JP4553862B2

JP4553862B2 - 車両用操舵装置

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Publication number: JP4553862B2
Application number: JP2006098333A
Authority: JP
Inventors: 健治中島; 正彦栗重
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007269211A

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載される電動式パワーステアリング装置等の車両用操舵装置に関するものである。

電動式パワーステアリング装置に於いて、一般的に電動機（以下、モータと称する）の角速度の演算は、モータの端子間電圧と、モータに流れる電流と、モータの逆起電力定数とに基づいて行われる。このような装置によれば、モータの発熱による温度上昇等の温度の影響により、モータの巻線の抵抗値が変化してしまうため、モータ角速度にオフセットが生じ不感帯等が必要となっていた。そこで、モータの巻線温度を推定し、モータの温度保護や角速度推定値の補正を行うようにした装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照)

特開２００２−２４０７３３号公報

このような従来の装置の場合、モータの巻線温度を推定すると共に、モータの角速度を推定する手法（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）を用いてモータ角速度を演算しているが、巻線温度を推定するために逆起電圧定数の温度係数や基準温度に於けるモータ抵抗値などを必要とし、又、モータの角速度の推定を行うに当たっては、演算モードを切り替えて演算しているため演算量が多く演算負荷が高くなるという課題があった。

この発明は、従来の装置に於ける前記の課題を解消するためになされたもので、ハンドルの操舵角から得られる信号を用いてモータの角速度を補正し、モータの角速度を精度良く推定できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用操舵装置は、ハンドルの操舵角を検出しその操舵角に対応する出力信号を発生する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段からの出力のデータ間を前記モータ角速度演算手段の出力の積分値で補間する操舵角補間手段と、前記操舵角補間手段の出力を微分する操舵角微分手段とを備え、前記操舵角微分手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたものである。

又、この発明に係る車両用操舵装置は、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段の出力値の変化点から変化点までの時間間隔毎に前記操舵角検出手段の分解能と前記時間間隔とからモータ角速度制限値を演算するモータ角速度制限値演算手段と、前記モータ角速度制限値演算手段の出力により前記モータ角速度演算手段の出力を制限するモータ角速度制限手段とを備え、前記モータ角速度制限手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたものである。

更に、この発明に係る車両用操舵装置は、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段の出力から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、前記操舵角速度演算手段の出力と前記モータ角速度演算手段の出力とから前記操舵角検出手段の出力が変化する毎に前記モータ角速度演算手段の出力に重畳されたオフセット量を演算するオフセット量演算手段とを備え、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段の出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたものである。

又、この発明に係る車両用操舵装置は、前記操舵角速度演算手段を、前記操舵角検出手段の出力値が変化した今回値の時間と今回値の出力、及び前回変化した時の前回値の時間と前回値の出力とから操舵角速度を演算し、次に前記操舵角検出手段の出力が変化するまで同一の値を出力として保持し、前記操舵角検出手段の出力が変化したときは、新たに操舵角速度を演算するよう構成し、前記オフセット量演算手段を、前記操舵角検出手段の出力値が変化する毎に、前記モータ角速度演算手段の出力および前記操舵角速度演算手段の出力とからオフセット量を演算するよう構成し、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたものである。

この発明に係る車両用操舵装置によれば、モータ角速度補正手段は、操舵角検出手段からの出力のデータ間をモータ角速度演算手段の出力の積分値で補間する操舵角補間手段と、前記操舵角補間手段の出力を微分する操舵角微分手段とを備え、前記操舵角微分手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたので、演算負荷を増加することなく適切なモータ角速度を得て、高い精度で制御可能となる。

又、この発明に係る車両用操舵装置によれば、モータ角速度補正手段は、操舵角検出手段の出力値の変化点から変化点までの時間間隔毎に前記操舵角検出手段の分解能と前記時間間隔とからモータ角速度制限値を演算するモータ角速度制限値演算手段と、モータ角速度制限値演算手段の出力によりモータ角速度演算手段の出力を制限するモータ角速度制限手段とを備え、前記モータ角速度制限手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたので、演算負荷を増加することなく適切なモータ角速度を得て、高い精度で制御可能となる。

更に、この発明に係る車両用操舵装置によれば、モータ角速度補正手段は、操舵角検出手段の出力から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、前記操舵角速度演算手段の出力とモータ角速度演算手段の出力とから操舵角検出手段の出力が変化する毎に前記モータ角速度演算手段の出力に重畳されたオフセット量を演算するオフセット量演算手段とを備え、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段の出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたので、演算負荷を増加することなく適切なモータ角速度を得て、高い精度で制御可能となる。

又、この発明に係る車両用操舵装置によれば、操舵角速度演算手段は、前記操舵角検出手段の出力値が変化した今回値の時間と今回値の出力、及び前回変化した時の前回値の時間と前回値の出力とから操舵角速度を演算し、次に前記操舵角検出手段の出力が変化するまで同一の値を出力として保持し、前記操舵角検出手段の出力が変化したときは、新たに操舵角速度を演算し、前記オフセット量演算手段は、前記操舵角検出手段の出力値が変化する毎に、前記モータ角速度演算手段の出力および前記操舵角速度演算手段の出力とからオフセット量を演算し、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたので、オフセットのないモータ角速度を用いることができ、運転者に違和感を与えることのない制御を行うことができる。

実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の全体構成を示す構成図である。図１に於いて、ドライバの操作によるハンドル１からの操舵トルク９と、モータ５によるアシストトルク１０とが加算されてステアリング軸２に加えられる。ステアリングギアボックス３は、ステアリング軸２からのトルクをラックアンドピニオン機構６通じて数倍に増幅し、ステアリング軸反力１７、摩擦トルク１１、路面反力トルク１２に抗してタイヤ７を動作させる。

このように構成された車両用操舵装置は、ドライバの操舵トルク９に応じたアシストトルク１０を発生させることを主な機能とし、電気的には、ドライバがハンドル１を操作した時の操舵トルク９をトルクセンサ４により検出し、ハンドル１の操舵角を操舵角センサ１８により検出し、これらの検出信号を、制御装置８に操舵トルク検出信号１３、及び操舵角検出信号１９として入力する。制御装置８は、モータ５の運転状態に基づく量であるところの電流検出信号１５、及び電圧検出信号１６と、操舵トルク検出信号１３とに基づいてアシストトルク１０を発生させるための印加電圧１４を演算し、これをモータ５に印加する。

図２は、実施の形態１による車両用操舵装置の主要部の構成を示すブロック図である。図２に於いて、制御装置８はマイコン２１を備えている。マイコン２１は、車速検出手段２２、及び図１に示すトルクセンサ４により構成される操舵トルク検出手段２３の夫々の出力信号を入力とするアシストマップ補償器２４と、図１に示す操舵角センサ１８により構成される操舵角検出手段３０の出力を入力とするモータ角速度補正手段３１と、モータ電流検出手段２８、及びモータ端子間電圧検出手段２９の夫々の出力信号を入力とするモータ角速度演算手段３２とを備えている。

モータ角速度演算手段３２は、後述のようにしてモータの角速度を演算しその演算結果をモータ角速度補正手段３１に入力する。モータ角速度補正手段３１は、後述するようにしてモータ角速度補正値を演算しその演算結果をアシストマップ補償器２４に入力する。アシストマップ補償器２４は、後述するようにして基本アシストトルク電流値を定め、この基本アシストトルク電流値をモータ５の電流目標値として出力する。

加算器２５は、アシストマップ補償器２４からの電流目標値とモータ電流検出器２８の出力信号とを比較してモータ５の制御電圧指令値を決定し、この制御電圧指令値をモータ駆動機２６に与える。モータ駆動機２６は、この制御電圧指令値に基づいてモータ５を駆動し、目的とするアシストトルクをモータ５に発生させる。尚、制御装置８及びマイコン２０は、図２に記載以外にも様々な機能を有するが、ここでは、この発明に関係する部分のみ記載している。

モータ角速度演算手段３２は、モータ電流検出手段２８の出力Imと、モータ端子間電圧２９の出力Vmと、モータの巻線抵抗値Rと、モータ逆起電力定数Kbとから、次式（１）に基づいてモータ５のモータ角速度ω_mtrを演算する。

操舵角検出手段３０として車両に設置された操舵角センサ１８は、一般的に分解能が１度から２度程度であり、操舵角センサ１８の出力を微分しても、モータ角速度のような高分解能の出力を得ることができない。そこで、モータ角速度補正手段３１では、図３に示すように、操舵角検出手段３０の出力θ_sensにモータ角速度演算手段３２の出力ω_mtrを積分した値を加算し、操舵角検出手段３０の出力θ_sensをモータ角速度演算手段３２の出力ω_mtrの積分値で補間する。

モータ角速度補正手段３１は、図４に示すように、モータ角速度演算手段３２の出力ωmyrに、ギア比換算手段３３によりステアリングギアボックス３のギア比G_gearを乗算して、ステアリング角速度ω_strに換算し、操舵角補間手段３５にてステアリング角速度ω_strを積分して角度に変換する。ステアリング角速度を積分する積分器の初期値は０とする。ステアリング角速度の積分値は、操舵角検出手段３０の出力θ_ωstrが変化した場合は、その積分器の積分値をリセットして０にする。操舵角検出手段３０の出力θ_sensの変化は、操舵角変化判断手段３４により、前回値と今回値とを比較して判断する。ステアリング角速度ωstrを積分して求めた操舵角補正量θ_compを操舵角検出手段３０の出力θ_sensに加算し、操舵角補間手段３５の出力とする。

操舵角検出手段３０の出力値θ_sensの補間は次式（２）で表すことができる。

モータ角速度補正手段３１に於ける操舵角微分手段３６は、次式（３）に示すように、操舵角補間手段３５の出力を微分し、この値にギア比G_gearを乗算してモータ角速度補正値に換算する。

次に、この発明の実施の形態１に於ける車両用操舵装置の動作を、図５のフローチャートに基づいて説明する。先ず、モータ端子間電圧検出手段２９によりモータ５の端子間電圧を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ１０１）。次にモータ電流検出手段２８によりモータ電流を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ１０２)。次に操舵角検出手段３０によりハンドルの操舵角を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ１０３)。

続いて、メモリに記憶したモータ端子間電圧とモータ電流と予めメモリに記憶されているモータ逆起電力定数とから、モータ角速度を演算する(ステップＳ１０４)。次にステップＳ１０４で演算したモータ角速度をステアリング軸に換算し、ステアリング角速度を演算する(ステップＳ１０５)。次にその演算したステアリング角速度を積分し、操舵角補正量を演算する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０７に於いて、操舵角変化判断手段３４により操舵角検出手段３０の出力が変化したか否かを判断し、変化したならステップＳ１０８、変化しないならステップＳ１０９を実行する。ステップＳ１０７にて操舵角が変化したと判断した場合、ステップＳ１０６で演算している積分値をリセットして０にする(ステップＳ１０８)。次にステップＳ１０６で演算した操舵角補正量とステップＳ１０３でメモリに記憶された操舵角を加算し、操舵角を補間する(Ｓ１０９)。次にステップＳ１０９で補間した操舵角を微分し、操舵角速度を演算する(ステップＳ１１０)。次に操舵角速度をモータ軸換算し、モータ角速度補正値を演算して出力を得ることができる(ステップＳ１１１)。

尚、以上の説明では、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置に於いて、補償器として、アシストマップ補償器、及びモータ角速度補正器についてのみ記述したが、慣性補償をはじめ他の補償器を有するものも公知である。他の補償器を有する場合にも加算器２８で加算される状態量が増えるのみで構成は変化しないので同様である。以下の実施の形態においても同様である。

実施の形態２
図６は、この実施の形態２に係る車両用操舵装置に於ける、モータ角速度補正手段３１の構成を示すブロック図である。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
図６に於いて、ギア比換算手段２０１は、モータ角速度をステアリング軸２に換算してステアリング角速度ω_strを演算し、出力する。このステアリング角速度ω_strは、モータギア比G_gearとモータ角速度ω_mtrとから演算でき、ギア比換算手段２０１は、次式（４）に基づいて演算する。

操舵角変化判断手段２０２は、操舵角の変化を判断する。変化時間演算手段２０３は、操舵角の変化点から変化点までの時間をカウントし、このカウントした時間T_countを出力する。操舵角変化判断手段２０２により、操舵角に変化があった判断した場合は、変化時間演算手段２０３のカウントした時間T_countをリセットし、０にする。モータ角速度制限値演算手段２０４は、予めメモリに記憶された操舵角センサの分解能の最小値θ_minと変化時間演算手段２０３でカウントした時間T_countとステアリング角速度の符号からモータ角速度制限値を演算し、この演算したモータ角速度制限値を出力する。

モータ角速度制限値演算手段２０４は、次式（５）に基づいてモータ角速度制限値ω_limを、サンプリング毎に演算する。

signω_strはステアリング角速度ω_strの正負、即ちモータ角速度ω_mtrの正負を示す。

モータ角速度制限手段２０５は、モータ角速度制限値演算手段２０４の出力であるモータ角速度制限値ω_limとギア比換算手段２０１の出力であるステリング角速度ω_strを比較し、出力決定する。即ち、図７の区間A及び区間Cではステリング角速度ω_strがモータ角速度制限値ω_limを越えていないので、ステリング角速度ω_strをモータ角速度制限値演算手段２０４の出力とし、図７の区間Bでは、ステリング角速度ω_strがモータ角速度制限値ω_limを越えているので、モータ角速度制限値ω_limをモータ角速度制限値演算手段２０４の出力とする。

次に実施の形態２に於ける車両用操舵装置の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。先ず、モータ端子間電圧検出手段２９によりモータ端子間電圧を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ２０１）。次にモータ電流検出手段２８によりモータ電流を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ２０２)。次に操舵角検出手段３０によりハンドルの操舵角を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ２０３)。次にメモリに記憶したモータ端子間電圧とモータ電流と予めメモリに記憶されているモータ逆起電力定数とからモータ角速度演算手段３２によりモータ角速度を演算する(ステップＳ２０４)。

続いて、このモータ角速度をギア比変換手段２０１によりステアリング軸に換算し、ステアリング角速度を演算する(ステップＳ２０５)。次に変化時間演算手段２０３にて舵角が変化した時点からの時間をカウントする（ステップＳ２０６）。次に操舵角変化判断手段２０２により操舵角の出力が変化したか判断する。操舵角の出力が変化したならステップＳ２０８、操舵角の出力が変化しないならステップＳ２０９を実行する(ステップＳ２０７)。

次にステップＳ２０７により、操舵角が変化したと判断したならば、ステップＳ２０６でカウントしている時間T_countをリセットし、0にする(ステップＳ２０８)。次に操舵角検出手段３０を構成する操舵角センサ１８の最小分解能θ_minとステップＳ２０６でカウントした時間から、モータ角速度制限値演算手段２０４によりモータ角速度制限値を演算する(ステップＳ２０９)。

次にステップＳ２０９で演算したモータ角速度制限値とステップＳ２０５で演算したステアリング角速度を比較する(ステップＳ２１０)。モータ角速度制限値よりステアリング角速度が小さければ、ステップＳ２０５で演算されたステアリング角速度を出力する(ステップＳ２１１)。モータ角速度制限値よりステアリング角速度が大きければ、ステップＳ２０９で演算したモータ角速度制限値を出力する(ステップＳ２１２)。ステップＳ２１１若しくはステップＳ２１２の出力からモータ角速度補正値を得ることができる。

実施の形態３
図９は、この発明の実施の形態３による車両用操舵装置に於ける、モータ角速度補正手段３１の構成を示すブロック図、図１０は、その更に詳細を示すブロック図である。その他の構成は実施の形態１及び２と同様である。
図９に於いて、ギア比変換手段３０１は、モータ角速度をギア比換算手段３０１によりステアリング軸２に換算し、ステアリング角速度を演算してこれを出力する。ギア比変換手段３０１は、モータギア比G_gearとモータ角速度ω_mtrから次式（６）に基づいてステアリング角速度ω_strを演算する。

操舵速度演算手段３０２は、操舵角から操舵速度を演算して出力する。操舵速度演算手段３０２は、図１０に示すように操舵角変化量演算手段３０７と変化時間演算手段３０８と除算器３０９で構成され、操舵角検出手段３０を構成する操舵角センサ１８の出力値に変化があったときに操舵速度を演算する。操舵角センサ１８の出力値θ_sensの変化を、出力値の今回値と前回値から判断し、図１１に示すように出力に変化があったときの操舵角センサ１８の出力の今回値をθ_ｎ、前回値の値をθ_n-1とすると、操舵角変化量演算手段３０７の出力θ_errは次式（７）で表すことができる。

又、操舵角センサ１８の出力に変化があったときの今回値の時間をt_n、前回値の時間をt_n-1とすると、変化時間演算手段３０９の出力t_errは次式（８）で表すことができる。

除算器３０９では、操舵角変化量演算手段３０７の出力と変化時間演算手段３０８の出力とから操舵角速度を演算する。除算器３０９の出力、即ち操舵角速度演算手段３０２の出力ω_hdlは、次式（９）で表すことができる。

オフセット量演算手段３０３は、ギア比換算手段３０１の出力であるステアリング角速度ω_strと操舵角速度演算手段３０２の出力である操舵角速度ω_hdlからオフセット量ω_offsetを演算し、次に操舵角センサ１８の出力が変化するまで、オフセット量ω_offsetを保持する。オフセット量演算手段３０３によるオフセット量の演算は、次式（１０）で表すことができる。

尚、この実施の形態３には示していないが、オフセット量ω_offsetは、モータ５の巻線抵抗値の温度変化に依存するものであり、急変するものではないので、オフセット量ω_offsetにカットオフ周波数が１[Hz]程度のローパスフィルタを通して、ノイズを除去するようにしてもよい。

加算器３０４は、ギア比換算手段３０１の出力であるステアリング角速度ω_strに重畳されたオフセット量ω_offsetを除算し、モータ角速度補正手段の出力ω_compを演算する。

次に、この実施の形態３による車両用操舵装置の動作を、図１２のフローチャートに基づいて説明する。先ず、モータ端子間電圧検出手段２９によりモータ端子間電圧を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３０１）。次にモータ電流検出手段２８によりモータ電流を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ３０２)。次に操舵角検出手段３０を構成する操舵角センサ１８によりハンドルの操舵角を検出し、メモリに記憶する(ステップＳ３０３)。

次に、メモリに記憶したモータ端子間電圧とモータ電流と予めメモリに記憶されているモータ逆起電力定数からモータ角速度を演算する(ステップＳ３０４。次にギア比変換手段３０１によりモータ角速度をステアリング軸に換算し、ステアリング角速度を演算する(ステップＳ３０５)。次に操舵角速度演算手段３０２により操舵角速度を演算し、メモリに記憶する（ステップＳ３０６）。

続いて、オフセット量演算手段３０３によりメモリに記憶したステアリング角速度と操舵角速度からオフセット量を演算し、メモリに記憶する(ステップＳ３０７)。次に減算器３０４によりメモリに記憶したステアリング角速度からステップＳ３０７にて演算したオフセット量を減算し、モータ角速度補正値を演算する(ステップＳ３０８)。

次に、図１３のフローチャートに基づいて、図１２のフローチャートのステップＳ３０６6の詳細を説明をする。先ず、操舵角センサ１８の出力の今回値と1サンプル前の出力を比較し、操舵角センサ１８の出力値に変化あったか否かを判断する(ステップS401)。次に変化があった場合、メモリに記憶した操舵角センサの出力値に変化があった前回値と今回値から操舵角変化演算手段にて操舵角変化量を演算する(ステップＳ４０２)。次に変化時間演算手段３０８により操舵角センサ１８の出力に前回変化してから今回変化するまでに要した変化時間を演算する(ステップＳ４０３)。

次にステップＳ４０２で演算した操舵角変化量とステップＳ４０３で演算した変化時間の出力とから操舵角速度を演算し、操舵角速度演算手段３０２の出力とする(ステップＳ４０４)。ステップＳ４０１により操舵角センサ１８の出力に変化がなかった場合、前回の操舵角速度を保持し、操舵角速度演算手段３０２の出力とする(ステップＳ４０５)。

この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の全体構成を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の主要部を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置を説明するための波形図である。この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置のモータ角速度補正手段を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の動作を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置のモータ角速度補正手段を示すブロック図である。この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置を説明するための波形図である。この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置の動作を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装置のモータ角速度補正手段を示すブロック図である。この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装置のモータ角速度補正手段の詳細を示すブロック図である。この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装置を説明するための波形図である。この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装置の動作を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態３に係る車両用操舵装置の動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ハンドル
２ステアリング軸
３ステアリングギアボックス
４トルクセンサ
５モータ
６ラックアンドピニオン軸
７タイヤ
８制御装置
９操舵トルク
１０アシストトルク
１１摩擦トルク
１２路面反力トルク
１３操舵トルク検出信号
１４印加電圧
１５電流検出信号
１６電圧検出信号
１７ステアリング軸反力トルク
１８操舵角センサ

Claims

ハンドルの操舵角を検出しその操舵角に対応する出力信号を発生する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段からの出力のデータ間を前記モータ角速度演算手段の出力の積分値で補間する操舵角補間手段と、前記操舵角補間手段の出力を微分する操舵角微分手段とを備え、前記操舵角微分手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたことを特徴とする車両用操舵装置。
ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段の出力値の変化点から変化点までの時間間隔毎に前記操舵角検出手段の分解能と前記時間間隔とからモータ角速度制限値を演算するモータ角速度制限値演算手段と、前記モータ角速度制限値演算手段の出力により前記モータ角速度演算手段の出力を制限するモータ角速度制限手段とを備え、前記モータ角速度制限手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたことを特徴とする車両用操舵装置。
ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者のハンドル操作による操舵トルクに加えるアシストトルクを発生させるモータと、前記モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータのモータ端子間電圧を検出するモータ端子間電圧検出手段と、前記モータ電流検出手段の出力と前記モータ端子間電圧検出手段の出力とから前記モータのモータ角速度を演算するモータ角速度演算手段と、前記操舵角検出手段の出力を用いて前記モータ角速度演算手段の出力を補正するモータ角速度補正手段とを有し、前記操舵角検出手段は、前記操舵角に対応する信号を離散値で出力するよう構成され、前記モータ角速度補正手段は、前記操舵角検出手段の出力から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、前記操舵角速度演算手段の出力と前記モータ角速度演算手段の出力とから前記操舵角検出手段の出力が変化する毎に前記モータ角速度演算手段の出力に重畳されたオフセット量を演算するオフセット量演算手段とを備え、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段の出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたことを特徴とする車両用操舵装置。
前記操舵角速度演算手段は、前記操舵角検出手段の出力値が変化した今回値の時間と今回値の出力、及び前回変化した時の前回値の時間と前回値の出力とから操舵角速度を演算し、次に前記操舵角検出手段の出力が変化するまで同一の値を出力として保持し、前記操舵角検出手段の出力が変化したときは、新たに操舵角速度を演算し、前記オフセット量演算手段は、前記操舵角検出手段の出力値が変化する毎に、前記モータ角速度演算手段の出力および前記操舵角速度演算手段の出力とからオフセット量を演算し、常時前記モータ角速度演算手段の出力から前記オフセット量演算手段出力を所定時間毎に減算して前記モータ角速度補正手段の出力とし、該モータ角速度補正手段の出力を用いて前記モータを制御するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の車両用操舵装置。