JP5434383B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
さらに、操舵トルクに基づき基本補助操舵トルクTabを演算し、車速に基づき基本補助操舵トルクに対する車速係数Kvbを演算し、操舵トルクの変化率Tdに基づき基本慣性補償トルクTibを演算し、車速に基づく係数Kibと基本慣性補償トルクTibとの積として慣性補償トルクTiを演算し、車輛の横加速度Gyの絶対値に基づき絶対値が大きいほど小さくなるよう横加速度に基づく補正係数Kigを演算し、車速Vが高いほど小さくなるように補正係数Kivを演算し、補助操舵トルクTaがKvb・Tab+Kig・Kiv・Tiとして演算し、演算された補助操舵トルクTaによって補助操舵する車輛用電動パワーステアリング装置も知られている(例えば、特許文献3参照)。
なおさらに、車両の前輪部及び後輪部に少なくとも各一つの車輪荷重検出手段を設け、この車輪荷重検出手段の出力により前輪部の荷重と後輪部の荷重との和及び差を求め、これらの和及び差に基づき、基準の乗員数よりも所定以上増員されたり、後部に荷物が所定以上積載されたりした荷重配分を推定し、トルクセンサ出力−指令電流マップ群から荷重配分に対応したマップを選択し、アシストモータの指令電流値を決定するようにした電動式パワーステアリング装置も知られている(例えば、特許文献5及び特許文献6参照)。
さらに、アクセル操作量とブレーキ操作量に応じて、運転者の操舵力総を可変する付加アシスト量を制御する付加アシスト量演算部を設けた車両用操舵装置も知られている(例えば、特許文献8参照)。
また、何れの従来例にあっても、走行中に操舵力が変化するということは、運転者に操舵違和感を与える原因となるため、なるべく自然且つ滑らかに、穏やかに短時間に急変することなく増減することが望ましい。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出部としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
操舵トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
そして、操舵トルクセンサ3から出力される操舵トルクT及び操舵角センサ13から出力される操舵角θは、バッテリーBからイグニッションスイッチIGを介して電力が供給されるコントローラ14に入力される。
指令値系制御部20は、操舵補助電流指令値演算部21、軸負荷推定部22、基準特性記憶部23、電流指令値補正部24、センタ応答性制御部25、ヨーレート収斂性制御部26、ロバスト安定化補償部27によって構成され、さらに加算器28を備えている。
操舵角センサ13から入力される操舵角θ及び車速Vは、ヨーレート収斂性制御部26に入力され、操舵角θは軸負荷推定部22に入力されている。
ここで、基準特性記憶部23には、図4に示すように、前輪軸負荷が車両諸元に応じた基準状態にあるときの車両の停車時の操舵である所謂据え切り時における操舵角とモータ電流との関係を表す基準操舵特性が記憶されている。
さらに、前輪軸荷重が増加して前輪負荷が基準負荷より増加した場合には、図6で実線図示のように、破線図示の基準操舵特性の特性線L01〜L04に対して、特性線L21〜L24で示すように操舵角の絶対値が小さい領域でモータ電流Imが大きな値となり、操舵角θがラック軸8bが左又は右ラックエンド(図示せず)に当接する限界位置に達する前に最大モータ電流±Immaxに達する特性線となる。
加算器28は、操舵補助電流指令補正値Iaref、センタ応答性補償値Ir、収斂性補償値Icを加算して、補償後操舵補助電流指令値Iref′を算出し、算出した補償後操舵補助電流指令値Iref′をロバスト安定化補償部27に供給する。
モータ電流検出部31は、電動モータ12に流れるモータ電流Imを検出し、検出したモータ電流Imをモータ角速度推定部32及び軸負荷推定部22へ供給する。
モータ角速度推定部32は、モータ電流検出部31から入力されるモータ電流Im及び電動モータ12のモータ端子間電圧Vmに基づいて下記(1)式の演算を行うことによりモータ角速度ωを算出する。
ω=(Vm−Im・Rm)/Km …………(1)
ここで、Rmはモータ巻線抵抗、Kmはモータの起電力定数である。
今、車両がイグニッションスイッチIGをオフ状態としてステアリングホイール1を操舵中立位置すなわち直進走行状態で停車しているものとする。
この車両の停車状態で、イグニッションスイッチIGをオン状態とすると、これに応じてバッテリーBから電源がコントローラ14に投入されて、指令値系制御部20、モータ系制御部30及びモータ駆動部40が動作状態となる。
このため、電流指令値補正部24では、軸負荷推定信号Sdが“0”であることにより、補正係数K=1に設定され、この補正係数K=1が操舵補助電流指令値Irefに乗算される。このため、操舵補助電流指令値Irefがそのまま操舵補助電流指令補正値Iarefとして加算器28に供給される。
この車両の停止状態で、運転者がステアリングホイール1を例えば右切りして所謂据え切りを行った場合には、これに応じた操舵トルクセンサ3で検出される操舵トルクTが正方向に増加する。これに応じて操舵補助電流指令値演算部21で操舵トルクT及び車速Vに基づいて図3の操舵補助電流算出マップを参照して算出される操舵補助電流指令値Irefも正方向に増加することになる。このとき、軸負荷推定部22から出力される軸負荷推定信号Sdは前輪軸負荷が基準値を表す“0”であるときには、電流指令値補正部24の補正係数Kが“1”の状態を継続する。このため電流指令値補正部24から操舵補助電流指令値Irefがそのまま操舵補助電流指令補正値Iarefとして加算器28に出力される。
この時点では、車両が停止状態にあり、且つまだ電動モータ12が停止しているので、モータ電流値Im及びモータ端子間電圧Vmは共に“0”となる。これに応じて、モータ角速度推定部32で算出されるモータ角速度ωも“0”となり、モータ特性補償部33から出力されるモータ特性補償値Imcも“0”となる。このため、モータ系制御部30から出力される補償後電流指令値Imrefも正方向に増加してモータ駆動部40から例えば電動モータ12を正転駆動するモータ電流Imが出力される。この結果、電動モータ12が正転駆動さて大きな操舵補助力が発生され、これが減速ギヤ11を介してステアリングシャフト2に伝達されることにより、ステアリングホイール1を軽く操舵することができる。そして、電動モータ12にモータ電流Imが流れることにより、各種補償処理が行われる。
Claims (2)
- 操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、
少なくとも前記操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値制御部と、
前記操舵補助電流指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、
前記操舵系の操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記電動モータに供給するモータ電流を検出するモータ電流検出部と、
車両の前輪軸荷重に相当する前輪軸負荷が予め設定した基準値で、車両が停車中であるときの操舵時における操舵角と前記モータ電流との対応関係を表す基準操舵特性を記憶する基準特性記憶部と、
前記基準特性記憶部に記憶した基準操舵特性を参照して求まる前記操舵角検出部で検出した現在の操舵角に対応するモータ電流と、前記モータ電流検出部で検出した現在のモータ電流とを比較し、前記前輪軸負荷が前記基準値よりも大きいか否かを判定する軸負荷判定部と、
該軸負荷判定部による判定結果に基づいて前記操舵補助指令値を補正する指令値補正部と、
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記軸負荷判定部は、前記前輪軸負荷が前記基準値よりも大きいか否かの判定を、前記操舵角の絶対値が所定操舵角以下で且つ前記モータ電流の絶対値が所定電流値以下であるときに行う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。
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