JPH0285059A - Moter-driven power steering device - Google Patents
Moter-driven power steering deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、電動モータを駆動して転舵輪を操舵する電
動パワーステリアング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric power steering device that drives an electric motor to steer steered wheels.
（従来の技術）
第７図に示した従来の装置は、実開昭６２−３７５８０
号公報に掲載されたもので、ハンドル１を回したとき、
その操舵トルクをトルクセンサー２で検出し、その検出
信号をコントローラＣに伝達するとともに、このコント
ローラＣは、トルクセンサー２の検出信号に応じてサー
ボモータ３を制御する。このようにしてサーボモータ３
が駆動すると、減速歯車機構４を介して駆動軸５が回転
するが、その回転力は、チェーン６→伝動軸７→歯車８
．９を介して伝達され、転舵輪１０を転舵するものであ
る。(Prior art) The conventional device shown in FIG.
Published in the issue, when turning handle 1,
The steering torque is detected by the torque sensor 2 and the detection signal is transmitted to the controller C, and the controller C controls the servo motor 3 according to the detection signal of the torque sensor 2. In this way, the servo motor 3
When driven, the drive shaft 5 rotates via the reduction gear mechanism 4, and the rotational force is transmitted from the chain 6 to the transmission shaft 7 to the gear 8.
．． 9 to steer the steered wheels 10.
なお、図中符号１１は走行用モータで、この走行用モー
タ１１の駆動力がギヤボックス１２内に設けたギヤ機構
を介して転舵輪ｌＯに伝達されるものである。In addition, the reference numeral 11 in the figure is a running motor, and the driving force of this running motor 11 is transmitted to the steered wheels 1O via a gear mechanism provided in a gear box 12.
（本発明が解決しようとする問題点）
上記のようにした従来の装置では、ハンドル１と転舵輪
ｌＯとを、歯車機構４やチェーン６等を介して連係して
いるので、換言すれば、両者を機械的に連係しているの
で、ハンドル１と転舵輪１０との位置関係が必然的に決
めらね、その自由度が制限されるという問題があった。(Problems to be Solved by the Present Invention) In the conventional device as described above, the handle 1 and the steered wheel 1O are linked via the gear mechanism 4, the chain 6, etc., so in other words, Since the two are mechanically linked, the positional relationship between the handle 1 and the steered wheels 10 cannot necessarily be determined, and there is a problem in that the degree of freedom thereof is restricted.
この発明の目的は、ハンドルと転舵輪とを電気的に連係
し、それら両者の位置関係をある程度自由に設定できる
ようにした装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a device that electrically links a steering wheel and steered wheels and allows the positional relationship between the two to be set with some degree of freedom.
（問題点を解決する手段）
この発明は、ハンドルの転舵角を検出するハンドル角セ
ンサーと、車輪の実際の転舵角を検出する転舵角センサ
ーと、これらハンドル角センサーと転舵角センサーの検
出信号に応じて出力信号を制御するコントローラと、こ
のコントローラからの出力信号に応じてその出力が制御
される電動モータとを備えてなり、しかも、上記コント
ローラは、転舵目標値と実舵角の差と、その微分値と、
積分値とに応じて上記電動モータの端子電圧を制御する
構成にした点に特徴を有する。(Means for Solving Problems) This invention provides a steering angle sensor that detects the steering angle of a steering wheel, a steering angle sensor that detects the actual steering angle of a wheel, and a steering angle sensor and a steering angle sensor that detect the actual steering angle of a wheel. and an electric motor, the output of which is controlled in accordance with the output signal from the controller. The difference in angle and its differential value,
The present invention is characterized in that the terminal voltage of the electric motor is controlled in accordance with the integral value.
（本発明の作用）
この発明は、ハンドルと転舵輪とを電気的に接続してい
るので、例えば、それら両者の位置が離れていても差支
えない。つまり、その位置関係が機構的に限定されるよ
うなことがない。(Operation of the present invention) Since the present invention electrically connects the steering wheel and the steered wheels, there is no problem even if the two are located apart from each other, for example. In other words, the positional relationship is not mechanically limited.
また、コントローラは転舵目標値と実舵角との差に応じ
て電動モータの出力を制御するので、そわらの差が無く
なったとき、電動モータが自動的に停止する。しかも、
その差の微分値及び積分値も考慮しているので、電動モ
ータのロータ慣性の影習で操舵フィーリングが悪くなっ
たり、外力が作用して当該電動モータが停止したりする
ようなことがなくなる。Further, since the controller controls the output of the electric motor according to the difference between the steering target value and the actual steering angle, the electric motor automatically stops when the difference in steering disappears. Moreover,
Since the differential and integral values of the difference are also taken into account, the steering feeling will not deteriorate due to the influence of the rotor inertia of the electric motor, and the electric motor will not stop due to external force. .
（本発明の実施例）
第１図に示した実施例は、ハンドル１３の操舵軸１４を
ハンドル角センサー１５に連係するとともに、このハン
ドル角センサー１５をコントローラＣに電気的に接続し
ている。(Embodiment of the present invention) In the embodiment shown in FIG. 1, the steering shaft 14 of the steering wheel 13 is linked to a steering wheel angle sensor 15, and the steering wheel angle sensor 15 is electrically connected to the controller C.
また、ステアリング用の電動モータｍも上記コントロー
ラＣに電気的に接続されているもので、この電動モータ
ｍが駆動すると、その回転力が減速機１６及びビニオン
１７を介してラック１８に伝達され、このラック１８が
横方向に移動する。このようにラック１８が横方向に移
動すると、転舵輪１９が転舵されるが、このときの転舵
角θ７を転舵角センサー２０が検出し、その検出信号を
上記コントローラＣにフィードバックするものである。Further, an electric motor m for steering is also electrically connected to the controller C, and when this electric motor m is driven, its rotational force is transmitted to the rack 18 via the reducer 16 and the pinion 17. This rack 18 moves laterally. When the rack 18 moves laterally in this way, the steered wheels 19 are steered, and the steered angle sensor 20 detects the steered angle θ7 at this time, and feeds back the detection signal to the controller C. It is.
なお、図中符号２１は当該車両の前輪である。In addition, the code|symbol 21 in the figure is the front wheel of the said vehicle.
そして、上記コントローラＣは、ハンドル角センサー１
５で検出した操舵角θ、と、転舵角センサー２０で検出
した転舵角θ７とに応じて、電動モータｍの出力と操舵
反力機構２２とを制御するが、このコントローラＣの制
御方式は次のとおりである。The controller C has a handle angle sensor 1.
The output of the electric motor m and the steering reaction force mechanism 22 are controlled according to the steering angle θ detected in step 5 and the steering angle θ7 detected by the steering angle sensor 20. is as follows.
θ＝θ７−θＨ／α ・・・（１）α ニ
ステアリングギヤ比
■Ｍ ：電動モータｍの端子電圧
Ｃ，−Ｃ３：定数
なお、上記θＨ／αはハンドル１３の回転角によって決
る転舵目標値である。したがフて、θは転舵目標値と実
転舵角との差を示すものである。θ=θ7-θH/α...(1)α Ni steering gear ratio ■M: Terminal voltage of electric motor m C, -C3: Constant Note that the above θH/α is the steering target determined by the rotation angle of the steering wheel 13. It is a value. Therefore, θ indicates the difference between the steering target value and the actual steering angle.
上記の式からも明らかなように、電動モータｍの端子電
圧ＶＷは、上記θの値に比例するもので、したがって、
転舵目標値θ□と実転舵角θ１との差θが大きければ大
きいほど、端子電圧Ｖ２も大きくなる。この端子電圧ｖ
２は電動モータの回転速度に比例するので、上記のよう
に差θが大きければ大きいほど、電動モータｍが速く回
転して目標値に近付こうとする。そして、実転舵角θア
が転舵目標値θＨ／αに達すると、上記θの値がゼロに
なるので、端子電圧■２もゼロになって電動モータｍも
停止する。As is clear from the above equation, the terminal voltage VW of the electric motor m is proportional to the value of θ, and therefore,
The larger the difference θ between the steering target value θ□ and the actual steering angle θ1, the larger the terminal voltage V2. This terminal voltage v
2 is proportional to the rotational speed of the electric motor, so as described above, the larger the difference θ, the faster the electric motor m rotates and approaches the target value. Then, when the actual steering angle θA reaches the steering target value θH/α, the value of θ becomes zero, so the terminal voltage 2 also becomes zero and the electric motor m also stops.
また、上記θの微分値は、ハンドルを急操舵したような
ときに、電動モータｍのロータ慣性による加速の立ち上
がり遅れをキャンセルするとともに、ハンドルを急停止
したときには、上記ロータ慣性によるオーバーシュート
を防止するためのものである。In addition, the differential value of θ above cancels the start-up delay in acceleration due to the rotor inertia of the electric motor m when the steering wheel is suddenly turned, and prevents overshoot due to the rotor inertia when the steering wheel is suddenly stopped. It is for the purpose of
さらに、上記θの積分値は、転舵輪１９に外力が作用し
ているときに、それに対抗するための力を電動モータｍ
が出力するようにするためのものである。つまり、上記
したように電動モータｍの回転数は、転舵目標値と実転
舵角との差に比例するので、その差θが小さくなればな
るほど、電動モータｍの回転が遅くなり、それだけ出力
が減少する。このよな状態で転舵輪１９に大きな外力が
作用していると、電動モータｍの出力不足のために実転
舵角が転舵目標値に達する前に、当該電動モータｍが停
止してしまう。このように実転舵角が目標値に達する前
に停止してしまうときのずれ量をオフセットというが、
このオフセットをキャンセルするために、上記θの積分
値を加算したものである。したがって、コントローラＣ
は、１記オフセツトがゼロになるまでこの積分値が増加
し続け、操舵輪１９の外力に対抗する端子電圧Ｖ、を出
力し続けるように機能する。Furthermore, when an external force is acting on the steered wheels 19, the integral value of θ is calculated by applying a force to the electric motor m to counteract the external force.
This is to make it output. In other words, as mentioned above, the rotation speed of electric motor m is proportional to the difference between the steering target value and the actual steering angle, so the smaller the difference θ, the slower the rotation of electric motor m becomes. Output decreases. If a large external force is applied to the steered wheels 19 in this state, the electric motor m will stop before the actual steered angle reaches the steered target value due to insufficient output of the electric motor m. . The amount of deviation when the actual steering angle stops before reaching the target value is called an offset.
In order to cancel this offset, the above integral value of θ is added. Therefore, controller C
This integral value continues to increase until the first offset becomes zero, and functions to continue outputting a terminal voltage V that opposes the external force of the steering wheel 19.
そして、オフセットがゼロになった段階で、換言すれば
、実転舵角が目標値に達したとき電動モータｍが停止す
るとともに、転舵輪１９の舵角も特定されることになる
。Then, when the offset becomes zero, in other words, when the actual steered angle reaches the target value, the electric motor m stops and the steered angle of the steered wheels 19 is also specified.
上記操舵反力機構２２は、電動モータを主要素にするも
ので、コントローラＣは、この電動モータの電流■□を
制御するようにしている。そして、その制御方式は第２
図（Ａ）〜（Ｆ）までの種々ものが考えられる。The steering reaction force mechanism 22 has an electric motor as its main element, and the controller C controls the electric current of this electric motor. The control method is the second one.
Various examples shown in FIGS. (A) to (F) are possible.
なお、第２図（Ａ）のようにハンドル角θＨと操舵反力
とを比例させるときには、電動モータを必要とせず、例
えば第３図に示すように、操舵軸１４にねじりばね２３
を設けることが考えられる。このようにしておけば、ハ
ンドル角θ４．を大きくすればするほど、ねじりばね２
３のばね力が強くなる°ので、ハンドル角と操舵反力と
を比例させることができる。Note that when making the steering wheel angle θH proportional to the steering reaction force as shown in FIG. 2(A), an electric motor is not required, and for example, as shown in FIG.
It is conceivable to provide a If you do this, the handle angle θ4. The larger the torsion spring 2
Since the spring force of No. 3 becomes stronger, it is possible to make the steering wheel angle and the steering reaction force proportional.
また、第２図（Ｆ）の場合にも、電動モータを必要とせ
ず、例えば第４図に示すように、操舵軸１４の周囲に回
転摩擦部２４を設けておけば、一定の操舵反力をえるこ
とができる。Also, in the case of FIG. 2(F), an electric motor is not required, and if a rotary friction part 24 is provided around the steering shaft 14 as shown in FIG. You can get
なお、第１図は四輪車の後輪を転舵する例であるが、こ
の装置を用いて前輪を操舵するようにしてもよいこと当
然である。Although FIG. 1 shows an example in which the rear wheels of a four-wheeled vehicle are steered, it goes without saying that this device may also be used to steer the front wheels.
また、第５．６図に示すように、後ろ一輪転舵車２５に
この装置を用いてもよい。この−輪転前車２５は、車台
２６にハンドル１３を設けるとともに、このハンドル１
３の操舵軸１４にハンドル角センサー１５と操舵反力機
構２２とを設けている。そして、このハンドル角センサ
ー１５は、運転席２７の下に設けたコントローラＣに電
気的に接続している。Further, as shown in Fig. 5.6, this device may be used for a rear single-wheel steered vehicle 25. This rotary front wheel 25 is provided with a handle 13 on the chassis 26, and this handle 1
A steering wheel angle sensor 15 and a steering reaction force mechanism 22 are provided on the steering shaft 14 of No. 3. The steering wheel angle sensor 15 is electrically connected to a controller C provided under the driver's seat 27.
また、この車台２６の下には一対のｍ１輪２８と一つの
後輪２９とを設けている。この後輪２９は電動モータｍ
の駆動力で転舵されるものである。すなわち、電動モー
タｍが駆動すると、その力が減速機１６を介してモータ
側ギヤ３０に伝達されるとともに、このギヤ３０の回転
力がチェーン３１を介して重輪側ギヤ３２に伝達される
。そして、この車輪側ギヤ３２の回転に応じて後輪２９
が転舵されるが、この後輪に２９の転舵角は、転舵角セ
ンサー２０で検出されたコントローラＣにフィードバッ
クされるものである。Furthermore, a pair of m1 wheels 28 and one rear wheel 29 are provided below this chassis 26. This rear wheel 29 is powered by an electric motor m
It is steered by the driving force of That is, when the electric motor m is driven, its power is transmitted to the motor side gear 30 via the reducer 16, and the rotational force of this gear 30 is transmitted to the heavy wheel side gear 32 via the chain 31. According to the rotation of this wheel side gear 32, the rear wheel 29
The steering angle of the rear wheels 29 is detected by the steering angle sensor 20 and is fed back to the controller C.
この第５．６図に示した車両においても、その制御方式
は、上記の場合と全く同様である。In the vehicle shown in FIG. 5.6, the control system is exactly the same as that described above.
（本発明の効果）
この発明の装置によれば、ハンドルと転舵輪とを電気的
に接続しているので、それらの位置関係が機構的に限定
されるようなことがなく、それだけ設計上の自由度が増
すことになる。(Effects of the present invention) According to the device of the present invention, since the steering wheel and the steered wheels are electrically connected, their positional relationship is not mechanically limited, and the design The degree of freedom will increase.
また、電動モータのロータ慣性の影響で操舵フィーリン
グが悪くなったり、外力が作用して当該電動モータが、
転舵目標値に達する以面に停止したりするようなことが
なくなる。In addition, the steering feeling may deteriorate due to the influence of the rotor inertia of the electric motor, or the electric motor may become unstable due to external force.
There is no need to stop before the steering target value is reached.
図面はこの発明の実施例を示すもので、図面第１図は回
路図、第２図（Ａ）〜（Ｆ）は操舵反力の制御形態を示
したグラフ、第３．４図は操舵反力機構の別の例を示し
た説明図、第５．６図は別な車両を示したもので、第５
図は側面図、第６図は電動モータと後輪との伝達機構を
示した説明図、第７図は従来の装置の機構図である。
１３・・・ハンドル、１５−・・ハンドル角センサー
Ｃ−コントローラ、ｍ・−電動モータ、１９・・・転舵
輪、２０−・・転舵角センサーThe drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a circuit diagram, FIGS. 2(A) to (F) are graphs showing control forms of steering reaction force, and FIGS. 3.4 are graphs showing steering reaction force control modes. An explanatory diagram showing another example of the force mechanism, Fig. 5.6, shows another vehicle.
The figure is a side view, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a transmission mechanism between an electric motor and a rear wheel, and FIG. 7 is a mechanical diagram of a conventional device. 13...Handle, 15-...Handle angle sensor
C-controller, m--electric motor, 19--steered wheel, 20--steered angle sensor
Claims (1)
輪の実際の転舵角を検出する転舵角センサーと、これら
ハンドル角センサーと転舵角センサーの検出信号に応じ
て出力信号を制御するコントローラと、このコントロー
ラからの出力信号に応じてその出力が制御される電動モ
ータとを備えてなり、しかも、上記コントローラは、転
舵目標値と実舵角の差と、その微分値と、積分値とに応
じて上記電動モータの端子電圧を制御する構成にした電
動パワーステアリング装置。A steering wheel angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel, a steering angle sensor that detects the actual steering angle of the wheels, and a controller that controls an output signal according to the detection signals of the steering wheel angle sensor and the steering angle sensor. , an electric motor whose output is controlled according to an output signal from the controller, and the controller is configured to calculate the difference between the steering target value and the actual steering angle, its differential value, and its integral value. An electric power steering device configured to control a terminal voltage of the electric motor according to the voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20788388A JP2860422B2 (en) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285059A true JPH0285059A (en) | 1990-03-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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