JPH03248960A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JPH03248960A
JPH03248960A JP2045432A JP4543290A JPH03248960A JP H03248960 A JPH03248960 A JP H03248960A JP 2045432 A JP2045432 A JP 2045432A JP 4543290 A JP4543290 A JP 4543290A JP H03248960 A JPH03248960 A JP H03248960A
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JP
Japan
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steering
electric power
sensor
memory
steering device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2045432A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Nakano
秀一 仲野
Kiichi Hoshi
星 喜一
Hayato Sugawara
早人 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特にステアリングホイールを左操舵した時と
右操舵した時しこ操舵フィーリングに差のない、並びに
同車種内での操舵フィーリングに差がない良好な電動パ
ワーステアリング装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭62−152968号記載のよう
にトルクセンサのゼロ点及び舵角センサのゼロ点を制御
装置側で電気的にセットし、トルク入力信号レベルにオ
フセットの形で補正し、電動機を制御する構成となって
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、トルクセンサおよび舵角センサの中立
点の誤差のみを補正するものであって、これらのセンサ
の検出感度誤差については考慮されていなかった。更に
機械的回転部分のフリクションや、例えば減速機伝達効
率の左右差等により、左右操舵力の差が生じたり、例え
ば電動機に供給する電流が一定であっても出力アシスト
トルクに個体差が出ると云う問題があった。
また従来技術ではセンサ等のゼロ点などの補正データの
記憶方法に量産性がなく、コスト高の要因となっていた
本発明の目的は電動パワーステアリング装置のアシスト
特性を個体差、左右差なく生産供給し、使用時において
この性能を保持することができる電動パワーステアリン
グ装置を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
」1記目的を達成するために、センサなどのゼロ点およ
び、ゲイン補正値を制御装置内に記憶し、制御状態にお
いては、それらの補正値により、各センサ・データを補
正したデータしこより制御したものである。
さらに、高精度を保持させるために、記憶媒体をE2F
ROM としたものである。また、量産性を良くするた
めに、外部から個別的に書込める構成とした。
さらに、信頼性を良くするために、通常の制御状態では
書込み不可とし、特定の条件時のみ書込み可能となる構
成にした。
上記記憶情報の書込みは、トルクセンサ、舵角センサ、
電流センサ、駆動用モータ、減速機等アシスト特性に変
動を及ぼす要因を持つ要素が機能的に組合わされた後の
総合特性を測定し、この総合特性が所定の特性になる様
補正する機能を生じさせる情報を書き込み、制御時には
この情報により補正されて個体差がなくなる様に構成す
る事によって達成される。
〔作用〕
制御装置は、予めE2FROM に記憶されているセン
サなどのゼロ点、ゲイン補正値を使って、各々の入力デ
ータを補正し、誤差のないデータ値を計算すると共に、
アシスト力を決定する電流値を算出し、その電流値を出
力し制御する。それによって、トルクセンサ、舵角セン
サ、電流センサおよびモータ右・左回転時の出力特性バ
ラツキなどによる左右転舵時の操舵フィーリングの差を
なくす事ができる。
また、E2FROMへの書込みは、車両に搭載する前に
行い、その後は書込み不可能としているため該補正値な
どのデータが永久保持され、信頼性の高いものとなる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第3図は本発明を自動車用電動パワーステアリングシス
テムに適用した場合の一実施例で、1はステアリングホ
イール、2はステアリング軸、3はピニオン、4はラッ
ク、5は転向用のタイヤ、6はトルクセンサ、7はパワ
ーアシスト用の直流電動機、8は減速機構、9はコント
ロール・ユニットである。尚Bは電源用のバッテリであ
る。
この実施例は、ランクアントピニオン方式のもので、運
転者によってステアリングホイール1に与えられた操舵
力はステアリング軸2がらピニオン3を介してラック4
に伝達され、タイヤ5を所定の舵角に動かす。トルクセ
ンサ6は、ステアリンクホイール1を運転者が回転させ
たとき、このステアリングホイール1からステアリング
軸2を介してピニオン3に与えられるトルクを検出しそ
のトルクの大きさを表わす信号τを発生する働きをする
もので、例えばステアリング軸2に取付けた歪ゲージ、
もしくはステアリング軸2にねじれバネ機構を設け、こ
のねじれ量を検出する可変抵抗などから構成されたもの
で、例えば第4図(a)に示すような特性のものとなっ
ている。
また、舵角センサ16はハンドル1を運転者が回転させ
た時、車両が直進状態にある時をゼロとし、その位置か
らの絶対角度を示すもので例えば図4 (b)に示すよ
うな特性のものとなっている。
電動機7は歯車装置などからなる減速機構8とハンドル
軸2を介してラック4に補助操舵力を与える電動式のア
クチュエータとして動作する。
次に動作について説明する。
運転者によってステアリングホイール1が操作され、ス
テアリング軸2に回転操舵トルクが与えられると、トル
クセンサ6により、トルク信号τが出力される。またそ
の時のステアリングホイール位置により舵角センサより
舵角信号Oが出力される。これらの信号は、コントロー
ル・ユニット内で、車速信号■、および電流センサで検
出された電流信号iとにより、演算されデユーティ化の
パルス信号CPに変換され、パワー駆動回路11を介し
て電動機制御回路12に入力する。
第5図は電動機制御回路の一実施例で4個のFETと、
4個のフリーホイルダイオードC1および電流センサC
Dから構成される。
FETI、4のゲートは、上記演算結果が右と判定され
たとき、演算されたデユーティ比のパルス信号が、パワ
ー駆動回路を介して供給され、電動機7に、図の矢印方
向に電流が流れる。また上記演算結果が左と判定された
ときはFET2,3がオンされ、図の点線矢印方向に電
流が流れる。
そして、これらのいずれの場合でも電動機7に流れてい
る電流の大きさが電流センサCDによって検出され、電
流信号iとしてマイクロコンピュータに与えられ、電動
機7に電流が正確に供給されるようにするだめのフィー
ドバック制御を行う。
従って、運転者がステアリングホイール1を操作すると
、その時、加えられた操舵トルクの方向と大きさ、およ
びステアリングホイール位置に応じて所定値の電流第6
A図が所定の方向から電動機7に供給されトルクが発生
し、減速機構8.ステアリングホイール軸2、およびピ
ニオン3を介してラック4に与えられ、補助操舵力とな
るため、パワーステアリング装置としての機能が得られ
る。
第1図は、本発明の制御装置の一実施例を示す。
マイクロコンピュータ10は、トルクセンサ6の出力信
号τと、舵角センサ16の出力信号θと、予め車両搭載
前にE2FROM に設定されている該補正値からトル
ク値T、舵角値りを算出する。
尚トルクセンサ、舵角センサおよび電流センサなどのゼ
ロ点やゲイン値の補正係数は、例えばキースイッチ起動
時のみ、−度だけE2PROM からRAMへ転送し、
RAMから読込み、読込みを簡単にする。また、車速セ
ンサからの入力信号により第6A図に示すように車速が
高速になるとアンス1−量を小さくし、高速でステアリ
ングホイールが軽過ぎないような電流指令値Ioをアシ
スト関数発生器13により出力し、PWM変換回路14
に入力する。PWM変換回路1−4は、電流センサCD
のフィードバック電流]を入力すると同時に、該補正値
から正確な電流値■を求め最適デユーティ比を算出して
、パルス信号をパワー駆動回路11を介して電動機制御
回路のFETをオン。
オフして電動機を制御する。第2図に、一連のプログラ
ム・フローを示す。
次に、試験装置を使って、トルクセンサの補正係数の算
出および、設定方法について、試験機構成を第7図に示
し、その一実施例を説明する。
51は試験制御用モータ、52はその出力トルクを計測
する入力トルクメータ、53はパン1ヘル軸、54はギ
ヤ装置、9は電動パワーステアリング用コントロールユ
ニット、7は電動パワーステアリング用直流電動機、5
7は電動パワーステアリングの出力トルクを計測する出
力トルクメータ、58はそれらを制御する試験用制御装
置である。
次に動作について説明する。
試験制御装置はクラッチ59をオンした状態で試験制御
用モータを徐々に駆動する。この時シャフトの一端が固
定されているので駆動トルクは入力トルクメータ52を
伝わり、ハンドル軸53を介して、ギヤ装置内の電動パ
ワーステアリング用トルクセンサ58に伝わる。試験制
御装置は、入力トルクメータ52の出力を入力すると同
時に電動パワーステアリング用のトルクセンサ58の出
力を入力する。
その特性は第4A図の点線のようになる。入力トルクメ
ータの値をT I N +電動パワーステアリング角ト
ルクセンサの値をτとする。またT+=0のときの値を
TOFFとすると補正係数KTはKT=(τ−TOFF
) /TIN と求める事ができる。この補正係数を第
4A図のA〜■のように数点算出する。一連の試験終了
後、試験制御装置は、コントロールユニットの設定スイ
ッチをオンし、補正係数を出力する。コントロール・ユ
ニットは設定スイッチをオンされると、E2FROM書
込みプログラムが起動され、試験制御装置からの補正係
数情報を受信し、EzFROM にデータを書込む。
第8図に試験制御装置の試験フローを示す。
また、設定スイッチは特別膜けなくてもよく、他の入力
ラインを利用して、車両搭載時には、あり得ない情報を
使うなどの方法が考えられる。例えば、後記表1の様に
、イグニッションスイッチがオフ、エンジンがオンかオ
フを示す信号ACGのL端子信号がオフ、車速信号が停
止状態の時、エンジン回転数信号がゼロ以外の時は、通
常あり得ない条件である。この条件が安定して確立した
時、EzFROM にデータを書込むようにしてもよい
また上記動作で、クラッチ59をオフした状態で、モー
タ51を位置制御した場合には、上記同様手法により、
舵角センサの補正係数も求める事ができる。
電流センサの補正係数の算出および、設定方法について
詳細説明をする。
試験制御装置はクラッチ59をオンした状態で1 コントローラ・ユニットにシリアル通信(あるいはパラ
レル通信)にてトルク値を徐々に出力する。
コントロール・ユニットはその値により、前記記述のご
とく電動パワステ用電流電動機7を駆動する。その駆動
トルクはギヤ・アッシーを介して出力トルクメータ57
に伝わる。またその時、試験制御装置には、直流電動機
に流れる電流値が電流プローブを通じて入力されると同
時にコン1〜ロール・ユニット内の電流センサの出力が
入力される。
電流プローブの値をIIN、電流センサの値をITとす
る。またIIN=Oのときの値をl0PIFとすると補
正係数KI はに+ = (I T −I 0FF)/
 I INと求める事ができる。またIINを出力トル
クメータ57の値で代用すると、回転機構部のフリクシ
ョン、伝達効率の差、および電動機の特性差を含めた補
正係数を求める事ができ、またこれらの試験を右駆動及
び左駆動を独立に行い、左および右の補正係数を求める
事により、より精度よく求める事ができる。
同様、試験制御装置はコントロール・ユニットZ− に与えるトルク値T旧Nを徐々に出方すると同時に出力
トルクメータのTTH(直を入力する。その特性は第6
図点線のようになる。またトルク立上り点の差をT M
OFFとすると補正係数KTMはKTM:(TTM −
TMoF+−)/ THINと求める事ができる。この
補正係数もまた前記同様数点算出する。一連の試験終了
後前記同様動作にてEzFROM にデータを書込む。
従って、ステアリングホイールを操作した際に、右転舵
と左転舵に操舵感覚の差はなく、操舵フィーリングが極
めて良好となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、トルクセンサ、電流センサ(電動機の
特性を含む)のオフセットおよびゲイン補正をする事に
より、右転舵時と左転舵時のフィーリングに差がでない
効果がある。また同一車種であれば車両の違いによる操
舵特性の差もでない効果がある。
表 1
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御装置のブロック図、第2図は
本発明による制御フロー図、第3図はシステム構成図、
第4A図はトルクセンサの特性図、第4B図は舵角セン
サの特性図、第5図は直流電動機制御回路の一実施例を
示す回路図、第6A図。 第6B図はアシスト関数特性図、第7図は試験装置のシ
ステム構成図、第8図は試験装置の制御フローである。 7・・・直流電動機、6 トルクセンサ、8 ・減速機
構、9−・・コントロール・ユニット、]−〇・・マイ
クロコンピュータ、11 パワー駆動回路、12電動機
制御回路、]3・アシスト関数発生器、14・・PWM
変換回路、15・E2FROM、第 2 図 第 図 第4A 図 / 第 B 図 第 図   −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ステアリングホィールに加えられる操舵トルクを検
    出するトルク検出手段と、該トルク検出手段の出力に応
    じてステアリングホィールの操舵力を補助する電動機と
    、該電動機を制御するコントローラとを備えてなる電動
    パワーステアリング装置であつて、前記コントローラは
    、外部から書込み可能で、バッテリ端子から電源線を外
    しても書込みデータが保持され、かつ制御特性に影響を
    与えるデータが個別的に書込まれているメモリを備えて
    いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 2、請求項1記載において、メモリは書込み可能な不揮
    発性メモリであることを特徴とする電動パワーステアリ
    ング装置。 3、請求項1記載において、メモリはバックアップRA
    Mであることを特徴とする電動パワーステアリング装置
    。 4、請求項1もしくは2記載において、メモリへのデー
    タ書込みは、通常の使用状態では行われないことを特徴
    とする電動パワーステアリング装置。 5、請求項1もしくは2記載において、メモリへの書込
    みは、設定スイッチあるいは入力信号の特定の組合せに
    よつて可能となる様に構成されていることを特徴とする
    電動パワーステアリング装置。 6、ステアリングホィールに加えられる操舵トルクを検
    出するトルク検出手段と、該トルク検出手段の出力に応
    じてステアリングホィールの操舵力を補助する電動機と
    、該電動機を制御するコントローラとを備えてなる電動
    パワーステアリング装置であつて、前記コントローラは
    、外部から書込み可能で、バッテリ端子から電源線を外
    しても書込みデータが保持され、かつ制御特性に影響を
    与えるセンサ等の個別係数からなるデータが個別的に書
    込まれているメモリを備えていることを特徴とする電動
    パワーステアリング装置。
JP2045432A 1990-02-28 1990-02-28 電動パワーステアリング装置 Pending JPH03248960A (ja)

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Cited By (5)

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