JPH02182576A - パワーステアリング装置 - Google Patents

パワーステアリング装置

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JPH02182576A
JPH02182576A JP63334763A JP33476388A JPH02182576A JP H02182576 A JPH02182576 A JP H02182576A JP 63334763 A JP63334763 A JP 63334763A JP 33476388 A JP33476388 A JP 33476388A JP H02182576 A JPH02182576 A JP H02182576A
Authority
JP
Japan
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road surface
sensor
steering
assist
fuzzy inference
Prior art date
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Pending
Application number
JP63334763A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Shoji
真一 東海林
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP63334763A priority Critical patent/JPH02182576A/ja
Publication of JPH02182576A publication Critical patent/JPH02182576A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明はファジー制御によりパワーステアリングを行う
パワーステアリング装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来電動式パワーステアリングのモータ駆動装置は、特
開昭59−156863号に示されているように、左右
方向への操舵時に夫々導通する第1.第2及び第3.第
4のトランジスタ等の制御素子を用いてステアリングモ
ータを中心としてブリッジ接続されている。そして右操
舵時には操舵トルクの検出に基づいて第1.第2の制御
素子を同時に導通させてモータに正方向の駆動電流を流
し、左操舵時には操舵トルクの検出に基づいて第3.第
4の制御素子を同時に導通させてモータに逆方向の駆動
電流を流して夫々モータを正転及び逆転させてステアリ
ングの制御を行っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるにこのような従来のパワーステアリング装置では
、操舵トルクとステアリングモータに流れる電流、即ち
ステアリングのアシスト力とはほぼ1対1に対応してい
る。しかしながら同一車種の車両においても車両の速度
が速くなれば路面から受ける抵抗は少なくなるのでアシ
スト量を小さくし、又路面の状態が舗装した道路又は砂
利道等によってもアシスト量を夫々大きく及び小さくす
るように制御することが好ましい。このようにアシスト
量を変化させるためにはトルクセンサから得られる出力
を車速信号や路面状態の信号によって変換するトルクテ
ーブルをメモリ内に設けたり、トルク信号の変換処理を
行う必要がある。そのためトルク値や車速値、路面値を
細分化すればする程テーブル数が大きくなり、処理が複
雑になるという欠点があった。
本発明はこのような従来のパワーステアリング装置の問
題点に鑑みてなされたものであって、比較的簡単な構成
でトルク及び車速と路面の状態に基づいてアシスト量を
変化させて制御できるようにすることを技術的課題とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は入力信号に基づいて車両のステアリング操作を
行うパワーステアリング装置であって、車両のステアリ
ングハンドルの操作方向の信号を出力する操舵センサと
、車両の速度を検出する車速センサと、走行中の路面の
凹凸を検出し路面信号を出力する路面センサと、操舵セ
ンサ、車速センサ及び路面センサより得られる信号を入
力とし、あらかじめ定められたルールに従い操舵信号に
対応させてアシスト量を増加させると共に、車速に対応
させてアシスト量を少なく、路面の粗さに応じてアシス
ト量が少なくなるように変化させるようにファジー推論
を行う複数のファジー推論部と、各ファジー推論部の並
列出力に基づいて非ファジー確定値を得る確定部と、確
定部の出力に基づいてステアリングを所定方向に操作す
るアシスト量を出力する操作部と、を有することを特徴
とするものである。
〔作用〕
このような特徴を有する本発明によれば、ステアリング
ハンドルの操作方向の信号を出力する操舵センサ及び車
速センサと路面センサとの信号とが複数のファジー推論
部に与えられ、ファジー演算が実行される。従って操舵
信号に対応させてアシスト量を変化させ、車速か、大き
くなればアシスト量が少なく、又路面が荒(なればアシ
スト量が少なくなるように所定のファジー推論ルールを
作成しておくことにより各ルールに基づいたファジー推
論が実行される。そして各ファジー推論部からの出力が
確定部に与えられて非ファジーのアシスト量が決定され
る。そしてこのアシスト量に基づいてステアリングを所
定方向に操作することによってパワーステアリングを実
現している。
(発明の効果〕 そのため本発明によれば、ファジー演算処理によってパ
ワーステアリングを実行することにより操舵信号を車速
センサや路面センサの信号に基づいて変換する変換テー
ブル等を設ける必要がなくなり、比較的簡単な構成で所
望のアシスト量が得られるパワーステアリングを実現す
ることができるという効果が得られる。
〔実施例の説明〕
第2図は本発明が適用されるパワーステアリング機構の
概略図であり、第1図はそのモータ駆動回路の全体構成
を示すブロック図である。第2図においてステアリング
ハンドル1にはトルクセンサ2及びステアリングハンド
ル1からの操舵力を伝える伝導機構3が接続される。ト
ルクセンサ2はステアリングハンドル1の左右方向のト
ルクを検出するものであって、その出力はモータ駆動回
路4に与えられている。又車両の速度を検出する車速セ
ンサ5及び路面センサ6の出力がモータ駆動回路4に与
えられる。モータ駆動回路4は車両ノハッテリー7が接
続されており、トルクセンサ2から与えられる左右方向
のトルク信号に対応して左右方向に駆動するステアリン
グモータ8を制御するものであって、伝導機構3と共に
操舵輪9を左右方向に所定角度回動させるものである。
路面センサ6は車両の底面に設けられ、例えば第3図に
示すようにパルス駆動部11より所定周期毎にパルスを
発生して超音波発振器12を断続的に駆動している。超
音波発振器12は車両の面より路面に向けて超音波を発
振し、その反射波が超音波受信部13.増幅器14を介
して比較器15に与えられる。比較器工5には所定の閾
値Vrefが設定され、そのレベルを越える信号が得ら
れたときに比較出力を時間差検出部16に与える。時間
差検出部16はパルス駆動部11との時間差を検出する
ものであって、その出力は平均値算出部17に与えられ
る。平均値算出部17は時間差検出部16の信号を短時
間で平均することによって路面までの距離を算出するも
のである。そして路面までの距離の変化が変動算出部1
8によって算出され、路面の粗さを検出して路面粗さ信
号を得るようにしている。
次にモータ駆動回路4の構成を第1図を参照しつつ説明
する。本発明ではパワーステアリングのアシスト量を決
定するためにステアリングシャフトの駆動トルクを検出
するトルクセンサ2及び車速センサ5と路面センサ6か
らの信号を用いる。
即ちトルクセンサ2の出力及び温度センサ5の出力は第
1図に示すように複数、本実施例では22のファジー推
論部21−1〜21−22に伝えられる。
これらのファジー推論部は後述するようにトルク信号、
車速信号及び路面信号に基づいて所定のルールに従って
ファジー推論を行う推論部であり、それらの出力はファ
ジー確定部22に伝えられる。
ファジー確定部22では各ファジー推論部から得られる
並列出力に基づいて各出力部の最大値を算出する。そし
てそれらの出力の重心値に基づいてファジー確定値を得
るようにしている。そしてこの出力はモータ駆動部23
を介して駆動信号としてステアリングモータ8に与えら
れる。ステアリングモータ駆動部23は与えられた操作
量によってステアリングモータ8を駆動する操作部であ
る。
次にファジー処理を行うファジー推論部と確定部の構成
について更に説明する。各ファジー推論部は図示のよう
に入力となるトルク信号と温度信号に対応したメーバー
シップ関数を発生するメーバーシップ関数発生回路(M
 F C)及び出力すべきアシスト量に応じたメーバー
シップ関数を発生するメーバーシップ関数発生器<MF
G)が設けられる。さて本実施例ではメーバーシップ関
数としてトルクの入力状態を第4図(alに示すように
7つの状態に分けており、車速及び路面の粗さ状態を第
4図(bl、 (C)に示すように夫々3つの状態に分
けている。ここでNLは負の大きな値、NMは負の中位
の値、NSは負の小さな値、ZRはほぼ零、PSは正の
小さな値、PMは正の中位の値、PLは正の大きな値を
夫々表している。又アシスト力のメーバーシップ関数も
第4図(d)に示すようにNL−PLの7つの状態に分
けるものとする。
次にファジー推論部21−1〜21−22について説明
する。2つのファジー推論部を除く各ファジー推論部は
夫々3つのMFC31−1〜31−22 。
32−1〜32−22 、 33−1〜33−22を有
している。ファジー推論部21−1は後述するルール1
の推論を行う推論部であり、MFC31−1,32−1
゜33−1は夫#PS、ZRとPS、PMとPLのメー
バーシップ関数を発生する発生回路(MFC)であり、
夫々の出力はMIN回路34−1に与えられる。又MF
G35−1は第4図(d)に示すアシスト出力の並列メ
ーバーシップ関数Psを発生するメーバーシップ関数発
生器(MFG)であり、その並列出力はMIN回路36
−1に与えられる。MIN回路36−1はMIN回路3
4−1の出方と比較することよってより小さい並列のフ
ァジー信号を発生するものであり、その出力はMAXア
レー回路37に与えられる。
次ニこれらの入力に基づいて決定される推論ルールを以
下に示す。
(ルールl) もしトルク入力(sl)がPsで車速センサ5からの入
力(S2)がZR又はPsであり、路面センサ6からの
入力(s3)がPM又はPLであればアシスト出力(E
)をPsとせよ。
このルール1は次のように簡略化して表現される。
If 51=PS  and 52=ZRor PSa
nd  S3= P M or P L then P
 Sこのようなルールはトルクセンサ2からの信号が大
きくなればアシスト量が大きくなり、車速センサ5から
の信号が大きくなればアシスト量が小さくなり、又路面
センサ6からの信号が大きくなれば(路面が荒くなれば
)アシスト量が小さくなるように変化させるようにして
いる。このようなルールは以下の表に示される。
こうして22の推論ルールが定められ、夫々のルールの
推論結果である並列のファジー出力がファジー推論部2
1−1〜21−22より得られる。これらの出力はMA
Xアレー回路37に与えられる。MAXアレー回路37
は各並列ラインの対応するライン毎に最大値を算出する
ものであり、その並列出力はデフアシファイア回路38
に与えられる。
デフアシファイア回路38はその出力の重心演算によっ
て非ファジー出力を得るものであり、その出力は操作部
であるモータ駆動部23に与えられる。
次に本実施例の動作について説明する。運転者がステア
リングハンドルを操作すればそれに対応してトルクセン
サ2よりトルク信号が得られる。
又走行中には常に車速センサ5及び路面センサ6より車
速信号、路面信号が得られている。これらの信号は前述
したように各ファジー推論部21−1〜21−22に与
えられ、夫々のMFCによってNL−PLの信号が出力
される0例えば第4図(a)〜(C)に示すようにトル
ク入力81が所定値S1゜であり、PM−0,7,PS
=0.3とし車速センサ5からの入力52が所定値S2
゜であって図示のようにPM=0.6 、  P S 
=0.4であり、又路面センサ6からの出力33が所定
値S3゜であってPM=0.8 、PL=0.2の場合
には、ファジー推論部のMFCよりそれに対応した出力
が得られ、MIN回路34によってより小さい値の信号
が出力される。この場合には前述したルール表のルール
1,5.9及び11が適用され夫々アシスト出力Eの出
力が以下のようになる。
PS=0.2 、PM=0.2 、ZR=0.3及びP
 S =0.2 従って22のファジー推論部のうち4つの推論部よりフ
ァジー並列出力が得られることとなり、これらの出力が
確定部22のMAXアレー回路37によってMAX演算
が行われる。その精果第5図に示すようにアシスト出力
のメーバーシップ関数のうち破線で示すような出力が得
られる。デフアシファイア回路38ではこの信号の重心
演算を行うことによってアシスト量E、を算出している
。このアシスト量はモータ駆動部23に与えられる。
モータ駆動部23はトルクセンサ2の操作方向の向きに
与えられたアシスト量によってステアリングモータ8を
馬区動するものである。このようにトルク、車速及び路
面粗さに基づいてステアリングの操作量を算出しそれに
よってステアリングを行うようにしている。
尚本実施例はMIN−MAX演算規則に従うファジー推
論を行うようにしたパワーステアリング装置について説
明しているが、本発明は他の演算規則に従うファジー推
論によっても実現することができる。又ファジー処理は
ファジー推論のための専用デイバイス(例えば日経エレ
クトロニクス1987年7月28日、第148頁〜第1
52頁1日経マグロウヒル社)だけでなく、ファジー推
論を実行するようにプログラムされたバイナリ−タイプ
のコンピュータ、プロセッサ等によっても実現すること
ができる。又メーバーシップ関数は第4図に示したよう
な三角形状のものに限らず、任意の形のものを採用して
もよい。更にメーバーシップ関数や推論ルールは制御結
果等によって適宜変更乃至修正することができる。
又本実施例では人力として車速センサ、路面センサに加
えてトルク信号を用いるようにしているが、これに加え
又これに代えてステアリングハンドルからの操作量、例
えば角度信号やその角度の変化量、即ち角速度値に基づ
いてファジー制御を行ってアシスト量を算出することも
可能である。
更に本実施例は電動式パワーステアリング装置について
説明しているが、本発明は算出されたアシスト量に基づ
いて油圧式のパワーステアリング機構を操作するように
することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による電動式パワーステアリ
ング装置の全体構成を示すブロック図、第2図は本実施
例によるパワーステアリング装置が適用される電動パワ
ーステアリング機構の概略図、第3図は路面センサの一
例を示すブロック図、$ 4 図(alはトルク入力の
メーバーシノプ関数、第4図(′b)は車速信号のノー
バーシップ関数。第4図(C)は路面粗さ信号のメーバ
ーシップ関数、第4図[d)はアシスト出力のメーバー
シップ関数を示す図、第5図は所定のトルク入力、車速
入力及び路面粗さ人力に基づいて得られるアシスト出力
の重心演算処理を示すグラフである。 第2図 2・−−−−−1−ルクセ 4・・・−・−モータ駆動部 6−−−−−−路面センサ 21−1〜21−24 ・−・確定部  23 3−・・・・・MFC 35−−−−−−・MFG 38−・−・−デフアジ 1−・・・−ステアリングハンドル ンサ  3−・−伝導機構 路  5−−−−−−一軍速センサ 8−・・−・−ステアリングモータ ・−=−ファジー推論部  22 ・・・・−・モータ駆動部  31〜334.36−・
−−−−−M I N回路37−・−・−MAXアレー
回路 ファイア回路 特許出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) さ 第 図 (a) 第 図(b) 第 図(C) S3゜ 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号に基づいて車両のステアリング操作を行
    うパワーステアリング装置であって、車両のステアリン
    グハンドルの操作方向の信号を出力する操舵センサと、 車両の速度を検出する車速センサと、 走行中の路面の凹凸を検出し路面信号を出力する路面セ
    ンサと、 前記操舵センサ、車速センサ及び前記路面センサより得
    られる信号を入力とし、あらかじめ定められたルールに
    従い操舵信号に対応させてアシスト量を増加させると共
    に、車速に対応させてアシスト量を少なく、路面の粗さ
    に応じてアシスト量が少なくなるように変化させるよう
    にファジー推論を行う複数のファジー推論部と、 前記各ファジー推論部の並列出力に基づいて非ファジー
    確定値を得る確定部と、 前記確定部の出力に基づいてステアリングを所定方向に
    操作するアシスト量を出力する操作部と、を有すること
    を特徴とするパワーステアリング装置。
JP63334763A 1988-12-29 1988-12-29 パワーステアリング装置 Pending JPH02182576A (ja)

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