KR20190116353A - 파워 스티어링 장치 - Google Patents

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KR20190116353A
KR20190116353A KR1020197025921A KR20197025921A KR20190116353A KR 20190116353 A KR20190116353 A KR 20190116353A KR 1020197025921 A KR1020197025921 A KR 1020197025921A KR 20197025921 A KR20197025921 A KR 20197025921A KR 20190116353 A KR20190116353 A KR 20190116353A
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KR
South Korea
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steering
steering angle
command signal
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signal
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KR1020197025921A
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Inventor
즈카사 미야지마
Original Assignee
히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

제어 장치(15)는, 차속(Vs) 및 전타각(θb)에 기초하여 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 연산하는 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)와, 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 기초하여 리턴 제어량(RetOut)을 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)를 구비하고 있다. 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는 레이트 리미터부(36)를 구비하고 있고, 이 레이트 리미터부(36)는, 차속 센서(19)로부터 차속(Vs)의 변화를 판단하여, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 어떤 비율(레이트)로 점증 처리 또는 점감 처리함으로써, 리턴 제어량(RetOut)을 출력한다.

Description

파워 스티어링 장치
본 발명은 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
파워 스티어링 장치로서, 예컨대 이하의 특허문헌 1에 기재된 파워 스티어링 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1에 기재된 파워 스티어링 장치에서는, 타각에 대한 리턴 토크를 결정하는 타각 게인 맵과, 차속에 의해 리턴 토크를 증감시키는 차속 맵으로부터 타각 리턴 토크 제어량을 산출함으로써, 핸들 리턴 제어가 행해지고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-99053호 공보
일반적으로, 저차속 영역의 랙 엔드 부근에서는, 셀프 얼라이닝 토크의 부족을 보충하기 위해, 타각 리턴 토크 제어량이 크게 설정된다. 한편, 정차시에는 타각 리턴 토크 제어량이 0인 경우가 많다. 그렇게 되면, 이 저차속 영역으로부터 정차까지의 사이에 타각 리턴 토크 제어량이 급변하게 되어, 조타의 위화감이 생길 우려가 있다.
그러나, 특허문헌 1의 파워 스티어링 장치는, 상기 타각 리턴 토크 제어량의 급변에 관해 전혀 고려되지 않았기 때문에, 상기와 같은 조타의 위화감이 생길 우려가 있다.
본 발명은, 종래의 실정을 감안하여 안출된 것으로, 저차속 영역에서의 조타의 위화감을 억제할 수 있는 파워 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 그 하나의 양태에 있어서, 차량 속도가 0 km/h로부터 제1 소정 차속까지 상승할 때의 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율이, 제1 소정 차속으로부터 제2 소정 차속까지 상승할 때의 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율보다 작다.
본 발명에 의하면, 저차속 영역에서의 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
도 1은 차량의 전방측에서 본 파워 스티어링 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 전타각 및 차량 속도와 리턴 제어 게인의 상관관계를 나타내는 맵이다.
도 4는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부에서의 레이트 리미터 처리로의 이행 판단을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 레이트 리미터부에 의한 점증 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 6의 (A)는, 차속과 가중치 계수의 상관관계를 나타내는 맵이며, 도 6의 (B)는, 차량 가속도와 가중치 계수의 상관관계를 나타내는 맵이며, 도 6의 (C)는, 조타각과 가중치 계수의 상관관계를 나타내는 맵이며, 도 6의 (D)는, 조타각 속도와 가중치 계수의 상관관계를 나타내는 맵이다.
도 7은 점증 레이트를 산출하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 8은 레이트 리미터부에 의한 점감 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 점감 레이트를 산출하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 10은 차량의 발차시 및 정차시의 리턴 제어량 목표치 및 리턴 제어량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 리턴 제어량 목표치를 레이트 리미터 처리하지 않은 경우의 차량의 발차시 및 정차시의 조타 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 리턴 제어량 목표치를 레이트 리미터 처리한 경우의 차량의 발차시 및 정차시의 조타 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 파워 스티어링 장치의 일실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
(파워 스티어링 장치의 구성)
도 1은, 차량의 전방측에서 본 파워 스티어링 장치(1)의 개략도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 파워 스티어링 장치(1)는, 운전자로부터의 조타력을 전달하는 조타 기구(2)와, 운전자의 조타 조작을 보조하는 조타 어시스트 기구(3)를 구비하고 있다.
조타 기구(2)는, 차량의 운전실 내에 배치된 스티어링 휠(4)과 차량의 전륜인 2개의 전타륜(5, 5)을 기계적으로 연결하고 있다. 조타 기구(2)는, 스티어링 휠(4)로부터의 회전력이 전달되는 입력축(6)과 도시하지 않은 토션 바아를 통해 입력축(6)에 접속된 출력축(7)을 가진 조타축(8), 및 이 조타축(8)의 회전을 전타륜(5, 5)에 전달하는 전달 기구(9)를 구비하고 있다. 전달 기구(9)는, 출력축(7)의 외주에 설치된 피니언(10)과, 랙바(11)의 외주에 설치된 랙(12)으로 이루어진 랙&피니언 기구(랙&피니언ㆍ기어)에 의해 구성되어 있다. 랙바(11)의 양끝은, 타이 로드(13, 13) 및 도시하지 않은 2개의 너클 아암을 통해 대응하는 전타륜(5, 5)에 각각 연결되어 있다.
조타 어시스트 기구(3)는, 조타 기구(2)에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터인 모터(14)와, 이 모터(14)를 구동 제어하는 제어 장치(15)와, 모터(14)의 회전을 감속하는 감속기(전달 기구)인 웜기어(16)를 구비하고 있다.
모터(14)는, 3상 교류 전력에 의해 구동되는 3상 브러시리스 모터이다.
제어 장치(15)는, 마이크로컴퓨터 등의 전자 부품을 구비하여 구성되어 있고, 토크 센서(17)로부터의 조타 토크(조타 토크 신호)(Tr) 및 모터 회전각 센서(18)(도 2 참조)로부터의 모터 회전각(모터 회전각 신호)(θm)에 기초하여 연산된 제어 전류(Io)에 의해 모터(14)를 구동 제어한다. 또한, 제어 장치(15)에는, 차속 센서(19)로부터의 차속(차량 속도 신호)(Vs) 및 조타각 센서(20)로부터의 조타각(조타각 신호)(θa)이 입력된다.
또, 조타각(θa)은, 조타각 센서(20)에 의한 검출이 아니라, 다른 수단, 예컨대 연산 등에 의해 산출되어도 좋다.
웜기어(16)는, 모터(14)가 출력한 조타 어시스트력(회전력)을 감속하면서 출력축(7)에 전달한다. 웜기어(16)는, 외주에 톱니부(21a)를 가지며 모터(14)의 구동축에 부착된 웜 샤프트(21)와, 톱니부(21a)와 맞물리는 톱니부(22a)를 외주에 가지며 출력축(7)과 일체로 회전하는 웜 휠(22)로 구성되어 있다.
이러한 파워 스티어링 장치(1)의 구성으로부터, 운전자가 스티어링 휠(4)을 회전 조작하면, 입력축(6)이 회전하여 토션 바아가 비틀어지고, 이것에 의해 생기는 토션 바아의 탄성력에 의해 출력축(7)이 회전한다. 그리고, 출력축(7)의 회전 운동이 상기 랙&피니언 기구에 의해 랙바(11)의 축방향을 따르는 직선 운동으로 변환되고, 타이 로드(13, 13)를 통해 도시하지 않은 너클 아암을 차폭 방향으로 밀고 당기는 것에 의해, 대응한 전타륜(5, 5)의 방향이 변경된다.
(제어 장치의 제어 블록도)
도 2는, 제어 장치(15)의 제어 구성의 상세를 나타내는 제어 블록도이다.
제어 장치(15)는, 기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)와, 스트로크 엔드 제어부(24)와, 가산기(25)와, 모터 구동 신호 연산부(26)와, 타각 리턴 제어부(27)를 구비하고 있다.
기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)는, 토크 센서(17)가 검출한 조타 토크(Tr)와, 차속 센서(19)가 검출한 차속(차량 속도)(Vs)에 기초하여, 모터(14)를 구동시키는 기본 어시스트 전류(기본 어시스트 지령 신호)(TRr)를 연산한다. 토크 센서(17)는, 상기 토크 센서(17)로부터의 조타 토크(Tr)를 수신하는, 제어 장치(15)에 설치된 조타 토크 신호 수신부(28)에 전기적으로 접속되어 있다. 차속 센서(19)는, 상기 차속 센서(19)로부터의 차속(Vs)을 수신하는, 제어 장치(15)에 설치된 차량 속도 신호 수신부(29)에 전기적으로 접속되어 있다. 기본 어시스트 전류(TRr)는, 스티어링 휠(4)의 회전 방향과 일치하는 방향으로 조타 기구(2)에 조타력을 부여하는 지령 신호이다.
스트로크 엔드 제어부(24)는, 기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)의 하류에 설치되어 있다. 스트로크 엔드 제어부(24)는, 후술하는 전타각(전타각 신호)(θb)이 소정 영역에 있는 상태에서, 모터 지령 전류(모터 지령 신호)(Io) 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시켜, 랙 충돌시의 충격이나 이음(異音)의 발생을 억제한다. 예컨대, 스트로크 엔드 제어부(24)는, 모터 지령 전류(Io) 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시키기 위해, 스트로크 엔드 방향과 반대 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 작용시킨다.
가산기(25)는, 스트로크 엔드 제어부(24)의 하류에 설치되어 있고, 기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)로부터의 기본 어시스트 전류(TRr)와, 후술하는 리턴 제어량(타각 리턴 토크 지령 신호)(RetOut)을 가산하여 모터 구동 신호 연산부(26)에 출력한다.
모터 구동 신호 연산부(26)는, 가산기(25)의 하류에 설치되어 있고, 기본 어시스트 전류(TRr) 및 리턴 제어량(RetOut)에 기초하여 모터 지령 전류(Io)를 연산한다. 또한, 모터 구동 신호 연산부(26)에는, 모터(14)와 모터 구동 신호 연산부(26) 사이에 개재된 모터 회전각 센서(18)에 의해 검출한 모터 회전각(모터 회전각 신호)(θm)이 피드백되고, 이 모터 회전각(θm)에 기초하여 모터 지령 전류(Io)가 조정된다.
타각 리턴 제어부(27)는, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)와, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)를 구비하고 있다.
타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)는, 차속(Vs)과, 전타각 센서(32)가 검출한 전타각(θb)에 기초하여, 스티어링 휠(4)의 리턴 제어량 목표치(타각 리턴 토크 목표치)(MapOut)를 설정한다. 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)는, 예컨대 소정의 리턴 제어량 기준치에, 후술하는 맵(도 3 참조)으로부터 취득되는 리턴 제어 게인(K)를 곱하는 것에 의해, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 산출한다. 전타각 센서(32)는, 상기 전타각 센서(32)로부터의 전타각(θb)을 수신하는, 제어 장치(15)에 설치된 전타각 신호 수신부(33)에 전기적으로 접속되어 있다. 리턴 제어량 목표치(MapOut)는, 전타륜(5, 5)이 중립 위치를 향하는 방향으로 조타 기구(2)에 조타 어시스트력을 부여하는 목표치이다.
또, 리턴 제어량 목표치(MapOut)는, 조타각 속도(Va)나 조타 토크(Tr)에 의해 산출되어도 좋다.
또한, 전타각(θb)은, 전타각 센서(32)에 의한 검출이 아니라, 다른 수단, 예컨대 연산 등에 의해 산출되어도 좋다.
또한, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)는, 조타각 센서(20)로부터의 조타각(조타각 신호)(θa)이 제1 미분기(34)를 통해서 변환된 조타각 속도(조타각 속도 신호)(Va), 또는 제1 미분기(34)로부터의 조타각 속도(Va)가 제2 미분기(35)를 통해서 변환된 조타각 가속도(조타각 가속도 신호)(Ar)에 기초하여, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 변화시킬 수 있다.
제1 미분기(34) 및 제2 미분기(35)는, 제어 장치(15)에 설치된 제1 조타 상태 신호 수신부(40)에 전기적으로 접속되어 있다.
타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)의 하류에 설치된 레이트 리미터부(36) 및 총 리미터부(37)로 구성되어 있다. 총 리미터부(37)는, 스트로크 엔드 제어부(24)보다 하류에 위치한 가산기(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 기초하여 리턴 제어량(타각 리턴 토크 지령 신호)(RetOut)을 연산하는 것이며, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 변화시킨다. 또한, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 제3 미분기(39)를 통해서 변환된 차량 가속도(Av)의 크기에 따라서 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 변화시켜도 좋다. 또한, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 제어 장치(15)에 설치된 제1 조타 상태 신호 수신부(40)로부터의 조타각 속도(Va) 또는 조타각 가속도(Ar)에 기초하여 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 변화시켜도 좋다.
또한, 타각 리턴 제어부(27)에는, 조타 방향 연산부(38)로부터, 스티어링 휠(4)의 회전 방향의 신호인 조타 방향(조타 방향 신호)(Dr)이 입력된다. 조타 방향(Dr)은, 예컨대 조타각(θa) 또는 전타각(θb)과 조타 토크(Tr)의 관계로부터 산출하는 것이다.
타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 스티어링 휠(4)이 중립 위치측으로부터 스트로크 엔드로 향하는 전타 상태와 스트로크 엔드로부터 중립 위치측으로 향하는 전타 상태에서 리턴 제어량(RetOut)이 동일한 특성이 되도록, 조타 방향(Dr)에 기초하여 리턴 제어량(RetOut)을 연산할 수도 있다.
레이트 리미터부(36)는, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)의 하류에 설치되어 있고, 차속 센서(19)로부터 차속(Vs)의 변화를 판단하여, 어떤 비율(레이트)로 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점증 처리 또는 점감 처리한다. 레이트 리미터부(36)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율이 소정 비율 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 출력한다. 또한, 레이트 리미터부(36)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화량이 소정의 단위 시간당으로 소정량 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 출력할 수 있다. 또한, 레이트 리미터부(36)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화량이 소정의 차속 변화량당에서 소정량 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 출력할 수도 있다.
총 리미터부(37)는, 레이트 리미터부(36)의 하류에 설치되어 있고, 점증 처리되는 리턴 제어량 목표치(MapOut)가 소정의 상한치를 넘지 않도록 함과 더불어, 점감 처리되는 리턴 제어량 목표치(MapOut)가 소정의 하한치보다 저하되지 않도록 한다.
도 3은, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)에서의 리턴 제어량 목표치(MapOut)의 연산에 이용되는, 전타각(θb) 및 차속(Vs)과 리턴 제어 게인(K)의 상관관계를 나타내는 맵이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 셀프 얼라이닝 토크가 작아지는 저차속 영역, 예컨대 차속(Vs)이 1 km/h인 영역의 랙 엔드 부근에서는, 셀프 얼라이닝 토크의 부족을 보충하고, 스티어링 휠(4)의 리턴이 나빠지는 것을 억제하기 위해, 리턴 제어 게인(K)이 크게 되어 있다.
한편, 셀프 얼라이닝 토크가 커지는 고차속 영역에서는, 스티어링 휠(4)이 과잉으로 리턴하는 것을 억제하기 위해, 리턴 제어 게인(K)이 작게 되어 있다.
또한, 정차, 즉 차속(Vs)이 0 km/h이면, 스티어링 휠(4)이 리턴할 필요가 없기 때문에, 리턴 제어 게인(K)이 0으로 되어 있다. 가령, 리턴 제어 게인(K)을 크게 하면, 랙에 가해지는 부하가 극단적으로 작은 로우 로드(low load)나 리프트업의 상황에서 손에서 벗어나 스티어링 휠(4)이 제멋대로 움직이거나, 또는 움직이지 않더라도 항상 전류가 흐르기 때문에, 제어 장치(15)의 발열의 문제나 차량의 전력 관리 등의 문제가 생겨 버린다.
이러한 맵을 이용하여 연산된 리턴 제어량(RetOut)은, 차속(Vs)이 0 km/h일 때에는 0 또는 이것에 가까운 값이 되고, 한편 차속(Vs)이 1 km/h일 때에는 큰 값이 된다.
예컨대, 랙 엔드 부근까지 전타한 상태에서의 발차시에 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h로 상승할 때에, 리턴 제어량(RetOut)이 0으로부터 급격하게 커진다. 그리고, 이 급격한 리턴 제어량(RetOut)의 변화에 기초하여 리턴 제어가 행해지는 것에 의해, 스티어링 휠(4)이 갑자기 리턴되어, 조타력이 급증하는 조타의 위화감이 생길 우려가 있다.
또한, 정차시에 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소할 때에, 리턴 제어량(RetOut)이 갑자기 0이 되기 때문에, 조타력이 빠져, 정차와 동시에 스티어링 휠(4)이 꺾이는 조타의 위화감이 생길 우려가 있다.
본 실시예에서는, 리턴 제어량 목표치(MapOut)의 변화에 대하여 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 작게 하는 것에 의해, 발차시 및 정차시의 리턴 제어량(RetOut)의 급변을 완화하여, 운전자의 조타의 위화감을 억제한다. 즉, 차속(Vs)의 변화에 기초하여 레이트 리미터부(36)에서 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 레이트 리미터 처리를 행하고, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점증 또는 점감시키는 것에 의해, 리턴 제어량(RetOut)의 급변을 완화하여, 운전자의 조타의 위화감을 억제한다.
예컨대, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정 영역에 있는 상태에서, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 상승할 때에는, 레이트 리미터부(36)는 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점증시킨다. 바꾸어 말하면, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정 영역에 있는 상태에서, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 상승할 때의 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율이, 차속(Vs)이 1 km/h로부터 상기 1 km/h보다 큰 차속까지 상승할 때의 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율보다 작아지도록, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는 리턴 제어량(RetOut)을 연산한다.
한편, 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감속할 때에는, 레이트 리미터부(36)는 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점감시킨다.
또, 본 실시예에서는, 저차속 영역에서의 랙 엔드 부근에서의 셀프 얼라이닝 토크가 부족한 차속(Vs)을 「1 km/h」로 하여 설명하지만, 이 차속(Vs)은 차량(사양)에 따라 상이하며, 20 km/h를 상한으로 하여 임의의 차속으로 설정하고, 본 실시예를 적용할 수 있다.
또, 상기 20 km/h는, 특허청구범위에 기재된 「제1의 미리 정해진 차속」에 상당하고, 20 km/h보다 큰 소정의 차속이, 특허청구범위에 기재된 「제2의 미리 정해진 차속」에 상당한다.
도 4는, 레이트 리미터부(36)에서의 레이트 리미터 처리로의 이행 판단을 나타내는 플로우차트이다.
단계 S1에서, 차속 센서(19)로부터의 차속(Vs)을 판독(read-in)한다.
단계 S2에서, 조타각 센서(20)로부터의 조타각(θa)을 판독한다.
단계 S3에서, 제3 미분기(39)를 통해서 출력된 차량 가속도(Av)를 판독한다.
단계 S4에서, 제2 미분기(35)를 통해서 출력된 조타각 속도(Va)를 판독한다.
그리고, 단계 S5에서, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가했는지 아닌지를 판정한다. 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가한 경우에는, 단계 S6으로 이행하고, 레이트 리미터부(36)에 의해 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점증 처리한다.
또한, 단계 S5에서 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가하지 않은 경우에는, 단계 S7에서, 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소했는지 아닌지를 판정한다. 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소한 경우에는, 단계 S8로 이행하고, 레이트 리미터부(36)에 의해 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 점감 처리한다.
단계 S7에서 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소하지 않은 경우에는, 단계 S9에서, 레이트 리미터 처리가 계속중인지 아닌지 판정한다. 레이트 리미터 처리가 계속중인 경우에는, 단계 S10으로 이행하고, 레이트 리미터 처리를 계속한다.
또한, 단계 S9에서 레이트 리미터 처리가 계속중이 아닌 경우에는, 단계 S11로 이행하고, 레이트 리미터 처리를 실시하지 않는다.
도 5는, 레이트 리미터부(36)에 의한 점증 처리를 나타내는 플로우차트이다.
단계 S20에서, 점증 레이트(RampUp)를 연산한다. 점증 레이트(RampUp)는, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에 후술하는 가중치 계수 맵(A)∼(D)에 의해 취득되는 여러 가중치 계수 α, β, γ, σ를 곱하는 것에 의해 연산된다.
단계 S21에서, 리턴 제어량 전회치(RetOut_z1)를 「A」로 설정한다. 상기 점증 처리는, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가하는 경우의 처리이며, 차속(Vs)이 0 km/h일 때에는 리턴 제어량이 필요없기 때문에 A=0이 된다.
그리고, 단계 S22에서, A에 점증 레이트(RampUp)를 가산하는 것에 의해, 리미트치 B를 산출한다.
단계 S23에서, 리미트치 B가 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 작은지 아닌지를 판정한다. 리미트치 B가 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 작은 경우에는, 단계 S24에서 리미트치 B를 리턴 제어량(RetOut)으로 하고, 단계 S25에서 레이트 리미터부(36)에 의한 점증 처리를 계속한다.
또한, 단계 S23에서 리미트치 B가 리턴 제어량 목표치(MapOut) 이상인 경우에는, 단계 S26에서 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 리턴 제어량(RetOut)으로 하고, 단계 S27에서 레이트 리미터 처리를 종료한다.
도 6의 (A)는, 차속(Vs)과, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에 곱해지는 가중치 계수 α의 상관관계를 나타내는 맵이다.
차속(Vs)이 클 때에는, 스티어링 휠(4)을 빠르게 리턴시킬 필요가 있기 때문에, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이, 가중치 계수 α는, 차속(Vs)이 클 때에 높게 설정되어 있다.
도 6의 (B)는, 차량 가속도(Av)와, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에 곱해지는 가중치 계수 β의 상관관계를 나타내는 맵이다.
차량 가속도(Av)가 클 때에는, 리턴 제어량(RetOut)의 응답 지연을 보완할 필요가 있기 때문에, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이, 가중치 계수 β는, 차량 가속도(Av)가 클 때에 높게 설정되어 있다.
도 6의 (C)는, 조타각(θa)과, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에 곱해지는 가중치 계수 γ의 상관관계를 나타내는 맵이다.
조타각(θa)이 클 때에 리턴 제어량(RetOut)을 많게 하면, 스티어링 휠(4)이 갑자기 크게 리턴되고, 조타 필링이 악화되므로, 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이, 가중치 계수 γ는, 조타각(θa)이 클 때에 작게 설정되어 있다.
도 6의 (D)는, 조타각 속도(Va)와, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에 곱해지는 가중치 계수 σ의 상관관계를 나타내는 맵이다.
조타각 속도(Va)가 클 때에는, 스티어링 휠(4)을 빠르게 리턴시킬 필요가 있기 때문에, 도 6의 (D)에 나타낸 바와 같이, 가중치 계수 σ는, 조타각 속도(Va)가 클 때에 높게 설정되어 있다.
또, 도 6의 (A), 도 6의 (B), 도 6의 (C) 및 도 6의 (D)의 가중치 계수 맵으로부터 취득된 가중치 계수 α, β, γ, σ는, 후술하는 점감 레이트(RampDown)를 산출할 때에도 이용된다.
도 7은, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)로부터 점증 레이트(RampUp)를 산출하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 점증 레이트 정수치(RampUp_Const)에, 도 6의 (A)∼도 6의 (D)의 맵으로부터 취득된 가중치 계수 α, β, γ, σ가 곱해진다.
도 8은, 레이트 리미터부(36)에 의한 점감 처리를 나타내는 플로우차트이다.
단계 S30에서, 점감 레이트(RampDown)를 연산한다. 점감 레이트(RampDown)는, 점감 레이트 정수치(RampDown_Const)에 도 6의 (A)∼6의 (D)의 가중치 계수 맵에 의해 취득되는 여러가지 가중치 계수 α, β, γ, σ를 곱하는 것에 의해 연산된다.
단계 S31에서, 리턴 제어량 전회치(RetOut_z1)를 「C」로 설정한다.
그리고, 단계 S32에서, C로부터 점감 레이트(RampDown)를 감산하는 것에 의해, 리미트치 D를 산출한다.
단계 S33에서, 리미트치 D가 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 큰지 아닌지를 판정한다. 리미트치 D가 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 큰 경우에는, 단계 S34에서 리미트치 D를 리턴 제어량(RetOut)으로 하고, 단계 S35에서 레이트 리미터부(36)에 의한 점감 처리를 계속한다.
또한, 단계 S33에서 리미트치 D가 리턴 제어량 목표치(MapOut) 이하인 경우에는, 단계 S36에서 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 리턴 제어량(RetOut)으로 하고, 단계 S37에서 레이트 리미터 처리를 종료한다.
도 9는, 점감 레이트 정수치(RampDown_Const)로부터 점감 레이트(RampDown)를 산출하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 점감 레이트 정수치(RampDown_Const)에, 도 6의 (A)∼도 6의 (D)의 맵으로부터 취득된 가중치 계수 α, β, γ, σ가 곱해진다.
도 10은, 차량의 발차시 및 정차시의 리턴 제어량 목표치(MapOut) 및 리턴 제어량(RetOut)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 10에서는, 상단의 실선은 리턴 제어량(RetOut)을 나타내고 있고, 하단의 실선은 차속(Vs)을 나타내고 있다. 또한, 파선은 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 나타내고 있다. 또, 도 10에서는, 파선으로 나타내는 리턴 제어량 목표치(MapOut)가 일부만 나타나 있지만, 다른 부분은, 실선으로 나타내는 리턴 제어량(RetOut)과 중복되어 있다. 또한, 도 10에서는, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정의 영역에 있는 것으로 한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 차속(Vs)이 0 km/h일 때에, 리턴 제어량 목표치(MapOut)는 0 또는 이것에 가까운 값이 되었다. 그리고, 차량의 발차시에 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h로 증가했을 때에, 리턴 제어량 목표치(MapOut)는 갑자기 높은 값으로 설정된다. 이러한 높은 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 기초하여 출력되는 리턴 제어량(RetOut)은 크게 증가하게 된다. 이에 비해, 본 실시예에서는, 상기 점증 처리를 행함으로써, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h로 증가했을 때에, 리턴 제어량(RetOut)은 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 작은 증가율로 서서히 증가하게 된다.
또한, 차량의 정차시에 있어서 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h로 감소했을 때에, 리턴 제어량 목표치(MapOut)는 갑자기 낮은 값으로 설정된다. 이러한 낮은 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 기초하여 출력되는 리턴 제어량(RetOut)은 크게 감소하게 된다. 이에 비해, 본 실시예에서는, 상기 점감 처리를 행함으로써, 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h로 감소했을 때에, 리턴 제어량(RetOut)은 리턴 제어량 목표치(MapOut)보다 작은 감소율로 서서히 감소하게 된다.
[본 실시예의 효과]
도 11은, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 레이트 리미터 처리하지 않은 경우의 차량의 발차시 및 정차시의 조타 토크(Tr)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 11에서는, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정의 영역에 있고, 스티어링 휠(4)이 보타 상태로 되어 있다.
도 11과 같이 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 레이트 리미터 처리하지 않은 경우에는, 리턴 제어량 목표치(MapOut)가 리턴 제어량(RetOut)으로서 가산기(25)(도 2 참조)에 출력된다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 차속(Vs)이 0 km/h일 때에는, 리턴 제어량(RetOut)은 0 또는 이것에 가까운 값이 되었다. 그리고, 차량의 발차시에 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가했을 때에, 리턴 제어량(RetOut)은 스텝형으로 증가하고 있다. 이것에 의해, 조타 토크(Tr)는, 도 11에 실선의 원으로 둘러싸 나타낸 바와 같이 급격하게 증가한다.
그 결과, 상기 급증하는 리턴 토크에 의해, 조타력이 급증하는 위화감이 생겼다.
한편, 차량의 정차시에 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소했을 때에, 리턴 제어량(RetOut)이 스텝형으로 감소하고 있다. 이것에 의해, 조타 토크(Tr)는, 도 11에 실선의 타원으로 둘러싸 나타낸 바와 같이, 0 km/h로부터 1 km/h로의 발차시보다 큰 변화량으로 급격하게 감소한다.
그 결과, 상기 급감하는 리턴 토크에 의해 조타력이 빠져, 정차와 동시에 스티어링 휠(4)이 꺾이는 위화감이 생겼다.
도 12는, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 레이트 리미터 처리한 경우의 차량의 발차시 및 정차시의 조타 토크(Tr)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 12에서는, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정의 영역에 있고, 스티어링 휠(4)이 보타 상태로 되어 있다.
도 12와 같이 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 레이트 리미터 처리한 경우에, 리턴 제어량 목표치(MapOut)가 레이트 리미터 처리되어 얻어진 리턴 제어량(RetOut)이 가산기(25)(도 2 참조)에 출력된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 차속(Vs)이 0 km/h일 때에는, 리턴 제어량(RetOut)은 0 또는 이것에 가까운 값이 되었다. 그리고, 차량의 발차시에 차속(Vs)이 0 km/h로부터 1 km/h까지 증가했을 때에, 상기 점증 처리에 의해 리턴 제어량(RetOut)은 서서히 증가하게 된다. 이것에 의해, 조타 토크(Tr)는, 도 12의 좌측의 실선의 원으로 둘러싸 나타낸 바와 같이 큰 변동이 생기지 않고 거의 보합세가 되고, 조타 토크(Tr)의 변동이, 도 11에 나타낸 발차시의 변동보다 억제되어 있다.
이와 같이, 도 11에서 급격하게 증가했던 리턴 제어량(RetOut)을 레이트 리미터 처리에 의해 도 12에 나타낸 바와 같이 점증시킴으로써 조타 토크(Tr)의 변동이 억제되고, 이것에 의해, 스티어링 휠(4)이 갑자기 복귀되어, 조타력이 급증하는 위화감이 억제된다.
한편, 차량의 정차시에 차속(Vs)이 1 km/h로부터 0 km/h까지 감소했을 때에, 상기 점감 처리에 의해 리턴 제어량(RetOut)은 서서히 감소하게 된다. 이것에 의해, 조타 토크(Tr)는, 도 12의 우측의 실선의 원으로 둘러싸 나타낸 바와 같이 다소 감소하지만, 조타 토크(Tr)의 변동이, 도 11에 도시한 정차시의 변동보다 작아졌다.
이와 같이, 도 11에서 급격하게 감소했던 리턴 제어량(RetOut)을 레이트 리미터 처리에 의해 도 12에 나타낸 바와 같이 점감시킴으로써 조타 토크(Tr)의 변동이 억제되고, 이것에 의해, 조타력이 빠져, 정차와 동시에 스티어링 휠(4)이 꺾이는 위화감이 억제된다.
이상, 본 실시예에서는, 파워 스티어링 장치(1)는, 스티어링 휠(4)의 회전을 전타륜(5, 5)에 전달하는 조타 기구(2)와, 조타 기구(2)에 조타력을 부여하는 모터(14)와, 모터(14)를 구동 제어하는 제어 장치(15)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 조타 기구(2)에 생기는 조타 토크(Tr)의 신호인 조타 토크 신호를 수신하는 조타 토크 신호 수신부(28)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 조타 토크(Tr)에 기초하여 기본 어시스트 전류(TRr)를 연산하는 기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)로서, 기본 어시스트 전류(TRr)는 스티어링 휠(4)의 회전 방향과 일치하는 방향으로 조타 기구(2)에 조타력을 부여하는 지령 신호인 기본 어시스트 지령 신호 연산부(23)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 차속(Vs)을 수신하는 차량 속도 신호 수신부(29)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 전타륜(5, 5)의 전타각(θb)에 관한 신호인 전타각 신호를 수신하는 전타각 신호 수신부(33)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 차속(Vs) 및 전타각(θb)에 기초하여 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 설정하는 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)로서, 리턴 제어량 목표치(MapOut)는 전타륜(5, 5)이 중립 위치를 향하는 방향으로 조타 기구(2)에 조타력을 부여하는 목표치인 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 기초하여 리턴 제어량(RetOut)을 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)로서, 제1 소정 차속을 0 km/h보다 높은 차량 속도, 제2 소정 차속을 제1 소정 차속보다 높은 차량 속도로 했을 때, 전타각(θb)이 스트로크 엔드를 포함하는 소정 영역에 있는 상태에서, 차속(Vs)이 0 km/h로부터 제1 소정 차속까지 상승할 때의 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율이, 차속(Vs)이 제1 소정 차속으로부터 제2 소정 차속까지 상승할 때의 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율보다 작아지도록 리턴 제어량(RetOut)을 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)와, 제어 장치(15)에 설치되고, 기본 어시스트 전류(TRr)와 리턴 제어량(RetOut)에 기초하여 모터(14)를 구동 제어하는 신호인 모터 지령 전류(Io)를 연산하는 모터 구동 신호 연산부(26)를 갖고 있다.
따라서, 필요에 따른 리턴 제어량(RetOut)을 얻으면서, 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(15)는, 전타각(θb)이 소정 영역에 있는 상태에서, 모터 지령 전류(Io) 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시키는 스트로크 엔드 제어부(24)를 구비하고, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 스트로크 엔드 제어부(24)보다 하류측에 설치되어 있다. 예컨대, 스트로크 엔드 제어부(24)는, 모터 지령 전류(Io) 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시키기 위해, 스트로크 엔드 방향과 반대 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 작용시킨다.
가령 스트로크 엔드 제어부(24)가 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)의 하류측에 설치되는 경우에는, 상기 반대 방향으로 토크를 발생시키는 성분으로서 작용하는 리턴 제어량(RetOut)이, 스트로크 엔드 제어에 의해 감산되게 된다. 따라서, 스트로크 엔드 방향으로 효율적으로 브레이크를 걸 수 없게 되고, 스트로크 엔드로의 타각 속도를 완전히 떨어뜨리지 못하여, 충돌시의 충격이나 이음 등 조타의 위화감이 생겨 버린다.
이에 비해, 본 실시예와 같이 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)를 스트로크 엔드 제어부(24)보다 하류측에 설치하는 것에 의해, 리턴 제어량(RetOut)은 감소되지 않아, 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율이 소정 비율 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 연산한다.
이와 같이, 변화율이 소정 비율 이하가 되도록 소위 레이트 리미터 처리를 행함으로써, 소정 비율보다 큰 리턴 제어량(RetOut)의 변화가 억제된다. 이것에 의해, 급격한 조타 토크의 변화가 억제되어, 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(15)는, 스티어링 휠(4)의 회전 방향의 신호인 조타 방향(Dr)을 연산하는 조타 방향 연산부(38)를 구비하고, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 스티어링 휠(4)이 중립 위치측으로부터 스트로크 엔드 방향으로 향하는 전타 상태와 스트로크 엔드로부터 중립 위치측으로 향하는 전타 상태에서, 제어량(RetOut)이 동일한 특성이 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 연산한다.
따라서, 꺾은 상태와 리턴 상태에서 조타 필링이 변화하는 것에 의한 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 차량 가속도(Av)의 크기에 따라서 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 차량 가속도(Av)에 따라서, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화율을 변화시키는 것에 의해, 예컨대 급가속시의 리턴 제어량(RetOut)의 응답 지연 등을 개선할 수 있다.
또한, 제어 장치(15)는, 스티어링 휠(4)의 회전 속도의 신호인 조타각 속도(Va) 또는 스티어링 휠(4)의 회전각 가속도의 신호인 조타각 가속도(Ar)를 수신하는 제1 조타 상태 신호 수신부(40)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 차속(Vs) 및 전타각(θb)에 기초하여 리턴 제어량 목표치(MapOut)나 리턴 제어량(RetOut)을 연산하는 것에 더하여, 타각 리턴 토크 목표치 설정부(30)는, 조타각 속도(Va) 또는 조타각 가속도(Ar)에 기초하여, 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 변화시킬 수 있고, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 조타각 속도(Va) 또는 조타각 가속도(Ar)에 기초하여, 리턴 제어량(RetOut)을 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 조타에 관한 정보에 기초하여 리턴 제어량 목표치(MapOut)를 부여하고, 또한 이 리턴 제어량 목표치(MapOut)에 따라서 레이트 리미터 처리를 행하여, 리턴 제어량(RetOut)을 연산하는 것에 의해, 조타의 위화감을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화량을 소정량 이하가 되도록 단순히 연산하는 것뿐만 아니라, 리턴 제어량(RetOut)의 변화량이 소정의 단위 시간당으로 소정량 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 연산할 수 있다.
이와 같이, 단위 시간당의 리턴 제어량(RetOut)의 변화량을 제한함으로써, 급격한 리턴 제어량(RetOut)의 변화가 보다 효율적으로 억제되고, 이것에 의해 조타의 위화감을 억제할 수 있다.
또한, 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부(31)는, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화량이 소정량 이하가 되도록 리턴 제어량(RetOut)을 단순히 연산하는 것뿐만 아니라, 차속(Vs)의 변화에 따르는 리턴 제어량(RetOut)의 변화량이 소정의 차량 속도 변화량당에서 소정량 이하가 되도록 제어량(RetOut)을 연산할 수도 있다.
따라서, 차속(Vs)의 변화가 적을 때의 리턴 제어량(RetOut)의 특성의 변화를 억제할 수 있다.
이상 설명한 실시예에 기초하는 파워 스티어링 장치로는, 예컨대 이하에 설명하는 양태의 것이 생각된다.
파워 스티어링 장치는, 그 하나의 양태에 있어서, 스티어링 휠의 회전을 전타륜에 전달하는 조타 기구와, 상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 전동 모터와, 상기 전동 모터를 구동 제어하는 제어 장치와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 조타 기구에 생기는 조타 토크의 신호인 조타 토크 신호를 수신하는 조타 토크 신호 수신부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 조타 토크 신호에 기초하여 기본 어시스트 지령 신호를 연산하는 기본 어시스트 지령 신호 연산부로서, 상기 기본 어시스트 지령 신호는 상기 스티어링 휠의 회전 방향과 일치하는 방향으로 상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 지령 신호인 것인 기본 어시스트 지령 신호 연산부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 차량 속도 신호를 수신하는 차량 속도 신호 수신부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 전타륜의 전타각에 관한 신호인 전타각 신호를 수신하는 전타각 신호 수신부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 차량 속도 신호 및 상기 전타각 신호에 기초하여 타각 리턴 토크 목표치를 설정하는 타각 리턴 토크 목표치 설정부로서, 상기 타각 리턴 토크 목표치는 상기 전타륜이 중립 위치를 향하는 방향으로 상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 목표치인 것인 타각 리턴 토크 목표치 설정부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 타각 리턴 토크 목표치에 기초하여 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부로서, 제1 소정 차속을 0 km/h보다 높은 차량 속도, 제2 소정 차속을 상기 제1 소정 차속보다 높은 차량 속도로 했을 때, 상기 전타각 신호가 스트로크 엔드를 포함하는 소정 영역에 있는 상태에서, 상기 차량 속도가 0 km/h로부터 상기 제1 소정 차속까지 상승할 때의 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율이, 상기 차량 속도가 상기 제1 소정 차속으로부터 상기 제2 소정 차속까지 상승할 때의 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율보다 작아지도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부와, 상기 제어 장치에 설치되고, 상기 기본 어시스트 지령 신호와 상기 타각 리턴 토크 지령 신호에 기초하여 상기 전동 모터를 구동 제어하는 신호인 모터 지령 신호를 연산하는 모터 구동 신호 연산부를 갖고 있다.
상기 파워 스티어링 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 차량 속도가 상기 제1 소정 차속으로부터 0 km/h까지 감속할 때, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 점감시킨다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 차량 가속도의 크기에 따라서 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율을 변화시킨다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 스티어링 휠의 회전 속도의 신호인 조타각 속도 신호 또는 상기 스티어링 휠의 회전각 가속도의 신호인 조타각 가속도 신호를 수신하는 조타 상태 신호 수신부를 구비하고, 상기 타각 리턴 토크 목표치 설정부는, 상기 조타각 속도 또는 상기 조타각 가속도 신호에 기초하여, 상기 타각 리턴 토크 목표치를 변화시키고, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 조타각 속도 신호 또는 상기 조타각 가속도 신호에 기초하여, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 변화시킨다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 전타각 신호가 상기 소정 영역에 있는 상태에서, 상기 모터 지령 신호 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시키는 스트로크 엔드 제어부를 구비하고, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 스트로크 엔드 제어부보다 하류측에 설치되어 있다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율이 소정 비율 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화량이, 소정의 단위 시간당으로 소정량 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화량이, 소정의 차량 속도 변화량당에서 소정량 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 스티어링 휠의 회전 방향을 연산하는 조타 방향 연산부를 구비하고, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 스티어링 휠이 중립 위치측으로부터 스트로크 엔드 방향으로 향하는 전타 상태와 스트로크 엔드로부터 중립 위치측으로 향하는 전타 상태에서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호가 동일한 특성이 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산한다.

Claims (9)

  1. 스티어링 휠의 회전을 전타륜에 전달하는 조타 기구와,
    상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 전동 모터와,
    상기 전동 모터를 구동 제어하는 제어 장치와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 조타 기구에서 생기는 조타 토크의 신호인 조타 토크 신호를 수신하는 조타 토크 신호 수신부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 조타 토크 신호에 기초하여 기본 어시스트 지령 신호를 연산하는 기본 어시스트 지령 신호 연산부로서, 상기 기본 어시스트 지령 신호는 상기 스티어링 휠의 회전 방향과 일치하는 방향으로 상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 지령 신호인 것인 기본 어시스트 지령 신호 연산부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 차량 속도 신호를 수신하는 차량 속도 신호 수신부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 전타륜의 전타각에 관한 신호인 전타각 신호를 수신하는 전타각 신호 수신부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 차량 속도 신호 및 상기 전타각 신호에 기초하여 타각 리턴 토크 목표치를 설정하는 타각 리턴 토크 목표치 설정부로서, 상기 타각 리턴 토크 목표치는 상기 전타륜이 중립 위치를 향하는 방향으로 상기 조타 기구에 조타력을 부여하는 목표치인 것인 타각 리턴 토크 목표치 설정부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 타각 리턴 토크 목표치에 기초하여 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부로서, 제1의 미리 정해진 차속을 0 km/h보다 높은 차량 속도, 제2의 미리 정해진 차속을 상기 제1의 미리 정해진 차속보다 높은 차량 속도로 했을 때, 상기 전타각 신호가 스트로크 엔드를 포함하는 미리 정해진 영역에 있는 상태에 있어서, 상기 차량 속도가 0 km/h로부터 상기 제1의 미리 정해진 차속까지 상승할 때의 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율이, 상기 차량 속도가 상기 제1의 미리 정해진 차속으로부터 상기 제2의 미리 정해진 차속까지 상승할 때의 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율보다 작아지도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부와,
    상기 제어 장치에 설치되고, 상기 기본 어시스트 지령 신호와 상기 타각 리턴 토크 지령 신호에 기초하여 상기 전동 모터를 구동 제어하는 신호인 모터 지령 신호를 연산하는 모터 구동 신호 연산부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 차량 속도가 상기 제1의 미리 정해진 차속으로부터 0 km/h까지 감속할 때, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 점감시키는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 차량 가속도의 크기에 따라서 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 스티어링 휠의 회전 속도의 신호인 조타각 속도 신호 또는 상기 스티어링 휠의 회전각 가속도의 신호인 조타각 가속도 신호를 수신하는 조타 상태 신호 수신부를 구비하고,
    상기 타각 리턴 토크 목표치 설정부는, 상기 조타각 속도 또는 상기 조타각 가속도 신호에 기초하여, 상기 타각 리턴 토크 목표치를 변화시키고,
    상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 조타각 속도 신호 또는 상기 조타각 가속도 신호에 기초하여, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 전타각 신호가 상기 미리 정해진 영역에 있는 상태에 있어서, 상기 모터 지령 신호 중 스트로크 엔드 방향으로 토크를 발생시키는 성분을 감소시키는 스트로크 엔드 제어부를 구비하고,
    상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 스트로크 엔드 제어부보다 하류측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화율이 미리 정해진 비율 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화량이, 미리 정해진 단위 시간당으로 미리 정해진 양 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 차량 속도의 변화에 따르는 상기 타각 리턴 토크 지령 신호의 변화량이, 미리 정해진 차량 속도 변화량당으로 미리 정해진 양 이하가 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 스티어링 휠의 회전 방향을 연산하는 조타 방향 연산부를 구비하고,
    상기 타각 리턴 토크 지령 신호 연산부는, 상기 스티어링 휠이 중립 위치측으로부터 스트로크 엔드 방향으로 향하는 전타 상태와 스트로크 엔드로부터 중립 위치측으로 향하는 전타 상태에서, 상기 타각 리턴 토크 지령 신호가 동일한 특성이 되도록 상기 타각 리턴 토크 지령 신호를 연산하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220003452A (ko) * 2020-07-01 2022-01-10 폭스바겐 악티엔게젤샤프트 차량 조향을 위한 엔드 스톱 복귀 기능

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018001240B4 (de) * 2017-03-09 2022-12-15 Hitachi Astemo, Ltd. Servolenkungsvorrichtung
KR102389170B1 (ko) * 2017-05-22 2022-04-21 주식회사 만도 조향 보조 모터의 제어 장치 및 제어 방법
JP7376345B2 (ja) * 2019-12-25 2023-11-08 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
CN111661140B (zh) * 2020-01-09 2021-06-11 吉林大学 一种电动助力转向系统助力特性表计算方法
US11472395B2 (en) * 2020-02-28 2022-10-18 Cnh Industrial America Llc System and method for executing multi-mode turns with a work vehicle
KR20220014342A (ko) * 2020-07-22 2022-02-07 현대자동차주식회사 차량의 선회 제어 시스템 및 방법
WO2023062907A1 (ja) * 2021-10-12 2023-04-20 日産自動車株式会社 操舵制御方法及び操舵装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007099053A (ja) 2005-10-04 2007-04-19 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62241768A (ja) * 1986-04-10 1987-10-22 Nissan Motor Co Ltd 動力舵取装置
JP5055741B2 (ja) * 2005-11-01 2012-10-24 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP6220687B2 (ja) * 2014-02-04 2017-10-25 Ｋｙｂ株式会社 電動パワーステアリング装置
CN106458254B (zh) * 2014-05-08 2018-02-02 日本精工株式会社 电动助力转向装置
US9796413B2 (en) * 2014-07-31 2017-10-24 Nsk Ltd. Electric power steering apparatus
DE112018001240B4 (de) * 2017-03-09 2022-12-15 Hitachi Astemo, Ltd. Servolenkungsvorrichtung
JP6817123B2 (ja) * 2017-03-22 2021-01-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007099053A (ja) 2005-10-04 2007-04-19 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220003452A (ko) * 2020-07-01 2022-01-10 폭스바겐 악티엔게젤샤프트 차량 조향을 위한 엔드 스톱 복귀 기능

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