JPH0342233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車用電動式パワステアリング装置
の制御装置に関するものである。

従来の技術 自動車において、転舵時のハンドル操作の軽減
をはかるために転舵操作時の操舵トルクを検出す
るトルクセンサを設け、これにより転舵トルクを
電気量に変換して、この電気量の変化に応じて電
動装置の出力を可変的に制御し操舵トルクに応じ
たパワアシストを行うようにした電動式パワステ
アリング装置は既に開発されている（例えば特公
昭45−41246号公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 上記のような電動式パワステアリング装置にお
いては、下記のような種々の問題点を有してい
る。

(1) 転舵後のステアリングハンドルの戻りが電動
モータの慣性力やモータ，減速器のフリクシヨ
ン等によつて悪くなる。

(2) 低速走行時に充分なパワアシストを与えよう
とすると、高速走行時には操舵力が軽くなりす
ぎ、ステアリングハンドルの切り過ぎを招く。

問題点を解決するための手段 本発明は、電動モータにより操舵のパワアシス
トを行うようにした電動式パワステアリング装置
において、ステアリングシヤフトの捩りトルク信
号に基づきアシスト方向モータ電流指令値を発す
るアシスト方向モータ電流指示部と、転舵角に応
じて直進方向に戻す方向に所定値の戻し方向モー
タ電流指令値を発する戻し方向モータ電流指示部
と、車速が大となるに従つて次第に大となる車速
係数信号を発する乗算係数指示関数部とを設け、
上記戻し方向モータ電流指示部の戻し方向モータ
電流指令値に乗算係数指示関数部の車速係数信号
を乗算して得た値と、上記アシスト方向モータ電
流指示部のアシスト方向モータ電流指令値とを加
算し、該加算値に基づき電動モータへの供給電流
値を制御する制御回路を設けたことを特徴とする
ものである。

作用 本発明は上記の構成を採ることにより下記のよ
うに作用する。

転舵角に応じて直進方向に戻す方向の所定の大
きさを有する戻し方向モータ電流指令値とステア
リングシヤフトの捩りトルク信号に基づくアシス
ト方向モータ電流指令値との加算信号で制御回路
を駆動するようにしたので、ステアリングシヤフ
トの捩りトルクが所定値以下のとき上記戻し方向
モータ電流指令値により電動モータを直進方向に
戻す方向に出力トルクが発生しハンドルの戻り方
向の運動に対する抵抗分を打消すことができ、又
上記戻し方向モータ電流指令値を車速が大となる
に従つて次第に大となるようにしたので、据切り
時又は低速走行時に充分なパワアシストを与える
と共に高速走行時における適度のパワアシストを
与えることができる。

実施例 本発明を付図実施例を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツクダイ
ヤグラムで、１はステアリングハンドルのハンド
ル角を検出する舵角センサ１１及びそれにより戻
し方向モータ電流指令値を発する戻しトルク値指
示関数部１２よりなる戻し方向モータ電流指示部
で、上記戻しトルク値指示関数部１２は転舵角が
ある角度｜θ゜｜以下の範囲では連続的に変化し、
｜θ゜｜以上では直進方向に戻す方向に一定値の戻
し方向モータ電流指令値iθを発生させるよう構成
されている。

２は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２１及びそれによりアシス
ト方向モータ電流指令値を発する出力トルク値指
示関数部２２よりなるアシスト方向モータ電流指
示部である。

３は車速を検出する車速センサ３１，該車速セ
ンサ３１の車速信号が大となるに従つて次第に大
となる車速係数信号を発する乗算係数指示関数部
３２よりなる車速補正部である。

４は戻し方向モータ電流指示部１の戻し方向モ
ータ電流指令値と車速補正部３の車速係数信号と
を乗算させる乗算演算部である。

５は正負判別部５１，電動モータ駆動部５２，
絶対値変換部５３，デユーテイ制御部５４，電機
子電流検出部５５よりなる従来の電動式パワステ
アリング装置の制御回路で、該制御回路５の出力
により電動モータ６を駆動し操舵機構７にパワア
シストを与える。

即ち、戻し方向モータ電流指示部１の戻し方向
モータ電流指令値と車速補正部３の車速係数信号
とを乗算した乗算信号とアシスト方向モータ電流
指示部２からの信号とを加算した加算信号が上記
制御回路５に入力されると、正負判別部５１によ
りその信号の極性が判別され電動モータ駆動部５
２により電動モータの回転方向が決定されると共
に、絶対値変換部５３によりその信号の絶対値を
採り、デユーテイ制御部５４により該信号の絶対
値と電機子電流検出部５５の出力とを比較してモ
ータ電流が指示値（上記信号の絶対値）通りにな
るようデユーテイ比を決め電動モータ駆動部５２
を制御するようになつている。

本発明装置の作動状況を説明する前に電動式パ
ワステアリング装置の一般的な制御態様を説明す
る。

従来の電動式パワステアリング装置は、原理的
にはステアリングシヤフトの捩りトルクを検出し
第２図に示すような捩りトルク信号V_Tを発する
捩りトルクセンサ２１を用い、この捩りトルク信
号V_Tに応じて第３図に示すような電動モータへ
のアシスト方向モータ電流指令値ｉを発する出力
トルク値指示関数部２２の該指令値ｉを制御回路
５に入力することにより転舵時のパワアシスト制
御を行つている。

即ち、転舵に際しステアリングハンドルをわず
かに廻したところで捩りトルク信号V_Tが第２図
のV_R1又はV_L1に達すると、その信号V_R1又はV_L1
によりハンドルの操作方向が右切りか左切りであ
るかを判断し電動モータに流すべき電流の方向を
定める。更にハンドルを回転操作し、捩りトルク
信号V_TがV_R2又はV_L2のレベルに達するとその信
号によつて制御回路が作動しはじめ、それ以後は
捩りトルク信号に応じて第３図に示すような電流
制御を行い、ステアリングシヤフトの捩りトルク
に応じた電動モータのパワアシストを得るように
なつている。

本発明では第１図に示すように、従来のステア
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２１及びその捩りトルク信号に基づきア
シスト方向モータ電流指令値を発する出力トルク
値指示関数部２２よりなるアシスト方向モータ電
流指示部２に加え、ステアリングハンドルのハン
ドル角を検出する舵角センサ１１及びその信号に
基づき戻し方向モータ電流指令値を発する戻しト
ルク値指示関数部１２よりなる戻し方向モータ電
流指示部１と、車速を検出する車速センサ３１及
び車速が大となるに従つて次第に大となる車速係
数信号を発する乗算係数指示関数部３２よりなる
車速補正部３とを設け、上記アシスト方向モータ
電流指示部２のアシスト方向モータ電流指令値ｉ
と、戻し方向モータ電流指示部１の戻し方向モー
タ電流指令値iθに車速補正部３の車速係数信号Ｓ
を乗算した値Ｓ・iθとを加算した加算値ｉ＋Ｓ・
iθにて、電動モータへの供給電流値を制御する制
御回路５を設けたことを特徴とするものである。

即ち、戻し方向モータ電流指示部１は第４図に
示すように転舵角がある角度｜θ゜｜以下の範囲で
は連続的に変化し、｜θ゜｜以上では直進方向に戻
す方向にある一定値の戻し方向モータ電流指令値
iθを発するよう構成されている。

例えばハンドルを右に切つた場合この舵角によ
る戻し方向モータ電流指令値−iθと前記車速係数
信号Ｓとを乗算した乗算信号−Ｓ・iθを第３図の
アシスト方向モータ電流指令値ｉに加えると、こ
の加算によりアシスト方向モータ電流指令値ｉは
徐々に下方向に平行移動し、転舵角がθ゜を越える
と第５図に示すようにアシスト方向モータ電流指
令値ｉがＳ・iθだけ下方に平行移動した信号を得
ることになる。

この出力信号に基づき、制御回路５は第５図に
おいて実線示の従来の電流制御特と点線示のよう
に−Ｓ・iθに相当する分だけ下方向に平行移動し
た電流制御特性にて電動モータ６のトルク制御を
行い操舵機構７にパワアシストを行う。

上記において、車速係数信号Ｓは第６図に示す
ように車速が大となるに従つて次第に大となるよ
う設定されているので第５図点線示のようにＳ・
iθで表わされる電流制御特性の下方向への平行移
動量は車速が大となるに従つて次第に大となり、
高速走行時のパワアシスト量を減少させ適度の操
舵力を与えることができる。

以上のように電動モータ６によるパワアシスト
を伴う転舵が完了し直進走行に戻る際にステアリ
ングハンドルの操作力を減ずるとアシスト方向モ
ータ電流指令値ｉは零となる。そのとき転舵角は
当然θ゜以上であるので、制御回路５の制御特性は
第５図点線示のように下方向にＳ・iθに相当する
分だけ平行移動した状態となつており、従つてア
シスト方向モータ電流指令値ｉ又は零に近くなつ
たときＳ・iθで表わされる左切り方向の出力を発
し、電動モータ６はハンドル戻り方向に回転す
る。

その電動モータ６の回転トルクは電動モータの
慣性力や減速機のフリクシヨン等よりなるハンド
ルの戻り方向の運動に対する抵抗分を打消すの
で、操舵機構７は車輪側のキヤスタ効果等によつ
て適確に直進方向に戻る。

操舵機構が直進位置近くになり舵角がθ゜以内の
範囲に入ると第４図のように戻し方向モータ電流
指令値は徐々に零に近づくので、制御回路５の制
御特性は第５図の点線示の状態から徐々に上方向
に平行移動し、左切り方向の出力Ｓ・iθも徐々に
小となり、直進位置に戻つたところで、制御回路
５の制御特性は第５図実線示のように従来のもの
と同じ状態に戻る。

尚上記においてアシスト方向モータ電流指令値
が零の状態における戻り方向トルクを発生させる
べき戻し方向モータ電流指令値iθは戻しトルク値
指示関数部によつて決定されるので、該戻しトル
ク値指示関数部１２の関数を適切に設定すること
によりキヤスタ効果による車輪側からのハンドル
戻し力に抵抗となる要素を丁度打消すべきモータ
トルクの発生を得ることができる。

尚上記実施例においては舵角センサとしてステ
アリングハンドルのハンドル角を検出するものを
用いたが、ラツクピニオン式ギヤボツクスを用い
たものにおいてはラツク軸のストローク量又はキ
ングピン回転角等を用いることができるのは勿論
である。

又戻し方向モータ電流指示部はある角度｜θ゜｜
以上では直進方向に戻す方向にある一定値の戻し
方向モータ電流指令値を発するものをあげたが、
転舵角が大となるに従つて次第に大小は小となる
戻し方向モータ電流指令値を発するものを用いて
もよい。

車速係数指示関数部３２の発する車速係数信号
を第６図の点線示のように設定することにより、
車速が零又は零に近いところで戻し方向のモータ
電流指令値を減らしアシスト方向のパワアシスト
量を増加させることも可能である。

発明の効果 本発明は、ステアリングシヤフトの捩りトルク
によるアシスト方向モータ電流指令値と、舵角に
応じて直進方向に戻す方向に所定値の戻し方向モ
ータ電流指令値を発する戻し方向モータ電流指示
部の該戻し方向モータ電流指令値に乗算係数指示
関数部の車速係数信号を乗算して得た値とを加算
し、この加算値にて電動モータへの電流制御特性
を転舵角が中立より右の場合は下方向に、左向の
場合は上方向に平行移動させ、これによりアシス
ト方向モータ電流指令値が零又は零に近い状態で
ハンドル戻し方向に電動モータの出力を発生させ
るようにしたもので、電動モータの慣性力や減速
機のフリクシヨン等よりなるハンドルの戻り方向
に対する抵抗分を打消すことができ電動式パワス
テアリング装置の舵の戻り特性の著しい改善をは
かり得るばかりか、高速走行時転舵角に対し操舵
力が比較的小なる走行条件において適当な復元力
が得られ、旋回中の保舵感覚及び操舵感覚が優
れ、手放し収束性の向上も図れるものである。

又アシスト方向の補助操舵力を車速が大きくな
るに従つて小にできるのでステアリングハンドル
の切り過ぎを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツクダイヤ
グラム、第２図及び第３図は従来の電動式パワス
テアリング装置の制御態様を示すもので、第２図
はステアリングシヤフトの捩りトルク信号特性
図、第３図は捩りトルク信号に基づく電動モータ
への電流制御特性図である。第４図乃至第６図は
本発明による電動式パワステアリング装置の制御
態様の１例を示す図で、第４図は舵角信号特性
図、第５図はアシスト方向モータ電流指令値と戻
し方向モータ電流指令値との加算信号に基づく電
動モータへの電流制御特性図、第６図は車速係数
信号特性図である。 １…戻し方向モータ電流指示部、１１…舵角セ
ンサ、１２…戻しトルク値指示関数部、２…アシ
スト方向モータ電流指示部、２１…捩りトルクセ
ンサ、２２…出力トルク値指示関数部、３…車速
補正部、３１…車速センサ、３２…乗算係数指示
関数部、４…乗算演算部、５…制御回路、６…電
動モータ、７…操舵機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動モータにより操舵のパワアシストを行う
   ようにした電動式パワステアリング装置におい
   て、ステアリングシヤフトの捩りトルク信号に基
   づきアシスト方向モータ電流指令値を発するアシ
   スト方向モータ電流指示部と、転舵角に応じて直
   進方向に戻す方向に所定値の戻し方向モータ電流
   指令値を発する戻し方向モータ電流指示部と、車
   速が大となるに従つて次第に大となる車速係数信
   号を発する乗算係数指示関数部とを設け、上記戻
   し方向モータ電流指示部の戻し方向モータ電流指
   令値に乗算係数指示関数部の車速係数信号を乗算
   して得た値と、上記アシスト方向モータ電流指示
   部のアシスト方向モータ電流指令値とを加算し、
   該加算値に基づき電動モータへの供給電流値を制
   御する制御回路を設けたことを特徴とする電動式
   パワステアリング装置の制御装置。