JPS6198674A - 電動式パワステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動屯用離動式パワステアリング装置ｄの制御
装置に関するものである。

従来の技術 自＃Ｊ車において、転舵時のハンドル操作の軽減をはか
るために転舵操作時の操舵トルクを使用スるトルクセン
サを設け、これにより転舵トルクを市気着に変換して、
この屯気鎗の変化如応じて電動装置の出力を可変的に制
御し操舵トルクに応じたパワアシストを行うようにした
電動式パワステアリング装置は既に開発されている（例
えば特公昭４５−４１２４６号公報診照）。

発明が解決しようとする問題点 上記のような電動式パワステアリング装置においては、
下記のような種々の問題点を有している。

＋１１、ｌｉ　４２　（＆のステアリングツ・ンドルの
戻りが電動モータの慣性力やモータ、減速器のノリクシ
ョン等によって悪くなる。

（２）、低速走行時に充分なパワアシス）＆与えようと
すると、高速走行時には操舵力が軽くなリスキ、ステア
リングハンドルの切り堝ぎ？招く。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、ステアリングシャフトの捩りトルクに応じて
′ｄ（勅モータへの滌流１ｆｊｌｌ訓ｊン行い１□亥４
を勧モータにより転舵方向へのバフアシストｋｎ５よっ
てしだ車・動式パワステアリング装置ｄにおいて、転舵
角に応じて面粗方向に戻す方向に所定値の戻し方向モー
タ電流指令値を光する戻し方向モータ電流指示部の該戻
し方向モータ眠流指４１と、上記ステアリングシャフト
の捩りトルク信号に基づきアシスト方向モータ電流指令
値を発するアシスト方向モータ電流指示部の該アシスト
方向モータ電流指令値との引算信号にて酸・助モータに
よるパワアシスト市ＩＪｆ卸を行う市１１−回路をい動
すると共に、車速が大となるて従って次第に犬となる重
連係数信号を発する車速係数指示関数部を設け、該曳速
係較殉示関数部の重連係数信号を上記戻し方向モータ屯
流指示部の戻し方向モーター流指令値に栄昇する乗算演
算部を設けたことを特徴とするものである。

作用 本発明は上記の構成を採ることにより下記のように作用
する。

（１）、転舵角に応じて直進方向に戻す方向の所定の大
きさを有する戻し方向モータ電流指令値とステアリング
シャフトの捩りドルクイＭ号に基づくアシスト方向モー
タ電流指令値とのり目算信号で制御回路を駆動するよう
にしたので、ステアリングシャフトの換りトルクが所定
値以下のとき上記戻し方向モータ直流指令値により電↑
助モータを直進方向に戻す方向に出力トルクが発生しハ
ンドルの戻り方向の運動に対する抵抗分を打消すことが
できる。

１２）、ステアリングシャフトの捩りトルクが所ｊＶ値
以下になったとき屯）助モータを曲進方向に戻すように
出力させる戻し方向モータ電ｂｉｔ指令値を車速が大と
なるに従って次第に大となるようにしたので、砧切り時
又は低速走行時て充分なパワアシストを与えると共に高
速走行時における適度のパワアシストを与えることがで
きる。

実施例 本発明を付図実施例？参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロックダイヤグラム
で、１はステアリングハンドルの／Ｓンドル角を検出す
る舵角センサ１１及びそれにより戻し方向モータ准流指
令値を発する戻しトルク値指示関政都１２よりなる民し
方向モータ屯流指示部で、上記戻しトルク値指示関数部
１２は転蛇角がある角度１０１１以下の範囲では連続的
に変化し、１θ＠１以上では直進方向に戻す方向に一定
値の戻し方向モータ電流指令値ｉθを発生させるよう１
ｍ　ｒ＞Ｅされている。

２はステアリングシャフトの捩りトルクを検出する捩り
トルクセンサ２１及びそれによりアシスト方向モータ’
Ｔｔｔ　（ｆＬ指令値を発する出力トルク値指示関斂部
２２よりなるアシスト方向モータ電流指示部である。

３は車速を検出する車速センサ３１．該車速センサ３１
の車速信号が大となるに従って次第に犬となる重連係数
信号を発する乗算係数指示関数部３２よりなる車速補正
部である。

４は戻し方向モータ電流指示部１の戻し方向モータ電流
指令値と重速補正部３０車連係数信号とを乗算させる乗
算演算部である。

５は正負判別部５１．′屯動モータ駆動部５２゜絶対値
変換部５３．デユーティ制御部５４．電機子電流検出部
５５よりなる従来の電動式パワステアリング装置の制御
回路で、該制御回路５の出力により電動モータ６を駆動
し操舵機構７にパワアシストを与える。

即ち、戻し方向モータ電流指示部１の戻し万向上−タ１
狂雌指情１ｉＭと車速補正部３の車速係数信号とな宋封
した乗算信号とアシスト方向モータ１１０准指示ｖ１シ
２からの１θ号とを＃１１算した１１１１　Ｗ信号がヒ
紀制ｆｔ４１回路５に入力されると、正負判別部５１に
よりその信号の飽性が判別され電動モータ１１尼６ｉ＋
　１ｉｌ（５２により電動モータの回転方向が決宝され
ると共に、絶対値変ｊ奥部５３によりその１Ｍ号の絶対
値な採り、デユーティ割筒１部５４に、Ｌり該１θ号の
絶対暗と市暖子市雌検出部５５の出力とを比較してモー
タ電離が指示値（」＝組信号の絶対値）　１ｌｆｌりに
なるようデユーティ比を決め電動モータ駆動部５２を制
御するようになっている。

本ン六明装］ｄの作動状況を説明する前に電動式パワス
テアリング装置の一般的な割出ｊ態様をｉ悦Ｅす」する
。

従来の電動式パワステアリングＨ＋Ｍは、原理的にはス
テアリングシャフトの握りトルクを検出し第２図に示す
ような捩りトルク信号ＶＴな発する１戻りトルクセンサ
２１を用い、この捩りトルク信号ＶＴＫ応じて第６図に
示すような電動モータへのアシスト方向モータ′市流指
令領りを発する出力トルク値指示関ｒｔ部２２の該指令
値番を制（財）回路５に入力することにまり転舵時のパ
ワアシスト市１ｊφイ１を行っている。

即ち、転舵（で際しステアリングハンドルをわずかに廻
したところで捩りトルク信号ＶＴが第２図）ＶＲ＋又は
ＶＬＩ　Ｋ達すると、ソノ信号ＶＲ＋又はＶＬＩにより
ハンドルの操作方向が右切りか左切りかであるかを判断
し心動モータに流すべき電流の方向を定める。更にハン
ドルな回転操作し、伽りトルク信号ＶＴがＶＨ２又はＶ
Ｔ、２のレベルに達するとその信号によって制御回路が
作１幼しはじめ、それ以後は捩りトルク信号に応じて第
６図に示すような電流制御を行い、ステアリングシャフ
トの握りトルクに応じた電動モータのパワアシストを得
るようになっている。

本発明では第１図に示すように、従来のステアリングシ
ャフトの捩りトルクを検出する捩りトルクセンサ２１及
びその捩りトルク信号に基づきアシスト方向モータ１五
流指令値を発する出力トルク値指示１３４４数都２２よ
りなるアシスト方向モータ′ル流指示部２にＱｌｌえ、
ステアリングツ・ンドルのハンドル角な検出する舵角セ
ンサ１１及びその信号に基づき戻し方向モータ電流指令
値を−ｊトする戻しトルク値指示関数部１２よりなる戻
し方向モータ指示部１と、車速を検出する車速センサ３
１及びその信号が大となるに従って次第に犬となる車速
係数信号を発する乗葺係数指示関数部３２よりなる車速
補正部３を用い、上記アシスト方向モータ尻流指示部２
のアシスト方向モータ電流指令値ｔＫ戻し方向モータ電
随指示部１の戻し方向モータ電流指令値番θと車速補正
部３の車速係数信号Ｓとの乗算信号Ｓ　、　ｚθを１１
１３算したり０算１８号＊＋Ｓ−ｉθにて電動モータに
よるパワアシストを行う′ｉ＋＋　ｉ卸回路５を、’ｆ
ｉｌ、　１す１するようにしたことを特徴とするもので
ある。

即ち、戻し方向モータ電流指示４１は第４図に示すよう
に転舵角がある角度１００１以下の範囲では連続的に変
化し、１０１１以上では直訪方向に戻す方向にある一租
値の戻し方向モータ１ｆ流指令値２θを発するよう構＋
Ｊ１ｊされている。

例えばハンドルを右に切った場合この舵角による戻し方
向モータ電流指令値−３θと前ｄ己１Ｆ速係数信号Ｓと
を乗算した乗算信号−８−１θを第６図のアシスト方向
モータ電流指令値ｔにす［１えると、この加算によりア
シスト方向モータ電流指令値ｉは徐々に下方向に平行移
動し、転舵角が０１を越えると第５図に示すようにアシ
スト方向モータ電流指令値番がＳ−２θだけＦ方に平行
移動した信号を得ることになる。

この出力信号て基づき、制御回路５は第５図において実
線示の従来の電流制＃特性と点線示御を行い操舵機ｒＪ
　７にパワアシストを行う。

上記において、車速係数信号Ｓは第６図に示すように車
速が大となるに従って次第に大となるよう設定されてい
るので第５図点線示のようｖｃ　Ｓ　−ｉθでと１フさ
れる咀ｌ纜刊側１特注のＦ方向への平行移葡叶は車速が
大となるにｆ疋って（Ｋ第に大となり、旨速走行時のパ
フアシスト酸を減少させ１薗１ψの操舵力を与えろこと
ができる。

以ヒのように醒・１ｄ１モータ６によるパワアシストを
伴う転舵が完了し１１進示付に戻る１県にステアリング
ハンドルの操作力を減するとアシスト方向モータ電流指
令値ｔは零となる。そのとき転１氾角は当然θ°以上で
あるので、制呻回路５の制御性１生は第５図点１線示の
ように下方向に５−ｔｏに相当する分だけ平行移動した
状態となっており、従ってアシスト方向モータ゛屯ＯＷ
指令値番又は零に近＜　ｔｒつたときＳ弓θで表わされ
る左切り方向の出力２元し、６動モータ６は・・ンドル
仄り方向に回転する。

七〇ｍ動モータ６の回転トルクは咀勅モータの慣性力や
減速機のフリクション等よりなる）・ンドルの戻り方向
の運動に対する抵抗分を打消すので、操舵機構７は重輪
側のキャスタ効果等によって適確に直進方向に戻る。

操舵機構が直進位置近くになり舵角が００以内の範囲に
入ると第４図のように戻し方向モータ電流指令値は徐々
に零に近づくので、刊１ａ４１回路５０制岬特性は第５
図の点槻示の状Ｉ２すから徐々に上方向に平行移動し、
左切り方向の出力Ｓ−ｉθも徐々に小となり、直進位置
に戻ったところで、制御回路５０制側１特性は第５図実
線示のように従来のものと同じ状態に戻る。

尚上記においてアシスト方向モータＮｔ　１ｌｌｆ、指
令値が零の状態における戻り方向トルクな発生させるべ
き戻し方向モータ電流指令値ｔθは戻しトルク値指示関
数部によって決定されるので、該戻１．　トルク値指示
関数部１２の関数を適切に設定することによりキャスタ
効果による屯輪倶１からのハンドル戻し力に抵抗となる
要素を丁度打消スべきモータトルクの発生を得ることが
できる。

尚上記実姉例においては舵角センサとしてステアリング
・・ンドルの・・ンドル角を検出するものを用いたが、
ラックピニオン式ギヤボックスな用いたものにおいては
ラック軸のストローク哨又はヤンダビン回転角等を用い
ることができるのは勿８ｉｉδである。

又戻し方向モータ′市雌指示部はある角度１θ゛１以上
では直進方向に戻す方向にある一定値の戻し方向モータ
電流指令値を発するものをあげたが、転舵角が犬となる
に従って次第に大又は小となる戻し５回モータ電流指令
値を発するものを用いてもよい。

車速係数指示関数部３２０発する車速係数信号な第６図
の点線示のように設定することにより、重速が苓又は零
に近いところで戻し方向のモータｄＬ流指令値を減らし
アシスト力向のパワアシスト量を増加させることも可能
である。

発明の効果 本発明は上記の構成を採ることにより下記のように実用
上多大の効果をもたらし得るものである。

（１）、ステアリングシャフトの捩りトルクによるアシ
スト方向モータ電流指令値に舵角に応じて直進方向に戻
す方向に所定値の戻し方向モータ電流指令値を発する戻
し方向モータ喧流指示部の該戻し方向モータ電流指令値
を加算し、この両洒号のす目算信号にて′電動モータへ
の電流制御特性を転舵角が中立より右の場合は下方向に
、左向の場合は上方向に平何移動させ、これによりアシ
スト方向モータ電流指令値が零又は零に近い状態でノ・
ンドル戻り方向に電動モータに出力を発生させるように
したもので、電動モータの慣性力や減速機のフリクショ
ン等よりなるノ・ンドルの戻り方向に対する抵抗分を打
消すことができ電動式・くワステアリング装置の舵の戻
り特性の著るしい改善をはかり得るばかりか、亮速走行
時転舵角に対し操舵力が比較的小なる走行条件において
適当な復元力が得られ、旋回中の保舵感覚及び操舵感覚
が優れ、手放し収束性の向上も図れる。

（２）、転舵角に応じて直進方向に戻す方向の所定値を
有する戻し方向モータ電流指令値に東速が犬とｌよるに
従って犬となる重連係数信号な来初した乗Ｙ信号とアシ
スト方向モータ電流指令値との加算信号にてパワアシス
ト制（財）を行う利１１回路を駆１助するようにしたの
でアシスト方向の補助操舵力を車速が犬さくなるに従っ
て小にできるのでステアリングハンドルの切り過ぎを防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示すブロックダイヤグラム、
第２図及び第６図は従来の電動式パワステアリング装置
の制御態様を示すもので、第２図はステアリングシャフ
トの伽りトルク信号、特性図、第６図は捩りトルク信号
に基づく電動モータへの電流ｉｔ］ｌＩ＃特注図である
。第４図乃至第６図は本発明による電動式パワステアリ
ング装置の制御態様の１例を示す図で、第４図は舵角信
号特性図、第５図はアシスト方向モータ＊流指令値と戻
し方向モータ電流指令値との加算１ｇ号に基づく電動モ
ータへの電流制御特性図、′＠６図は車速係数信号特性
図である。 １・・・戻し方向モータ電流指示部、１１・・・舵角セ
ンサ、１２・・・戻しトルク値指示関数部、２・・・ア
シスト方向モータ′市流指示部、２１・・・捩りトルク
センサ、２２・・・出力トルク値指示関Ｍ部、３・・・
車速補ＩＥ部、３１・・・車速センサ、３２・・・乗祷
゛係数指示関数部、４・・・乗算演ｎ部、５・・・利？
１ｌ１１回路、６・・・可、仙モータ、７・・・操舵機
構。 以　　　　　−ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングシャフトの捩りトルクに応じて電動モータ
   への電流の制御を行い該電動モータにより転舵方向への
   パワアシストを行うようにした電動式パワステアリング
   装置において、転舵角に応じて直進方向に戻す方向に所
   定値の戻し方向モータ電流指令値を発する戻し方向モー
   タ電流指示部の該戻し方向モータ電流指令値と、上記ス
   テアリングシャフトの捩りトルク信号に基づきアシスト
   方向モータ電流指令値を発するアシスト方向モータ電流
   指示部の該アシスト方向モータ電流指令値との加算信号
   にて電動モータによるパワアシスト制御を行う制御回路
   を駆動すると共に、車速が大となるに従つて次第に大と
   なる車速係数信号を発する車速係数指示関数部を設け、
   該車速係数指示関数部の車速係数信号を上記戻し方向モ
   ータ直流指示部の戻し方向モータ電流指令値に乗算する
   乗算演算部を設けたことを特徴とする電動式パワステア
   リング装置の制御装置。