JPH05131941A - Motor-driven power steering device - Google Patents

Motor-driven power steering device

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Publication number
JPH05131941A
JPH05131941A JP32373391A JP32373391A JPH05131941A JP H05131941 A JPH05131941 A JP H05131941A JP 32373391 A JP32373391 A JP 32373391A JP 32373391 A JP32373391 A JP 32373391A JP H05131941 A JPH05131941 A JP H05131941A
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JP
Japan
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steering
motor
vehicle speed
torque
steering angle
Prior art date
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Application number
JP32373391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Yoshikawa
一正 吉川
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
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Priority to JP32373391A priority Critical patent/JPH05131941A/en
Publication of JPH05131941A publication Critical patent/JPH05131941A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To generate a proper assist force according to a running mode, achieve a stable steering feeling, improve the operatiliby, reduce fatigue of a driver, and achieve a safe and comfortable drive. CONSTITUTION:A motor 6 connected to a steering system for generating a steering auxiliary torque, a torque sensor 11 to detect a steering torque of the steering system, a velocity sensor 12 to detect a velocity, and a control means 70 to control drive of the motor 6 based on outputs of the torque sensor 11 and the velocity sensor 12 are provided for an electric power steering device. A steering angle sensor 41 for detecting a steering angle of the steering system, and a running mode estimating means 60 for performing fuzzy inference corresponding to predetermined fuzzy rules based on the detected velocity and the steering angle and estimating a running mode are provided, where the control means 70 corrects a control value to control drive of the motor 6 based on the estimated running mode by the running mode estimating means 60.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus suitable for use in a vehicle, and more particularly to a power steering apparatus which assists a steering force with a rotational output of a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, electric power steering systems using a motor instead of a hydraulic type have been used as a vehicle power steering device, and the motor has an increasing tendency in the future due to advantages such as small size and light weight as an actuator.

【0003】図7は従来の電動式パワーステアリング装
置の機械系の一例を示す構成図であり、この図におい
て、操舵ハンドル1の回転力はハンドル軸を介してピニ
オンギアを含むステアリングギア2に伝達されるととも
に、上記ピニオンギアによりラック軸3に伝達され、さ
らにナックルアーム等を経て車輪4が転向される。ま
た、コントロール装置5により制御駆動される操舵アシ
スト(補助)モータ(DCモータ)6の回転力はピニオ
ンギアを含むステアリングギア7とラック軸3との噛み
合いによりラック軸3に伝達され、ハンドル1による操
舵を補助することになる。ハンドル1とモータ6の回転
軸はギア2、7およびラック軸3により機械的に連結さ
れている。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a mechanical system of a conventional electric power steering apparatus. In this figure, the rotational force of a steering handle 1 is transmitted to a steering gear 2 including a pinion gear via a handle shaft. At the same time, it is transmitted to the rack shaft 3 by the pinion gear, and the wheels 4 are turned through the knuckle arms and the like. Further, the rotational force of the steering assist (auxiliary) motor (DC motor) 6 controlled and controlled by the control device 5 is transmitted to the rack shaft 3 by the meshing of the steering shaft 7 including the pinion gear and the rack shaft 3, and the steering wheel 1 is used. It will assist steering. The rotating shafts of the handle 1 and the motor 6 are mechanically connected by gears 2 and 7 and a rack shaft 3.

【0004】一方、後述の操舵トルクセンサ11(図8
参照)により、操舵トルク(戻りトルク)が検出され、
車速センサ12(図8参照)より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置5によってモータ6が制御される。コントロール
装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ8
から、その動作電力が供給される。
On the other hand, a steering torque sensor 11 (see FIG.
Steering torque (return torque) is detected by
The vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12 (see FIG. 8). Then, the motor 6 is controlled by the control device 5 based on the detected torque, the vehicle speed, and the like. The control device 5 and the motor 6 have a battery 8 mounted on the vehicle.
Is supplied with its operating power.

【0005】コントロール装置5は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ6を駆動する駆動回路、モータ
6の全体的な制御を統括するコンピュータ(CPU、例
えばマイクロプロセッサ)、メモリ、コンピュータと上
記入/出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
The control device 5 includes detectors such as a current detector and a voltage detector, a drive circuit for driving the motor 6, a computer (CPU, for example, microprocessor) that controls the motor 6 as a whole, a memory, and a computer. It is composed of an interface circuit with the input / output device.

【0006】次に、図8はコントロール装置5に内蔵さ
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入/
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部10にはト
ルクセンサ11の検出トルクVTと車速センサ12の検
出車速VSとが与えられる。アシスト指令部10内のア
シストトルク値指示関数部13は検出トルクVTに応じ
てモータ6によって発生すべきアシストトルクを表す指
令値を出力する。
Next, FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device 5 in a different manner.
It is drawn together with blocks showing output devices and various circuits. In this figure, the assist command unit 10 is supplied with the detected torque V T of the torque sensor 11 and the detected vehicle speed V S of the vehicle speed sensor 12. The assist torque value instruction function unit 13 in the assist command unit 10 outputs a command value representing the assist torque to be generated by the motor 6 according to the detected torque V T.

【0007】また、乗算定数関数部14は検出車速VS
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部15にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部15から出力されるアシストトルク値
(又はモータ電流指令値)は図9に示すように、検出ト
ルクVTと検出車速VSによって定められた値となる。
Further, the multiplication constant function unit 14 detects the detected vehicle speed V S
A constant is generated according to the above, and this constant is multiplied by the above-mentioned assist torque command value in the multiplication calculator 15. As a result, the assist torque value (or motor current command value) output from the multiplication calculator 15 becomes a value determined by the detected torque V T and the detected vehicle speed V S , as shown in FIG. 9.

【0008】図9は、操舵トルクVTに応じて、一定範
囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシストト
ルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車速
Sが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を少
なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシスト
トルク)を多くするように、モータ6を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
FIG. 9 shows that when the steering torque V T is in a certain range, a motor current almost proportional to the steering torque V T flows (assist torque is generated) and exceeds the above range. as constant motor current flows (the assist torque is generated), also according to the vehicle speed V S, the motor current (assist when when the vehicle speed V S is high to reduce the motor current (assist torque), the vehicle speed V S is low It indicates that an assist command for controlling the motor 6 is generated so that the torque is increased.

【0009】検出トルクVTは位相補償部16にも与え
られ、この位相補償部16によって検出トルクVTの微
分値が乗算演算部15の出力に加算されることにより、
アシスト指令部10の出力(基準電流指令値)となって
電流制御部20に供給されるる。
The detected torque V T is also given to the phase compensator 16, and the phase compensator 16 adds the differential value of the detected torque V T to the output of the multiplication calculator 15,
The output (reference current command value) of the assist command unit 10 is supplied to the current control unit 20.

【0010】一方、電流制御部20にはアシスト指令部
10の他に、さらに回生ブレーキ指示出力部30の出力
が加算されている。回生ブレーキ指示出力部30は操舵
ハンドル1の操舵角度を検出している操舵角センサ31
の出力に基づいて操舵ハンドル1の中立位置を検出する
とともに、前述した検出トルクVTおよび検出車速VS
基づいて操舵ハンドル1の中立附近でモータ6に回生ブ
レーキをかけるように指示する指令値をアシスト指令部
10の出力に加算し、最終的な電流指令値として電流制
御部20に供給する。
On the other hand, in addition to the assist command unit 10, the output of the regenerative brake command output unit 30 is added to the current control unit 20. The regenerative braking instruction output unit 30 includes a steering angle sensor 31 that detects the steering angle of the steering wheel 1.
The command value for detecting the neutral position of the steering wheel 1 based on the output of the steering wheel 1 and for instructing the motor 6 to apply the regenerative brake near the neutral position of the steering wheel 1 based on the above-described detected torque V T and the detected vehicle speed V S. Is added to the output of the assist command unit 10 and is supplied to the current control unit 20 as a final current command value.

【0011】電流制御部20は、例えば4個のスイッチ
ング素子を含むHブリッジ駆動法に従うPWM(Pulse
Width Modulation)パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ6を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流検出部26によって
モータ6の電機子電流iaが検出され、電流偏差演算部
21において与えられた目標電流指令値と検出電流ia
との偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換
部24で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
25でPWMパルスのデューティ比が決定される。
The current control unit 20 includes a PWM (Pulse) that follows the H-bridge drive method including, for example, four switching elements.
The motor 6 is driven and controlled by a chopper operation using a (Width Modulation) pulse, and current feedback control is performed. That is, the armature current detector 26 detects the armature current ia of the motor 6, and the target current command value and the detected current ia given by the current deviation calculator 21.
The deviation from and is calculated. The absolute value of the deviation is obtained by the absolute value converter 24, and the duty generator 25 determines the duty ratio of the PWM pulse based on the absolute value.

【0012】一方、上記偏差の極性(正又は負)が正負
判別部22で判別され、生成されたデューティ比と判別
された極性はモータ駆動部23に与えられ、モータ駆動
部23はこれらの値に基づいてHブリッジ型に配線され
た4個のスイッチング素子をオン/オフ制御してモータ
6を駆動する。
On the other hand, the polarity (positive or negative) of the above-mentioned deviation is discriminated by the positive / negative discriminating section 22, and the generated duty ratio and the discriminated polarity are given to the motor drive section 23, and the motor drive section 23 determines these values. Based on the above, the four switching elements wired in the H-bridge type are turned on / off to drive the motor 6.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電動式パワーステアリング装置は車速感応型で
あり、単に低速域では軽く、高速域では重くなるように
トルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御するのみの
構成となっていたため、走行モードに応じた適切なアシ
スト力が得られず、操舵感が不安定であるという問題点
があった。
However, the above-mentioned conventional electric power steering device is of the vehicle speed sensitive type, and controls the assist force according to the torque sensor input so that it is light in the low speed range and heavy in the high speed range. However, there is a problem in that an appropriate assisting force according to the driving mode cannot be obtained and the steering feeling is unstable.

【0014】すなわち、走行モードに適した操舵力に制
御するには、車速感応型の制御だけでは不十分であり、
操作性が低下するとともに、運転者の疲労が増加し、安
全で快適なドライブを行うには十分でなかった。
That is, in order to control the steering force suitable for the traveling mode, the vehicle speed sensitive control alone is not sufficient.
The operability was reduced and the driver's fatigue was increased, which was not enough to drive safely and comfortably.

【0015】そこで本発明は、走行モードに応じた適切
なアシスト力を発生して操舵感を安定なものとし、操作
性を向上させて運転者の疲労を軽減し、安全で快適なド
ライブを行うことのできる電動式パワーステアリング装
置を提供することを目的としている。
Therefore, according to the present invention, an appropriate assisting force according to the driving mode is generated to stabilize the steering feeling, improve operability, reduce driver's fatigue, and perform safe and comfortable driving. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can be used.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明による電動式パワーステアリン
グ装置は、操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生す
るモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵
トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前
記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式
パワーステアリング装置において、操舵系の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、前記車速、操舵角に基づいて
所定のファジールールに従ってファジー推論を行い、走
行モードを推定する走行モード推定手段とを設け、前記
制御手段は、走行モード推定手段によって推定された走
行モードに基づいて前記モータの駆動を制御する制御値
を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with an electric power steering apparatus, which is connected to a steering system and generates a steering assist torque, and a steering torque of the steering system. An electric power steering system including: steering torque detecting means for detecting the vehicle speed; vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed; and control means for controlling the drive of the motor based on the outputs of the steering torque detecting means and the vehicle speed detecting means. In the device, there are provided steering angle detecting means for detecting a steering angle of a steering system, and traveling mode estimating means for estimating a traveling mode by performing fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule based on the vehicle speed and the steering angle. The means corrects the control value for controlling the drive of the motor based on the traveling mode estimated by the traveling mode estimating means. To.

【0017】また、好ましい態様として前記走行モード
推定手段は、車速検出手段の出力から求められた平均車
速と、操舵角検出手段の出力から求められた平均操舵量
をファジー入力としてファジー推論を行い、走行モード
を推定することを特徴とする。 さらに、前記走行モー
ド推定手段は、前記ファジー推論を行い、走行モードと
して市街地、郊外、屈曲路、高速のモードを推定するこ
とを特徴とする。
Further, as a preferred mode, the traveling mode estimating means performs fuzzy inference using the average vehicle speed obtained from the output of the vehicle speed detecting means and the average steering amount obtained from the output of the steering angle detecting means as a fuzzy input. It is characterized in that the driving mode is estimated. Further, the driving mode estimating means performs the fuzzy inference, and estimates a driving mode such as an urban area, a suburb, a curved road, or a high speed mode.

【0018】[0018]

【作用】本発明では、車速、操舵角に基づいて所定のフ
ァジールールに従ってファジー推論が行われて走行モー
ドが推定され、推定された走行モードに従ってモータの
駆動が制御される。したがって、走行モードに応じた適
切なアシスト力が発生し、操舵感が安定なものとなる。
In the present invention, fuzzy inference is performed according to a predetermined fuzzy rule based on the vehicle speed and the steering angle to estimate the traveling mode, and the drive of the motor is controlled according to the estimated traveling mode. Therefore, an appropriate assist force is generated according to the traveling mode, and the steering feeling becomes stable.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図6は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。本実施例の説明に当たり、
従来例と同一構成部分には同一番号を付して重複説明を
省略する。図1は本装置のハード構成を示すブロック図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are views showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention. In explaining the present embodiment,
The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of this apparatus.

【0020】この図において、40はコントロール装置
であり、コントロール装置40には操舵トルクセンサ
(操舵トルク検出手段)11、車速センサ(車速検出手
段)12、操舵ハンドル1の操舵角を検出する操舵角セ
ンサ(操舵角検出手段)41、モータ6の温度を検出す
る温度センサ42からの出力信号が入力されるととも
に、コントロール装置40はイグニションスイッチ43
およびバッテリ8に接続されている。
In the figure, reference numeral 40 is a control device, and the control device 40 includes a steering torque sensor (steering torque detecting means) 11, a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 12, and a steering angle for detecting a steering angle of the steering wheel 1. An output signal from a sensor (steering angle detection means) 41 and a temperature sensor 42 that detects the temperature of the motor 6 is input, and the control device 40 includes an ignition switch 43.
And connected to the battery 8.

【0021】コントロール装置40はモータ6の全体的
な制御を統括するCPU51、リレー駆動回路52、モ
ータ駆動回路53、モータ電流/電圧検出回路54およ
びフェールセーフ回路55によって構成される。CPU
51は操舵トルクセンサ11、車速センサ12、操舵角
センサ41、モータ温度センサ42およびイグニション
スイッチ43からの信号に基づいてモータ6の駆動制御
に必要な処理値を演算し、PWMパルスをモータ駆動回
路53に出力し、モータ駆動回路53はPWMパルスに
従ってモータ6を駆動する。
The control device 40 is composed of a CPU 51 which controls the overall control of the motor 6, a relay drive circuit 52, a motor drive circuit 53, a motor current / voltage detection circuit 54 and a fail safe circuit 55. CPU
Reference numeral 51 calculates a processing value required for drive control of the motor 6 based on signals from the steering torque sensor 11, the vehicle speed sensor 12, the steering angle sensor 41, the motor temperature sensor 42, and the ignition switch 43, and outputs a PWM pulse to the motor drive circuit. Then, the motor drive circuit 53 drives the motor 6 in accordance with the PWM pulse.

【0022】モータ電流/電圧検出回路54はモータ駆
動回路53のPWM駆動パルスからモータ電圧およびモ
ータ電流を検出してCPU51に出力する。CPU51
は、検出されたモータ電流値とモータ電圧値とに基づい
てモータ6の回転速度、回転加速度を演算するととも
に、車速、操舵トルク、モータの回転速度および回転加
速度を入力パラメータとして所定のファジールールに従
ってファジー推論を行い、走行モードを推定し、推定し
た走行モードに応じてアシスト力を補正するようにPW
M駆動パルスを制御する。
The motor current / voltage detection circuit 54 detects the motor voltage and the motor current from the PWM drive pulse of the motor drive circuit 53 and outputs them to the CPU 51. CPU51
Calculates the rotation speed and the rotation acceleration of the motor 6 based on the detected motor current value and the motor voltage value, and uses the vehicle speed, the steering torque, the rotation speed and the rotation acceleration of the motor as input parameters according to a predetermined fuzzy rule. Perform fuzzy inference, estimate the driving mode, and adjust the assist force according to the estimated driving mode.
Control the M drive pulse.

【0023】フェールセーフ回路55はモータ電流/電
圧検出回路54の出力に基づいてモータ電流等に異常が
あるときはモータ駆動回路53の作動を停止させるなど
の制御を行う。リレー駆動回路52はイグニションスイ
ッチ43がオン状態にあるとき、CPU51の指令に基
づいてパワーリレー56を作動させ、モータ駆動回路5
3にバッテリ8の電源を供給する。
The fail-safe circuit 55 performs control such as stopping the operation of the motor drive circuit 53 based on the output of the motor current / voltage detection circuit 54 when the motor current or the like is abnormal. The relay drive circuit 52 operates the power relay 56 based on a command from the CPU 51 when the ignition switch 43 is in the ON state, and the motor drive circuit 5
The power of the battery 8 is supplied to 3.

【0024】上記モータ電流/電圧検出回路54はモー
タ電流を検出する電流検出手段およびモータ電圧を検出
する電圧検出手段としての機能を有する。CPU51は
走行モード推定手段としての機能を有する。
The motor current / voltage detection circuit 54 has a function as a current detection means for detecting a motor current and a voltage detection means for detecting a motor voltage. The CPU 51 has a function as a traveling mode estimating unit.

【0025】次に、図2はコントロール装置40に内蔵
されたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入
/出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いた
ものである。この図が従来例と異なるのは、アシスト指
令部10における乗算演算部15の出力にファジー推論
部(走行モード推定手段に相当)60の出力が加算され
ている点である。ファジー推論部60には、車速センサ
12の出力信号を入力して平均車速を算出する平均車速
演算部61の出力(すなわち、平均車速)と、操舵角セ
ンサ41の出力信号を入力して平均操舵量を算出する平
均操舵量演算部62の出力(すなわち、平均操舵量)と
が入力されている。なお、操舵角センサ41の出力信号
は操舵ハンドル1が操舵された角度であり、これは操舵
された量、すなわち操舵量に相当する。
FIG. 2 is a block diagram showing various functions of the computer incorporated in the control device 40, together with blocks showing other input / output devices and various circuits. The difference between this drawing and the conventional example is that the output of the fuzzy inference unit (corresponding to the running mode estimating means) 60 is added to the output of the multiplication operation unit 15 in the assist command unit 10. The fuzzy inference unit 60 receives the output signal of the vehicle speed sensor 12 to calculate the average vehicle speed (ie, the average vehicle speed) and the output signal of the steering angle sensor 41 to input the average steering. The output of the average steering amount calculation unit 62 for calculating the amount (that is, the average steering amount) is input. The output signal of the steering angle sensor 41 is the angle at which the steering wheel 1 is steered, and this corresponds to the steered amount, that is, the steering amount.

【0026】ファジー推論部60は平均車速および平均
操舵量をファジー入力として所定のファジールールに従
ってファジー推論を行い、車両の走行モードを推定する
とともに、この推定値を乗算演算部15の出力に加算し
て電流制御部20に出力する。上記アシスト指令部10
および電流制御部20は制御手段70を構成する。
The fuzzy inference unit 60 uses the average vehicle speed and the average steering amount as fuzzy inputs to perform fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule to estimate the running mode of the vehicle and add the estimated value to the output of the multiplication calculation unit 15. Output to the current control unit 20. The assist command unit 10
The current control unit 20 constitutes the control means 70.

【0027】ここで、走行モード推定のファジールール
について説明する。図3(A)、(B)は前件部のメン
バーシップ関数で、そのうち図3(A)は平均車速に関
するメンバーシップ関数、図3(B)は平均操舵量に関
するメンバーシップ関数である。また、図3(C)は後
件部におけるファジー出力で、シングルトーン位置で表
したメンバーシップ関数である。なお、各メンバーシッ
プ関数におけるラベルの意味は、次の通りである。 PS:Positive Small(小さい) PM:Positive Medium(やや小さい) PML:Positive Medium Large(やや大きい) PL:Positive Large(大きい)
Here, a fuzzy rule for estimating the driving mode will be described. 3A and 3B are membership functions of the antecedent part, of which FIG. 3A is a membership function relating to the average vehicle speed, and FIG. 3B is a membership function relating to the average steering amount. Further, FIG. 3C is a fuzzy output in the consequent part, which is a membership function represented by a single tone position. The meaning of the label in each membership function is as follows. PS: Positive Small (small) PM: Positive Medium (somewhat small) PML: Positive Medium Large (somewhat large) PL: Positive Large (some)

【0028】ファジィルールは図4のように示され、式
を用いて表すと、次のようになる。ルールはいわゆるI
F、THEN(もし、ならば)の形式で表現される。 R1.IF 平均車速=PS AND 平均操舵量=PS THEN ファジー出力=PL(市街地) R2.IF 平均車速=PM AND 平均操舵量=PS THEN ファジー出力=PM(郊外)
The fuzzy rule is shown in FIG. 4, and is expressed as follows using an equation. The rule is so-called I
It is expressed in the form F, THEN (if any). R1. IF average vehicle speed = PS AND average steering amount = PS THEN fuzzy output = PL (city area) R2. IF Average vehicle speed = PM AND Average steering amount = PS THEN Fuzzy output = PM (Suburbs)

【0029】ファジィルールR1は、「もし、平均車速
が小さく、かつ平均操舵量が小さい場合にはファジー出
力は大きく、走行モードは市街地である。」という意味
である。
The fuzzy rule R1 means "if the average vehicle speed is small and the average steering amount is small, the fuzzy output is large and the driving mode is the city area."

【0030】また、ファジィルールR2は、「もし、平
均車速がやや小さく、かつ平均操舵量が小さい場合には
ファジー出力はやや小さく、走行モードは郊外であ
る。」という意味である。以下、他のルールも同様の手
法で判断される。
Further, the fuzzy rule R2 means "if the average vehicle speed is a little low and the average steering amount is a little, the fuzzy output is a little small and the driving mode is the suburb". Hereinafter, other rules are determined by the same method.

【0031】次に、パワーステアリング制御の動作につ
いて説明する。図5はパワーステアリング制御の処理を
示すメインプログラムである。イグニションスイッチ4
3がオンすると、まずステップS1で車速、操舵角を各
センサ12、41からそれぞれ読み込み、ステップS2
で平均車速、平均操舵角を算出する。次いで、ステップ
S3でこれらの平均車速および平均操舵角をファジー入
力として所定のファジールールに従ってファジー推論を
行い、車両の走行モードを推定する。
Next, the operation of the power steering control will be described. FIG. 5 is a main program showing the processing of the power steering control. Ignition switch 4
When 3 is turned on, first, in step S1, the vehicle speed and the steering angle are read from the sensors 12 and 41, respectively, and then in step S2.
Calculate the average vehicle speed and average steering angle. Then, in step S3, the average vehicle speed and the average steering angle are used as fuzzy inputs to perform fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule to estimate the traveling mode of the vehicle.

【0032】その後、ステップS4で走行モードの推定
値をファジー出力として乗算演算部15の出力に加算し
て電流制御部20に出力する。これにより、推定された
走行モードに応じてモータ6によるアシスト力を補正す
るようにPWM駆動パルスが制御され、走行モードに対
応する適切なアシスト力が発生する。
After that, in step S4, the estimated value of the running mode is added to the output of the multiplication calculation section 15 as a fuzzy output and output to the current control section 20. Thereby, the PWM drive pulse is controlled so as to correct the assist force by the motor 6 according to the estimated traveling mode, and an appropriate assist force corresponding to the traveling mode is generated.

【0033】ステップS3におけるファジー推論は図6
に示すサブルーチンで実行される。図3において、まず
平均車速および平均操舵角をファジー入力とした後、ス
テップS11で条件部の処理を行う。すなわち、入力値
(平均車速および平均操舵角)とその条件部メンバーシ
ップ関数から、その入力の適合度を求める。次いで、ス
テップS12で結論部の処理を行う。すなわち、条件部
処理によって求められたルール適合度を他の適合度と比
較して結論部ラベルごとのファジー出力を求める。次い
で、ステップS13で重み付け処理を行い、各ルールの
結論部に対する影響度を調整する。例えば、適合度の小
さいものを選択した後件部に与える。その後、ステップ
S14でファジー出力からそれを代表する1つの確定値
を計算する。
The fuzzy inference in step S3 is shown in FIG.
It is executed by the subroutine shown in. In FIG. 3, first, the average vehicle speed and the average steering angle are set as fuzzy inputs, and then the processing of the condition section is performed in step S11. That is, the fitness of the input is obtained from the input values (average vehicle speed and average steering angle) and the condition part membership function. Next, in step S12, the processing of the conclusion section is performed. That is, the fuzzy output for each label of the conclusion part is found by comparing the rule suitability found by the condition part processing with other suitability. Next, in step S13, weighting processing is performed to adjust the degree of influence of each rule on the conclusion part. For example, the one having the smaller matching degree is selected and given to the consequent part. Then, in step S14, one definite value representing the fuzzy output is calculated.

【0034】すなわち、後件部では上記メンバーシップ
関数をMAX合成処理によって重ね合わせて合成出力を
生成し、その後、デファジファイヤによってこの合成出
力の重心から1つの確定値を得る。このようにして走行
モードを推定し、図4に示すように、市街地、郊外、屈
曲路、高速のモードを得る。
That is, in the consequent part, the membership functions are superposed by the MAX synthesizing process to generate a synthetic output, and then the defuzzifier obtains one definite value from the center of gravity of the synthetic output. In this way, the running mode is estimated, and as shown in FIG. 4, the modes of urban area, suburb, curved road, and high speed are obtained.

【0035】このように、本実施例では車速、操舵角に
基づいて所定のファジールールに従ってファジー推論が
行われて走行モードが推定され、推定された走行モード
に従ってモータの駆動が制御される。したがって、単な
る車速感応型ではなく、走行モードに応じた適切なアシ
スト力を発生させることができ、操舵感を安定なものに
することができる。その結果、操作性が向上し、運転者
の疲労を低減させて安全で快適なドライブを行うことが
できる。
As described above, in this embodiment, the driving mode is estimated by performing the fuzzy inference based on the vehicle speed and the steering angle according to the predetermined fuzzy rule, and the drive of the motor is controlled according to the estimated driving mode. Therefore, it is possible to generate an appropriate assisting force in accordance with the driving mode rather than a mere vehicle speed-sensitive type, and to make the steering feeling stable. As a result, the operability is improved, the driver's fatigue is reduced, and safe and comfortable driving can be performed.

【0036】なお、上記実施例では平均操舵角を操舵角
センサの出力から算出しているが、これに限らず、例え
ばモータ6の電圧/電流からモータ回転速度を算出し、
さらにこれを積分した値から平均操舵角を求めるように
してもよい。このようにすると、操舵角センサが不要に
なってコストを低減することが可能になる。
Although the average steering angle is calculated from the output of the steering angle sensor in the above embodiment, the invention is not limited to this. For example, the motor rotation speed is calculated from the voltage / current of the motor 6,
Further, the average steering angle may be obtained from the integrated value. With this configuration, the steering angle sensor is not needed, and the cost can be reduced.

【0037】すなわち、まずモータ電圧VMと、モータ
電流IMの値からモータ6の回転速度dθ/dtを求め
ると、このモータ6の回転速度dθ/dtは操舵角速度
を表し、これは操舵量に対応するものとなる。その後、
モータ6の回転速度dθ/dtの算出値を積分して平均
操舵量を求める。なお、モータ6の回転速度dθ/dt
は、モータ電圧VMと、モータ電流IMの値から次式に従
って演算されるオブザーバ出力となり、これにより操舵
角センサが不要な構成になる。 VM=RaM+Kedθ/dt ただし、Ra:電機子電流、Ke:誘起電圧定数
That is, first, when the rotation speed dθ / dt of the motor 6 is obtained from the values of the motor voltage V M and the motor current I M , the rotation speed dθ / dt of the motor 6 represents the steering angular velocity, which is the steering amount. Will correspond to. afterwards,
The average steering amount is obtained by integrating the calculated value of the rotation speed dθ / dt of the motor 6. The rotation speed of the motor 6 dθ / dt
Is an observer output calculated from the motor voltage V M and the value of the motor current I M according to the following equation, which eliminates the need for a steering angle sensor. V M = R a I M + K e dθ / dt where R a is the armature current, K e is the induced voltage constant.

【0038】なお、本実施例ではファジー推論を行う走
行モード推定手段をソフトによって実現しているが、例
えばファジーチップを用いてハード的に実現してもよ
い。
In this embodiment, the running mode estimating means for performing fuzzy inference is realized by software, but it may be realized by hardware using a fuzzy chip, for example.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、ファジー推論により走
行モードを推定しているので、走行モードに応じた適切
なアシスト力を発生させることができ、操舵感を安定な
ものにすることができる。その結果、操作性が向上し、
運転者の疲労を低減させて安全で快適なドライブを行う
ことができる。
According to the present invention, since the driving mode is estimated by fuzzy inference, an appropriate assisting force can be generated according to the driving mode, and the steering feeling can be made stable. .. As a result, operability is improved,
The driver's fatigue can be reduced and safe and comfortable driving can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
一実施例のハード構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したコントロール装置に内蔵されたコ
ンピュータの各種機能をブロック的に示す図である。
FIG. 2 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device shown in FIG.

【図3】同実施例のファジー推論で用いられるメンバー
シップ関数を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a membership function used in fuzzy inference according to the embodiment.

【図4】同実施例のファジールールを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fuzzy rule of the embodiment.

【図5】同実施例のパワーステアリング制御のメインプ
ログラムのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a main program for power steering control according to the same embodiment.

【図6】同実施例のファジー推論のサブルーチンを示す
フローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a fuzzy reasoning subroutine of the embodiment.

【図7】従来のパワーステアリング装置の機械系の一例
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a mechanical system of a conventional power steering device.

【図8】従来のパワーステアリング装置のコントロール
装置に内蔵されたコンピュータの各種機能をブロック的
に示す図である。
FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in a control device of a conventional power steering device.

【図9】従来のパワーステアリング装置のアシストトル
クの特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of assist torque of a conventional power steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 モータ 10 アシスト指令部 11 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段) 12 車速センサ(車速検出手段) 20 電流制御部 40 コントロール装置 43 イグニションスイッチ 51 CPU(走行モード推定手段) 52 リレー駆動回路 53 モータ駆動回路 54 モータ電流/電圧検出回路(電流検出手段、電圧
検出手段) 55 フェールセーフ回路 60 ファジー推論部 70 制御手段
6 Motor 10 Assist Command Unit 11 Steering Torque Sensor (Steering Torque Detecting Means) 12 Vehicle Speed Sensor (Vehicle Speed Detecting Means) 20 Current Control Unit 40 Control Device 43 Ignition Switch 51 CPU (Run Mode Estimating Means) 52 Relay Drive Circuit 53 Motor Drive Circuit 54 motor current / voltage detection circuit (current detection means, voltage detection means) 55 fail-safe circuit 60 fuzzy reasoning section 70 control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display B62D 137: 00

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備え
た電動式パワーステアリング装置において、 操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 前記車速、操舵角に基づいて所定のファジールールに従
ってファジー推論を行い、走行モードを推定する走行モ
ード推定手段とを設け、 前記制御手段は、走行モード推定手段によって推定され
た走行モードに基づいて前記モータの駆動を制御する制
御値を補正することを特徴とする電動式パワーステアリ
ング装置。
1. A motor connected to a steering system for generating a steering assist torque, a steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering system, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, the steering torque detecting means and the vehicle speed. In an electric power steering apparatus including: a control unit that controls driving of the motor based on an output of a detection unit, a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering system; and a steering angle detection unit that detects the steering angle based on the vehicle speed and the steering angle. A fuzzy inference is performed according to a predetermined fuzzy rule, and a driving mode estimating means for estimating a driving mode is provided, and the control means controls the drive of the motor based on the driving mode estimated by the driving mode estimating means. The electric power steering device is characterized in that
【請求項2】 前記走行モード推定手段は、車速検出手
段の出力から求められた平均車速と、操舵角検出手段の
出力から求められた平均操舵量をファジー入力としてフ
ァジー推論を行い、走行モードを推定することを特徴と
する請求項1記載の電動式パワーステアリング装置。
2. The traveling mode estimating means performs fuzzy inference with the average vehicle speed obtained from the output of the vehicle speed detecting means and the average steering amount obtained from the output of the steering angle detecting means as fuzzy input to determine the traveling mode. The electric power steering apparatus according to claim 1, which is estimated.
【請求項3】 前記走行モード推定手段は、前記ファジ
ー推論を行い、走行モードとして市街地、郊外、屈曲
路、高速のモードを推定することを特徴とする請求項1
記載の電動式パワーステアリング装置。
3. The driving mode estimating means performs the fuzzy inference to estimate a driving mode such as city, suburb, bend road, or high speed mode.
The electric power steering device described.
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