JPS61215166A - Motor power steering device - Google Patents

Motor power steering device

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JPS61215166A
JPS61215166A JP60057225A JP5722585A JPS61215166A JP S61215166 A JPS61215166 A JP S61215166A JP 60057225 A JP60057225 A JP 60057225A JP 5722585 A JP5722585 A JP 5722585A JP S61215166 A JPS61215166 A JP S61215166A
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steering
motor
torque
function
force
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Yasuo Noto
康雄 能登
Noboru Sugiura
登 杉浦
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To follow the steering speed of a handle by providing a motor acceleration/deceleration function in response to the motor rotating speed and using this function against the increase/decrease of a handle steering force to control the motor speed. CONSTITUTION:A torque sensor 6 detects the torque applied to a pinion 3 from a handle 1 via a handle shaft 2 and generates a signal tau. A motor 7 acts as an electric actuator applying an auxiliary steering force to a rack 4 via a reduction mechanism 8 and a pinion 9. A steering angle sensor 10 detects the steering angle of tires 5 and generates a steering angle theta, where the steering angle is sensed as zero when the turning angle of tires 5 is at the neutral position. The steering angle sensor 10 is constituted with a rotary encoder consisting of a variable resistor detecting the turning angle of a member rotated as tires 5 are turned and a linear encoder detecting the movement of a member doing a linear motion.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、自動車などにおけるパワーステアリング装置
に係り、特に操舵フィーリングに優れたパワーステアリ
ング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a power steering device for an automobile or the like, and particularly to a power steering device with excellent steering feel.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ユーザ一層が多岐にわたる自動車などにおいては、大形
車から小形車までパワージチアリングの装備が広く行な
われており、疲労の軽減とそれによる安全運転の確保に
役立っている。    ′ところで、このパワーステア
リング装置としては、従来から主として液圧式のものが
用いられている。しかして、近年にいたり、制御内容の
豊富さや省エネルギー面での効用に着目して電動式のパ
ワーステアリング装置が実用に供されるようになってき
た。
In automobiles, which have a wide variety of users, power gear rings are widely installed in both large and small vehicles, and are useful for reducing fatigue and thereby ensuring safe driving. By the way, as this power steering device, a hydraulic type has conventionally been mainly used. However, in recent years, electric power steering devices have been put into practical use, focusing on the richness of control contents and their effectiveness in terms of energy conservation.

そして、この電動式のパワーステアリング装置において
は、それに用いる電動式のアクチュエータに要求される
大きな操作力を得るため、このアクチュエータとして電
動機を用い、その出力を減速して最終的な補助操舵用の
操作力を得る方式のものが主として採用されるようにな
っている。
In order to obtain the large operating force required for the electric actuator used in this electric power steering device, an electric motor is used as the actuator, and its output is decelerated to perform the final auxiliary steering operation. The method of obtaining power is mainly used.

しかして、この結果、従来の電動式パワーステ 、、、
−アリング装置においては、補助操舵力が高速回転する
電動機により減速機構を介して与えられるこ′とから、
この電動機の慣性と、減速機構の出力側から電動機をか
ら回しする場合に与えられる大きな摩擦抵抗とによって
操舵フィーリング上極めて好ましくない特性が、操舵ハ
ンドルの操作に現われてしまうという欠点があった。
As a result, the conventional electric power steering...
- In the steering system, the auxiliary steering force is applied by a high-speed rotating electric motor via a speed reduction mechanism.
Due to the inertia of the electric motor and the large frictional resistance that is applied when the electric motor is rotated from the output side of the speed reduction mechanism, extremely unfavorable characteristics in terms of steering feeling appear in the operation of the steering wheel.

このうち、電動機の慣性により操舵ハンドルを操作した
ときに現われる。操舵フィーリング上好ましくない特性
については、例えば特開昭55−76760号公報など
で提案されているように、電動機の制御に微分特性を与
える方法が考えられ、かなりの操舵フィーリング改善効
果が期待される。
Among these, it appears when the steering wheel is operated due to the inertia of the electric motor. Regarding characteristics that are unfavorable in terms of steering feeling, a method of imparting differential characteristics to the control of the electric motor can be considered, as proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 55-76760, which is expected to have a significant effect on improving steering feeling. be done.

しかしながら、この方法では、微分回路などを余分に必
要とし、微分特性の付与はさらにノイズに対する新たな
配慮を必要とすることになってコストアップとなり易く
、上記した摩擦抵抗による操舵フィーリングの悪化につ
いては何らの改善効果が期待できず、全体としては充分
な操舵フィーリングの改善を得ることができない。なお
、この摩擦抵抗による操舵フィーリングの悪化は、舵角
がゼロ(中立位置)以外のときに本来現われるべき筈の
復元力の著しい低下、ないしは消滅という形で現われる
ものである。
However, this method requires an extra differential circuit, etc., and providing differential characteristics requires additional consideration for noise, which tends to increase costs. Therefore, no improvement effect can be expected, and it is not possible to obtain a sufficient improvement in the steering feeling as a whole. Note that the deterioration of the steering feeling due to this frictional resistance appears in the form of a significant reduction or disappearance of the restoring force that should originally appear when the steering angle is other than zero (neutral position).

また、ハンドルに操舵力を加えた場合、モータによって
アシスト力を付加する訳であるが、モータには慣性があ
るため、モータの回転数の2乗に比例するモータの慣性
エネルギーを付加してやらないとモータを加速するため
には運転者がハンドルの操舵力でひっばってやらなけれ
ばならないし、停止するときは運転者がハンドルを介し
て止めでやらなけれはならない。特にハンドルを早く廻
してやろうとするとモータの必要回転数に達する址での
時間が負荷と力9手にショックを感じる。この負荷分を
補償するために前述の如く微分を用いた制量回路がある
。ところが、この方法によるとモータに必要な加速・減
速の工坏ルキーを考慮していガいため転舵速度によって
補償されるエネルギーが不足するという欠点を有してい
る。
Also, when a steering force is applied to the steering wheel, the assist force is applied by the motor, but since the motor has inertia, the motor's inertial energy, which is proportional to the square of the motor's rotation speed, must be added. To accelerate the motor, the driver must use the steering force of the steering wheel, and to stop the motor, the driver must use the steering wheel to stop the motor. In particular, if you try to turn the handle quickly, you will feel the shock of the load and force that it takes to reach the required number of revolutions of the motor. In order to compensate for this load, there is a control circuit that uses differentiation as described above. However, this method has the disadvantage that the energy compensated by the steering speed is insufficient because it does not take into account the acceleration/deceleration engineering required for the motor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、ハンドルの操舵スピードに充分に追従するこ
このできる電動パワーステアリング装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can sufficiently follow the steering speed of a steering wheel.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、モータの回転数に応じたモータ加減速関数を
設け、ハンドル操舵力の増加減少に対し該関数を用いて
モータ速度側間することによりハンドルの操舵スピード
に充分に追従することができるようにしようというもの
である。
The present invention provides a motor acceleration/deceleration function according to the rotational speed of the motor, and uses this function to adjust the motor speed in response to increases and decreases in the steering wheel steering force, thereby making it possible to sufficiently follow the steering speed of the steering wheel. The idea is to do so.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明によるパワーステアリング制御装置を、図
示の実施例により詳細に説明する。
Hereinafter, a power steering control device according to the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明を自動車用電動パワーステアリングシス
テムに適用した場合の一実施例で、1は操舵ハンドル(
以下、単にハンドルという)、2はハンドル軸、3はピ
ニオン、4はラック、5は転向用のタイヤ(車輪)、6
はトルクセンサ、7はパワーアシスト用の電動機、8は
減速機構、9はビニオン、10は舵角センサ、11は制
御装置である。々お、Bは電源用のバッテリである。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to an automobile electric power steering system, where 1 indicates a steering wheel (
(hereinafter simply referred to as a handle), 2 is a handle shaft, 3 is a pinion, 4 is a rack, 5 is a turning tire (wheel), 6
7 is a torque sensor, 7 is a power assist electric motor, 8 is a reduction mechanism, 9 is a binion, 10 is a steering angle sensor, and 11 is a control device. B is a battery for power supply.

この実施例は、いわゆるラック&ピニオン方式のもので
、運転者によってハンドル1に与えられた操舵力はハン
ドル軸2からビニオン3を介してラック4に伝達され、
タイヤ5を所定の舵角に動かす。
This embodiment is of a so-called rack and pinion type, in which the steering force applied to the steering wheel 1 by the driver is transmitted from the steering wheel shaft 2 to the rack 4 via the pinion 3.
Move the tires 5 to a predetermined steering angle.

トルクセンサ6は、ハンドル1を運転者が回動させたと
き、このハンドル1からハンドル軸2を介してピニオン
3に与えられるトルクを検出し、そのトルクの大きさを
表わす信号τを発生する働きをするもので、例えば、ハ
ンドル軸2に取付けた歪ゲージもしくはハンドル軸2に
ねじれバネ機構を設け、このねじれ量を検出する可変抵
抗器などから構成されたもので、例えば第2図に示すよ
うな特性のものとなっている。
The torque sensor 6 detects the torque applied from the handle 1 to the pinion 3 via the handle shaft 2 when the driver turns the handle 1, and generates a signal τ representing the magnitude of the torque. For example, it consists of a strain gauge attached to the handle shaft 2 or a torsion spring mechanism installed on the handle shaft 2, and a variable resistor that detects the amount of torsion, as shown in Fig. 2. It has unique characteristics.

電動機7は歯車装置などからなる減速機構8とビニオン
9を介してラック4に補助操舵力を与える電動式のアク
チュエータとして動作する。
The electric motor 7 operates as an electric actuator that applies an auxiliary steering force to the rack 4 via a speed reduction mechanism 8 and a pinion 9, which are comprised of gears and the like.

舵角センサ10はタイヤ5の舵角(転向角〕を検出し、
自動車が直進状態、っまシタイヤ5の転向角が中立の位
置にあるときの舵角をゼロとして、例えば第3図に示す
ような特性にしたがって舵角を表わす信号θを発生する
働きをするもので、タイヤ50転向に伴なって回動する
部材の回動角を検出する可変抵抗器などからなるロータ
リーエンコーダや、直線運動をする部材の動きを検出す
るりニヤーエンコーダなどで構成されたものである。
The steering angle sensor 10 detects the steering angle (turning angle) of the tire 5,
It functions to generate a signal θ representing the steering angle in accordance with the characteristics shown in FIG. 3, for example, assuming that the steering angle is zero when the vehicle is traveling straight and the turning angle of the front wheels 5 is at a neutral position. It consists of a rotary encoder consisting of a variable resistor that detects the rotation angle of a member that rotates as the tire turns, and a near encoder that detects the movement of a member that moves linearly. be.

このパワーステアリング装置に用いられる電動機7は、
第4図に示す如きトルク−回転数特性を有している。電
動機7の電機子電流■が大きいときは回転数に対してト
ルク特性は第4図C,D→F→Gとなる。また、電機子
電流Iが小さいときは1回転数に対してトルク特性は、
E→F、Gとなる。
The electric motor 7 used in this power steering device is
It has a torque-rotational speed characteristic as shown in FIG. When the armature current (2) of the electric motor 7 is large, the torque characteristic with respect to the rotational speed becomes C, D→F→G in FIG. Also, when the armature current I is small, the torque characteristics for one rotation speed are as follows:
E → F, G.

この電動機7の電機子電流■と回転数、トルクこの特性
は第5図に示す如きものとなっている。
The characteristics of the armature current (2), rotational speed, and torque of the electric motor 7 are as shown in FIG.

第6図は制御装置11の一実施例で、トルク関数回路2
1、復元力関数回路22、加速・・制動判定回路23、
加速関数回路24、制動関数回路25、切換判定回路2
6、トルク通流率変換回路27、チョッパ制御回路28
、電動機制御回路29、ロック検出回路30から構成さ
れている。
FIG. 6 shows an embodiment of the control device 11, in which the torque function circuit 2
1, restoring force function circuit 22, acceleration/braking judgment circuit 23,
Acceleration function circuit 24, braking function circuit 25, switching judgment circuit 2
6. Torque duty conversion circuit 27, chopper control circuit 28
, a motor control circuit 29, and a lock detection circuit 30.

次に、動作について説明する。Next, the operation will be explained.

運転者によってハンドル1が操作され、ハンドル軸2に
トルクが与えられると、それが第2図の特性にしたがっ
てトルクセンサ6によって検出され、トルク信号τが出
力される。
When the driver operates the steering wheel 1 and applies torque to the steering wheel shaft 2, the torque is detected by the torque sensor 6 according to the characteristics shown in FIG. 2, and a torque signal τ is output.

このトルク信号τはトルク関数回路21、トルク通流率
変換回路27を介してチョッパ制御回路28に入力され
、そのときの絶対値に対応したデユーティ比のパルス信
号CPに変換されて電動機制御回路29に入力される。
This torque signal τ is input to the chopper control circuit 28 via the torque function circuit 21 and the torque duty conversion circuit 27, and is converted into a pulse signal CP with a duty ratio corresponding to the absolute value at that time. is input.

このとき、切換判定回路26では、そこに入力された信
号の正負に応じて右回転信号R又は左回転信号りのいず
れか一方を出力し、これらの信号R,Lを電動機制御回
路29に入力する。
At this time, the switching determination circuit 26 outputs either a clockwise rotation signal R or a counterclockwise rotation signal depending on the sign of the input signal, and inputs these signals R and L to the motor control circuit 29. do.

なお、トルクセンサ6から発生されるトルク信号τの極
性は例えばノ・ンドル1を右回り(時計方向)に回動し
たときに現われるトルクに対して正極性となり、左回り
(反時計方向)に回動させたときに現われるトルクに対
しては負極性となるようにしであるものである。従って
、トルク信号τが正となっているときには、自動車は右
に転向し、負となっているときには左に転向することに
なる。
Note that the polarity of the torque signal τ generated from the torque sensor 6 is, for example, positive with respect to the torque that appears when the knob 1 is rotated clockwise (clockwise), and when it is rotated counterclockwise (counterclockwise). It is designed so that the torque that appears when it is rotated has a negative polarity. Therefore, when the torque signal τ is positive, the vehicle will turn to the right, and when it is negative, the vehicle will turn to the left.

次に、トルク関数回路21について説明する。Next, the torque function circuit 21 will be explained.

このトルク関数回路21は、第7図(5)に示す如き補
正トルク出力特性a、bになるように電動機7の回転数
に応じて補正分のトルク値を出力するものである。この
出力特性aは電動機7のハンドル操作スピードが大きい
ときで、第7図(5)のbがハンドル操作スピードが小
さい場合である。なお、第7図(A)のCは従来の微分
による補正値を示している。このような補正トルク値を
加算してやると、第7図(BJのaに示す如く操舵力を
加えたときに電動機7の慣性を充分補償することができ
る。第7図(B)のCは従来の微分法による操舵力特性
であシ、ハンドル操作スピードにより異なる慣性の影響
を除去することができない。
This torque function circuit 21 outputs a corrected torque value in accordance with the rotational speed of the electric motor 7 so as to have corrected torque output characteristics a and b as shown in FIG. 7(5). The output characteristic a is when the handle operation speed of the electric motor 7 is high, and the output characteristic b in FIG. 7 (5) is when the handle operation speed is low. Note that C in FIG. 7(A) indicates a correction value based on conventional differentiation. By adding such correction torque values, it is possible to sufficiently compensate for the inertia of the electric motor 7 when a steering force is applied as shown in Fig. 7 (BJ a). The steering force characteristics are determined by the differential method of , and it is not possible to remove the influence of inertia that varies depending on the steering speed.

第8図には、電動機制御回路29の一実施例が示されて
おり、2個のパワートランジスタTRI。
FIG. 8 shows an embodiment of the motor control circuit 29, which includes two power transistors TRI.

TR2(以下、単に’I”R1,TR2と称する)と、
フリーホイールダイオードDI、D2とから構成されて
いる。TRIには左回転信号りとパルス信号CPの論理
積による信号が、そしてTR2には右回転信号Rとパル
ス信号OPの論理積による信号がそれぞれ供給されるよ
うになっており、これにより、右回転信号Rが現われて
いるとき、っまり1ルク信号τが正極性となっていたと
きKはTR2がオンし、電動機7には図の矢印方向に電
流が供給され、この電流の大きさはパルス信号CPのデ
ユーティ比で制御されるようになる。また、トルク信号
τが負極性で左回転信号Iが現われているときには、T
RIがオンし、電動機7には図の矢印と反対の方向に電
流が供給され、このときの電流値は同じくパルス信号C
Pのデユーティ比で制御されることになる。
TR2 (hereinafter simply referred to as 'I'R1, TR2),
It consists of freewheel diodes DI and D2. TRI is supplied with a signal based on the AND of the left rotation signal R and pulse signal CP, and TR2 is supplied with a signal based on the AND of the right rotation signal R and pulse signal OP. When the rotation signal R appears, when the 1-lux signal τ has a positive polarity, TR2 turns on, and a current is supplied to the motor 7 in the direction of the arrow in the figure, and the magnitude of this current is It is controlled by the duty ratio of the pulse signal CP. Furthermore, when the torque signal τ has negative polarity and the left rotation signal I appears, T
RI is turned on, and a current is supplied to the motor 7 in the direction opposite to the arrow in the figure, and the current value at this time is also equal to the pulse signal C.
It will be controlled by the duty ratio of P.

そして、これらいずれの場合でも、電動機7に流れてい
る電流の大きさが電流検出器によって検出され、フィー
ドバック電流信号としてチョッパ制御回路28に供給さ
れるようになっており、これによりトルク通流率変換回
路27から与えられている信号に対応した電流が電動機
7に正確に供給されるようにするためのフィードバック
ループが形成されるようになっている。
In any of these cases, the magnitude of the current flowing through the motor 7 is detected by the current detector and supplied to the chopper control circuit 28 as a feedback current signal, thereby controlling the torque conduction rate. A feedback loop is formed to ensure that current corresponding to the signal given from the conversion circuit 27 is accurately supplied to the electric motor 7.

なお、ダイオードDI、D2は11R1又はTR2がパ
ルス信号CPによってチョッパ制御されオフしたときの
環流路を与える働きをするものである。
Note that the diodes DI and D2 function to provide a circulation path when 11R1 or TR2 is chopper-controlled and turned off by the pulse signal CP.

従って、運転者がノ・ンドル1を操作すると、そのとき
加えられた操作力(操舵力)の方向とその大きさに応じ
て所定値の電流が所定の方向から電動機7に供給され、
これにより電動機7が発生するトルクがビニオン9から
ラック4に与えられ、補助操舵力となるため、パワース
テアリング装置としての機能が得られることになる。
Therefore, when the driver operates the steering wheel 1, a predetermined value of current is supplied to the electric motor 7 from a predetermined direction depending on the direction and magnitude of the operating force (steering force) applied at that time.
As a result, the torque generated by the electric motor 7 is applied from the pinion 9 to the rack 4 and becomes an auxiliary steering force, so that the function as a power steering device is obtained.

ところで、運転者がハンドル1を操作したときに必要な
操舵力の大きさは、あまシ小さくても運転しずらくなり
、このため、経験上などから、トルクセンサ6の信号τ
に対して第6図のようなオフセットをもった高次関数特
性をもって補助操舵力、つまり電動機7の電流値が定ま
るようにしてやるのが操舵フィーリング上好ましいこと
が知られている。
Incidentally, even if the magnitude of the steering force required when the driver operates the steering wheel 1 is small, driving becomes difficult.
It is known that it is preferable for the steering feel to have the auxiliary steering force, that is, the current value of the electric motor 7, determined by a high-order function characteristic with an offset as shown in FIG.

そこで、このために設けられているのがトルク関数回路
21で、入力信号に対して第9図の特性にしたがった出
力信号を発生するようになっている。なお、実際には、
第9図のような滑らかな特性を与えるような関数回路は
コストアップとなったり、実現が不可能となったりする
ので、例えば第10図のような折線近似によるトルク関
数回路21を用いるようにしてやればよい。また、この
折線近似に代えて第11図に示すような階段近似による
ものを用いても実施可能である。
Therefore, a torque function circuit 21 is provided for this purpose, and is designed to generate an output signal according to the characteristics shown in FIG. 9 in response to an input signal. In addition, in reality,
Since a function circuit that provides smooth characteristics as shown in FIG. 9 would increase the cost or be impossible to implement, it is recommended to use a torque function circuit 21 using broken line approximation as shown in FIG. 10, for example. Just do it. Furthermore, instead of this broken line approximation, it is also possible to use a staircase approximation as shown in FIG.

次に、タイヤ5を転向させるために必要な力、いわゆる
操舵力は、タイヤと走行路面の間での転向方向での摩擦
抵抗によって決まるが、この摩擦抵抗は車速によって変
化し、高速になるにつれて減少する。従って、この操舵
力は車速が小さいとき程大きくなり、通常、据え切りと
呼ばれる車速が零のときには極めて大きくなってほとん
どノ\ンドル操作が不可能なくらいになる。
Next, the force required to turn the tires 5, the so-called steering force, is determined by the frictional resistance between the tires and the road surface in the turning direction, but this frictional resistance changes depending on the vehicle speed, and as the speed increases, Decrease. Therefore, this steering force increases as the vehicle speed decreases, and when the vehicle speed is zero, which is usually called stationary steering, it becomes extremely large to the point that it is almost impossible to operate the steering wheel.

しかして、実用上からは、自動車の車庫入れや縦列駐車
を行なうときには、この据え切り操作が必要である。
However, from a practical standpoint, this stationary steering operation is necessary when parking the vehicle in a garage or parallel parking.

一方、高速時にハンドル操作力が小さくなるとむしろ危
険になるので、高速時には補助操舵力を小さくするか、
或いは与えないようにするのが望ましい。
On the other hand, if the steering force is reduced at high speeds, it can become dangerous, so it is recommended to reduce the auxiliary steering force at high speeds.
Or it is preferable not to give it at all.

そこで、このためにトルク関数回路21において、車速
センサ20から車速信号υを入力し、トルク信号τに対
して所定の演算処理を施して第12図に示すようにトル
ク関数回路21で与えられる特性のオフセットの幅が車
速信号υに応じて広くなるようにしている。
For this purpose, the torque function circuit 21 inputs the vehicle speed signal υ from the vehicle speed sensor 20, performs predetermined calculation processing on the torque signal τ, and obtains the characteristic given by the torque function circuit 21 as shown in FIG. The width of the offset is made wider according to the vehicle speed signal υ.

ところで、電動機7を逆方向にかけるブレーキトルク、
すなわち逆制動トルクと電動機70回転数この関係は第
13図に示す如き特性となっている。すなわち、電動機
70図転数が大きい程逆制動トルクは犬きくなる。した
がって、ハンドルを操作しである位置にとめる力(電動
機に制動を加えて止めるときのトルク)が電動機7の回
転が大きい程高く必要である。また、電動機7の回転数
に対する加速トルク値が第14図に示されており、電動
機回転数が小さいと加速トルクを大きくする必要がある
By the way, the brake torque that applies the electric motor 7 in the opposite direction,
That is, the relationship between the reverse braking torque and the motor 70 rotational speed has a characteristic as shown in FIG. That is, the larger the rotation speed of the electric motor 70, the stronger the reverse braking torque becomes. Therefore, the greater the rotation of the electric motor 7, the higher the force required to operate the handle and stop it at a certain position (the torque required to brake the electric motor and stop it). Further, the acceleration torque value with respect to the rotational speed of the electric motor 7 is shown in FIG. 14, and when the electric motor rotational speed is small, it is necessary to increase the acceleration torque.

次に第6図図示復元力関数回路22について説明する。Next, the restoring force function circuit 22 shown in FIG. 6 will be explained.

この復元力関数回路22は、タイヤ5に対して元に戻す
力(復元力)を与えるための電動機7の制御信号を出力
する回路である、戻りトルクと舵角(舵角センサ出力)
この関係は、第15図に示す如きである。すなわち、舵
角が大きければ大きい程復元するためのトルクを大きく
必要とする。この復元特性は、パワーステアリングを設
けた操舵システムの操舵フィーリングを決める大きなポ
イントである。
This restoring force function circuit 22 is a circuit that outputs a control signal for the electric motor 7 to give a restoring force (restoring force) to the tire 5, and is a circuit that outputs a control signal for the electric motor 7 to generate a return torque and a steering angle (steering angle sensor output).
This relationship is as shown in FIG. In other words, the larger the steering angle, the greater the torque required for restoration. This restoring characteristic is a major factor in determining the steering feel of a steering system equipped with power steering.

即ち、自動車の操舵システムには、転向車輪のキャスタ
効果などを利用して復元特性を与えるようにしているの
が一般的で、このためハンドル操作により所定の舵角を
与えたあとは、この復元特性によりハンドルに与えられ
る復元力を利用した運転操作が広く行なわれ、これが良
好な操舵フィーリングを与えるポイントとなっており、
従って、パワーステアリングの装備によっても、この復
元力を損なわないよう圧しなければならないのである。
In other words, the steering system of an automobile generally uses the caster effect of turning wheels to provide a restoring characteristic, and therefore, after a predetermined steering angle is given by steering wheel operation, this restoring characteristic is applied. Driving operations that utilize the restoring force given to the steering wheel due to its characteristics are widely performed, and this is the key to providing a good steering feeling.
Therefore, even with power steering equipment, pressure must be applied so as not to impair this restoring force.

また第6図のロック検出回路30は、トルクセンサ6の
出力に対[7て舵角センサ10からの出力がない場合を
検出するもので、この検出がされるとクラッチ8の電磁
弁をOF’Fする。
The lock detection circuit 30 shown in FIG. 6 detects when there is no output from the steering angle sensor 10 compared to the output from the torque sensor 6. When this is detected, the solenoid valve of the clutch 8 is turned off. 'F.

次に本発明の実施例に係るアシストトルク演算の動作に
ついて説明する。
Next, the operation of assist torque calculation according to the embodiment of the present invention will be explained.

第16図には、アシストトルク演算のフローチャートが
示されている。このフローチャートは、10 m5ec
 毎のタイマ割込みによって処理される。
FIG. 16 shows a flowchart of assist torque calculation. This flowchart is 10 m5ec
Each timer interrupt is processed.

ます、ステップ100において、トルクセンサ6の前回
の値TOLDを読み出し、ステップ101において、現
在のトルクセンサ6からの出力値TN EVを取り込む
。次に、ステップ103において、TOLDとTNEW
六を比較して、ドルクセ/す6の出力値の増加分ΔTが △T = TNEW −TOLD 一定値以上か否かを判定する。このステップ103にお
いて、ドルクセ/すの増加分が一定値より大きいと判定
するとステップ104において舵角センサ10から出力
されるた値の増加分が、トルクセンサ6の増加と時間的
に対応したある一定値より大きいか否かを判定する。こ
のステップ104において、舵角センサの増加分が一定
値以上でない場合はステップ108に移る。また、ステ
ップ104において、舵角センサの増加分が一定値以上
であると判定すると、ステップ105においてモータ加
速計算(第7図に示す如き特性となる加速]による加速
トルク計算を行いステップ108に移る。
First, in step 100, the previous value TOLD of the torque sensor 6 is read out, and in step 101, the current output value TN EV from the torque sensor 6 is taken in. Next, in step 103, TOLD and TNEW
6 is compared to determine whether the increase ΔT in the output value of the Dorxe/S 6 is equal to or greater than a certain value ΔT=TNEW−TOLD. In this step 103, if it is determined that the increase in the torque sensor/su is larger than a certain value, in step 104 the increase in the value output from the steering angle sensor 10 is set to a certain constant value that corresponds temporally to the increase in the torque sensor 6. Determine whether it is greater than the value. In this step 104, if the increase in the steering angle sensor is not equal to or greater than a certain value, the process moves to step 108. Further, if it is determined in step 104 that the increase in the steering angle sensor is equal to or greater than a certain value, in step 105 acceleration torque is calculated by motor acceleration calculation (acceleration with characteristics as shown in FIG. 7), and the process moves to step 108. .

一方、ステップ106において、トルクセンサの増加分
が一定値以上でないと判定すると、ステップ106にお
いて、トルクセンサの減速分が一定値以上か否かを判定
する。このステップ106においてトルクセンサの減速
分が一定値以上でないと判定するとステップ108に移
り、一定値以上であると判定すると、ステップ107に
おいてモータ減速度計算による減速トルク計算(第13
図に示される逆制動トルク特性に対応した)を行ないス
テップ108に移る。次に、ステップ108において、
第12図に示す如きアシストトルクの演算を行なう。
On the other hand, if it is determined in step 106 that the increase in the torque sensor is not equal to or greater than a certain value, then in step 106 it is determined whether or not the deceleration amount in the torque sensor is greater than or equal to a predetermined value. If it is determined in this step 106 that the deceleration of the torque sensor is not equal to or greater than a certain value, the process moves to step 108, and if it is determined that it is equal to or greater than a certain value, the process proceeds to step 107, where the deceleration torque is calculated by motor deceleration calculation (13th
(corresponding to the reverse braking torque characteristic shown in the figure) is performed, and the process moves to step 108. Next, in step 108,
The assist torque is calculated as shown in FIG.

第17図には、一連の動作をマイクロコンピュータを用
いたときのブロック図が示されている。
FIG. 17 shows a block diagram of a series of operations using a microcomputer.

このときの処理のタスクスケジュールの割込フローチャ
ートが第18図に示されている。
An interrupt flowchart of the task schedule for processing at this time is shown in FIG.

第19図には具体的回路が示されている。A specific circuit is shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればハンドルの操舵ス
ピードに充分に追従することができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to sufficiently follow the steering speed of the steering wheel.

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

第1図は本発明によるパワーステアリング制−装置の一
実施例を示すシステム構成図、第2図はトルクセンサの
特性図、第3図は舵角センサの特性図、第4図は電動機
の回転数トルク特性図、第5図は電動機の電機子電流と
トルク・回転数特性図、第6図は本発明の実施例を示す
ブロック図、第7図は加速のときの補正トルク出力を示
す特性図、第8図は第6図図示電動機制御回路の詳細回
路図、第9図は高次関数特性の一例を示す特性図、第1
0図及び第11図は高次関数特性に対する近似特性の説
明図、第12図は本発明の一実施例によって与えられる
特性の一例を示す説明図、第13図は電動機の回転数と
逆制動トルクの特性図、第14図は電動機の回転数に対
する加速トルク特性を示す図、第15図は復元力に関す
る特性図、第16図はアシストトルク演算の動作フロー
チャート、第17図はマイクロコンピュータを用いたと
きのブロック図、第18図は処理のタイムスケジュール
を示すフローチャート、第19図は第6図図示実施例の
具体的回路図である。 1・・・操舵ハンドル、2・・・ハンドル軸、3.9・
・・ビニオン、4・・・ラック、5・・・タイヤ、(転
向車輪)6・・・トルクセンサ、7・・・電動機、8・
・・減速機構、10・・・舵角センサ、11・・・制御
装置、20・・・車速センサ、21・・・トルク関数回
路、22.25・・・加算器、24・・・加速関数回路
、25・・・制動関数回路、28・・・チョッパ制御回
路、29・・・電動機制御回路、30・・・ロック検出
回路。 代理人 弁理士  鵜 沼 辰 之 第1図 第2図 辞力tE 第3図 坊カオIr店90) < くべ くりへ 亀蛋妬 第7図 第8図 第9図 第10図 e:J!7>at−池店子 第11図 第12図 第13図 (σ−百) 第14図 g充p
Fig. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a power steering control device according to the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram of a torque sensor, Fig. 3 is a characteristic diagram of a steering angle sensor, and Fig. 4 is a rotation of an electric motor. Fig. 5 is a characteristic diagram of motor armature current and torque/rotational speed; Fig. 6 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; Fig. 7 is a characteristic showing corrected torque output during acceleration. 8 is a detailed circuit diagram of the motor control circuit shown in FIG. 6, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of high-order function characteristics.
0 and 11 are explanatory diagrams of approximate characteristics for high-order function characteristics, Fig. 12 is an explanatory diagram showing an example of characteristics provided by an embodiment of the present invention, and Fig. 13 is an explanatory diagram of the rotation speed of the motor and reverse braking. Torque characteristic diagram, Figure 14 is a diagram showing acceleration torque characteristics with respect to motor rotation speed, Figure 15 is a characteristic diagram regarding restoring force, Figure 16 is an operation flowchart of assist torque calculation, and Figure 17 is a diagram using a microcomputer. FIG. 18 is a flowchart showing a processing time schedule, and FIG. 19 is a specific circuit diagram of the embodiment shown in FIG. 1... Steering handle, 2... Handle shaft, 3.9.
... Binion, 4... Rack, 5... Tire, (turning wheel) 6... Torque sensor, 7... Electric motor, 8...
...Deceleration mechanism, 10... Rudder angle sensor, 11... Control device, 20... Vehicle speed sensor, 21... Torque function circuit, 22.25... Adder, 24... Acceleration function Circuit, 25... Braking function circuit, 28... Chopper control circuit, 29... Motor control circuit, 30... Lock detection circuit. Agent Patent Attorney Tatsuyuki Unuma Figure 1 Figure 2 Figure 3 Bokao Irten 90) 7>at-Iketenko Figure 11 Figure 12 Figure 13 (σ-100) Figure 14 g

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)操舵ハンドルに加えられた操舵力の所定の関数に
したがつてモータを制御し、このモータにより補助操舵
力を与えるようにした電動パワーステアリング装置にお
いて、上記モータの回転数に応じたモータ加速関数を設
け、ハンドル操舵力増加中に前記関数に従つて上記モー
タの加速制御を行うようにしたことを特徴とする電動パ
ワーステアリング装置。
(1) In an electric power steering device in which a motor is controlled according to a predetermined function of a steering force applied to a steering wheel, and the motor provides an auxiliary steering force, the motor is controlled according to the rotational speed of the motor. An electric power steering device characterized in that an acceleration function is provided, and acceleration control of the motor is performed according to the function while the steering force of the steering wheel is increasing.
(2)操舵ハンドルに加えられた操舵力の所定の関数に
したがつてモータを制御し、このモータにより補助操舵
力を与えるようにした電動パワーステアリング装置にお
いて、上記モータの回転数に応じたモータ減数関数を設
け、上記ハンドル操舵力が減少中に前記関数に従つてモ
ータ減速制御をすることを特徴とする電動パワーステア
リング装置。
(2) In an electric power steering device in which a motor is controlled according to a predetermined function of a steering force applied to a steering wheel, and the motor provides an auxiliary steering force, the motor is controlled according to the rotational speed of the motor. An electric power steering device characterized in that a subtractive function is provided, and motor deceleration control is performed in accordance with the function while the steering wheel steering force is decreasing.
(3)操舵ハンドルに加えられた操舵力の所定の関数に
したがつてモータを制御し、このモータにより補助操舵
力を与えるようにした電動パワーステアリング装置にお
いて、上記ハンドルの舵角の大きさに応じた復元力関数
を設け、前記ハンドルの復元力を前記関数に従つてハン
ドルに加えるようにしたことを特徴とする電動パワース
テアリング装置。
(3) In an electric power steering device in which a motor is controlled according to a predetermined function of a steering force applied to a steering wheel, and the motor provides an auxiliary steering force, the magnitude of the steering angle of the steering wheel is An electric power steering device characterized in that a restoring force function is provided according to the function, and the restoring force of the steering wheel is applied to the steering wheel according to the function.
JP5722585A 1985-02-02 1985-03-20 Electric power steering device Expired - Lifetime JPH0613297B2 (en)

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KR1019860000580A KR920007039B1 (en) 1985-02-02 1986-01-29 Electro-motive power steering system
US06/824,791 US4753308A (en) 1985-02-02 1986-01-31 Electro-motive power steering system
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DE8686101281T DE3661250D1 (en) 1985-02-02 1986-01-31 Method of operating electric power assisted steering systems and electric power assisted steering system
CN86101092A CN86101092B (en) 1985-02-02 1986-02-01 Electrodynamic steering gear

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