JPH0319104B2 - - Google Patents

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JPH0319104B2
JPH0319104B2 JP22095684A JP22095684A JPH0319104B2 JP H0319104 B2 JPH0319104 B2 JP H0319104B2 JP 22095684 A JP22095684 A JP 22095684A JP 22095684 A JP22095684 A JP 22095684A JP H0319104 B2 JPH0319104 B2 JP H0319104B2
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signal
assist
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torsional torque
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Toyohiko Mori
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Fuji Heavy Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、車両の操舵系にモータ駆動による補
助操舵力を与える電動式パワーステアリング装置
のモータ制御装置に関する。
【従来の技術】
上述のような電動式パワーステアリング装置の
モータ制御装置としては、転舵時におけるステア
リングシヤフトの捩りトルクを検出する捩りトル
クセンサを設け、この捩りトルクセンサの出力信
号に応じて電動モータの回転方向、回転トルクを
制御するようにしたものが従来知られている(特
公昭45−41246号公報参照)。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで上述のような電動式パワーステアリン
グ装置では、モータ出力の伝動系に減速機等が介
設されるため、減速機の摩擦や電動モータの慣性
等で転舵後のハンドル戻り動作が悪くなる傾向に
あり、モータ慣性が大きくなると操舵に対するモ
ータの追従性が悪くなつて違和感を感じる。また
車両の低速走行時に充分な補助操舵力(パワーア
シスト)を得るようにすると、高速走行時にはか
えつて補助操舵力過剰となり、ハンドル操舵力が
軽く感じられ、不安感がある。さらに、捩りトル
クセンサから電動モータに至るモータ制御回路中
での信号の位相遅れ等のために、操舵からパワー
アシスト発生までに時間遅れが生じることから、
電動モータの制御系は外乱に対して弱くなり、据
切り操舵時に自励振動が発生しやすい。 そこで本発明は、転舵後のハンドル戻り動作が
良好で、操舵に対するモータの追従性もよく、高
速走行時のハンドルの軽過ぎが無く、しかも据切
り操舵時の自励振動も防止できる電動式パワース
テアリング装置のモータ制御装置を提供するとを
目的とする。
【問題点を解決するための手段】
この目的のため本発明は、操舵系の捩りトルク
を検出する捩りトルクセンサの出力信号に基づく
指令信号に応じて電動モータの回転方向、回転ト
ルクを制御する電動式パワーステアリング装置に
おいて、車速を検出する車速センサおよび舵角を
検出する舵角センサを設けると共に、上記捩りト
ルクセンサの出力信号と車速センサの出力信号と
に基づいて捩りトルクの増加に伴い絶対値が増大
し、かつ車速の増加に伴い絶対値が減少する特性
のアシスト信号を発生するアシスト指令部と、上
記舵角センサの出力信号に基づく戻し信号を発生
する戻し指令部と、捩りトルクセンサの出力信号
に基づいて捩りトルクの変化率に応じて直ちにア
シスト補助信号を発生する位相補償指令部とを設
け、上記アシスト信号と戻し信号とアシスト補助
信号との加算信号を指令信号として電動モータの
回転方向、回転トルクを制御することを要旨とす
る。
【作用】
このような手段により、パワーアシスト用電動
モータの回転方向、回転トルクを制御する指令信
号は車速の増大に応じて減少し、保舵状態から舵
力を弱めると捩りトルクの絶対値が転舵角に応じ
た値以下となることで中立(直進)位置に向う指
令値となつて電動モータの回転トルクをハンドル
戻し方向に発生させる。またアシスト補助信号を
指令信号としてモータが転舵操作と同期して起動
する。
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。 第1図において符号1はパワーアシスト用の電
動モータであり、図示省略した操舵系のラツク・
ピニオン機構のピニオン軸に減速機、ジヨイント
等を介して連結することで操舵系にアシスト力を
付与できるようになつている。このような電動モ
ータ1は、正負判別部21、絶対値変換部22、
デユーテイ制御部23、電機子電流検出部24、
電動モータ駆動部25などを備える駆動制御部2
により、後述の指令信号に基づいて回転方向、回
転トルクが制御される。すなわち、指令信号は正
負判別部21と絶対値変換部22とに入力され、
正負判別部21の判別信号が電動モータ駆動部2
5に入力されることでモータ電流の方向が指令信
号に応じて切換え制御されると共に、絶対値変換
部22の出力信号がデユーテイ制御部23に入力
してデユーテイ比が定められ、これが電動モータ
駆動部25に入力することで指令信号の大きさに
応じた回転トルクが設定されるようになつてい
る。なお、上記電動モータ1の回転トルクは、電
機子電流検出部24が電動モータ1の電機子電流
を検出し、その検出値をデユーテイ制御部23に
フイードバツクすることで一定の指示値に収束す
るように制御される。 ここで、前記駆動制御部2へ指令信号を出力す
るものとして、本発明ではアシスト指令部3、戻
し指令部4、位相補償指令部5が設けられる。 アシスト指令部3は、基本的には操舵系の捩り
トルクの大きさおよび方向に応じたアシスト信号
を発生するもので、図示省略したステアリングシ
ヤフトに設置されてその捩りトルクの方向および
大きさを検出する捩りトルクセンサ31と、この
捩りトルクセンサ31の出力電圧信号(第2図参
照)に基づいて第3図に示すようなグラフ特性の
アシスト信号it、すなわち捩りトルクの大きさが
所定値以下では出力せず、所定値を越えると捩り
トルクの方向に応じた極性で捩りトルクの値に応
じて増減する特性のアシスト信号itを出力するア
シストトルク値指示関数部32とを備える。 ここで本発明においては、車両の車速を検出す
る車速センサ33が設けられると共に、この車速
センサ33の出力電圧信号に基づいて第4図に示
すように車速の増大に伴い減少するグラフ特性の
加算定数信号Svを発生する加算定数関数部34、
およびこの加算定数信号Svと前記捩りトルクセ
ンサ31の出力信号とを入力してアシストトルク
値指示関数部32へ出力する加算演算部35が設
けられる。そしてこの加算演算部35が捩りトル
クセンサ31の出力信号の極性に合せてこれに加
算定数信号Svを加減算処理することで、第3図
に示すグラフ特性は車速をパラメータとしてX軸
方向に平行移動されるようになつている。すなわ
ちアシストトルク値指示関数部32の出力は、同
一捩りトルクにおいて車速の増大に伴い絶対値が
減少し、同一車速では捩りトルクの絶対値の増加
に伴い出力の絶対値が増大する(第5図参照)。
そしてこのような出力特性を、車速に応じて第5
図の破線に示すように補正すべく、乗算定数関数
部36、乗算演算部37が設けられる。この乗算
定数関数部36は、車速センサ33の出力電圧信
号に基づいて第6図に示す特性の乗算定数信号、
すなわち車速が0では乗算定数が1であり、車速
の増大に伴つて次第に定数が0に近づいて減少す
る特性の乗算定数信号を発生するものである。ま
た乗算演算部37は、前記アシストトルク値指示
関数部32の出力に上記乗算定数を乗算処理する
ものであり、この乗算演算部37からのアシスト
信号は、車速に応じて第5図の破線に示すように
なる。 次に、戻し指令部4は、操舵系の転舵角に応じ
て舵角と中立(直進)位置に戻す方向の信号を発
生するものであり、図示省略した操舵系のたとえ
ばラツク・ピニオン機構におけるラツクの移動量
に基づいて転舵角を検出する舵角センサ41、お
よびこの舵角センサ41の出力電圧信号に基づい
て第7図に示すグラフ特性の戻し信号iθを出力す
る戻しトルク値指示関数部42を備えてなる。 位相補償指令部5は、前記捩りトルクセンサ3
1の出力信号を入力し、その微分値に比例する信
号を発する位相補償部51、およびこの位相補償
部51の出力信号に基づいてたとえば第8図に示
すようなグラフ特性のアシスト補助信号iaを出力
する位相補償指示関数部52を備え、本実施例で
は位相補償部51の出力信号が、さらに捩りトル
クセンサ31の出力信号に加えられて加算演算部
35に入力されるよう構成される。 そして、以上に述べたアシスト指令部3からの
アシスト信号itと、戻し指令部4からの戻し信号
iθと、位相補償指令部5からのアシスト補助信号
iaとの加算信号が指令信号として駆動制御部2へ
出力されるよう構成してある。 以上の構成では、転舵操作に伴い操舵系に捩り
トルクが発生すると、捩りトルクセンサ31がこ
れを検出して出力信号を発生し、この出力信号に
基づいてアシスト指令部3よりアシスト信号が出
力され、このアシスト信号の正負判別および絶対
値に応じたデユーテイ比制御を通じて電動モータ
1の回転方向、回転トルクが制御される。ここで
捩りトルクとアシスト信号との関係をみると、基
本的には第3図のグラフに示すとおりであり、例
えば右切りの際の捩りトルクに対しては正のアシ
スト信号が捩りトルクの増加に伴い増大するよう
出力する。従つて電動モータ1は、右切りを補助
する回転方向に捩りトルクの大きさに応じた出力
トルクで回転駆動され、右切りの際の操舵力が軽
減される。なお左切りの際には、負のアシスト信
号に基づいて電動モータ1が左切りを補助する回
転方向に制御されることで、右切りの場合と同様
に作用する。 ここで捩りトルクとアシスト信号との関数特性
は、本実施例では車速センサ33の出力信号に基
づいて変化する。例えば右切りの捩りトルクに対
するアシスト信号の特性グラフを示す第5図にお
いて、車速0の状態をM0で示すと、車速がV1
V2と増加するにつれ加算定数信号の加算処理に
基づいてM1、M2と第5図のX軸方向へ平行移動
して変化し、さらに乗算定数信号の乗算処理によ
りM1はm1に、M2はm2に傾きを小さくするよう
変化する。従つて捩りトルクの大きさが同一の場
合には、アシスト信号の大きさは車速の増大に伴
つて減少する。このことは、同一捩りトルクに対
する電動モータ1の出力トルクが車速の増加に従
つて減少することを意味し、車両の停止時や低速
走行時には充分なパワーアシストが得られるもの
でありながら、高速走行時には操舵力過剰となる
ことがなく、従つて適度な操舵感覚が保証され
る。 一方、転舵操作に伴い、舵角センサ41が転舵
角を検出し、これに基づいてたとえば第7図に示
すような特性、すなわち舵角0の中立位置から左
右の転舵角±θ0の範囲では転舵角に応じて出力
し、±θ0を越えると一定値をとる特性であつて、
右転舵領域では負の値、左転舵領域では正の値と
なる戻し信号iθを戻し指令部4が出力する。従つ
て例えば右転舵角θ1で保舵している場合には、前
述した捩りトルクセンサ31の出力信号に基づく
正のアシスト信号itと、舵角センサ41の出力信
号に基づく負の戻し信号iθ1との加算信号により
電動モータ1の制御が行われる。ここでアシスト
信号itのグラフを第3図の実線で示すとすれば、
上記加算信号は破線で示すようになる。従つて右
転舵角θ1の保舵状態を解除すると、捩りトルクT
が激減することで加算信号は第3図の破線に沿つ
て直ちに負の値(左切り方向)になる。これによ
り電動モータ1に左切り方向の捩りトルクが発生
して減速機等の摩擦力や、モータの慣性モーメン
ト等を相殺することになり、このため車両の走行
時にはキヤスタ効果などにより操舵系は直進状態
へスムーズに復元し得るなどハンドル戻り動作が
良好となる。そして転舵角θの減少に伴い戻し信
号iθの大きさは次第に0に近づくべく減少し、転
舵角が中立位置または中立位置近くに戻ると、電
動モータ1の捩りトルクは消失するので、高速走
行時などにおけるハンドル手放し状態からの収束
性も向上する。 次に、車両の停止状態などにおける転舵操作、
すなわち据切り操舵について説明すると、この場
合、接地抵抗が大きいことから転舵操作に伴い捩
りトルクが急増し、捩りトルクセンサ31の出力
電圧もそれに比例して急増する。するとこの捩り
トルクの急増傾向が位相補償指示部5の位相補償
部51で検出され、捩りトルクの変化率に応じた
出力信号が捩りトルクセンサ31の出力信号に加
算されるようになる。従つて捩りトルクTが小さ
く、これに伴うアシスト信号itが未だ発生しない
段階においても、捩りトルクの増加度合が大きけ
ればアシスト信号itが直ちに出力されるようにな
り、据切り操舵に際しては電動モータ1は応答遅
れなく直ちに起動するようになり、自励振動の発
生が防止される。 また前記位相補償部51から出力信号が発せら
れると、位相補償指示関数部52からは第8図に
示す特性のアシスト補助信号iaが出力される。す
なわち捩りトルクの変化率に応じて増減し、所定
値を越えると一定値となるアシスト補助信号iaが
直ちに出力されるのである。従つて急ハンドルで
左右転舵を繰返す場合などにおいては、アシスト
補助信号iaが直ちに出力して電動モータ1の慣性
力を吸収するようになり、操舵フイーリングが向
上する。 なお前記実施例において加算定数関数部34
は、車速の増大に伴い減少する特性の加算定数信
号を発生するよう構成したが、車速の増大に伴い
増加する特性の加算定数信号を発生するようにし
てもよく、その場合には、加算演算部35におい
て捩りトルクセンサ31の出力信号に上記加算定
数信号を減算処理すればよい。 またアシスト指令部2における加算定数関数部
34、あるいは乗算定数関数部36は、そのうち
一方を省略しても車速の増大に伴いアシスト信号
値を減少補正することは可能である。
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、パワーア
シスト用の電動モータの回転方向、回転トルクを
制御する指令信号が、車速の増大に応じて減少す
るから、車両の高速運転時に操舵力過剰となつて
ハンドルが軽く感じられ不安感が生じるというこ
とが無くなる。また上記指令信号は、転舵角に応
じて捩りトルクが所定値以下となると復元方向の
値となり、モータトルクをハンドル戻し方向に出
力するから、転舵後のハンドル戻り動作が良好と
なる。さらに転舵操作により直ちにアシスト補助
信号が発生し、このアシスト補助信号を指令信号
としてモータの起動、停止を助けるので、パワー
アシストの応答追随性が向上し、これに伴い据切
り操舵時の自励振動が防止されると共に、左右転
舵を繰返す際のモータの慣性を吸収でき、操舵フ
イーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロツク
図、第2図は捩りトルクセンサの出力信号の特性
グラフ、第3図はアシスト信号の基本特性グラ
フ、第4図は加算定数信号の特性グラフ、第5図
はアシスト信号の特性変化を示すグラフ、第6図
は乗算定数信号の特性グラフ、第7図は戻し信号
の特性グラフ、第8図はアシスト補助信号の特性
グラフである。 1……電動モータ、2……駆動制御部、21…
…正負判別部、22……絶対値変換部、22……
デユーテイ制御部、24……電機子電流検出部、
25……電動モータ駆動部、3……アシスト指令
部、31……捩りトルクセンサ、32……アシス
トトルク値指示関数部、33……車速センサ、3
4……加算定数関数部、35……加算演算部、3
6……乗算定数関数部、37……乗算演算部、4
……戻し指令部、41……舵角センサ、42……
戻しトルク値指示関数部、5……位相補償指令
部、51……位相補償部、52……位相補償指示
関数部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 操舵系の捩りトルクを検出する捩りトルクセ
    ンサの出力信号に基づく指令信号に応じて電動モ
    ータの回転方向、回転トルクを制御する電動式パ
    ワーステアリング装置において、車速を検出する
    車速センサおよび舵角を検出する舵角センサを設
    けると共に、上記捩りトルクセンサの出力信号と
    車速センサの出力信号とに基づいて捩りトルクの
    増加に伴い絶対値が増大し、かつ車速の増加に伴
    い絶対値が減少する特性のアシスト信号を発生す
    るアシスト指令部と、上記舵角センサの出力信号
    に基づく戻し信号を発生する戻し指令部と、捩り
    トルクセンサの出力信号に基づいて捩りトルクの
    変化率に応じて直ちにアシスト補助信号を発生す
    る位相補償指令部とを設け、上記アシスト信号と
    戻し信号とアシスト補助信号との加算信号を指令
    信号として電動モータの回転方向、回転トルクを
    制御することを特徴とする電動式パワーステアリ
    ング装置のモータ制御装置。 2 アシスト指令部は、車速センサの出力信号に
    基づく加算定数信号を発生する加算定数関数部
    と、この加算定数信号と捩りトルクセンサの出力
    信号との加算信号が入力されるアシストトルク値
    指示関数部とを備えることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の電動式パワーステアリング装
    置のモータ制御装置。 3 アシスト指令部は、車速センサの出力信号に
    基づき車速が大となるに従つて次第に小となる乗
    算定数信号を発する乗算定数関数部を備え、乗算
    定数が乗じられたアシスト信号を発生することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の電動式パワーステアリング装置のモータ制御
    装置。 4 位相補償指令部は、捩りトルクセンサの出力
    信号の微分値に比例する信号を発生する位相補償
    部と、この位相補償部の出力信号に基づいてアシ
    スト補助信号を発生する位相補償指示関数部とを
    備えることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第3項記載の電動式パワーステアリング装置
    のモータ制御装置。 5 位相補償指令部は、位相補償部の出力信号を
    捩りトルクセンサの出力信号に加算することを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載の電動式パワ
    ーステアリング装置のモータ制御装置。
JP59220956A 1984-10-19 1984-10-19 電動式パワ−ステアリング装置のモ−タ制御装置 Granted JPS6198675A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE19853537024 DE3537024A1 (de) 1984-10-19 1985-10-17 Motorregeleinheit fuer eine elektrisch betaetigte kraftlenkvorrichtung
US07/099,689 US4800975A (en) 1984-10-19 1987-09-18 Motor control unit for electrically operated power steering devices

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JP59220956A JPS6198675A (ja) 1984-10-19 1984-10-19 電動式パワ−ステアリング装置のモ−タ制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS6198675A JPS6198675A (ja) 1986-05-16
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