角
速度推定値ωに基づきステアリング系のクーロン摩擦を
補償する電流Icを算出するクーロン摩擦補償電流演算
手段、9はモータ角速度推定値の高周波成分を抽出した
信号HPF(ω)に基づきステアリング系の粘性摩擦を
補償する電流Idを算出する粘性摩擦補償電流検出手
段、10はモータ角加速度推定値dω/dtに基づきス
テアリング系の慣性モーメントを補償する電流Ijを算
出する慣性補償電流演算手段、11は操舵力補助電流I
sと静止摩擦補償電流Ifとクーロン摩擦補償電流Ic
と粘性摩擦補償電流Idと慣性補償電流Ijを加算した
モータ目標電流Isumが、モータ検出電流Imと一致
するようにモータ1の電流を制御する電流制御手段であ
る。
数特性である。
リング装置の動作について説明する。一般的に電動パワ
ーステアリング装置の制御はコントローラ17において
行われる。
トルク信号Vtなどの外部信号の取り込みや、ステアリ
ング系の静止摩擦推定値Tf、モータ角速度推定値ω、
モータ角速度推定値ωの高周波数成分を抽出した信号H
PF(ω)、モータ角加速度推定値dω/dtなどの内
部信号の算出を行い、次に、各電流の演算手段によりこ
れらの信号に基づく電流値を算出する。すなわち、操舵
力補助電流演算手段6は操舵トルク信号Vtと車速信号
Vsに基づいて操舵力補助電流Isを、静止摩擦補償電
流演算手段7はステアリング系の静止摩擦推定値Tfと
車速信号Vsに基づいて静止摩擦補償電流Ifを、クー
ロン摩擦補償電流演算手段8はモータ角速度推定値ωと
車速信号Vsに基づいてクーロン摩擦補償電流Icを、
粘性摩擦補償電流演算手段9はモータ角速度推定値ωの
高周波数成分を抽出した信号HPF(ω)と車速信号V
sに基づいて粘性摩擦補償電流Idを、慣性補償電流演
算手段10はモータ角加速度推定値dω/dtと車速信
号Vsに基づいて慣性補償電流Ijをそれぞれ算出す
る。次に、以上のように算出した各電流値を、式1のよ
うに全て加算してモータ電流の制御に用いるモータ目標
電流Isumを求める。
標電流Isumとモータ検出電流Imが一致するように
モータ 1 の電流を制御することでアシストトルクを発
生する。
べる。粘性摩擦補償電流演算手段9には、モータ角速度
推定値ωより高周波数成分を抽出した信号HPF(ω)
と車速信号Vsが入力される。図9に示すように、粘性
摩擦補償電流Idは、HPF(ω)に対して逆方向に電
流を出力する特性とし、車速信号Vsの増加とともに増
加する特性とする。
ヤのセルフアライニングトルク等によって回転し始める
と、粘性摩擦補償電流がモータの回転方向と逆方向に加
算されることになり、ステアリング系の粘性摩擦があた
かも増加したかのように動作する。その結果、操舵フィ
ーリングに粘性感と反力感が得られるとともに、高車速
域でのハンドル戻り時の収れん性が改善される。
摩擦補償電流Idが増大する特性にすることにより、低
車速域において、操舵フィーリングの軽快感が損なわれ
ることやハンドル戻りが悪化することが防止される。ま
た、中高車速域において、操舵フィーリングに粘性感と
反力感が得られるとともに、ハンドル戻り時の収れん性
が改善される。
補償制御は、車速の増加とともに粘性摩擦補償電流Id
が増大するように設定していた。しかし、車両の特性に
よっては粘性摩擦補償電流Idを大きく設定すると操舵
フィーリングの軽快感が損なわれ、小さく設定するとハ
ンドル戻り時に満足な収れん性が得られないという問題
があった。
為になされたもので、粘性摩擦補償制御の設定値を操舵
状態により切り換えることにより粘性摩擦補償制御の設
定自由度を高め、操舵フィーリングの向上とハンドル戻
り時に満足な収れん性を得ることを目的とする。
ーステアリング装置は、操舵トルクを検出するトルクセ
ンサから出力される操舵トルク信号に基づいてモータを
駆動することにより操舵補助力を発生させ、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おいて、
モータの角速度の高周波成分を抽出した信号に基づいた
モータ回転方向と逆方向の粘性摩擦補償によりステアリ
ング系の粘性摩擦を補償する手段と、操舵トルク信号と
モータ角速度に基づき操舵状態を判定する手段を備え、
この粘性摩擦補償手段は、操舵状態により粘性摩擦補償
値の特性を切り換える切換手段を有するものである。
ータ角速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トル
クの方向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態
と判定し、戻し状態と判定された場合は切り込み状態と
判定された場合よりも粘性摩擦補償値が大きくなる特性
に切り換えるものである。
ータ角速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トル
クの方向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態
と判定し、切り込み状態と判定された場合は、粘性摩擦
補償値を0にするものである。
一実施形態を説明する。図1は、本発明による電動パワ
ーステアリング装置の制御ブロック図であり、従来の電
動パワーステアリング装置のコントローラ17と基本構
成は同一であり、同一箇所には同一符号を付し、詳細な
説明は省略する。また、電動パワーステアリング装置の
全体構成図は、図6に示した従来の電動パワーステアリ
ング装置と同様であり、詳細な説明は省略する。
ωと操舵トルク信号Vtから操舵状態信号Smodeを
判定する操舵状態判定手段、9はモータ角速度推定値ω
に高域通過型フィルタを介した信号HPF(ω)と操舵
状態信号Smodeに基づいて、静止摩擦補償値として
静止摩擦を補償する電流Ifを算出する静止摩擦補償電
流演算手段である。
テアリング装置の制御はコントローラ17において行わ
れる。
トルク信号Vtなどの外部信号の取り込みや、ステアリ
ング系の静止摩擦推定値Tf、モータ角速度推定値ω、
モータ角速度推定値ωの高周波数成分を抽出した信号H
PF(ω)やモータ角加速度推定値dω/dtなどの内
部信号の算出を行う。
号に基づく電流値を算出する。すなわち、操舵力補助電
流演算手段6、静止摩擦補償電流演算手段7、クーロン
摩擦補償電流演算手段8、慣性補償電流演算手段10を
演算する。
速度推定値ωの高周波数成分を抽出した信号HPF
(ω)と操舵状態信号Smodeと車速信号Vsに基づ
いて粘性摩擦補償電流Idを演算する。このように演算
された各電流値は従来の電動パワーステアリング装置と
同様に加算され、モータ電流の制御に用いるモータ目標
電流Isumとなり、電流制御手段11によってモータ
目標電流Isumとモータ検出電流Imが一致するよう
にモータ1の電流を制御することでアシストトルクを発
生する。
べる。この実施の形態1では、従来の電動パワーステア
リング装置に対して操舵状態判定手段19を追加した構
成としている。操舵状態判定手段19は、図2に示すよ
うに、操舵トルク信号Vtとモータ角速度推定値ωが同
方向の場合、すなわち図2の第1象限および第3象限を
切り込み、逆方向の場合、すなわち図2の第2象限およ
び第4象限を戻しと判定し、この判定結果に応じて操舵
状態信号Smodeを、切り込み時は0、戻し時は1と
して出力する。
示す。粘性摩擦補償電流演算手段9には、モータ角速度
推定値ωより高周波数成分を抽出した信号HPF(ω)
と車速信号Vsと操舵状態Smodeが入力される。S
1では操舵状態信号Smodeの判定を行い、S2もし
くはS3への分岐を行う。S2では、特性TABLE0
を選択し、S3では特性TABLE1を選択する。S4
では、選択した特性にHPF(ω)と車速信号Vsを代
入して粘性摩擦補償電流Idを算出する。
従い特性を切り換えることにより、粘性摩擦補償制御の
設定の自由度を上げることができる。
0の電流値を特性TABLE1の電流値よりも小さくセ
ッティングすることにより、切り込み時は粘性摩擦補償
電流Idが小さく押さえられるため、操舵フィーリング
の軽快感を損なわずにハンドル戻り時に満足な収れん性
を得ることができる。
段6や静止摩擦補償電流演算手段7やクーロン摩擦補償
電流演算手段8や慣性補償電流演算手段10は、代替の
手段があれば置き換えてもよい。また、車両の特性上不
要であれば省いても良い。
印可電圧Vmとモータ検出電流Imにより求めている
が、回転センサ等を用いるなど、代替の手段があれば置
き換えても良い。
の特性は、操舵トルク信号Vtとモータ角速度推定値ω
の極性により定めているが、操舵トルク信号Vtやモー
タ角速度推定値ωに対して不感帯やヒステリシスを設け
たり、非線形な特性によって定めても良い。
性TABLE0の電流値を特性TABLE1の電流値よ
りも小さく設定して、操舵状態が切り込み時の出力電流
を小さくしたが、電流値を0としても良い。
演算のフローを示す。S1では操舵状態信号Smode
の判定を行い、S5もしくはS3への分岐を行う。S5
では、静止摩擦補償電流Idに0を代入する。S3で
は、特性TABLE1を選択し、S4にて特性TABL
E1にHPF(ω)と車速信号Vsを代入して粘性摩擦
補償電流Idを算出する。
流Idが出力されないため、操舵フィーリングの軽快感
を損なわずにハンドル戻り時に満足な収れん性を得るこ
とができる。
め、より少ない記憶容量でコントローラ17を実現でき
る。
装置は、以上説明したように、操舵トルクを検出するト
ルクセンサから出力される操舵トルク信号に基づいてモ
ータを駆動することにより操舵補助力を発生させ、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お
いて、モータの角速度の高周波成分を抽出した信号に基
づいたモータ回転方向と逆方向の粘性摩擦補償によりス
テアリング系の粘性摩擦を補償する手段と、操舵トルク
信号とモータ角速度に基づき操舵状態を判定する手段を
備え、この粘性摩擦補償手段は、操舵状態により粘性摩
擦補償値の特性を切り換える切換手段を有するものであ
り、粘性摩擦補償制御の設定自由度を上げることがで
き、操舵フィーリングの向上とハンドル戻り時に満足な
収れん性を得ることができる。
ータ角速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トル
クの方向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態
と判定し、戻し状態と判定された場合は切り込み状態と
判定された場合よりも粘性摩擦補償値が大きくなる特性
に切り換えるものであり、操舵フィーリングの軽快感を
損なわずにハンドル戻り時に満足な収れん性を得ること
ができる。
速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トルクの方
向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態と判定
し、切り込み状態と判定された場合は、粘性摩擦補償値
を0にするものであり、操舵フィーリングの軽快感を損
なわずにハンドル戻り時に満足な収れん性を得ること
を、より少ない記憶容量のコントローラで実現できる。
ロック図である。
性を示す図である。
算のフローを示す図である。
性を示す図である。
算のフローを示す図である。
成図である。
ローラの制御を示すブロック図である。
過型フィルタの周波数特性を示す図である。
擦補償電流の特性を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 操舵トルクを検出するトルクセンサから
出力される操舵トルク信号に基づいてモータを駆動する
ことにより操舵補助力を発生させ、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おいて、モータの
角速度の高周波成分を抽出した信号に基づいたモータ回
転方向と逆方向の粘性摩擦補償によりステアリング系の
粘性摩擦を補償する手段と、操舵トルク信号とモータ角
速度に基づき操舵状態を判定する手段を備え、この粘性
摩擦補償手段は、操舵状態により粘性摩擦補償値の特性
を切り換える切換手段を備える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】 切換手段は、操舵トルクの方向とモータ
角速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トルクの
方向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態と判
定し、戻し状態と判定された場合は切り込み状態と判定
された場合よりも粘性摩擦補償値が大きくなる特性に切
り換え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。 - 【請求項3】 切換手段は、操舵トルクの方向とモータ
角速度の方向が一致のとき切り込み状態、操舵トルクの
方向とモータ角速度の方向が不一致のとき戻し状態と判
定し、切り込み状態と判定された場合は、粘性摩擦補償
値を0に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。
Priority Applications (1)
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JP2000271365A JP3527469B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 電動パワーステアリング装置 |
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JP2002079948A JP2002079948A (ja) | 2002-03-19 |
JP3527469B2 true JP3527469B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=18757667
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000271365A Expired - Lifetime JP3527469B2 (ja) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3527469B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005022334B4 (de) * | 2004-11-18 | 2007-10-04 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektroservolenkungs-Steuereinrichtung für ein Fahrzeug |
DE102005020632B4 (de) * | 2004-11-10 | 2017-10-19 | Mitsubishi Denki K.K. | Vorrichtung zur elektrischen Steuerung einer Servo-Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs |
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JP4737402B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-08-03 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
JP6222895B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2017-11-01 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
JP2013212715A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Showa Corp | 電動パワーステアリング装置 |
JP5975741B2 (ja) * | 2012-06-04 | 2016-08-23 | 株式会社ショーワ | 電動パワーステアリング装置 |
CN103863393B (zh) * | 2012-12-17 | 2016-05-18 | 联创汽车电子有限公司 | 电动助力转向系统的摩擦补偿方法 |
JP5746264B2 (ja) * | 2013-05-27 | 2015-07-08 | 三菱電機株式会社 | 操舵制御装置及び操舵速度検出方法 |
-
2000
- 2000-09-07 JP JP2000271365A patent/JP3527469B2/ja not_active Expired - Lifetime
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