JPH0725313B2 - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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JPH0725313B2
JPH0725313B2 JP26480389A JP26480389A JPH0725313B2 JP H0725313 B2 JPH0725313 B2 JP H0725313B2 JP 26480389 A JP26480389 A JP 26480389A JP 26480389 A JP26480389 A JP 26480389A JP H0725313 B2 JPH0725313 B2 JP H0725313B2
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calculation
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俊彦 大道
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Koyo Seiko Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は舵輪操作に要する力をモータの回転力により補
助する電動式の動力舵取装置(パワーステアリング)に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric power steering apparatus (power steering) that assists a force required for operating a steering wheel with a rotational force of a motor.

〔従来技術〕[Prior art]

舵輪に加えられた操舵トルクを検出し、この検出トルク
が所定の不感帯を超える場合に、前記検出トルクに比例
した駆動電流を操舵補助用のモータに通流させて該モー
タを駆動し、自動車の操舵に要する力を該モータの回転
力により補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚を提供す
る電動式の動力舵取装置が開発されている。
The steering torque applied to the steered wheels is detected, and when the detected torque exceeds a predetermined dead zone, a drive current proportional to the detected torque is caused to flow through a motor for steering assistance to drive the motor, and An electric power steering apparatus has been developed in which a force required for steering is assisted by a rotational force of the motor to provide a driver with a comfortable steering feeling.

このような動力舵取装置においては、高速走行時の操舵
補助力が大きい場合、操舵感覚にふらつき感を感じると
共にモータの慣性力に起因する操舵感覚の不自然さを感
じるという問題がある。そして、前記問題を解決するた
めに、モータの回転検出器から得られる舵輪回転の角速
度と車速検出器から得られる車速とに基づく補正値を、
モータに通流される駆動電流の目標値から減算すること
により操舵補助力を減少させる制御を行い、操舵感覚の
ふらつき感及び不自然さを抑制していた。
In such a power steering apparatus, when the steering assist force during high-speed traveling is large, there is a problem in that the steering feeling feels unstable and the steering feeling is unnatural due to the inertial force of the motor. Then, in order to solve the problem, a correction value based on the angular velocity of the steering wheel rotation obtained from the rotation detector of the motor and the vehicle speed obtained from the vehicle speed detector,
The control for reducing the steering assist force is performed by subtracting from the target value of the drive current flowing through the motor, and the fluctuation feeling and the unnaturalness of the steering feeling are suppressed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、前述の如き舵輪回転の角速度と車速とに
基づいて操舵補助力を減少させる制御を行う場合、前記
角速度を得るためにモータの回転位置を検出する回転検
出器が必要であるが、この回転検出器を備えることによ
り動力舵取装置が高価となるという問題があった。
However, when performing the control for reducing the steering assist force based on the angular velocity of the steering wheel rotation and the vehicle speed as described above, a rotation detector that detects the rotational position of the motor is necessary to obtain the angular velocity, but this rotation There is a problem that the power steering apparatus becomes expensive due to the provision of the detector.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、モー
タの端子電圧及び駆動電流からモータの逆起電圧を求
め、該逆起電圧からモータの回転角速度及び舵輪の相対
舵角を求めることによって、モータの回転検出器を備え
ることなく操舵補助に関する制御を行うことが可能であ
り、安価である動力舵取装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and by obtaining the counter electromotive voltage of the motor from the terminal voltage and drive current of the motor, and by obtaining the rotational angular velocity of the motor and the relative steering angle of the steered wheels from the counter electromotive voltage. An object of the present invention is to provide an inexpensive power steering apparatus that can perform control related to steering assistance without providing a motor rotation detector.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明に係る動力舵取装置は、舵輪に加えられる操舵ト
ルクに応じて駆動される操舵補助用のモータを備えた動
力舵取装置において、前記モータの端子電圧を検出する
電圧検出手段と、前記モータの駆動電流を検出する電流
検出手段と、該電流検出手段の所定の検出結果と、該検
出結果に対応する前記電圧検出手段の複数の検出結果の
平均値との複数個のデータから前記モータの内部抵抗を
算出する内部抵抗算出手段と、該内部抵抗算出手段の算
出結果、前記電圧検出手段の検出結果及び前記電流検出
手段の検出結果から前記モータの逆起電圧を算出する逆
起電圧算出手段と、該逆起電圧算出手段の算出結果から
前記モータの回転角速度を算出する回転角速度算出手段
と、前記逆起電圧算出手段の算出結果から相対的舵角を
算出する相対舵角算出手段とを具備することを特徴とす
る。
A power steering apparatus according to the present invention is a power steering apparatus including a steering assisting motor driven according to a steering torque applied to a steering wheel, wherein voltage detection means for detecting a terminal voltage of the motor, and The motor is detected from a plurality of data of current detection means for detecting a drive current of the motor, a predetermined detection result of the current detection means, and an average value of a plurality of detection results of the voltage detection means corresponding to the detection result. Internal resistance calculation means for calculating the internal resistance of the motor, and a counter electromotive voltage calculation for calculating the counter electromotive voltage of the motor from the calculation result of the internal resistance calculation means, the detection result of the voltage detection means and the detection result of the current detection means. Means, a rotational angular velocity calculation means for calculating the rotational angular velocity of the motor from the calculation result of the counter electromotive voltage calculation means, and a relative steering angle for calculating a relative steering angle from the calculation result of the counter electromotive voltage calculation means. Characterized by comprising a means out.

〔作用〕[Action]

検出されたモータの駆動電流と、これに対応する端子電
圧検出結果の平均値との複数個のデータからモータの内
部抵抗が求められ、端子電圧から前記内部抵抗と駆動電
流との積を減算して逆起電圧が求められる。この逆起電
圧に、モータ毎の特性として定められる逆起電圧に対す
る回転角速度の比を乗算してモータの回転角速度が求め
られる。そして、前記逆起電圧を積算して相対舵角が求
められる。このように回転角速度と操舵位置とが、モー
タの駆動電流及び端子電圧に基づいて求められるため、
モータの回転検出器が不要である。
The internal resistance of the motor is obtained from a plurality of data of the detected motor drive current and the corresponding average value of the terminal voltage detection results, and the product of the internal resistance and the drive current is subtracted from the terminal voltage. And the back electromotive force is obtained. The counter electromotive voltage is multiplied by the ratio of the rotational angular velocity to the counter electromotive voltage determined as a characteristic of each motor to obtain the rotational angular velocity of the motor. Then, the counter rudder voltage is integrated to obtain the relative steering angle. In this way, the rotational angular velocity and the steering position are obtained based on the motor drive current and the terminal voltage,
No motor rotation detector is required.

〔実施例〕 以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第1図は本発明に係る動力舵取装置の一部破
断正面図、第2図は第1図のII−II線による拡大断面図
である。
[Examples] The present invention will be specifically described below with reference to the drawings illustrating the examples. FIG. 1 is a partially cutaway front view of a power steering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II of FIG.

図において1はラック軸であり、長手方向を左右方向と
して車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース2
にこれと同心をなして内挿されている。また3はピニオ
ン軸であり、ラック軸ケース2の一端部近傍に連設した
ピニオン軸ケース4の内部にラック軸1に対してその軸
心を斜交させた状態に軸支されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a rack shaft, and a rack shaft case 2 which is fixed to a part of the vehicle body and has a cylindrical shape with the longitudinal direction being the left-right direction.
It is interpolated concentrically with this. Further, 3 is a pinion shaft, which is rotatably supported inside the pinion shaft case 4 continuously provided in the vicinity of one end of the rack shaft case 2 in a state in which its axis is oblique to the rack shaft 1.

該ピニオン軸3は、第2図に示す如く、トーションバー
5を介して同軸上に連結された上軸3aと下軸3bとからな
り、上軸3aは玉軸受40によりピニオン軸ケース4内に支
承され、その上端部を図示しないユニバーサルジョイン
トを介して舵輪に連動連結してある。また下軸3bは、ピ
ニオン軸ケース4の下側開口部からその下部を適長突出
させた状態で、上端部近傍位置を4点接触玉軸受41によ
りピニオン軸ケース4内に支承されている。前記4点接
触玉軸受41は、下軸3bの下端部側からこれに外嵌され、
下軸3bの上端部近傍に形成した段部と、下端部側から外
嵌され外周面にかしめて固定されたカラー42とにより、
その内輪の両側を挾持されて下軸3bの外側に軸長方向に
位置決めされた後、下軸3bと共に前記下側開口部からピ
ニオン軸ケース4に内嵌され、該ケース4の下部に形成
された環状肩部と、前記開口部から該ケース4に螺合さ
れたロックナット43とにより、その外輪の両側を挾持さ
れてピニオン軸ケース4の内側に軸長方向に位置決めさ
れ、下軸3bに作用するラジアル荷重及び両方向のアキシ
アル荷重を負荷する。
As shown in FIG. 2, the pinion shaft 3 is composed of an upper shaft 3a and a lower shaft 3b which are coaxially connected to each other via a torsion bar 5, and the upper shaft 3a is installed in a pinion shaft case 4 by a ball bearing 40. It is supported and its upper end is interlocked with the steering wheel via a universal joint (not shown). The lower shaft 3b is supported in the pinion shaft case 4 by a four-point contact ball bearing 41 at a position near the upper end of the lower shaft 3b with the lower portion thereof appropriately protruding from the lower opening of the pinion shaft case 4. The four-point contact ball bearing 41 is fitted onto the lower shaft 3b from the lower end side thereof,
Due to the step formed near the upper end of the lower shaft 3b and the collar 42 fitted from the lower end side and caulked and fixed to the outer peripheral surface,
After being pinched on both sides of the inner ring and axially positioned outside the lower shaft 3b, the lower ring 3b is fitted into the pinion shaft case 4 together with the lower shaft 3b, and is formed in the lower part of the case 4. By the annular shoulder and the lock nut 43 screwed to the case 4 through the opening, both sides of the outer ring are clamped and positioned in the pinion shaft case 4 in the axial direction, and the lower shaft 3b is attached. Apply the acting radial load and bidirectional axial load.

ピニオン軸ケース4から突出された前記下軸3bの中途部
には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯30が
形成されており、該ピニオン歯30は、ピニオン軸ケース
4が前記ラック軸ケース2の上側に固定ボルト44により
固着された場合に、該ラック軸ケース2の内部におい
て、前記ラック軸1の一端部寄りの位置に軸長方向に適
長に亘って形成されたラック歯10に噛合し、下軸3bとラ
ック軸1とを互いの軸心を斜交させた状態で係合せしめ
ている。前記下軸3bは、ラック軸1との係合位置よりも
更に下方に延長され、その下端部には、これと同軸をな
し、その歯形成面を下向きとして大傘歯車31が嵌装され
ており、該大傘歯車31を囲繞する態様にてラック軸ケー
ス2の下側に連設された傘歯車ハウジング20内に針状こ
ろ軸受33により支承せしめてある。従って下軸3bは、前
記4点接触玉軸受41と針状ころ軸受33とによりラック歯
10とピニオン歯30との噛合位置の両側において支承され
ることになり、該噛合位置において下軸3bに生じる撓み
量は所定の許容範囲に保たれる。
In the middle of the lower shaft 3b protruding from the pinion shaft case 4, there are formed pinion teeth 30 having an appropriate length in the axial direction thereof. When fixed to the upper side of the rack shaft case 2 with a fixing bolt 44, a rack formed inside the rack shaft case 2 at a position near one end of the rack shaft 1 over a suitable length in the axial direction. The lower shaft 3b and the rack shaft 1 are meshed with the teeth 10 and are engaged with each other with their axes intersecting each other. The lower shaft 3b extends further downward than the engagement position with the rack shaft 1, and has a lower end portion coaxial with the lower shaft 3b, and a large bevel gear 31 is fitted with its tooth forming surface facing downward. The large bevel gear 31 is supported by a needle roller bearing 33 in a bevel gear housing 20 that is continuously provided below the rack shaft case 2 in a manner surrounding the large bevel gear 31. Therefore, the lower shaft 3b is made up of rack teeth by the four-point contact ball bearing 41 and the needle roller bearing 33.
It is supported on both sides of the meshing position between the 10 and the pinion teeth 30, and the amount of bending of the lower shaft 3b at the meshing position is kept within a predetermined allowable range.

更にラック歯10とピニオン歯30との噛合位置には、これ
らが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸3に向かう
押しばね11の付勢力によりラック軸1を押圧するラック
ガイド12が設けてあり、ラック軸1は、前記噛合位置に
おいてラックガイド12と下軸3bとにて半径方向両側から
挾持された状態で支承されると共に、ピニオン軸ケース
4との連設位置と逆側のラック軸ケース2の端部に内嵌
した軸受ブッシュ13により支承されており、ラック軸ケ
ース2の内部においてその軸長方向に移動自在となって
いる。ラック軸ケース2の両側に夫々突出されたラック
軸1の左右両端部は、各別の玉継手14,14を介して、図
示しない左右の車輪に夫々連なるタイロッド15,15に連
結されており、ラック軸1の軸長方向への移動により車
輪が左,右に舵取りされるようになっている。
Further, at the meshing position of the rack tooth 10 and the pinion tooth 30, there is provided a rack guide 12 for pressing the rack shaft 1 by the urging force of the push spring 11 toward the pinion shaft 3 so that they are meshed with each other without a gap. The rack shaft 1 is supported while being held by the rack guide 12 and the lower shaft 3b from both sides in the radial direction at the meshing position, and the rack shaft case on the opposite side of the continuous position with the pinion shaft case 4 is supported. It is supported by a bearing bush 13 fitted inside the end of the rack shaft 2, and is movable in the axial direction of the rack shaft case 2. The left and right ends of the rack shaft 1 protruding from both sides of the rack shaft case 2 are connected to tie rods 15 and 15 connected to left and right wheels (not shown) via separate ball joints 14 and 14, respectively. The wheels are steered to the left and right by the movement of the rack shaft 1 in the axial direction.

第2図中の6は、舵輪に加えられる操舵トルクを検出す
るトルクセンサであり、前記上軸3aに外嵌されこれと共
に回動し、その下側端面に上軸3aの軸心を中心とする環
状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材60と、前記下
軸3bに外嵌されこれと共に回動し、その上側端面に前記
抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を形成して
なる検出子保持部材61とにてポテンシオメータを構成し
てなるものである。ピニオン軸3の上軸3aは舵輪の回動
に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸3bには車輪に
作用する路面抵抗がラック軸1を介して作用しており、
両軸間に介装したトーションバー5には舵輪に加えられ
た操舵トルクに応じた捩れが生じる。トルクセンサ6
は、該トーションバー5の捩れに伴って上軸3aと下軸3b
との間に生じる周方向の相対変位を前記検出子と抵抗体
との摺接位置に対応する電位として出力するものであ
り、トーションバー5に捩れが生じていない場合、換言
すれば舵輪操作がなされていない場合に所定の基準電位
を出力するように初期調整されている。トルクセンサ6
の出力信号は時系列的に制御部7に入力されており、制
御部7はこの信号を前記基準電位と比較して前記操舵ト
ルクの方向及びその大きさを認識し、後述する如く配設
された操舵補助用のモータ8に駆動信号を発する。
Reference numeral 6 in FIG. 2 denotes a torque sensor for detecting a steering torque applied to the steering wheel. The torque sensor is externally fitted to the upper shaft 3a and rotates together therewith, and the lower end face of the torque sensor is centered on the shaft center of the upper shaft 3a. A resistor holding member 60 formed of an annular resistor, and a detector that is externally fitted to the lower shaft 3b and rotates together therewith, and a detector that is in sliding contact with one point in the radial direction on the resistor at its upper end face. The detector holding member 61 thus formed constitutes a potentiometer. The upper shaft 3a of the pinion shaft 3 rotates about its axis according to the rotation of the steering wheel, but the road surface resistance acting on the wheels acts on the lower shaft 3b via the rack shaft 1,
The torsion bar 5 interposed between the two shafts is twisted according to the steering torque applied to the steering wheel. Torque sensor 6
Is the upper shaft 3a and the lower shaft 3b as the torsion bar 5 is twisted.
The relative displacement in the circumferential direction generated between and is output as a potential corresponding to the sliding contact position between the detection element and the resistor. When the torsion bar 5 is not twisted, in other words, steering wheel operation is performed. The initial adjustment is made so as to output a predetermined reference potential when not performed. Torque sensor 6
Is output to the control unit 7 in time series, and the control unit 7 compares the signal with the reference potential to recognize the direction and the magnitude of the steering torque, and is arranged as described later. A drive signal is issued to the steering assisting motor 8.

操舵補助用のモータ8は、電磁クラッチ16、遊星ギヤ減
速装置9及び前記大傘歯車31に噛合するこれよりも小径
の小傘歯車32を介して前記下部軸3bにその回転力を伝達
するものである。
The steering assisting motor 8 transmits its rotational force to the lower shaft 3b via an electromagnetic clutch 16, a planetary gear speed reducer 9 and a small bevel gear 32 that meshes with the large bevel gear 31 and has a smaller diameter than this. Is.

電磁クラッチ16は円環状をなし、モータ8の中間ケース
81に固着されたコイル部161と、モータ8の回転軸80の
一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転軸80と共に
回動する主動部162と、円板状をなし該主動部162と対抗
し、コイル部161への通電による電磁力により主動部162
と係着する係脱部163とから構成されており、モータ8
の回転力の係脱を行っている。
The electromagnetic clutch 16 has an annular shape and is an intermediate case of the motor 8.
A coil portion 161 fixed to 81, a main driving portion 162 which is fitted onto one side of a rotating shaft 80 of the motor 8 coaxially therewith, and which rotates together with the rotating shaft 80, and a disk-shaped main driving portion 162. The main part 162 is opposed to the part 162 by electromagnetic force generated by energizing the coil part 161.
The motor 8
Is engaged and disengaged.

遊星ギヤ減速装置9は係脱部163に内嵌し、回転すると
共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌された軸
受に支承され、他端を後述する遊星キャリア93に内嵌さ
れた軸受に支承された太陽軸90と、前記モータ8のケー
シング端面82に回転軸80と同軸をなして固着された円環
状をなす外環91と、該外環91の内周面及び前記太陽軸90
の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各別の軸心廻りに自転
すると共に太陽ギヤの軸心廻りに公転する複数個の遊星
ギヤ92,92…と、これらの遊星ギヤ92,92…を夫々軸支す
る遊星キャリヤ93とから構成され、前記モータ8よりも
小なる外径を有し、回転軸80の一側に該モータ8及び電
磁クラッチ16と一体化されている。遊星ギヤ減速装置9
の出力軸94は、モータ8の回転軸80と同軸上に位置する
前記遊星キャリヤ93の軸心位置に嵌入,固定され、ケー
シングの外部に適長突出させてある。該出力軸94の先端
部には前記小傘歯車32が、その歯形成面を先端側に向け
て嵌装されており、該小傘歯車32は、出力軸94と共に前
記遊星ギヤ92,92…の公転に応じて回転するようになっ
ている。
The planetary gear speed reducer 9 is fitted in the engagement / disengagement portion 163, rotates, and has a sun gear. One end of the planetary gear reduction gear 9 is supported by a bearing fitted in the main drive portion, and the other end is fitted in a planet carrier 93 described later. A sun shaft 90 supported by a fixed bearing, a ring-shaped outer ring 91 fixed to a casing end surface 82 of the motor 8 coaxially with the rotating shaft 80, an inner peripheral surface of the outer ring 91 and the Sun axis 90
A plurality of planet gears 92, 92 that rotate around the sun gear's outer peripheral surface, respectively, rotate about their respective axes and revolve around the axis of the sun gear, and these planet gears 92, 92, respectively. It is composed of a planet carrier 93 which is axially supported, has an outer diameter smaller than that of the motor 8, and is integrated with the motor 8 and the electromagnetic clutch 16 on one side of the rotary shaft 80. Planetary gear reducer 9
The output shaft 94 is fitted and fixed in the axial center position of the planet carrier 93 located coaxially with the rotation shaft 80 of the motor 8 and is projected to the outside of the casing by an appropriate length. The small bevel gear 32 is fitted to the tip of the output shaft 94 with its tooth forming surface facing the tip side, and the bevel gear 32 together with the output shaft 94 is connected to the planet gears 92, 92 ... It is designed to rotate according to the revolution of the.

前記モータ8と電磁クラッチ16と遊星ギヤ減速装置9と
は、これらの軸心がラック軸1の軸心と略平行をなした
状態で、小傘歯車32を内側として前記傘歯車ハウジング
20に内嵌され、該ハウジング20の内部において前記小傘
歯車32が前記下部軸3bの下端部に嵌装された大傘歯車31
に噛合させてあり、またラック軸ケース2の外側に設け
たブラケット2aに固着させてある。大傘歯車31と小傘歯
車32との間のバックラッシ調整は、遊星ギヤ減速装置9
を傘歯車ハウジング20に内嵌する際に、遊星ギヤ減速装
置9のケーシングと傘歯車ハウジング20との突合せ部に
介装するシムの厚さ及び/又は枚数を変更することによ
り容易に行い得る。
The motor 8, the electromagnetic clutch 16, and the planetary gear speed reducer 9 are arranged such that their axes are substantially parallel to the axis of the rack shaft 1 with the small bevel gear 32 inside.
A large bevel gear 31 which is internally fitted to the housing 20 and in which the small bevel gear 32 is fitted to the lower end of the lower shaft 3b inside the housing 20.
And is fixed to a bracket 2a provided outside the rack shaft case 2. Backlash adjustment between the large bevel gear 31 and the small bevel gear 32 is performed by the planetary gear reduction device 9
Can be easily fitted into the bevel gear housing 20 by changing the thickness and / or the number of shims provided at the abutting portion between the casing of the planetary gear speed reducer 9 and the bevel gear housing 20.

また制御部7には、前述したトルクセンサ6の出力信号
の他に車速を検出する車速検出器18の出力信号が入力さ
れており、ここで後述する制御がなされモータ8を駆動
する駆動信号が出力される。
In addition to the output signal of the torque sensor 6 described above, an output signal of a vehicle speed detector 18 for detecting a vehicle speed is input to the control unit 7, and a drive signal for driving the motor 8 is controlled by the control described later. Is output.

次に制御部7での制御について説明する。Next, the control by the control unit 7 will be described.

第3図は制御部の構成及び制御動作をしめすブロック線
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration and control operation of the control unit.

トルクセンサ6のトルク検出信号は、その位相を進め、
系を安定化するための位相補償部71a、操舵機構の舵角
中点を決定するための中点検出部71hに与えられてお
り、位相補償部71aでは前記トルク検出信号が位相補償
され、補償検出トルクTcとして減算器74aに与えられ
る。
The torque detection signal of the torque sensor 6 advances its phase,
A phase compensating unit 71a for stabilizing the system is provided to a midpoint detecting unit 71h for determining the steering angle midpoint of the steering mechanism, and the torque detecting signal is phase-compensated and compensated in the phase compensating unit 71a. The detected torque Tc is given to the subtractor 74a.

また、車速検出器18の車速検出信号は、中点検出部71
h、後述するモータ8の指示電流Iを生成する指示電流
関数部73a、後述する舵角決定部71iから出力された舵角
θが与えられ、舵角θと車速Vとに応じて指示電流Iの
特性を変化させる変化電流Iaを決定する変化電流関数部
73b及び前記トルク検出信号及び指示電流Iの値を減算
すべく減算信号Srを生成する減算信号関数部73cに夫々
与えられる。
In addition, the vehicle speed detection signal of the vehicle speed detector 18 is the midpoint detection unit 71.
h, a command current function unit 73a that generates a command current I of the motor 8 described below, and a steering angle θ output from a steering angle determination unit 71i described below are given, and the command current I is determined according to the steering angle θ and the vehicle speed V. Change current function part that determines the change current Ia that changes the characteristics of
73b and the subtraction signal function unit 73c for generating the subtraction signal Sr for subtracting the value of the torque detection signal and the instruction current I, respectively.

また、モータ8の端子電圧は後述するPWM駆動回路72の
出力側に設けられた電圧検出回路71bによって検出さ
れ、モータ8の駆動電流はモータラインに図示しない電
流検出用抵抗を挿入してなり、電流を検出する電流検出
回路71cによって検出される。
The terminal voltage of the motor 8 is detected by a voltage detection circuit 71b provided on the output side of a PWM drive circuit 72 described later, and the drive current of the motor 8 is obtained by inserting a current detection resistor (not shown) in the motor line. It is detected by a current detection circuit 71c that detects a current.

そして前記電圧検出回路71b及び電流検出回路71cの検出
結果は内部抵抗算出部71d及び逆起電圧算出部71eに与え
られ、該内部抵抗算出部71dではこれらの検出結果に基
づいてモータの内部抵抗RMが算出され、この算出結果が
逆起電圧算出部71eに与えられる。逆起電圧算出部71eで
は、電圧検出回路71b及び電流検出回路71cの検出結果と
逆起電圧算出部71eの算出結果とからモータ8の逆起電
圧VGが算出され、この算出結果が回転角速度算出部71f
及び相対舵角算出部71gに与えられる。
The detection results of the voltage detection circuit 71b and the current detection circuit 71c are given to the internal resistance calculation unit 71d and the counter electromotive voltage calculation unit 71e, and the internal resistance calculation unit 71d calculates the internal resistance R of the motor based on these detection results. M is calculated, and the calculation result is given to the counter electromotive voltage calculation unit 71e. The back electromotive force calculation unit 71e calculates the back electromotive force V G of the motor 8 from the detection results of the voltage detection circuit 71b and the current detection circuit 71c and the calculation result of the back electromotive force calculation unit 71e. Calculator 71f
And the relative steering angle calculation unit 71g.

回転角速度算出部71fでは、逆起電圧算出部71eの算出結
果に基づいてモータ8の回転角速度ωが算出され、この
算出結果が減算信号関数部73cに与えられる。また、相
対舵角算出部71gでは、逆起電圧算出部71eの算出結果に
基づいて相対舵角θrが算出され、この算出結果が前記
中点検出部71h及び舵角決定部71iに与えられる。
The rotation angular velocity calculation unit 71f calculates the rotation angular velocity ω of the motor 8 based on the calculation result of the back electromotive force calculation unit 71e, and the calculation result is given to the subtraction signal function unit 73c. In the relative steering angle calculation unit 71g, the relative steering angle θr is calculated based on the calculation result of the counter electromotive voltage calculation unit 71e, and the calculation result is given to the midpoint detection unit 71h and the steering angle determination unit 71i.

前記中点検出部71hでは、トルク検出信号、車速V、回
転角速度ω及び相対舵角θrから舵角の中点θmが算出
され、この算出結果が舵角決定部71iに与えられる。舵
角決定部71iでは中点θmと相対舵角θrとから舵輪の
舵角θが算出され、この算出結果が前記変化電流関数部
73bに与えられる。
The midpoint detection unit 71h calculates the steering angle midpoint θm from the torque detection signal, the vehicle speed V, the rotational angular velocity ω, and the relative steering angle θr, and supplies the calculation result to the steering angle determination unit 71i. The steering angle determination unit 71i calculates the steering angle θ of the steered wheels from the midpoint θm and the relative steering angle θr, and the calculation result is the change current function unit.
Given to 73b.

変化電流関数部73bでは、舵角θと車速Vとから変化電
流Iaが求められ、これが指示電流関数部73aに与えられ
る。そして指示電流関数部73aでは、入力トルクT、車
速V及び変化電流Iaに基づいて指示電流Iが生成され、
該指示電流Iは減算器74bに与えられる。
The changing current function unit 73b obtains the changing current Ia from the steering angle θ and the vehicle speed V, and supplies this to the instruction current function unit 73a. Then, in the instruction current function unit 73a, the instruction current I is generated based on the input torque T, the vehicle speed V and the change current Ia,
The instruction current I is given to the subtractor 74b.

前記減算信号関数部73cにおいては、回転角速度ωと減
算信号Srとの関係が車速Vの値に応じて関数化されてお
り、回転角速度ω及び車速Vから減算信号Srが求めら
れ、該減算信号Srは第1利得補償部75a及び第2利得補
償部75bへ与えられる。
In the subtraction signal function unit 73c, the relationship between the rotation angular velocity ω and the subtraction signal Sr is functionalized according to the value of the vehicle speed V, and the subtraction signal Sr is obtained from the rotation angular velocity ω and the vehicle speed V. Sr is given to the first gain compensator 75a and the second gain compensator 75b.

前記第1利得補償部75aでは、入力される減算信号Srを
所定倍することにより前記補償検出トルクTcから減算す
る減算トルクTrが算出され、この算出結果が前記減算器
74aに与えられる。
The first gain compensator 75a calculates a subtraction torque Tr to be subtracted from the compensation detection torque Tc by multiplying the input subtraction signal Sr by a predetermined value, and the calculation result is the subtractor.
Given to 74a.

減算器74aでは、入力される補償検出トルクTcから減算
トルクTrを減算する演算が行われ、この減算結果が入力
トルクTとして指示電流関数部73aに与えられる。指示
電流関数部73aにおいては、入力トルクTと指示電流I
との関係が車速Vの値に応じて関数化されており、入力
トルクT及び車速Vから指示電流Iが求められ、該指示
電流Iが減算器74bへ与えられる。
The subtractor 74a performs an operation of subtracting the subtraction torque Tr from the input compensation detection torque Tc, and the subtraction result is given to the instruction current function unit 73a as the input torque T. In the instruction current function unit 73a, the input torque T and the instruction current I
Is expressed as a function according to the value of the vehicle speed V, an instruction current I is obtained from the input torque T and the vehicle speed V, and the instruction current I is given to the subtractor 74b.

また、前記第2利得補償部75bでは、入力される減算信
号Srを所定倍することにより前記指示電流Iから減算す
る減算電流Irが算出され、この算出結果が前記減算器74
bへ与えられる。
In the second gain compensator 75b, the subtraction current Ir to be subtracted from the instruction current I is calculated by multiplying the input subtraction signal Sr by a predetermined value, and the calculation result is the subtracter 74.
given to b.

減算器74bでは入力される指示電流Iから減算電流Irを
減算する演算が行われ、この減算結果が減算器74cに与
えられる。
The subtractor 74b performs an operation of subtracting the subtraction current Ir from the input current I input, and the subtraction result is given to the subtractor 74c.

前記減算器74cでは、前記電流検出回路71cからのフィー
ドバック信号が減ぜられ、その減算結果がPWM(Pulse−
Width Modulation:パルス幅変調)駆動回路72を介して
モータ8に与えられる。この電流検出回路71cは、モー
タのフライホイール電流も含めた電流検出を行うように
構成されており電流ループは安定する。
In the subtractor 74c, the feedback signal from the current detection circuit 71c is reduced, and the subtraction result is PWM (Pulse-
It is given to the motor 8 via a Width Modulation (pulse width modulation) drive circuit 72. The current detection circuit 71c is configured to detect the current including the flywheel current of the motor, and the current loop is stable.

次に前述した如き制御部7の動作について説明する。Next, the operation of the control unit 7 as described above will be described.

第4図は、車速及び舵輪の回転角速度に応じて操舵補助
力を減少させる制御の手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of control for reducing the steering assist force according to the vehicle speed and the rotational angular velocity of the steered wheels.

まず、ステップ1において、トルクセンサ6及び車速検
出器18よりトルク検出信号及び車速Vを夫々読み込み、
電圧検出回路71b及び電流検出回路71cからモータ8の端
子電圧及び駆動電流を夫々読み込む。
First, in step 1, the torque detection signal and the vehicle speed V are read from the torque sensor 6 and the vehicle speed detector 18, respectively,
The terminal voltage and drive current of the motor 8 are read from the voltage detection circuit 71b and the current detection circuit 71c, respectively.

次いで位相補償部71aにてトルク検出信号を補償検出ト
ルクTcに変換する(ステップ2)。そして回転角速度及
び相対舵角の計算サブルーチンによってモータ8の回転
角速度ωを算出する(ステップ3)。
Next, the phase compensation unit 71a converts the torque detection signal into the compensation detection torque Tc (step 2). Then, the rotational angular velocity ω of the motor 8 is calculated by the subroutine for calculating the rotational angular velocity and the relative steering angle (step 3).

以下において第5図に示す回転角速度及び相対舵角の計
算サブルーチンについて説明する。
The calculation subroutine of the rotational angular velocity and the relative steering angle shown in FIG. 5 will be described below.

第5図は回転角速度及び相対舵角の計算サブルーチンを
示すフローチャート、第6図は、モータ8の内部抵抗RM
を求める方法を示すグラフであって、第6図において
は、縦軸に端子電圧、横軸に駆動電流をとり、これらの
関係を示してある。
FIG. 5 is a flowchart showing a subroutine for calculating the rotational angular velocity and the relative steering angle, and FIG. 6 is an internal resistance R M of the motor 8.
FIG. 6 is a graph showing a method for obtaining the above, and in FIG. 6, the vertical axis represents the terminal voltage and the horizontal axis represents the drive current, and the relationship between them is shown.

まず、内部抵抗算出部71dにおいて、第6図に示す如く
予め定められた駆動電流IMの複数のサンプリングされた
電流値I1,I2の各々に対応する複数個(n個)の端子電
圧検出値V1n,V2nをサンプリングし(ステップ31)、こ
れらのサンプリング値を下記(1),(2)式に示す如
く平均化し、夫々の電圧平均値V1,V2を算出する(ステ
ップ32)。
First, in the internal resistance calculation unit 71d, as shown in FIG. 6, a plurality of (n) terminal voltages corresponding to each of a plurality of sampled current values I 1 and I 2 of a predetermined drive current I M. The detected values V 1 n and V 2 n are sampled (step 31), these sampled values are averaged as shown in the following equations (1) and (2), and the respective voltage average values V 1 and V 2 are calculated. (Step 32).

V1=ΣV1n/n …(1) V2=ΣV2n/n …(2) そして、これらの電流値I1,I2及び電圧平均値V1,V2から
下記(3)式に示す如くモータ8の内部抵抗RMを直線近
似方法によって算出する(ステップ33)。
V 1 = ΣV 1 n / n (1) V 2 = ΣV 2 n / n (2) Then, from these current values I 1 and I 2 and voltage average values V 1 and V 2, the following formula (3) is obtained. The internal resistance R M of the motor 8 is calculated by the linear approximation method as shown in (step 33).

このように端子電圧VMの検出値を平均化し、端子電圧VM
と駆動電流IMとの関係を直線近似することによってモー
タ8の内部抵抗RMを求めると、端子電圧VMの検出値に含
まれる逆起電圧成分が除去されるため、内部抵抗RMが精
度良く求められる。
In this way, the detected values of the terminal voltage V M are averaged to obtain the terminal voltage V M
When the internal resistance R M of the motor 8 is obtained by linearly approximating the relationship between the drive current I M and the drive current I M , the counter electromotive voltage component included in the detected value of the terminal voltage V M is removed, so that the internal resistance R M is Accurately required.

次いで、逆起電圧算出部71eにおいて、下記(4)式に
示す如く前記内部抵抗RM、端子電圧VM及び駆動電流IM
ら逆起電圧VGを算出する(ステップ34)。
Next, the counter electromotive voltage calculator 71e calculates the counter electromotive voltage V G from the internal resistance R M , the terminal voltage V M and the drive current I M as shown in the following equation (4) (step 34).

VG=VM−RM・IM …(4) そして、逆起電圧VGが算出されると、回転角速度算出部
71fにおいて、下記(5)式に示す如く逆起電圧VGにモ
ータ毎の特性として定められる逆起電圧VGに対する回転
角速度ωの比であるモータ発電定数KMを乗算してモータ
8の回転角速度ωを算出する(ステップ35)。
V G = V M −R M · I M (4) When the counter electromotive voltage V G is calculated, the rotational angular velocity calculation unit is calculated.
In 71f, as shown in the following equation (5), the counter electromotive voltage V G is multiplied by the motor power generation constant K M , which is the ratio of the rotational angular velocity ω to the counter electromotive voltage V G determined as the characteristic of each motor, and the rotation of the motor 8 is performed. The angular velocity ω is calculated (step 35).

ω=KM・VG …(5) また、下記(6)式に示す如く回転角速度ωを積算して
相対舵角θrを求める(ステップ36)。
ω = K M · V G (5) Further, as shown in the following equation (6), the rotational angular velocity ω is integrated to obtain the relative steering angle θr (step 36).

θr=KΣω …(6) 但し、K:比例定数 次に第4図に戻って説明する。θr = KΣω (6) However, K: proportional constant Next, returning to FIG. 4, description will be made.

ステップ4では、減算信号関数部73cにおいて入力され
る車速V及び回転角速度ωから減算信号Srを算出し、第
1利得補償部75a及び第2利得補償部75bへ出力する。
In step 4, the subtraction signal Sr is calculated from the vehicle speed V and the rotational angular velocity ω input in the subtraction signal function unit 73c and output to the first gain compensation unit 75a and the second gain compensation unit 75b.

なお、減算信号関数部73cでは、第7図に示すように減
算信号Srは回転角速度ωの増加に比例して増加し、この
比例関係は車速V1,V2,V3(但しV1<V2<V3)に依存し、
車速Vが速くなるに従って、入力される回転角速度ωに
対する減算信号Srの比が大となるようになっている。こ
のため、減算信号Srは車速V及び回転角速度ωが大きく
なるに従って大きくなる。そして、第1利得補償部75a
にて減算信号Srを所定倍して減算トルクTrを求め、また
第2利得補償部75bにて減算信号Srを所定倍して減算電
流Irを求める。
In the subtraction signal function unit 73c, as shown in FIG. 7, the subtraction signal Sr increases in proportion to the increase of the rotational angular velocity ω, and this proportional relationship has vehicle speeds V 1 , V 2 , V 3 (where V 1 < Depends on V 2 <V 3 ),
As the vehicle speed V increases, the ratio of the subtraction signal Sr to the input rotational angular velocity ω increases. Therefore, the subtraction signal Sr increases as the vehicle speed V and the rotational angular velocity ω increase. Then, the first gain compensator 75a
Then, the subtraction signal Sr is multiplied by a predetermined value to obtain a subtraction torque Tr, and the second gain compensating section 75b multiplies the subtraction signal Sr by a predetermined value to obtain a subtraction current Ir.

次にステップ5では減算器74aにおいて補償検出トルクT
cから減算トルクTrを減算し、入力トルクTを求める。
Next, in step 5, in the subtractor 74a, the compensation detection torque T
The subtraction torque Tr is subtracted from c to obtain the input torque T.

ステップ6では、指示電流関数部73aにおいて入力トル
クT及び車速Vからモータ8の指示電流Iを生成する。
この指示電流Iの決定方法を第8図に示す。
In step 6, the command current function unit 73a generates a command current I for the motor 8 from the input torque T and the vehicle speed V.
FIG. 8 shows a method of determining the instruction current I.

第8図は指示電流関数部73aでの指示電流Iと入力トル
クTとの関係の特性を示すグラフであり、縦軸に指示電
流Iを、また横軸に入力トルクTをとっている。前記横
軸の入力トルクTの正側は右操舵の場合の入力トルクT
を示しており、負側は左操舵の入力トルクTを示す。ま
た指示電流Iの正側はモータ8に右操舵の回転をさせる
電流を示し、負側は左操舵の回転をさせる電流を示す。
さらに一点鎖線は車速V1,V2,V3…により異なる前記特性
をまた破線は変化電流関数部73bにおいて舵角θと車速
Vとにより定められた舵輪戻し時の変化電流Iaによって
変更される指示電流Iを示している。
FIG. 8 is a graph showing the characteristic of the relationship between the instruction current I and the input torque T in the instruction current function unit 73a, where the vertical axis is the instruction current I and the horizontal axis is the input torque T. The positive side of the input torque T on the horizontal axis is the input torque T in the case of right steering.
The negative side shows the input torque T for left steering. The positive side of the instruction current I indicates the current for rotating the motor 8 in the right steering direction, and the negative side indicates the current for rotating the motor 8 in the left steering direction.
Further, the alternate long and short dash line changes the above characteristics that differ depending on the vehicle speeds V 1 , V 2 , V 3 ... And the broken line changes according to the changing current Ia when returning the steering wheel determined by the steering angle θ and the vehicle speed V in the changing current function unit 73b. The instruction current I is shown.

また、−D〜Dは不感帯を示しており、舵輪操作により
右(又は左)への操舵の入力タルクTが不感帯−D〜D
の範囲を超えた場合、入力トルクTの増加に従ってモー
タ8の指示電流Iは増加し、モータ8による操舵補助力
は増加する。この場合、入力トルクTが低トルク設定値
−Ts〜Tsに達するまでは入力される車速Vとは無関係に
指示電流Iが増加し、これを超えると入力トルクTと指
示電流Iとの関係は車速V1,V2,V3…(但しV1<V2<V3
に依存し、車速が大きくなるにつれて入力トルクTに対
する指示電流Iが小さくなるようになっている。
Further, -D to D indicate dead zones, and the input talc T for steering to the right (or left) by steering wheel operation is the dead zone -D to D.
When exceeding the range, the instruction current I of the motor 8 increases as the input torque T increases, and the steering assist force by the motor 8 increases. In this case, the instruction current I increases until the input torque T reaches the low torque set value −Ts to Ts, regardless of the input vehicle speed V, and when it exceeds this, the relationship between the input torque T and the instruction current I becomes large. Vehicle speed V 1 , V 2 , V 3 … (V 1 <V 2 <V 3 )
The command current I for the input torque T decreases as the vehicle speed increases.

例えば、右(又は左)へ舵輪を操作し、次に該舵輪を戻
す場合、入力トルクTが不感帯−D〜D内に入れば破線
にて示される変化電流−Ia(又はIa)が指示電流Iとな
り、その後、入力トルクTが不感帯−D〜D内にある場
合指示電流Iはこの変化電流−Ia(又はIa)に一定制御
され、モータ8が一定トルクで駆動される。これにより
舵輪戻し時の操舵補助力は一定となる。
For example, when operating the steering wheel to the right (or left) and then returning the steering wheel, if the input torque T falls within the dead zones −D to D, the change current −Ia (or Ia) indicated by the broken line is the instruction current. Then, when the input torque T is within the dead zone -D to D, the instruction current I is constantly controlled to this change current -Ia (or Ia), and the motor 8 is driven with a constant torque. As a result, the steering assist force when returning the steering wheel becomes constant.

この変化電流Iaの絶対値は変化電流関数部73bに入力さ
れる車速Vが小さくなるにつれて大きくなるようになっ
ており、これによって車速Vが小さくなるに従って指示
電流Iが大となり、ハンドル戻し力を大きくするように
している。前述の如き関数特性により、指示電流関数部
73aにおいては、操舵の入力トルクTが低トルクの場合
には車速の如何に関わらずに指示電流Iが決定されるた
め、モータ8の慣性による不自然な操舵感覚が抑制され
る。
The absolute value of the change current Ia increases as the vehicle speed V input to the change current function unit 73b decreases. As a result, the instruction current I increases as the vehicle speed V decreases, and the steering wheel return force is increased. I try to make it bigger. Due to the function characteristics as described above, the indicated current function part
In 73a, when the steering input torque T is a low torque, the command current I is determined regardless of the vehicle speed, so that an unnatural steering feeling due to the inertia of the motor 8 is suppressed.

そしてステップ7では、減算器74bにて指示電流Iから
前記減算電流Irを減算し、ステップ8では、減算後の指
示電流Iによってモータ8を駆動する。
Then, in step 7, the subtracter 74b subtracts the subtraction current Ir from the instruction current I, and in step 8, the motor 8 is driven by the instruction current I after the subtraction.

このように指示電流Iを減少させることは、指示電流関
数部73aにおいて前記入力トルクTが不感帯内にある場
合に操舵トルクを大きくすることに効果がある。これ
は、前記不感帯内では、操舵補助が行われず、舵輪操作
によるトルクである入力トルクTに対する実際に舵取装
置に与えられるトルクである出力トルクの比が、不感帯
外よりも小さいため、指示電流Iの減算効果が大きいか
らである。
Decreasing the instruction current I in this way is effective in increasing the steering torque when the input torque T is in the dead zone in the instruction current function unit 73a. This is because the steering assist is not performed within the dead zone, and the ratio of the output torque, which is the torque actually applied to the steering device, to the input torque T, which is the torque due to the steering wheel operation, is smaller than outside the dead zone. This is because the subtraction effect of I is large.

しかし、指示電流Iからの減算だけでは不感帯内の減算
効果が不感帯外より大きく、操舵感覚に不連続感が感じ
られるため、指示電流関数部73aの上流側において補償
検出トルクTcから減算トルクTrを減算することにより不
感帯外の減算効果を大きくする。これは、指示電流Iを
生成する以前に補償検出トルクTcから減算トルクTrを減
算すると、入力トルクTが不感帯内にある場合には指示
電流Iが零であるため指示電流Iに対する減算効果がな
く、入力トルクTが不感帯外にある場合のみに効果があ
るからである。
However, the subtraction effect in the dead zone is larger than that in the dead zone only by subtraction from the instruction current I, and a discontinuous steering feeling is felt. Therefore, the subtraction torque Tr is subtracted from the compensation detection torque Tc on the upstream side of the instruction current function unit 73a. By subtracting, the subtraction effect outside the dead zone is increased. This is because if the subtraction torque Tr is subtracted from the compensation detection torque Tc before the instruction current I is generated, the instruction current I is zero when the input torque T is in the dead zone, and thus the subtraction effect on the instruction current I is lost. This is because the effect is obtained only when the input torque T is outside the dead zone.

このように減算電流Irは操舵トルクの増加に対して、入
力トルクTが不感帯内にある場合に有効であり、一方減
算トルクTrは入力トルクTが不感帯外にある場合に有効
であるため、第1利得補償部75a及び第2利得補償部75b
の夫々の利得を調節すれば、高速走行時の出力トルクの
減算制御における不連続感を抑制することができる。
Thus, the subtraction current Ir is effective when the input torque T is within the dead zone with respect to the increase of the steering torque, while the subtraction torque Tr is effective when the input torque T is outside the dead zone. First gain compensator 75a and second gain compensator 75b
By adjusting the respective gains, it is possible to suppress the discontinuity in the subtraction control of the output torque during high-speed traveling.

第9図は舵輪の戻し制御を示すフローチャートである。
最初にステップ40で入力トルクTを読み込み、この入力
トルクTが不感帯内か否かをステップ41で判定し、不感
帯に入力トルクTが入っているときは、ステップ42で後
述する中点演算ルーチンが終了したか否かを判定する。
中点演算が終了しているときは、ステップ43で舵輪の相
対舵角θrを相対舵角算出部71gから読み込み、次にス
テップ44でこの相対舵角θrと舵角中点θmとにより舵
角決定部71iにて舵角θ(=θr−θm)を決定する。
FIG. 9 is a flow chart showing the return control of the steering wheel.
First, at step 40, the input torque T is read, and at step 41, it is judged whether or not the input torque T is within the dead zone. If the input torque T is within the dead zone, the midpoint calculation routine described later is executed at step 42. It is determined whether or not it has ended.
When the midpoint calculation is completed, the relative steering angle θr of the steered wheels is read from the relative steering angle calculation unit 71g in step 43, and then in step 44, the steering angle θr and the steering angle midpoint θm are used to determine the steering angle. The determination unit 71i determines the steering angle θ (= θr−θm).

舵角θが定まるとステップ45で舵角θと車速Vとにより
変化電流Iaを変化電流関数部73bにて求め、指示電流関
数部73aで指示電流Iの値及び方向を算出する。
When the steering angle θ is determined, the changing current Ia is obtained by the changing current function unit 73b from the steering angle θ and the vehicle speed V in step 45, and the value and direction of the instruction current I is calculated by the instruction current function unit 73a.

一方ステップ41で不感帯でないと判定されたときはリタ
ーンし、ステップ42で中点演算が終了していないとき
は、ステップ46で舵輪の相対舵角θrを相対舵角算出部
71gから読み込み、ステップ47で後述する左右決定ルー
チンにおいて定められた舵角最小値により変化電流Iaを
算出し、指示電流Iの値及び方向を算出する。
On the other hand, if it is determined in step 41 that the dead zone is not reached, the process returns, and if midpoint calculation is not completed in step 42, the relative steering angle θr of the steered wheels is calculated in step 46 by the relative steering angle calculation unit.
The value is read from 71g, and in step 47, the change current Ia is calculated by the minimum steering angle value determined in the later-described left / right determination routine, and the value and direction of the instruction current I are calculated.

また第10図は舵角中点演算方法について示すフローチャ
ートである。中点演算ルーチンではステップ50で車速V
を読み込み、ステップ51で車速Vが閾値Vs2より大きい
か否かを判定し、大きいときはステップ52で車速に応じ
たトルク設定値Ts2を定めて、次にステップ53でトルク
検出値を読み込み、ステップ54で該トルク検出値がトル
ク設定値Ts2より小さいか否かを判定する。小さいとき
はステップ541で車速に応じた回転角速度設定値ωsを
定めて、次にステップ542で回転角速度算出部71fによっ
て算出された回転角速度ωを読み込み、ステップ543で
回転角速度ωが回転角速度設定値ωsより小さいか否か
を判定する。小さいときは、車両が直進していると判定
して、ステップ55で小さいときの回数をカウントしてス
テップ56でそのときの相対舵角θrを相対舵角算出部71
gから読み込む。そして、ステップ57で相対舵角θrを
前回までの相対舵角θrの合計に加算してその加算結果
をカウント回数で除算して舵角中点を求め、舵角中点の
値を更新する。またステップ51で車速Vが閾値Vs2より
小さいとき、又はトルク検出値がトルク設定値Ts2より
大きいとき又は回転角速度ωが回転角速度設定値ωsよ
り大きいときはリターンする。これにより舵輪戻し時に
手を離したとき等に、トルク検出値が零になったときに
は直進と判断しないので、中点演算の時間が短縮され
る。
Further, FIG. 10 is a flowchart showing a method for calculating the steering angle midpoint. In the midpoint calculation routine, in step 50, the vehicle speed V
Is read, and it is determined in step 51 whether the vehicle speed V is higher than the threshold value Vs 2. If it is larger, the torque set value Ts 2 according to the vehicle speed is determined in step 52, and then the torque detection value is read in step 53. In step 54, it is determined whether the detected torque value is smaller than the torque set value Ts 2 . If it is smaller, the rotational angular velocity set value ωs according to the vehicle speed is determined in step 541, then the rotational angular velocity ω calculated by the rotational angular velocity calculation unit 71f is read in step 542, and the rotational angular velocity ω is set in step 543. It is determined whether or not it is smaller than ωs. When it is small, it is determined that the vehicle is traveling straight, the number of times when it is small is counted in step 55, and the relative steering angle θr at that time is calculated in step 56.
Read from g. Then, in step 57, the relative steering angle θr is added to the total of the relative steering angles θr up to the last time, the addition result is divided by the number of counts to obtain the steering angle midpoint, and the value of the steering angle midpoint is updated. If the vehicle speed V is smaller than the threshold value Vs 2 in step 51, or the detected torque value is larger than the torque setting value Ts 2 or the rotational angular velocity ω is larger than the rotational angular velocity set value ωs, the routine returns. As a result, when the detected torque value becomes zero, such as when the hand is released when the steering wheel is returned, it is not determined that the vehicle is going straight, and therefore the time for calculating the midpoint is shortened.

なお中点演算が終了するまでは次に説明する左右決定ル
ーチンにより戻し制御を行う。
It should be noted that until the midpoint calculation is completed, the return control is performed by the right / left determination routine described below.

第11図は舵角の左右位置の決定手順を示すフローチャー
トである。この左右決定ルーチンではステップ60で車速
Vを読み込み車速Vが閾値Vs3より大きいか否かをステ
ップ61で判定し、大きいときはトルク検出値をステップ
62で読み込み、ステップ63でこのトルク検出値を積分
し、その積分値の方向が右か否か判定する。右のときは
ステップ65で舵角最小値の右の値を更新し、左のときは
ステップ64で舵角最小値の左の値を更新しリターンす
る。
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for determining the left and right positions of the steering angle. In this left / right determination routine, the vehicle speed V is read in step 60, and it is determined in step 61 whether the vehicle speed V is higher than the threshold value Vs 3, and if it is higher, the torque detection value is stepped.
It is read in 62, and this torque detection value is integrated in step 63, and it is determined whether or not the direction of the integrated value is right. When it is right, the right value of the minimum steering angle is updated in step 65, and when it is left, the left value of the minimum steering angle is updated in step 64 and the process returns.

さて、減算信号関数部73cは入力される回転角速度ωと
車速Vとの関係に対応して減算信号Srを求める関数部で
あり、減算信号Srは回転角速度ωの増加に従って増加
し、また、車速Vが速くなるに従って回転角速度ωに対
応する値が大きくなるようになっている。減算信号関数
部73cにおいては、前述の如き関係に従って求められた
減算信号Srに基づいて得られる減算トルクTrと減算電流
Irとを、補償検出トルクTcと指示電流Iとから減ずる。
これによって高速走行時には、減算信号Srが低速走行時
に比して大となり、指示電流Iが低く抑えられるため、
高速走行時の操舵による車体のふらつき感が抑制され
る。また、これに加えて舵輪戻し時の舵輪の戻し過ぎが
防止される。
The subtraction signal function unit 73c is a function unit that obtains the subtraction signal Sr corresponding to the relationship between the input rotational angular velocity ω and the vehicle speed V. The subtraction signal Sr increases as the rotational angular velocity ω increases, and The value corresponding to the rotational angular velocity ω increases as V increases. In the subtraction signal function unit 73c, the subtraction torque Tr and the subtraction current obtained based on the subtraction signal Sr obtained in accordance with the relationship as described above.
Ir is subtracted from the compensation detection torque Tc and the instruction current I.
As a result, during high speed traveling, the subtraction signal Sr becomes larger than during low speed traveling, and the instruction current I is suppressed to a low level.
The feeling of swaying of the vehicle body due to steering at high speed is suppressed. In addition to this, excessive return of the steering wheel at the time of returning the steering wheel is prevented.

なお、本実施例においては、モータの内部抵抗を求める
場合、端子電圧のサンプリングを、複数の電流値の各々
に対応させて行ったが、これに限らず、前記電流値の各
々に所定範囲の検出有効幅を有せしめ、端子電圧のサン
プリングをこの所定範囲の電流値に対して行い、このサ
ンプリング値の平均値と前記電流値とに基づき、前述し
た如き直線近似方法によってモータの内部抵抗を求めて
も良い。また、前記端子電圧及び電流値のサンプリング
値は、移動平均演算によって得られたものを用いても良
い。
In this embodiment, when the internal resistance of the motor is obtained, the terminal voltage is sampled in correspondence with each of the plurality of current values, but the present invention is not limited to this, and each of the current values has a predetermined range. The detection effective width is provided, the terminal voltage is sampled for the current value in this predetermined range, and the internal resistance of the motor is obtained by the linear approximation method as described above based on the average value of the sampled value and the current value. May be. Moreover, as the sampling values of the terminal voltage and the current value, those obtained by the moving average calculation may be used.

〔効果〕〔effect〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置において
は、モータの端子電圧及び駆動電流からモータの逆起電
圧を求め、該逆起電圧からモータの回転角速度及び相対
舵角を求めるため、モータの回転検出器を備えることな
く操舵補助に関する制御を行うことが可能であり、安価
である等本発明は優れた効果を奏する。
As described in detail above, in the power steering apparatus according to the present invention, the counter electromotive voltage of the motor is obtained from the terminal voltage and the drive current of the motor, and the rotational angular velocity and the relative steering angle of the motor are obtained from the counter electromotive voltage. The present invention has excellent effects such that it is possible to perform control relating to steering assistance without providing the rotation detector of 1. and is inexpensive.

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

第1図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す一
部破断正面図、第2図は第1図のII−II線による拡大断
面図、第3図は制御部の構成及び動作を示すブロック線
図、第4図は車速及びモータの回転角速度に応じて操舵
補助力を減少させる制御の手順を示すフローチャート、
第5図は回転角速度及び相対舵角の計算サブルーチンの
フローチャート、第6図は、モータの内部抵抗を求める
方法を示すグラフ、第7図は減算信号関数部での減算信
号と回転角速度との関係の特性を示すグラフ、第8図は
指示電流関数部での指示電流と入力トルクとの関係の特
性を示すグラフ、第9図は舵角の戻し制御を示すフロー
チャート、第10図は舵角の中点の演算方法を示すフロー
チャート、第11図は舵角の左右位置の決定手順を示すフ
ローチャートである。 6……トルクセンサ、8……モータ 18……車速検出器、71b……電圧検出回路 71c……電流検出回路、71d……内部抵抗算出部 71e……逆起電圧算出部、71f……回転角速度算出部 71g……相対舵角算出部、73c……減算信号関数部
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of a power steering apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the operation, and FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of control for reducing the steering assist force according to the vehicle speed and the rotational angular velocity of the motor.
FIG. 5 is a flowchart of a subroutine for calculating the rotational angular velocity and the relative steering angle, FIG. 6 is a graph showing a method for obtaining the internal resistance of the motor, and FIG. 7 is a relationship between the subtraction signal in the subtraction signal function unit and the rotational angular velocity. 8 is a graph showing the characteristics of the relationship between the command current and the input torque in the command current function section, FIG. 9 is a flowchart showing the steering angle return control, and FIG. 10 is a graph showing the steering angle. FIG. 11 is a flowchart showing a method for calculating the midpoint, and FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for determining the left and right positions of the steering angle. 6 ... Torque sensor, 8 ... Motor 18 ... Vehicle speed detector, 71b ... Voltage detection circuit 71c ... Current detection circuit, 71d ... Internal resistance calculation unit 71e ... Back electromotive force calculation unit, 71f ... Rotation Angular velocity calculation unit 71g ...... Relative steering angle calculation unit, 73c …… Subtraction signal function unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−240467(JP,A) 特開 昭62−34846(JP,A) 特開 平2−256562(JP,A) 特開 昭58−188751(JP,A) 実開 昭58−64324(JP,U) 電気学会編「電気工学ハンドブック」 (再版),昭和44年12月15日,電気学会発 行,P.540右欄下から26行〜P.542右欄 15行 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-63-240467 (JP, A) JP-A-62-34846 (JP, A) JP-A-2-256562 (JP, A) JP-A 58- 188751 (JP, A) Actual development Sho 58-64324 (JP, U) edited by The Institute of Electrical Engineers, "Handbook of Electrical Engineering" (reprint), December 15, 1969, Issued by The Institute of Electrical Engineers, P. 540 From right bottom, line 26-P. 542 right column 15 lines

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】舵輪に加えられる操舵トルクに応じて駆動
される操舵補助用のモータを備えた動力舵取装置におい
て、 前記モータの端子電圧を検出する電圧検出手段と、 前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段の所定の検出結果と、該検出結果に対応
する前記電圧検出手段の複数の検出結果の平均値との複
数個のデータから前記モータの内部抵抗を算出する内部
抵抗算出手段と、 該内部抵抗算出手段の算出結果、前記電圧検出手段の検
出結果及び前記電流検出手段の検出結果から前記モータ
の逆起電圧を算出する逆起電圧算出手段と、 該逆起電圧算出手段の算出結果から前記モータの回転角
速度を算出する回転角速度算出手段と、 前記逆起電圧算出手段の算出結果から前記舵輪の相対的
舵角を算出する相対舵角算出手段と を具備することを特徴とする動力舵取装置。
1. A power steering apparatus including a steering assisting motor driven according to a steering torque applied to a steering wheel, comprising: a voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the motor; and a drive current of the motor. The internal resistance of the motor is calculated from a plurality of data of a current detection unit to detect, a predetermined detection result of the current detection unit, and an average value of a plurality of detection results of the voltage detection unit corresponding to the detection result. An internal resistance calculating means, a counter electromotive voltage calculating means for calculating a counter electromotive voltage of the motor from the calculation result of the internal resistance calculating means, the detection result of the voltage detecting means and the detection result of the current detecting means, Rotational angular velocity calculation means for calculating the rotational angular velocity of the motor from the calculation result of the electromotive voltage calculation means, and relative steering angle calculation for calculating the relative steering angle of the steered wheels from the calculation result of the counter electromotive voltage calculation means. Power steering apparatus characterized by comprising a means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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電気学会編「電気工学ハンドブック」(再版),昭和44年12月15日,電気学会発行,P.540右欄下から26行〜P.542右欄15行

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