JPH0415173A - 動力舵取装置 - Google Patents

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］ 本発明は自動車に装備される電動式の動力舵取装置に関
する。

〔従来技術〕

自動車に装備される電動式の動力舵取装置は自動車の操
舵に要する操作力をモータを用いて補助するものであり
、これは操舵輪が軸を介して連動連結された舵取機構に
、操舵輪に加えられる回転力を検出するトルクセンサと
舵取機構の動作を補助するモータとを設け、トルクセン
サの検出値に応じてモータを駆動させることにより操舵
輪の操作力を軽減するように構成しである。このような
動力舵取装置においては、モータの慣性、モータと舵取
機構との間に介装される減速機の摩擦等による舵取機構
の応答性の悪化及び電気回路における位相遅れ等の問題
があった。これの解決手段として特開昭６１−１１５７
７１号公報にトルクセンサの検出信号を微分処理するこ
とによってモータの電流を調整し応答性の悪化等に対処
するものが開示されている。

これは、トルクセンサの検出信号を微分処理し、トルク
センサの検出信号に応じて求めた仮の制御値に微分処理
した信号を加算し、トルクセンサが検出する操舵力に対
応させて、舵取機構を時間的に遅れることなく操作する
ように構成したものである。

このような装置においては、トルクセンサの検出信号と
モータを駆動させる電流の仮の目標値とが予め関数化さ
れており、この関数を用いて前記検出信号から前記電流
の仮の目標値を定め、この仮の目標値に前記検出信号を
微分処理した信号を加算してモータを駆動する電流の最
終的な目標値を決定する。そして決定された目標値に前
記電流を制御し、操舵の補助を行っていた。前記微分処
理を受ける検出信号は、電流の仮の目標値を定める検出
信号と同一の信号を用いていた。このような電流の仮の
目標値を定めるための検出信号は、検出された操舵トル
クの値に対応する電圧信号である。

第５図は操舵トルクと電圧信号との関係の一例を示すグ
ラフであり、継軸に信号電田を、横軸に操舵トルクをと
り、これらの関係を示しである。

検出された操舵トルクが通常の走行状態における操舵補
助を行うために必要とされる検出範囲を超える場合は、
その電圧を飽和させである。即ち前記検出範囲が操舵ト
ルクの検出有効幅となる。前記微分処理は、前記電流の
仮の目標値を定めるための検出信号と同一の信号に対し
て行われるため、前記検出範囲で有効である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような装置において、前記微分処理
を受ける操舵トルクの検出信号は、モータを駆動させる
電流の仮の目標値を定める検出信号と同一の信号であり
、実際の操舵トルクがその検出範囲を超える領域での操
舵状態においては、信号電圧が飽和するようになってい
るため、実際の操舵トルクが変動しているのにも関わら
ずその操舵トルクの微分値は常にＯであって、微分処理
が有効ではなく、舵取機構の応答性が悪化するという問
題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、広い
範囲の操舵トルクの値について微分制御を行うことを可
能とすることによって、広い範囲の操舵トルクの検出値
に亘って舵取機構の応答性の悪化の抑制を図る動力舵取
装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、舵輪に加えられる操舵ト
ルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと
、該モータの駆動電流の仮の制御値を前記トルクセンサ
の検出信号に応じて定め、定められた仮の制御値を、前
記トルクセンサの検出信号を微分した信号に基づいて調
節する制御部とを備えた動力舵取装置において、前記仮
の制御値を定めるためのトルクセンサの第１の検出信号
を前記制御部に与える手段と前記仮の制御値を調節する
ためのトルクセンサの第２の検出信号を前記制御部に与
える手段とを備え、第２の検出信号の有効検出幅を第１
の検出信号の有効検出幅よりも広くしてあることを特徴
とする。

Ｃ作用〕 本発明にあっては、モータを駆動する電流の仮の制御値
を定めるための第１の検出信号と、前記仮の制御値を調
節するための第２の検出信号とは各別の手段によって制
御部に与えられるが、これらの手段は第２の検出信号の
有効検出幅が、第１の検出信号の有効検出幅よりも広く
なるようにしであるので、第１の検出信号の有効検出幅
を超えるトルク領域で操舵トルクが変動した場合でも、
第２の検出信号はこの操舵トルクの変動を捉えており、
前記仮の制御値を調節するための第２の検出信号の微分
値は有効であるのでその微分結果によって前記仮の制御
値を調節できる。

（実施例） 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置の制御系
の構成を示すブロック図である。

制御部１の入カポ−）　ａｌには、図示しない舵取機構
に軸を介して連動連結された操舵輪に加えられる回転力
を検出する第１トルクセンサ２１の検出信号が、信号の
ゲイン及び上、下限値を設定する増幅回路３を介して操
舵トルクの第１検出信号Ｔとして与えられており、入カ
ポ−）　ａ２には前記増幅回路４を介さない第１トルク
センサ２１の検出信号が第２検出信号Ｔ２として与えら
れている。

入力ポートａ、には、第１トルクセンサ２１と同様に図
示しない舵取機構に軸を介して連動連結された操舵輪に
加えられる回転力を検出する第２トルクセンサ２２の検
出信号が与えられている。入カポ）　ａ＜には車両の走
行速度を検出する車速センサ３の出力信号が与えられて
いる。入カポ−）ａ５には後述する舵取モータ６の駆動
電流を検出するモータ電流検出回路７の出力である電流
検出信号Ｉｓが与えられている。

一方、制御部１の出力ボートｂ、には前記舵取機構の舵
取補助動作を行う舵取モータ（以下、モータという）６
を駆動するモータ駆動回路５が接続しである。

制御部１の入力ポートａ１　に与えられた第１検出信号
Ｔ１は位相補償部１１に与えられてその位相を進められ
、位相補償された前記第１検出信号Ｔ。

を人力とし、モータ電流の仮の目標値である目標電流１
を出力とする関数発生部１２に与えられる。

この関数発生部１２では、図中に示される如く前記第１
検出信号Ｔ、が所定不感帯を趙えると、第１検出信号Ｔ
、の増加に従って目標電流Ｉが比例的に増加し、さらに
第１検出信号Ｔ１が所定値以上になると目標電流Ｉが飽
和するような関数が、入力ポートａ４に与えられた車速
センサ３の検出信号である車速■（但しν１〈ν２〈ｖ
３・・・）に応じて可変的に定められている。前記関数
は車速Ｖ、、Ｖ２．Ｖ。

・・・が大となるに従って第１検出信号Ｔ１に対する目
標電流Ｉの比が小となると共に、目標電流■の飽和値が
小となるようになっている。関数発生部工２では位相補
償部１１から与えられた第１検出信号Ｔ、に応じて目標
電流Ｉを定め、これを加算器１３へ与える。

入カポ−１−ａｚに与えられた前記第２検出信号Ｔ２は
微分演算部１４において微分され、この微分結果が加算
器１３へ与えられる。加算器１３では関数発生部１２及
び微分演算部１４より与えられた目標電流１及び前記微
分結果を加算し、加算結果を減算器１５へ与える。

また、人力ボートａ３に与えられた第２トルクセンサ２
２の検出信号は、故障時に各種制御装置のインターロッ
クを行うためのフェイルセーフ処理に用いられる。

人カポ−）ａ、に与えられた電流検出信号Ｉｓは減算器
１５へ与えられる。減算器１５では加算器１３の加算結
果から電流検出信号Ｉｓを減算し、この減算結果を、出
力ボートｂｌを介してモータ駆動回路５へ与える。

第２図は前記第１検出信号Ｔ、及び第２検出信号Ｔ２に
おける操舵トルクと電圧信号との関係の一例を示すグラ
フであり、縦軸に信号電圧を、横軸に操舵トルクをとり
、これらの関係を第１検出信号Ｔ、は図中−点鎖線、第
２検出信号Ｔ２は実線にて示しである。第１検出信号Ｔ
１においては、検出された操舵トルクが通常の走行状態
における操舵補助を行うために必要とされる検出範囲を
超える場合は、増幅回路４にてその電圧を飽和させであ
る。第１検出信号Ｔ１では、前記検出範囲が操舵トルク
の検出有効幅となる。一方、第２検出信号Ｔ２において
は、この信号は増幅回路４にて増幅されず、第１トルク
センサ２１から直接的に入力ポートａ２に与えられてい
るため、第１検出信号Ｔ、よりも信号のゲインが低い。

このため第２検出信号Ｔ２の検出有効幅は第１検出信号
Ｔ、の検出有効幅よりも広く、第２検出信号Ｔ２からは
第１検出信号Ｔ、の飽和領域での操舵トルクの情報を得
ることができる。これにより、微分演算部１４により行
われる微分演算では、第１検出信号Ｔの検出有効幅を超
える操舵トルクについても目標電流Ｉの調節に有効な微
分値が得られるようになっている。

次に、前述の如く構成された制御部１の動作内容につい
て第３図に示すフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、入カポ−）　ａｌに入力される第１検出信号Ｔｌｌ
　入カポ−）　ａ２に人力される第２検出信号Ｔｅｌ入
カポートａ４に入力される車速■の検出信号、入力ポー
トａｓに入力される電流検出信号（Ｓを夫々読込み（ス
テップ１）、位相補償部１】にて入力ポートａ＋から読
み込まれた第１検出信号Ｔ１の位相を進める位相補償を
行う（ステップ２）、また、入力ポートａ２から読み込
まれた第２検出信号Ｔ２は微分演算部１４にて微分され
る（ステップ３）。これにより操舵トルクの変動率が求
められる。

そして、関数発生部１２において、位相補償された第１
検出信号Ｔ、と入力ポートａｍに与えられた車速■とに
基づいて目標電流Ｉを決定する（ステップ４）。目標電
流■が決定されると、加算δ１３において目標電流■に
微分演算部１４の微分結果が加算されてモータ６の駆動
のための最終的な目標電流が決定され、減算δ１５にお
いて、この目標電流から入力ポートａ５に与えられた電
流検出信号Ｉｓが減算され、この減算結果がモータ駆動
回路５にてＰＴＤ制御されることによりモータの目標電
圧が決定される（ステップ５）。モータ駆動回路５は前
記目標電圧にてモータ６を駆動しくステップ６）、操舵
補助を行う。

第４図は本発明の他の実施例を示す動力舵取装置の制御
系の構成を示すブロック図であり、第１図と同様のもの
には同番号を付し、説明を省略する。第４図においては
、第１トルクセンサ２１の検出信号である第１検出信号
Ｔ、は、第１トルクセンサ２１又は第２トルクセンサ２
２の検出回路を調整することにより、第２トルクセンサ
２２の検出信号である第２検出信号Ｔ２よりも信号のゲ
インを大としている。入力ポートａ１には第１トルクセ
ンサ２１から前述の如き増幅回路４を介さず直接的に操
舵トルクの検出信号が与えられるようになっている。ま
た、本来は前述した如きフェイルセーフ処理のために操
舵トルクを検出するセンサである第２トルクセンサ２２
から入力ポートａ２にその検出信号が直接的に与えられ
るようになっており、該検出信号は微分演算部１４にて
微分される信号とフェイルセーフ処理を受ける信号とに
分流されるようになっている。このように微分演算部１
４にて微分される第２検出信号Ｔ２は、目標電流■を定
める第１検出信号Ｔ、よりも信号のゲインが小さいもの
になり、第１検出信号Ｔ、よりも幅が広い操舵トルクの
範囲において微分可能となっている。

前述した如く検出された操舵トルクの微分値に基づいた
電流値でモータ６の目標電流Ｉを調節すると、操舵トル
クの微分値がモータ６の最終的な目標電流を唐、速に変
化させるため、トルクセンサが検出する操舵輪の回転に
対して応答遅れが生じることなく、モータ６の駆動力が
舵取機構に伝達されるのである。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る動力舵取装置においては、モー
タを駆動する電流の仮の制御値を調節するための第２の
検出信号は、この仮の制御値を定めるための第１の検出
信号よりも操舵トルクの検出有効幅を広くしてあり、極
めて大きい操舵トルクの値についても微分制御を行うこ
とができるため、広い範囲の操舵トルクに亘って舵取機
構の応答性の悪化を抑制することが可能となり、操舵感
覚が良好となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る動力舵取装置の制御系の構成を示すブロック
図、第２図は前記第１検出信号及び第２検出信号におけ
る操舵トルクと電圧信号との関係の一例を示すグラフ、
第３図は本発明の動作説明のためのフローチャート、第
４図は本発明の他の実施例を示す動力舵取装置の制御系
の構成を示すブロック図、第５図は操舵トルクと電圧信
号との関係の一例を示すグラフである。 ■・・・制御部　　　３・・・車速センサ　　６・・・
舵取モータ　　２１・・・第１トルクセンサ　２２・・
・第２トルクセンサ 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 左 Ｏ 操舵トルク 第 図 右 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵輪に加えられる操舵トルクを検出するトルクセン
   サと、操舵補助用のモータと、該モータの駆動電流の仮
   の制御値を前記トルクセンサの検出信号に応じて定め、
   定められた仮の制御値を、前記トルクセンサの検出信号
   を微分した信号に基づいて調節する制御部とを備えた動
   力舵取装置において、 前記仮の制御値を定めるためのトルクセンサの第１の検
   出信号を前記制御部に与える手段と 前記仮の制御値を調節するためのトルクセンサの第２の
   検出信号を前記制御部に与える手段と を備え、第２の検出信号の有効検出幅を第１の検出信号
   の有効検出幅よりも広くしてあることを特徴とする動力
   舵取装置。