JPH06263055A - 動力舵取装置の制御装置 - Google Patents

動力舵取装置の制御装置

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JPH06263055A
JPH06263055A JP5078992A JP7899293A JPH06263055A JP H06263055 A JPH06263055 A JP H06263055A JP 5078992 A JP5078992 A JP 5078992A JP 7899293 A JP7899293 A JP 7899293A JP H06263055 A JPH06263055 A JP H06263055A
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成夫 岩下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】追従性・制御精度のよい制御を行う動力舵取装
置の制御装置の提供。 【構成】図2は電動ポンプ部の制御を示すブロック図
で、破線枠1内が電圧設定手段、枠2内が電圧補正手段
を構成し、電圧設定手段1は目標電圧値V0 を与え、ド
ライバ20に対する基本的な値CB を与える。電圧補正手
段2は、電圧偏差VE を基に電圧追従速度演算部14でΔ
A を求め、追従速度補正演算部15でVE の変化率を基
に電圧追従速度補正値ΔVB を求めΔVA を補正し、演
算結果を積分してトータルの補正量ΔCを補正累積演算
部17で求めて最終的な指示電圧値C=CB +ΔCをモー
タドライバに出力する。この補正により、追従性の良い
電圧をモーターに印加することができ、結果として収束
が早くなって制御精度が上がり、ポンプの回転数を目標
通り維持できて必要なポンプ流量を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアシストトルクを制御す
るパワーステアリング装置(動力舵取装置)の制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりパワーステアリングのアシスト
トルクを油圧で制御している装置が利用されているが、
その油圧を電動ポンプで発生させる装置が提案されてい
る。この電動ポンプ式は自由にポンプの回転を制御でき
る利点をもつ。このシステムの制御で、電動ポンプのモ
ータの駆動電圧を常にフィードバック検知して、PI
(比例積分)制御でモータの印加電圧目標値に追従させ
る制御を行っているものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
PI制御を用いた制御において、その制御単独で目標値
に追従させる場合に追従速度を上げるよう設定すると、
即ち応答性を上げようとすると、制御理論でよく知られ
ているように制御値がオーバーシュートを起こすように
働く。それで制御対象がよく変化する状態にあると制御
値が追いつかず、制御精度が低下する問題がある。本シ
ステムの制御ではアシストトルクの性質上応答性を犠牲
には出来ないため、そのままでは追従速度を上げること
が出来ず、ある一定の制御精度しか得られないという問
題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、アシストトルクを制御するモータに
かかるモータ電圧を制御する動力舵取装置の制御装置に
おいて、前記モータに印加する目標電圧値を設定する電
圧設定手段と、電圧補正手段とを備え、その電圧補正手
段は、前記目標電圧値と前記モータ電圧との電圧偏差を
検出する偏差検出手段、前記電圧偏差に係数を掛けて電
圧追従速度を求める電圧追従速度設定手段、前記電圧偏
差の偏差速度を検知する偏差速度設定手段、前記偏差速
度が正の場合は前記電圧追従速度を大きく補正する電圧
追従速度補正手段、前記電圧追従速度補正手段にて補正
された電圧追従速度に基づいて求められた補正電圧値を
前記目標電圧値に加えて出力する加算手段を含むことを
特徴とする。
【0005】
【作用】目標電圧値が電圧設定手段で設定され、その値
に従って目標電圧とモータ電圧との電圧偏差を基にして
望ましい補正量を求める。その補正は、まず電圧偏差か
ら電圧偏差に比例する電圧追従速度量を求める。同時に
電圧偏差の変化を調べて偏差速度を求め、その速度が
正、即ち偏差が大きくなる場合は補正を大きくし、偏差
が小さくなる場合は補正を小さくするように電圧追従速
度量を補正する。その補正された電圧追従速度量に基づ
いて補正電圧値を求め、ドライバの駆動信号に変換して
目標電圧値と共にモータのドライバに出力する。
【0006】
【発明の効果】電圧偏差が大きくなる場合は、モータ電
圧に対する追従値がオーバーシュートするような場合で
あり、実際の印加電圧が目標値からどんどんずれていく
最中である。このときに得られる補正量はモータ電圧値
が元々の目標電圧値へ近づくような量を有し、これを強
める形で追従速度補正がなされるのでオーバーシュート
を大きく抑制する働きをする。即ち信号の振動を抑制し
て早く収束し、即ち追従性が向上し、その結果として制
御精度を高める。
【0007】
【実施例】
(第一実施例)以下、本発明を具体的な実施例に基づい
て説明する。図1は本発明に係る電動ポンプ式動力舵取
装置の構成を示した構成図である。30は自動車の車速
を検出する車速センサー、31は制御装置であり、制御
装置31は車速センサー30からの出力信号が入力さ
れ、ドライバ20に接続されており、ドライバ20は制
御装置31からの制御信号により、バッテリBからモー
タ21に電力を供給する。また、Pはモータ21により
回転されるポンプであり、モータ21と一体的に配設さ
れたポンプPとから電動ポンプは構成され、ポンプPか
ら送り出された作動流体はサーボバルブ32に供給され
る。更に、モータ21を流れる負荷電流が電流検出器3
3により検出され、モータ21に実際に印加される電圧
(以後モータ電圧VM と記す)が電圧検出器34により
検出され、その出力信号がそれぞれ制御装置31に入力
されている。35はラック&ピニオンギヤにより構成さ
れるギヤハウジングである。そして、36は補助操舵力
を発生させるパワーシリンダであり、前述したようにサ
ーボバルブ32によりパワーシリンダ36への作動流体
の給排が制御され、そのパワーシリンダ36のピストン
39の左右のステアリングロッド40を介してボール継
手41を作動させ図示しない操舵輪を回動させる。
【0008】図2は本発明の電動ポンプ部の制御を示す
ブロック線図で、破線で示す1の枠内が電圧設定手段、
2の枠内が電圧補正手段を構成している。電圧設定手段
1は目標電圧a部11と目標電圧b部12とそのいずれ
か大きい方を比較判定して目標電圧値V0 を与える回
路、及び目標電圧値V0 からドライバ20に対する基本
的な値CB を与える基本値設定部13からなっている。
電圧補正手段2は、目標電圧値V0 とモータ電圧VM
の電圧偏差VE を得て、この値を基に電圧追従速度とし
て比例する値ΔVA を求める電圧追従速度演算部14、
及びこの電圧追従速度演算部14に平行して電圧偏差の
変化率をもとに電圧追従速度の補正値ΔVB を求める追
従速度補正演算部15、モータ電圧の変化率ΔVM を求
めるモータ電圧変動演算部16があり、これらの演算結
果を積分してトータルの補正量∫Eu を求める補正累積
演算部17からなっている。制御対象のモータ21には
モータドライバ20が接続されている。
【0009】この実施例の制御は、全て図示しないCP
Uで演算処理される。これはパワーステアリング全体の
制御もCPUで処理するためであり、ここでは発明部分
に関する電動ポンプ部のみの制御ブロック線図を示して
いる。またモータに印加される電圧をフィードバックし
て取り込むためA/D変換器19を通してCPUに入力
する。CPUには車速センサ30の信号、モータ電流
値、モータ電圧値等パワーステアリング操作に必要な信
号が取り込まれる。なお、この電動ポンプ部の制御構成
は基本値設定部13で比例項、13以外の部分で従来の
PI制御となっており、従って全体としてもPI制御と
なっている。
【0010】制御対象である電動ポンプのモータ21に
対する目標電圧は、まず車速依存の目標電圧a部11、
モータ電流依存の目標電圧b部12がそれぞれ車速セン
サ30、モータ電流検出器33からの信号を基にCPU
で算出され、目標電圧a または目標電圧b のいずれか大
きい値で決まるモータの目標設定電圧値V0 が計算され
る。このV0 をやはりCPUでドライバ駆動出力のため
の基本値設定部13として演算して、ドライバ20に対
する基本設定値CB を算出する。また、A/D変換器1
9から取り込んだモータ電圧値VM と目標値との電圧偏
差VE (=V0−VM )を計算し、電圧追従速度部14
に送って電圧追従速度ΔVA を求める。同時に電圧追従
速度の補正値ΔVB を算出してΔVA に加算しΔVC
する。この実施例の場合、電圧偏差の差分を偏差変動部
23によって変化率を調べ、電圧偏差の大きさが大きく
なる場合のみスイッチSをオンとして加算し、電圧偏差
の大きさが小さくなる場合はスイッチSをオフとして補
正はしない(ΔVB =0)。次にΔVC からモータ電圧
の微分値ΔVM を減算して速度偏差Eu を算出し、これ
を累積し、補正電圧値∫Eu を演算し、そしてその演算
結果∫Eu をドライバ駆動出力補正設定部18によって
電圧補正値信号ΔCに変換し、先の基本設定値CB と加
算してドライバ20に送る。ここではドライバ20に直
流電源をスイッチングでモータ電圧制御するものを用い
ているので、直接指示された電圧をモータに印加する構
造ではない。そこで指示電圧値CはPWM(パルス幅変
調)方式等の形で出力される。補正累積演算部(積分
項)17の後のパルス化処理部18はドライバ20にそ
の信号で駆動されるタイプのものを使用しているためで
ある。なお目標電圧bは、このPWM方式がモータ電流
の大きい領域では発熱が多いので、オンオフ制御しない
で連続通電を行うために設けてある。
【0011】この制御はソフトウエアで行っているた
め、その制御演算の構成ルーチンを図3にフローチャー
トで示す。ステップ200では車速センサー、モータ電
流値から目標電圧V0 を算出する。ステップ202でモ
ータに印加された電圧をフィードバックして目標電圧と
の電圧偏差VE を求め比例項である電圧追従速度量ΔV
A を計算する。ステップ204では電圧偏差VE の変化
率を求め、その絶対値が大きくなるかどうかの判定を行
う。そして大きくなる場合にはステップ206で所定の
補正値ΔVB を与え、小さくなる場合はステップ208
でΔVB =0とする(スイッチSに相当)。そして、ス
テップ210でΔVA にΔVB を加算しΔVc とする。
ステップ212でモータ電圧値VM の微分値ΔVM を計
算してΔVc との偏差Eu(= ΔVc −ΔVM )を求め、
積分項17に出力する。その結果ステップ214で補正
値ΔCをパルス化する。そしてステップ216で目標電
圧V0 より出力の基本値CB を算出して、ステップ21
8で積分項17よりのΔCとで最終的な指示電圧値C=
B +ΔCをドライバ20に出力する。
【0012】この補正により、追従性の良い電圧をモー
タに印加することができ、ポンプの回転数を目標通り維
持できて必要なポンプ流量を維持する。その様子を図4
のグラフに目標電圧の形で模式的に示す。従来特性で
は、応答が振動的であったのが、本発明の効果によりオ
ーバーシュートを打ち消すような形で目標電圧V0 に追
従する。
【0013】(第二実施例)図5は本発明の第二実施例
のブロック線図で、図1とくらべて基本値設定部13を
取り除いた、従来のPI制御に本発明をあてはめたもの
である。目標電圧値とフィードバック電圧との電圧偏差
の比例係数を変換する電圧追従速度演算部14とパラレ
ルに追従速度補正を行う部分が追加されている(図5の
15)。但しこの成分はやはりスイッチSにより電圧偏
差の変化VE が大きくなる場合にのみオンとなるように
設定されている。
【0014】第一実施例の基本値設定部13がない第二
実施例のようなフィードバック制御についても、本発明
の効果は第一実施例同様であり、追従速度補正演算部1
5が追従値のオーバーシュートを減少させ、その分収束
が早くなり目標電圧を正確に反映するようになる。
【0015】なお本発明を特徴づける追従速度補正15
の要素は、制御理論から示されるように図6のような電
圧追従速度14の要素一つで記述されるブロック線図に
なる。これは言い換えれば、追従速度補正15の要素を
付加する代わりに電圧追従速度演算部14の特性を線型
変換特性からヒステリシス特性にすることを意味し、こ
の特性が追従性を良くする理由であるとも言える。その
ため本発明は、目的に応じて様々な特性を電圧追従速度
演算部14に与えることで、上記実施例の他にも装置の
目的に応じて最適なポンプ流量の制御を実施することが
できる利点がある。なお、上記実施例は電動ポンプ式動
力舵取装置について述べたが、本発明は電気式動力舵取
装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動ポンプ式動力舵取装置を示す
構成図。
【図2】本発明の第一実施例の構成を示すブロック線
図。
【図3】第一実施例のフローチャート図。
【図4】第一実施例の目標電圧値に対する特性図。
【図5】第二実施例の構成を示すブロック線図。
【図6】統合された電圧追従速度演算部の構成を示すブ
ロック線図。
【符号の説明】
1 電圧設定手段 2 電圧補正手段 13 基本値設定部 14 電圧追従速度演算部(電圧追従速度設定手段) 15 追従速度補正演算部(偏差速度設定手段、電圧追
従速度補正手段) 16 モータ電圧変動演算部 17 補正累積演算部(積分項) 20 モータのドライバ 21 モータ 22 バッテリ 30 車速センサー 32 サーボバルブ 35 ギヤハウジング ステップ200、216……電圧設定手段 ステップ202……偏差検出手段、電圧追従速度設定手
段 ステップ204……偏差速度設定手段を含む判定部 ステップ204、206、208、210、212……
電圧補正手段 ステップ206、208……電圧追従速度補正手段、ス
イッチSに相当 ステップ218……加算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アシストトルクを制御するモータにかかる
    モータ電圧を制御する動力舵取装置の制御装置におい
    て、 前記モータに印加する目標電圧値を設定する電圧設定手
    段と、 電圧補正手段とを備え、該電圧補正手段は、 前記目標電圧値と前記モータ電圧との電圧偏差を検出す
    る偏差検出手段、 前記電圧偏差に係数を掛けて電圧追従速度を求める電圧
    追従速度設定手段、 前記電圧偏差の偏差速度を検知する偏差速度設定手段、 前記偏差速度が正の場合は前記電圧追従速度を大きく補
    正する電圧追従速度補正手段、 前記電圧追従速度補正手段にて補正された電圧追従速度
    に基づいて求められた補正電圧値を前記目標電圧値に加
    えて出力する加算手段を含むことを特徴とする動力舵取
    装置の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0732253A2 (en) * 1995-03-13 1996-09-18 Koyo Seiko Co., Ltd. Hydraulic power steering apparatus
JP2011126442A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Stanley Electric Co Ltd ヘッドランプの光軸調整装置

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