JPH0687458A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

電動式パワーステアリング装置

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JPH0687458A
JPH0687458A JP4262999A JP26299992A JPH0687458A JP H0687458 A JPH0687458 A JP H0687458A JP 4262999 A JP4262999 A JP 4262999A JP 26299992 A JP26299992 A JP 26299992A JP H0687458 A JPH0687458 A JP H0687458A
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JP
Japan
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steering
torque
electric motor
road surface
surface load
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Pending
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JP4262999A
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English (en)
Inventor
Yasuo Shimizu
康夫 清水
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助操舵力を供給する電動機のイナーシャ
(慣性)の影響を軽減し、操舵感を良好に保つことので
きる電動式パワーステアリング装置を提供する。 【構成】 入力軸4にステアリングハンドル3の操舵入
力トルクTSを検出する操舵入力トルク検出器7を設
け、出力軸6に路面負荷トルクTLを検出する路面負荷
トルク検出器8を設け、検出した路面負荷トルクTLに
基づいて目標操舵トルクTSTを設定する目標操舵トル
ク設定手段22を備え、操舵入力トルク検出器7で検出
した操舵入力トルクTSと目標操舵トルク設定手段22
から出力される目標操舵トルクTSTとの偏差を零にす
るよう電動機を駆動させる電動機駆動手段23を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、操舵感の向上を図っ
た電動式パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動式パワーステアリング装置は、ステ
アリング系に電動機を備え、電動機から供給する補助操
舵力を制御装置を用いて調節することで、操舵力の軽減
を図っている。図2は従来の制御装置のブロック構成図
である。従来の制御装置51は、操舵入力トルク検出器
52で検出した操舵入力トルクTSに基づいて電動機駆
動信号DMを生成する電動機駆動信号生成手段53と、
この電動機駆動信号生成手段53から出力される電動機
駆動信号DMに基づいて電動機54へ供給する電流の極
性ならびに電流値を制御する電動機駆動回路55を備え
ている。
【0003】電動機駆動信号生成手段53は、操舵入力
トルクTSに対応して予め設定した電動機駆動信号DM
を格納した変換テーブル等で構成されている。この変換
テーブルは、操舵入力トルクTSの絶対値が小さい領域
(電動機駆動信号生成手段53内に示したグラフで範囲
Aで示す領域)では、適度の路面反力をステアリングハ
ンドル側へ与えるために、電動機駆動信号DMの出力を
小さくして補助操舵力を小さく設定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、電動機駆動
信号生成手段53内に示したグラフで操舵入力トルクT
Sが小さい領域Aでは、利得(DM/TS)が低いため
に、電動機55のイナーシャ(慣性)が操舵感に悪影響
を及ぼす。例えば、電動機のイナーシャが大きいと、ハ
ンドルを少し切っても電動機からの補助操舵力は直ちに
供給されないため、ハンドルが重く感ずることがある。
そこで、操舵入力トルクTSが小さい領域Aにおいても
利得を高くすることが望まれていた。一般的に電動機の
発生トルクは小さいので、ボールねじ機構とかウオーム
ギア機構等の減速手段を介して補助操舵力を供給してい
る。この場合、電動機のイナーシャ(慣性)は減速比に
2乗に比例することが知られている。
【0005】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、電動機のイナーシャ(慣性)が大きい
場合でも、また、減速比を大きくした場合でも、操舵感
を良好に保つ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する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動式パワーステアリング装置は、入力
軸にステアリングハンドルの操舵入力トルクを検出する
操舵入力トルク検出器を設け、出力軸に路面負荷トルク
を検出する路面負荷トルク検出器を設けるとともに、こ
の路面負荷トルク検出器で検出した路面負荷トルクに基
づいて目標操舵トルクを設定する目標操舵トルク設定手
段を備え、操舵入力トルク検出器で検出した操舵入力ト
ルクと目標操舵トルク設定手段から出力される目標操舵
トルクとの偏差を零にするよう電動機を駆動させる電動
機駆動手段を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】目標操舵トルク設定手段は、路面負荷トルク検
出器で検出した路面負荷トルクに基づいて目標操舵トル
クを設定する。電動機駆動手段は、目標操舵トルク設定
手段から出力される目標操舵トルクと操舵トルク検出器
で検出した操舵入力トルクとの偏差が零になるよう電動
機を駆動する。
【0008】よって、路面反力に応じて予め設定した目
標操舵トルクと、実際にステアリングハンドルから供給
されている操舵入力トルクとの差分のトルクを電動機か
ら補助し、その差分が零になるよう補助力が供給される
ので、路面反力に応じて一義的に操舵入力トルクが設定
される。具体的には、路面反力に応じて予め設定した操
舵入力トルクに対して、実際の操舵入力トルクが大きい
場合(すなわちハンドルが重い場合)、電動機がその差
分のトルクを補助することで、実際の操舵入力トルクを
軽減させる。また、路面反力に応じて予め設定した操舵
入力トルクに対して、実際の操舵入力トルクが小さい場
合(すなわちハンドルが軽すぎる場合)、電動機から供
給する補助力を少なくして、実際の操舵入力トルクとし
て大きなトルクを必要とする状態にする(ハンドルを重
めにする)。
【0009】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1はこの発明に係る電動式パワーステア
リング装置の構造図である。この電動式パワーステアリ
ング装置1は、操舵系2と制御装置21からなる。操舵
系2は、ステアリングハンドル3に連結された入力軸4
と、中間軸5と、出力軸6と、入力軸4と中間軸5とを
結合するとともに操舵入力トルクTSを検出する機構を
備えた操舵入力トルク検出器7と、中間軸5と出力軸6
と結合するとともに路面負荷トルクTLを検出する路面
負荷トルク検出器8と、中間軸5に電動機10からの動
力を伝達する動力伝達手段9と、電動機10と、転舵機
構11とからなる。
【0010】転舵機構11は、出力軸6の回転を自在継
手12、折曲された中継軸13、自在継手14を介して
ラック・アンド・ピニオン機構15のピニオンギア15
aへ伝達し、ラック歯15bを備えたラック軸15cを
軸方向へ移動させ、このラック軸15cの軸方向変位を
球面ジョイント16、タイロッド17、球面ジョイント
18、ナックル19を介して車輪20へ伝達して、車輪
20を揺動させ、転舵させる。
【0011】動力伝達手段9は、中間軸5に一体的に設
けられたウオームホイール9aと、電動機10の出力軸
に一体に設けられたウオームギア9bとを噛合させた減
速機構で構成していおり、電動機10の発生トルクを増
大させて中間軸5へ供給している。
【0012】制御装置21は、目標トルク設定手段22
と、電動機駆動手段23からなる。電動機駆動手段23
は、偏差演算手段24と、電動機駆動回路25を備え
る。目標トルク設定手段22は、路面負荷トルク検出器
8から出力される路面負荷トルクTLに係る信号を入力
として、目標操舵トルクTSTに係る信号を出力するも
ので、この目標トルク設定手段22は、路面負荷トルク
TLに対応して予め設定した目標操舵トルクTSTを格
納した変換テーブルで構成している。
【0013】この目標トルク設定手段22は、図1中の
グラフに示すように、路面負荷トルクTLの絶対値が小
さい範囲では利得を大きく設定し、また、路面負荷トル
クTLの絶対値が大きくなるに従って利得を小さくする
よう設定している。
【0014】偏差演算手段24は、目標操舵トルクTS
Tに係る信号と、操舵入旅行トルク検出器7で検出した
操舵入力トルクTSに係る信号との偏差を演算し、偏差
ΔTに係る信号を電動機駆動回路25へ供給する。
【0015】電動機駆動回路25は、偏差ΔTに係る信
号に基づいて電動機10へ供給する電流の極性ならびに
電流値を調整する。
【0016】以上の構成であるからこの発明に係る電動
式パワーステアリング装置1は、路面負荷トルク検出器
8で検出した路面負荷トルクTLに基づいて目標とする
(望ましい)操舵トルクTSTを設定し、操舵入力トル
ク検出器7で検出した実際の操舵トルクTSとの偏差Δ
Tが零になるよう電動機10を駆動して補助操舵力を供
給する。
【0017】偏差ΔTが零になるよう電動機10を駆動
する構成であるから、制御系の利得を常に高く設定する
ことができる。
【0018】なお、図1では、路面負荷トルク検出器8
を用いて路面負荷トルクTLを検出する構成を示した
が、電動機10の出力軸の回転速度(dθM/dt)
と、電動機電流(iM)を検出することによって、例え
ば数1に示すように路面負荷トルクTLを推定する構成
にしてもよい。
【0019】
【数1】
【0020】従来の制御では、数2に示すように、電動
機の発生トルクTM’を操舵入力トルクTSに利得kを
乗じて設定しているので、操舵トルクTSは数1より数
3のように表せる。
【0021】
【数2】
【0022】
【数3】
【0023】操舵トルクTSは一般的に路面負荷トルク
TLに比例しているのが望ましいので、従来制御では利
得kの値を4〜5程度に設定している。また、高速走行
時には路面負荷トルクTLが小さくなるので、利得kの
値を小さいして1〜2程度に設定している(車速応動制
御)。したがって、電動機イナーシャIMは、低速走行
時に1/5〜1/6に、高速走行時には1/2〜1/3
程度にしかならない。
【0024】この発明に係る制御では、路面負荷トルク
TLが操舵入力トルクTSTに近づくよう制御するもの
であるから、操舵トルクTSTと操舵入力トルクTSの
差(TST−TS)は、数4に示すように表せる。
【0025】
【数4】
【0026】この制御方式においては、利得kを例えば
100〜1000程度と大きく設定して、イナーシャ
(慣性)の項IMを1/100〜1/1000にするこ
とができる。そして、利得kをいくら大きく設定して
も、操舵入力トルクTSの値は路面負荷トルクTLに近
くなるだけで零になることはない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電動
式パワーステアリング装置は、路面負荷トルクTLに基
づいて目標とする(望ましい)操舵トルクTSTを設定
し、操舵入力トルク検出器7で検出した実際の操舵トル
クTSとの偏差ΔTが零になるよう電動機を駆動して補
助操舵力を供給する構成としたので、路面反力に応じて
一義的に操舵トルクが設定される。
【0028】よって、路面反力に応じて予め設定した操
舵入力トルクに対して、実際の操舵入力トルクが大きい
場合(すなわちハンドルが重い場合)、電動機がその差
分のトルクを補助することで、実際の操舵入力トルクを
軽減させる。また、路面反力に応じて予め設定した操舵
入力トルクに対して、実際の操舵入力トルクが小さい場
合(すなわちハンドルが軽すぎる場合)、電動機から供
給する補助力を少なくして、実際の操舵入力トルクとし
て大きなトルクを必要とする状態にする(ハンドルを重
めにする)ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電動式パワーステアリング装置
の構成図
【図2】従来の制御装置のブロック構成図
【符号の説明】
1 電動式パワーステアリング装置 3 ステアリングハンドル 4 入力軸 5 中間軸 6 出力軸 7 操舵入力トルク検出器 8 路面負荷トルク検出器 9 動力伝達機構 10 電動機 22 目標操舵トルク設定手段 23 電動機駆動手段 24 偏差演算手段 25 電動機駆動回路 TL 路面負荷トルク TS 操舵入力トルク TST 目標操舵トルク
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】動力伝達手段9は、中間軸5に一体的に設
けられたウオームホイール9aと、電動機10の出力軸
に一体に設けられたウオームギア9bとを噛合させた減
速機構で構成しており、電動機10の発生トルクを増大
させて中間軸5へ供給している。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】偏差演算手段24は、目標操舵トルクTS
Tに係る信号と、操舵入力トルク検出器7で検出した操
舵入力トルクTSに係る信号との偏差を演算し、偏差Δ
Tに係る信号を電動機駆動回路25へ供給する。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ステアリングハンドルの入力軸と出力軸との間に配置さ
    れた中間軸に電動機の動力を伝達する動力伝達手段を備
    えた電動式パワーステアリング装置において、 前記入力軸に前記ステアリングハンドルの操舵入力トル
    クを検出する操舵入力トルク検出器を設け、前記出力軸
    に路面負荷トルクを検出する路面負荷トルク検出器を設
    けるとともに、この路面負荷トルク検出器で検出した路
    面負荷トルクに基づいて目標操舵トルクを設定する目標
    操舵トルク設定手段を備え、前記操舵入力トルク検出器
    で検出した操舵入力トルクと前記目標操舵トルク設定手
    段から出力される目標操舵トルクとの偏差を零にするよ
    う前記電動機を駆動させる電動機駆動手段を備えたこと
    を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
JP4262999A 1992-09-04 1992-09-04 電動式パワーステアリング装置 Pending JPH0687458A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980304