JP4410214B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
そのため、車両の加速度に応じて車両の挙動が異なり、ハンドルを十分に安定させることができないという問題点があった。
また、アライニングモーメントは、タイヤに制動力がかかると(車両の減速時には)、定速走行時よりも減少するか、あるいは逆方向に発生する。そのため、車両の減速時には、ハンドルの挙動が不安定になる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
図1において、電動パワーステアリング装置は、モータ1と、トルクセンサ2(操舵トルク検出手段)と、ハンドル角速度検出器3(ハンドル角度情報検出手段)と、車速検出器4(車速検出手段)と、目標電流演算部5(目標電流演算手段)と、モータ電流制御部6とを備えている。
トルクセンサ2は、操舵トルクTsを検出して目標電流演算部5に出力する。ハンドル角速度検出器3は、車両のハンドルの角速度ω(以下、「ハンドル角速度ω」と称する)(ハンドル角度情報)を検出して目標電流演算部5に出力する。車速検出器4は、車両の車速Vsを検出して目標電流演算部5に出力する。
目標電流演算部5は、操舵トルクTs、ハンドル角速度ω、および車速Vsに基づいて、モータ1に通電する目標電流iTを演算する。モータ電流制御部6は、目標電流iTに基づいて、モータ1を制御するモータ駆動信号DSを演算する。
目標電流演算部5は、加速度演算部7(加速度演算手段)と、第1目標電流演算部8(第1目標電流演算手段)と、第2目標電流演算部9(第2目標電流演算手段)と、目標電流補正部10(目標電流補正手段)と、加算器11とを含んでいる。
第1目標電流演算部8は、車速Vsと操舵トルクTsとに基づいて、モータ1に通電する第1目標電流iT1を演算する。
また、第1目標電流演算部8は、車速Vsおよび操舵トルクTsと、第1目標電流iT1との関係が記された第1目標電流テーブルを有している。第1目標電流演算部8は、車速Vsおよび操舵トルクTsから、第1目標電流テーブルを参照して第1目標電流iT1を演算する。
また、第2目標電流演算部9は、車速VsとゲインKとの関係が記されたゲインデータテーブルを有している。第2目標電流演算部9は、まず、車速Vsからゲインデータテーブルを参照してゲインKを決定する。続いて、ゲインKとハンドル角速度ωとに基づいて、モータ1に通電する第2目標電流iT2を演算する。第2目標電流iT2は、次式(1)で表される。
図2において、目標電流補正部10は、車速Vsと加速度αとに基づいて、補正ゲインKc(後述する)を決定する補正ゲイン参照部15と、第2目標電流iT2と補正ゲインKcとを乗算して補正第2目標電流iR2を算出する補正ゲイン乗算部16とを有している。
補正ゲイン参照部15は、まず、車速Vsに応じた補正ゲインデータテーブルを選択し、続いて、加速度αから補正ゲインデータテーブルを参照して補正ゲインKcを決定する。
ここで、補正第2目標電流iR2は、次式(2)で表される。
また、補正ゲインKcが0より小さい場合、補正第2目標電流iR2は、第2目標電流iT2よりも大きくなるように補正される。その結果、目標電流iTが大きくなり、補助トルクが増加する。
すなわち、図2に示すように、車両の加速時(アライニングモーメントが定速走行時よりも大きくなる)には、補正ゲインKcは、0よりも小さく設定される。つまり、第2目標電流iT2が大きくなるように補正され、補助トルクが増加することにより、ハンドル戻り量が過剰になることが抑制される。
また、図2に示すように、車両の減速時(アライニングモーメントが定速走行時よりも小さくなる)には、補正ゲインKcは、0よりも大きく設定される。つまり、第2目標電流iT2が小さくなるように補正され、補助トルクが減少することにより、ハンドルの挙動が不安定になることが抑制される。
例えば、運転者が前方に障害物を発見して急制動した場合、アライニングモーメントは、前述のように、減少するかあるいは逆方向に発生して、ハンドルの挙動が不安定になる。そのため、運転者が急制動しながらハンドルを切った場合、ハンドルが軽くなり、操舵量が過剰になるおそれがある。
このとき、加速度αが所定加速度αtよりも小さい場合に、補正ゲインKcが急激に増加するように設定することにより、急減速ではない通常時と比較して、補正第2目標電流iR2を小さくする。
したがって、車両の急減速時においても、操舵量が過剰になることを防止し、ハンドルの安定性を向上させることができる。
ここで、所定加速度αtは、任意に設定され、補正ゲインKcは、個々の車両毎に、実車試験を実施することによって設定されている。
また、本実施の形態の特徴は、目標電流補正部10が、加速度αに基づいて、第2目標電流iT2を補正して補正第2目標電流iR2を算出することにある。また、モータ1およびモータ電流制御部6の動作は従来の動作と同様である。
そこで、以下の説明では、簡単のためにモータ1およびモータ電流制御部6の動作については、説明を省略する。
続いて、車速Vsおよび操舵トルクTsは、第1目標電流演算部8に入力されて、第1目標電流iT1が演算される。
また、車速Vsとハンドル角速度ωは、第2目標電流演算部9に入力されて、第2目標電流iT2が演算される。
また、車速Vs、加速度α、および第2目標電流iT2は、目標電流補正部10に入力されて、補正第2目標電流iR2が算出される。
続いて、第1目標電流iT1および補正第2目標電流iR2は、加算器11で加算され、目標電流iTが演算される。
電動パワーステアリング装置は、ハンドルの角度を検出するハンドル角検出器(ハンドル角度情報検出手段)、あるいは、ハンドルの角加速度を検出するハンドル角加速度検出器(ハンドル角度情報検出手段)を備えていてもよい。
このとき、第2目標電流演算部9は、ハンドルの角度、あるいはハンドルの角加速度を用いて第2目標電流iT2を演算する。
これらの場合も、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
第2目標電流演算部9は、トルクセンサ2およびハンドル角度情報検出手段の少なくとも一方の出力に基づいて、第2目標電流iT2を設定してもよい。
この場合も、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
第2目標電流演算部9は、トルクセンサ2およびハンドル角度情報検出手段の少なくとも一方の出力に基づいて、ハンドルを中立点に戻す(ハンドル戻り性を改善する)ために必要な第2目標電流iT2を演算してもよい。
また、第2目標電流演算部9は、トルクセンサ2およびハンドル角度情報検出手段の少なくとも一方の出力に基づいて、モータ1の慣性を打ち消す(モータ慣性を補償する)ために必要な第2目標電流iT2を演算してもよい。
また、第2目標電流演算部9は、トルクセンサ2の出力の微分値、およびハンドル角度情報検出手段の出力の少なくとも一方に基づいて、ハンドル切り始めの静止摩擦を補償するために必要な第2目標電流iT2を演算してもよい。
これらの場合も、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
Claims (3)
- 車両の運転者による操舵トルクを補助するための補助トルクを発生するモータと、
前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記車両のハンドルの角度、角速度、および角加速度の少なくとも一つを含むハンドル角度情報を検出するハンドル角度情報検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記モータに通電する目標電流を演算する目標電流演算手段とを備え、
前記目標電流演算手段は、
前記車速に基づいて、前記車両の加速度を演算する加速度演算手段と、
前記車速と前記操舵トルクとに基づいて、前記モータに通電する第1目標電流を演算する第1目標電流演算手段と、
前記車速と、前記操舵トルクおよび前記ハンドル角度情報の少なくとも一方とに基づいて、前記モータに通電する第2目標電流を演算する第2目標電流演算手段と、
前記加速度に基づいて、前記第2目標電流を補正して補正第2目標電流を算出する目標電流補正手段とを含み、
前記目標電流補正手段は、
前記加速度と補正ゲインとの関係が記された補正ゲインデータテーブルを有し、前記加速度に基づいて前記補正ゲインを決定する補正ゲイン参照手段と、
前記第2目標電流と前記補正ゲインとを乗算して、前記補正第2目標電流を算出する補正ゲイン乗算手段とを有し、
前記補正ゲインは、前記加速度が急減速に対応する所定加速度よりも小さい場合に、傾きが急激に変化するように設定され、
前記目標電流補正手段は、前記加速度が前記所定加速度よりも小さい場合に、前記補正ゲインに基づいて、前記急減速ではない通常時の電流よりも小さい前記補正第2目標電流を出力することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記目標電流補正手段は、前記加速度に応じて変化するアライニングモーメントを補償するように前記補正第2目標電流を算出することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記目標電流補正手段は、さらに前記車速に基づいて、前記第2目標電流を補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
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