JP3814680B2 - 電動式パワーステアリングシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリングホイールを操作したとき、その操舵トルクにアシストトルクを付加して操作性を良くする電動式パワーステアリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車における電動式パワーステアリングシステムは、図５に示すように、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサ２０の出力と、自動車の車速を検出する車速センサ３０の出力とから所定の電流指令値（アシスト指令値）を決定し、さらに、トルクセンサ出力の微分量と車速により微分指令値を決定してこれを電流指令値に加えてシステムの位相遅れを補償している。この電流は、第１のリミッタ６１及び第２のリミッタ６２により制御されて、ドライブ回路５１を介してパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によりアシストモータ４０を駆動している。これにより、操舵トルクにアシストトルクを付加してステアリングホイールの操作性を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、バッテリの電圧降下あるいはモータの温度上昇により抵抗値が増加した場合、図６に示すように、第１のリミッタ６１による最大電流値を流すために必要なＰＷＭ値Ｉａが、第２のリミッタ６２の容量Ｉｂを超える場合が発生する。この場合、パルスの上部がカットされて、微分量の下側の部分のみが位相補償に有効となり、全体として位相補償が十分に作用しないことになる。従って、ステアリングホイールの操舵フィーリングが悪くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリの電圧降下あるいはモータの温度上昇により抵抗値が増加した場合でも安定した位相補償をすることができる電動式パワーステアリングシステムを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付して説明すると、トルクセンサ２０により検出された操舵トルクと車速とから決められた電流指令値に、前記トルクの微分量と車速とから決められた微分指令値を加え、ドライブ回路５１によってアシストモータ４０をＰＷＭ駆動する電動式パワーステアリングシステムにおいて、
前記ドライブ回路５１に至る回路に、順に前記電流指令値を制御する第１のリミッタ６１と、最大ＰＷＭ値と前記アシストモータを流れる電流との差が入力側に戻されて前記電流指令値に加算されて得られた電流指令ＰＷＭ値が入力されると共に該電流指令ＰＷＭ値を制御する第２のリミッタ６２と、前記電流指令ＰＷＭ値の最大ＰＷＭ値を制御する第３のリミッタ６３を設け、前記第３のリミッタ６３の制限値を、前記第２のリミッタ６２の制限値よりも大きいものとし、第２のリミッタ６２と第３のリミッタ６３との間において前記微分指令値を前記電流指令ＰＷＭ値に加えて前記最大ＰＷＭ値を得るようにしたことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図１〜図３を参照しつつ説明する。尚、従来例において説明した部分については同一符号を付した。
まず、図２において、ステアリングホイール１０を操作すると、その操舵トルクはギヤーケース１１の入力軸１１ａに伝達され、出力軸１１ｂの下端のピニオンを介してラック１２を駆動する。このラック１２は操舵リンク１３を介して車輪１４の方向を変える。
【０００６】
一方、ギヤーケース１１に取付けられたトルクセンサ２０が操舵トルクを検出し、車速センサ３０が自動車の速度を検出し、その電気信号が電気制御装置（以下ＥＣＵ５０と云う）に入力される。ＥＣＵ５０は、図１に示すように、トルクセンサ２０からの入力と車速センサ３０からの入力とによりアシスト電流決定回路２１から所定の電流指令値（アシスト指令値）Ｔ1を決定し、これをドライブ回路５１によってアシストモータ４０がＰＷＭ（パルス幅変調）制御で駆動される（図１参照）。
【０００７】
このアシストモータ４０のトルクは、電磁クラッチ１５を介してギヤーケース１６の入力軸１６ａに伝達され、出力軸１６ｂの下端のピニオンを介してラック１２を駆動する。このラック１２は、ステアリングホイール１０の出力軸１１ｂとともに、アシストモータ４０の出力軸１６ｂにより駆動されるので、ステアリングホイール１０の操作性が著しく改善されるのである。
【０００８】
図１に示すように、ドライブ回路５１に至る回路には、順に電流指令値を制御する第１のリミッタ６１と、電流指令ＰＷＭ値を制御する第２のリミッタ６２と、最大ＰＷＭ値を制御する第３のリミッタ６３が設けられている。
そして、第３のリミッタ６３の容量（電流値Ｉｃ）は、第２のリミッタ６２の容量（電流値Ｉｄ）よりも大に設定されている。
この、トルクセンサ２０の出力の微分器２２による微分値と、車速センサ３０とから決められた微分指令値Ｔ2が、第２のリミッタ６２と第３のリミッタ６３との間の加算点２３において電流指令値Ｔ1に加えられる。
【０００９】
ドライブ回路５１は、図３に示すように、変換回路５２で変換された電流方向信号及びＰＷＭ信号がＦＥＴゲート駆動回路５３に入力される。このＦＥＴゲート駆動回路５３は、Ｈブリッジ接続された４個のＦＥＴ５４を制御するもので、ＦＥＴ1，ＦＥＴ4が通電状態になったときは、電源５５からＦＥＴ1，アシストモータ４０，ＦＥＴ4の順に矢印Ａ方向に電流が供給されて、アシストモータ４０は正方向に回転する。また、ＦＥＴ2，ＦＥＴ3が通電状態になったときは、電源５５からＦＥＴ2，アシストモータ４０，ＦＥＴ3の順に矢印Ｂ方向に電流が供給されて、アシストモータ４０は逆方向に回転する。
【００１０】
上記実施例によれば、電流指令値は第１のリミッタ６１により制限される。また、電流指令ＰＷＭ値は第２のリミッタ６２により制限される。図４に示すように、第３のリミッタ６の制限値Ｉｃは、第２のリミッタ６２の制限値Ｉｄよりも大きい（Ｉｃ＞Ｉｄ）ので、斜線で示す微分制御領域が十分に確保されている。従って、加算点２３で微分指令値が加えられても、この微分量は位相補償のために有効に作用して、ステアリングホイールの操舵フィーリングが良好になる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、ドライブ回路に至る回路に電流指令ＰＷＭ値を制御する第２のリミッタと、最大ＰＷＭ値を制御する第３のリミッタを設け、第２のリミッタと第３のリミッタとの間において微分指令値を電流指令値に加えるようにしたので、位相補償のための微分制御領域を十分に確保することができ、バッテリの電圧降下あるいはモータの温度上昇により抵抗値が増加した場合でも安定した位相補償をすることができるという優れた効果を奏することができる。
【００１２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の制御ブロック図である。
【図２】 本発明のパワーステアリングシステムを説明するブロック図である。
【図３】 本発明のドライブ回路の制御ブロック図である。
【図４】 本発明の電流指令値に微分指令値を加え状態のグラフである。
【図５】 従来の制御ブロック図である。
【図６】 従来の電流指令値に微分指令値を加え状態のグラフである。
【符号の説明】
２０ トルクセンサ
２１ アシスト電流決定回路
２２ 微分器
２３ 加算点
３０ 車速センサ
４０ アシストモータ
５０ 電気制御装置（ＥＣＵ）
５１ ドライブ回路
６１ 第１のリミッタ
６２ 第２のリミッタ
６３ 第３のリミッタ

Claims (1)

1. トルクセンサにより検出された操舵トルクと車速とから決められた電流指令値に、前記トルクの微分量と車速とから決められた微分指令値を加え、ドライブ回路によってアシストモータをＰＷＭ駆動する電動式パワーステアリングシステムにおいて、
   前記ドライブ回路に至る回路に、順に前記電流指令値を制御する第１のリミッタと、
   最大ＰＷＭ値と前記アシストモータを流れる電流との差が入力側に戻されて前記電流指令値に加算されて得られた電流指令ＰＷＭ値が入力されると共に該電流指令ＰＷＭ値を制御する第２のリミッタと、前記電流指令ＰＷＭ値の最大ＰＷＭ値を制御する第３のリミッタを設け、
   前記第３のリミッタの制限値を、前記第２のリミッタの制限値よりも大きいものとし、第２のリミッタと第３のリミッタとの間において前記微分指令値を前記電流指令ＰＷＭ値に加えて前記最大ＰＷＭ値を得るようにしたことを特徴とする電動式パワーステアリングシステム。

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