JPH0662093B2 - 電気式動力舵取装置 - Google Patents
電気式動力舵取装置Info
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- JPH0662093B2 JPH0662093B2 JP6805185A JP6805185A JPH0662093B2 JP H0662093 B2 JPH0662093 B2 JP H0662093B2 JP 6805185 A JP6805185 A JP 6805185A JP 6805185 A JP6805185 A JP 6805185A JP H0662093 B2 JPH0662093 B2 JP H0662093B2
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- steering force
- vehicle speed
- steering
- control device
- auxiliary steering
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気的に補助操舵力を発生させるようにした
動力舵取装置の操舵フィーリング特に、車速をパラメー
タとする操舵角に対するマニュアル操舵角の動作特性を
向上させたものに関する。
動力舵取装置の操舵フィーリング特に、車速をパラメー
タとする操舵角に対するマニュアル操舵角の動作特性を
向上させたものに関する。
［従来の技術］ 従来、動力舵取装置においては、入力されたマニュアル
操舵力に対する総合操舵力の比（以下「系の利得」と言
う）を、車速、操舵角、操舵角速度、路面の状態、等の
条件によって変化させ操舵フィーリング、操舵安定性を
向上させている。操舵に必要な総合操舵力は、路面から
のステアリングシャフトが受ける抗力（操舵負荷）、即
ち、第８図（ａ）（ｂ）に示すように操舵輪の復元力の
操舵角依存性によって変化する。この総合操舵力の操舵
角依存性は、車速、タイヤと路面との摩擦係数、操舵角
速度、操舵角絶対値の変化方向（切込み、戻し）等によ
って変化する。特に車速によって最大操舵角は制限され
るので、マニュアル操舵力は、低速時程、軽く、操舵角
の増加方向に対しても大きく増加しない方が操舵が楽に
行なえる。それに対し、高速時には、操舵角の増加方向
に対して、大きく増加、即ち、操舵を重くした方が走行
安定性が良い。
操舵力に対する総合操舵力の比（以下「系の利得」と言
う）を、車速、操舵角、操舵角速度、路面の状態、等の
条件によって変化させ操舵フィーリング、操舵安定性を
向上させている。操舵に必要な総合操舵力は、路面から
のステアリングシャフトが受ける抗力（操舵負荷）、即
ち、第８図（ａ）（ｂ）に示すように操舵輪の復元力の
操舵角依存性によって変化する。この総合操舵力の操舵
角依存性は、車速、タイヤと路面との摩擦係数、操舵角
速度、操舵角絶対値の変化方向（切込み、戻し）等によ
って変化する。特に車速によって最大操舵角は制限され
るので、マニュアル操舵力は、低速時程、軽く、操舵角
の増加方向に対しても大きく増加しない方が操舵が楽に
行なえる。それに対し、高速時には、操舵角の増加方向
に対して、大きく増加、即ち、操舵を重くした方が走行
安定性が良い。
ところが、従来から、動力舵取装置には、油圧式と、電
気式とあり、それぞれの一定の利得特性曲線を基準とし
て、車速をパラメータとして、その曲線の倍率の制御を
行なう車速感応型の動力舵取装置が知られている。
気式とあり、それぞれの一定の利得特性曲線を基準とし
て、車速をパラメータとして、その曲線の倍率の制御を
行なう車速感応型の動力舵取装置が知られている。
［発明の解決しようとする問題点］ しかしながら、油圧式の動力舵取装置は、操舵負荷（操
舵速度が一定の定常状態では総合操舵力に釣り合ってい
る。）とマニュアル操舵力との関係は、第７図（ｂ）に
示すような関係にある。即ち、マニュアル操舵力が一定
の値を越えると補助操舵力が急激に立ちあがる。この特
性は、車速が遅い場合には、適度な中立安定性を得られ
るだけでなく、少ないマニュアルトルクで大きな補助操
舵力を得られるため、便利である。しかしながら、第６
図の特性の倍率を低下させて車速感応型にしても、マニ
ュアル操舵力が操舵負荷の増加に対してあまり増えない
という特性のため、操舵角、操舵速度が増加して操舵負
荷が増加しても、マニュアル操舵力がそれに比例して増
えず、略一定の操舵フィーリングしか得られず、高速走
行時において、良好な操舵安定性を付与できない点に難
点がある。一方、電気式動力舵取装置の場合には、第７
図（ａ）に示すように操舵負荷に対して、マニュアル操
舵力は、直線的に増加する特性で制御し、車速に応じて
倍率（勾配）を変化させている。このため、操舵角、操
舵速度の増加に関する操舵負荷の増加特性（第８図）に
相似のマニュアル操舵力の操舵角特性が得られるので、
操舵角、操舵速度が増加する程操舵が重くなり高速走行
時に必要とされる安定性を付与できる。しかしながら、
低速時になる程操舵角範囲も広くなり、操舵角が増加す
るに伴い操舵が重くなる。特に、車速が零の場合には、
操舵負荷は、非常に大きく、操舵が重くなり不適であ
る。
舵速度が一定の定常状態では総合操舵力に釣り合ってい
る。）とマニュアル操舵力との関係は、第７図（ｂ）に
示すような関係にある。即ち、マニュアル操舵力が一定
の値を越えると補助操舵力が急激に立ちあがる。この特
性は、車速が遅い場合には、適度な中立安定性を得られ
るだけでなく、少ないマニュアルトルクで大きな補助操
舵力を得られるため、便利である。しかしながら、第６
図の特性の倍率を低下させて車速感応型にしても、マニ
ュアル操舵力が操舵負荷の増加に対してあまり増えない
という特性のため、操舵角、操舵速度が増加して操舵負
荷が増加しても、マニュアル操舵力がそれに比例して増
えず、略一定の操舵フィーリングしか得られず、高速走
行時において、良好な操舵安定性を付与できない点に難
点がある。一方、電気式動力舵取装置の場合には、第７
図（ａ）に示すように操舵負荷に対して、マニュアル操
舵力は、直線的に増加する特性で制御し、車速に応じて
倍率（勾配）を変化させている。このため、操舵角、操
舵速度の増加に関する操舵負荷の増加特性（第８図）に
相似のマニュアル操舵力の操舵角特性が得られるので、
操舵角、操舵速度が増加する程操舵が重くなり高速走行
時に必要とされる安定性を付与できる。しかしながら、
低速時になる程操舵角範囲も広くなり、操舵角が増加す
るに伴い操舵が重くなる。特に、車速が零の場合には、
操舵負荷は、非常に大きく、操舵が重くなり不適であ
る。
本発明は、このような欠点を改良するためになされたも
のであり、低車速時は、広操舵角範囲においても、操舵
フィーリングが軽く、高車速時には、操舵負荷の操舵角
特性に比例して、マニュアル操舵力特性を発生させて、
走行安定性を向上させることを目的とする。
のであり、低車速時は、広操舵角範囲においても、操舵
フィーリングが軽く、高車速時には、操舵負荷の操舵角
特性に比例して、マニュアル操舵力特性を発生させて、
走行安定性を向上させることを目的とする。
［問題点を解決するための技術的手段及び作用］ 第１図は本発明の概念を示したブロックダイヤグラムで
ある。
ある。
本発明は、自動車のステアリングシャフト１１に入力さ
れるマニュアル操舵力を検出するトルクセンサ１５と、 自動車の車速を検出する車速検出器２６と、 補助操舵力Ｔａを発生する電動機１６と、 前記トルクセンサによって検出されたマニュアル操舵力
に依存する補助操舵力を前記電動機によって発生させる
べく前記電動機の負荷電流を変化させる増幅度制御装置
とから成り、 前記増幅度制御装置は、前記車速検出器によって検出さ
れた車速の大きさを判定する車速判定部と、 前記車速度判定部によって前記車速が所定値より小さい
低速領域にあると判定されたときに選択される第１制御
装置と、 前記車速判定部によって前記車速が所定値より大きい高
速領域にあると判定されたときに選択される第２制御装
置と、 前記第１制御装置、及び前記第２制御装置から入力され
た信号に応じて前記電動機を駆動する駆動装置を包含
し、 前記第１制御装置は、前記低速領域の所定の速度におけ
る前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の非直
線的に変化する特性を記憶した第１パターン記憶部と、
この第１パターン記憶部に記憶された特性に基づいて前
記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第１基
準補助操舵力算出部と、この第１基準補助操舵力算出部
によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出器に
よって検出された前記車速に応じて変調し、この変調さ
れた補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の駆動
装置に出力する速度変調部を有し、かつ前記第２制御装
置は、前記高速領域の所定の速度における前記マニュア
ル操舵力に対する前記補助操舵力の直線的に変化する特
性を記憶した第２パターン記憶部と、この第２パターン
記憶部に記憶された特性に基づいて前記マニュアル操舵
力から前記補助操舵力を求める第２基準補助操舵力算出
部と、この第２基準補助操舵力算出部によって求められ
た基準補助操舵力を前記車速検出器によって検出された
前記車速に応じて変調し、この変調された補助操舵力に
対応した制御信号を前記電動機の駆動装置に出力する速
度変調部を有する電気式動力舵取装置である。
れるマニュアル操舵力を検出するトルクセンサ１５と、 自動車の車速を検出する車速検出器２６と、 補助操舵力Ｔａを発生する電動機１６と、 前記トルクセンサによって検出されたマニュアル操舵力
に依存する補助操舵力を前記電動機によって発生させる
べく前記電動機の負荷電流を変化させる増幅度制御装置
とから成り、 前記増幅度制御装置は、前記車速検出器によって検出さ
れた車速の大きさを判定する車速判定部と、 前記車速度判定部によって前記車速が所定値より小さい
低速領域にあると判定されたときに選択される第１制御
装置と、 前記車速判定部によって前記車速が所定値より大きい高
速領域にあると判定されたときに選択される第２制御装
置と、 前記第１制御装置、及び前記第２制御装置から入力され
た信号に応じて前記電動機を駆動する駆動装置を包含
し、 前記第１制御装置は、前記低速領域の所定の速度におけ
る前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の非直
線的に変化する特性を記憶した第１パターン記憶部と、
この第１パターン記憶部に記憶された特性に基づいて前
記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第１基
準補助操舵力算出部と、この第１基準補助操舵力算出部
によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出器に
よって検出された前記車速に応じて変調し、この変調さ
れた補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の駆動
装置に出力する速度変調部を有し、かつ前記第２制御装
置は、前記高速領域の所定の速度における前記マニュア
ル操舵力に対する前記補助操舵力の直線的に変化する特
性を記憶した第２パターン記憶部と、この第２パターン
記憶部に記憶された特性に基づいて前記マニュアル操舵
力から前記補助操舵力を求める第２基準補助操舵力算出
部と、この第２基準補助操舵力算出部によって求められ
た基準補助操舵力を前記車速検出器によって検出された
前記車速に応じて変調し、この変調された補助操舵力に
対応した制御信号を前記電動機の駆動装置に出力する速
度変調部を有する電気式動力舵取装置である。
今、ステアリングシャフトに入力されるマニュアル操舵
力をＴｍ、電動機の発生する補助操舵力をＴａ、操舵輪
に作用する総合操舵力をＴｓとすれば、Ｔｓ＝Ｔｍ＋Ｔ
ａと書ける。又、系の利得Ｇは、Ｇ＝Ｔｓ／Ｔｍと定義
でき、マニュアル操舵力Ｔｍに対する電動機の発生する
補助操舵力Ｔａの比（電動機の増幅度、以下単に「増幅
度」と言う）をＡとおけば、Ｇ＝１＋Ａと表現できる。
総合操舵力Ｔｓが操舵に対する抗力である操舵輪の復元
力Ｔｒと釣り合う時、ステアリングシャフトは一定の速
度で回転して操舵されるか、一定の角度に保持される。
力をＴｍ、電動機の発生する補助操舵力をＴａ、操舵輪
に作用する総合操舵力をＴｓとすれば、Ｔｓ＝Ｔｍ＋Ｔ
ａと書ける。又、系の利得Ｇは、Ｇ＝Ｔｓ／Ｔｍと定義
でき、マニュアル操舵力Ｔｍに対する電動機の発生する
補助操舵力Ｔａの比（電動機の増幅度、以下単に「増幅
度」と言う）をＡとおけば、Ｇ＝１＋Ａと表現できる。
総合操舵力Ｔｓが操舵に対する抗力である操舵輪の復元
力Ｔｒと釣り合う時、ステアリングシャフトは一定の速
度で回転して操舵されるか、一定の角度に保持される。
電気式の動力舵取装置では、一般に各種の条件によって
決定され変化する復元力Ｔｒと定常状態で釣り合う総合
操舵力Ｔｓをマニュアル操舵力Ｔｍと電動機の補助操舵
力Ｔａとの合成によって得ている。そして各種の走行条
件に於いて最適な操舵フィーリングと安定性を得るため
に、マニュアル操舵力Ｔｍが最適となるように、増幅度
Ａを各種の条件に応じて変化させる必要がある。
決定され変化する復元力Ｔｒと定常状態で釣り合う総合
操舵力Ｔｓをマニュアル操舵力Ｔｍと電動機の補助操舵
力Ｔａとの合成によって得ている。そして各種の走行条
件に於いて最適な操舵フィーリングと安定性を得るため
に、マニュアル操舵力Ｔｍが最適となるように、増幅度
Ａを各種の条件に応じて変化させる必要がある。
ここで各種の条件とは、車速Ｖ、操舵角の絶対値｜θ｜
（中立点に対して対称であるので単に「操舵角θ」と表
す）、タイヤと路面との摩擦係数μ（路面状態）、絶対
値操舵角の速度ｄ｜θ｜／ｄｔ（中立点に対して対称で
あるので単に「操舵角速度ｄθ／ｄｔ」と表す）、等で
ある。従って、Ｔｓ，Ｔｍ，ｔａ及び、系の利得Ｇ、増
幅度Ａは、これらの関数となる。
（中立点に対して対称であるので単に「操舵角θ」と表
す）、タイヤと路面との摩擦係数μ（路面状態）、絶対
値操舵角の速度ｄ｜θ｜／ｄｔ（中立点に対して対称で
あるので単に「操舵角速度ｄθ／ｄｔ」と表す）、等で
ある。従って、Ｔｓ，Ｔｍ，ｔａ及び、系の利得Ｇ、増
幅度Ａは、これらの関数となる。
一方、自動車の操舵輪の復元力Ｔｒは、Ｖ，θ，μ，ｄ
θ／ｄｔが分れば実験的に求めることができ、従って、
Ｇ（Ｔｒ，Ｖ，θ，μ、ｄθ／ｄｔ）＝０の関係を満た
す。例えば、車速、摩擦係数、操舵角速度がＶ０、μ
０、ｄθ／ｄｔ＝ｃ≧０と、一定の時は、内輪、外輪の
復元力は、それぞれ第８図（ａ）（ｂ）に示すようにな
る。操舵操作の行なわれている時は、総合操舵力Ｔｓ
は、内輪外輪復元力の平均値（単に「復元力」と言う）
Ｔｒよりも大きく一定速度でステアリングシャフトが回
転しているとき（定常状態）では、Ｔｒ＝Ｔｓとみなさ
れる。又、補助操舵力Ｔａは、Ｔａ＝Ａ／Ｇ・Ｔｓであ
る。よって操舵角以外の変数が既知でありさえすれば、
補助操舵力Ｔａから復元力Ｔｒが求まり例えば第８図の
特性図から操舵角θを知ることができる。
θ／ｄｔが分れば実験的に求めることができ、従って、
Ｇ（Ｔｒ，Ｖ，θ，μ、ｄθ／ｄｔ）＝０の関係を満た
す。例えば、車速、摩擦係数、操舵角速度がＶ０、μ
０、ｄθ／ｄｔ＝ｃ≧０と、一定の時は、内輪、外輪の
復元力は、それぞれ第８図（ａ）（ｂ）に示すようにな
る。操舵操作の行なわれている時は、総合操舵力Ｔｓ
は、内輪外輪復元力の平均値（単に「復元力」と言う）
Ｔｒよりも大きく一定速度でステアリングシャフトが回
転しているとき（定常状態）では、Ｔｒ＝Ｔｓとみなさ
れる。又、補助操舵力Ｔａは、Ｔａ＝Ａ／Ｇ・Ｔｓであ
る。よって操舵角以外の変数が既知でありさえすれば、
補助操舵力Ｔａから復元力Ｔｒが求まり例えば第８図の
特性図から操舵角θを知ることができる。
一般に、車速が低くなる程、使用する操舵角範囲は広く
なり、マニュアル操舵力は操舵角の増加に対して緩やか
に増加する程望ましく操舵が楽になる。これに対して車
速が高くなる程、使用する操舵角範囲は狭くなり、マニ
ュアル操舵力は、操舵角の増加に対して急勾配で増加す
るのが走行安定性を高める上で望ましい。
なり、マニュアル操舵力は操舵角の増加に対して緩やか
に増加する程望ましく操舵が楽になる。これに対して車
速が高くなる程、使用する操舵角範囲は狭くなり、マニ
ュアル操舵力は、操舵角の増加に対して急勾配で増加す
るのが走行安定性を高める上で望ましい。
本発明の増幅度制御装置は、上記の特性を実現するよう
に増幅度を制御するものである。このため車速を検出
し、車速が低速領域にあるか、高速領域にあるかを判断
して、低速領域にあるときは、操舵負荷の大きな変化に
対してマニュアル操舵力があまり変化しないような非線
形な利得特性で制御（油圧式動力舵取装置の利得特性に
類似）し、車速が高速領域にあるときは、操舵負荷に対
して、略直線的にマニュアル操舵力を制御し、それらの
特徴の異なる両利得特性を車速をパラメータとして、滑
らかに変化させている（第５図参照） 前記第１制御装置は、例えば、第５図のＡ群の特性の変
化を、前記第２制御装置は、第５図のＢ群の特性の変化
を制御するものである。前記駆動装置は、第１、第２制
御装置の出力する信号に基づいて、指令された補助操舵
力を発生させるために電動機１６の負荷電流、又は励磁
電流を制御する電圧を出力する。
に増幅度を制御するものである。このため車速を検出
し、車速が低速領域にあるか、高速領域にあるかを判断
して、低速領域にあるときは、操舵負荷の大きな変化に
対してマニュアル操舵力があまり変化しないような非線
形な利得特性で制御（油圧式動力舵取装置の利得特性に
類似）し、車速が高速領域にあるときは、操舵負荷に対
して、略直線的にマニュアル操舵力を制御し、それらの
特徴の異なる両利得特性を車速をパラメータとして、滑
らかに変化させている（第５図参照） 前記第１制御装置は、例えば、第５図のＡ群の特性の変
化を、前記第２制御装置は、第５図のＢ群の特性の変化
を制御するものである。前記駆動装置は、第１、第２制
御装置の出力する信号に基づいて、指令された補助操舵
力を発生させるために電動機１６の負荷電流、又は励磁
電流を制御する電圧を出力する。
車速に対する利得の変調は、マニュアル操舵力、及び車
速に対応した補助操舵力を記憶したデータマップを用い
て直接補助操舵力をサーチする方法や、所定の車速にお
ける特性のみデータマップとして記憶しておき、その後
車速に応じて得られた補助操舵力の倍率を調整するよう
にしても良い。
速に対応した補助操舵力を記憶したデータマップを用い
て直接補助操舵力をサーチする方法や、所定の車速にお
ける特性のみデータマップとして記憶しておき、その後
車速に応じて得られた補助操舵力の倍率を調整するよう
にしても良い。
このように低車速時と、高車速時とで、増幅度特性の制
御パターンを変化させているので、第８図の操舵負荷
（復元力）の操舵角依存性から低車速時は、操舵角、操
舵速度によらず一定のトルクでハンドル操作ができる。
また、逆に、高車速時には、操舵負荷の操舵角依存性に
比例したトルクでハンドル操作が出来るのでハンドルを
切り込む程、大きなマニュアル操舵力を必要とする。
御パターンを変化させているので、第８図の操舵負荷
（復元力）の操舵角依存性から低車速時は、操舵角、操
舵速度によらず一定のトルクでハンドル操作ができる。
また、逆に、高車速時には、操舵負荷の操舵角依存性に
比例したトルクでハンドル操作が出来るのでハンドルを
切り込む程、大きなマニュアル操舵力を必要とする。
［実施例］ 以下、本発明を具体な一実施例に基づいて説明する。第
２図は、電気式動力舵取装置の構成を示したブロックダ
イヤグラムである。
２図は、電気式動力舵取装置の構成を示したブロックダ
イヤグラムである。
第２図において、１０はステアリングシャフトを示し、
このステアリングシャフト１０の一端には操向ハンドル
１１が取り付けられ、他端にはギヤボックス１２に軸承
されたピニオン軸１３が結合されている。ピニオン軸１
３はギヤボックス１２にかん装されたラック１４に噛合
され、このラック１４の両端は図示していないが、ボー
ルジョイント等を介して操舵輪１８に連結されている。
このステアリングシャフト１０の一端には操向ハンドル
１１が取り付けられ、他端にはギヤボックス１２に軸承
されたピニオン軸１３が結合されている。ピニオン軸１
３はギヤボックス１２にかん装されたラック１４に噛合
され、このラック１４の両端は図示していないが、ボー
ルジョイント等を介して操舵輪１８に連結されている。
前記ステアリングシャフト１０上には、操向ハンドル１
１に加えられたマニュアル操舵力Ｔｍを検出するトルク
センサ１５が設けられている。又、ステアリングシャフ
ト１０には操舵力をアシストし補助操舵力Ｔａを出力す
る電動機１６が歯車１７を介して連結されている。
１に加えられたマニュアル操舵力Ｔｍを検出するトルク
センサ１５が設けられている。又、ステアリングシャフ
ト１０には操舵力をアシストし補助操舵力Ｔａを出力す
る電動機１６が歯車１７を介して連結されている。
エンジンの駆動軸（図示略）に結合した発電機により、
エンジンの回転によって発電された電圧ＶＥは、チョッ
パ回路２５に入力する。
エンジンの回転によって発電された電圧ＶＥは、チョッ
パ回路２５に入力する。
増幅度制御装置２００は、補助力制御装置２４と、チョ
ッパ回路２５とから成る。
ッパ回路２５とから成る。
補助力制御装置２４は、トルクセンサ１５からマニュア
ル操舵力Ｔｍ、車速検出器２６から車速信号Ｖ、電動機
１６から負荷電流Ｉｄを入力している。補助力制御装置
２４は、車速信号Ｖ、負荷電流Ｉｄに応じて増幅度Ａを
変化させ、マニュアル操舵力Ｔｍに依存した補助操舵力
Ｔａ（＝Ａ・Ｔｍ）を発生させるように負荷電流Ｉｄを
制御する信号Ｍをチョッパ回路２５に出力している。チ
ョッパ回路２５はこの信号を受けて、電動機１６に変調
された電圧ＶＥＯを供給し、負荷電流を目標値に制御し
ている。
ル操舵力Ｔｍ、車速検出器２６から車速信号Ｖ、電動機
１６から負荷電流Ｉｄを入力している。補助力制御装置
２４は、車速信号Ｖ、負荷電流Ｉｄに応じて増幅度Ａを
変化させ、マニュアル操舵力Ｔｍに依存した補助操舵力
Ｔａ（＝Ａ・Ｔｍ）を発生させるように負荷電流Ｉｄを
制御する信号Ｍをチョッパ回路２５に出力している。チ
ョッパ回路２５はこの信号を受けて、電動機１６に変調
された電圧ＶＥＯを供給し、負荷電流を目標値に制御し
ている。
第３図は補助力制御装置２４の詳しい構成を示したブロ
ックダイヤグラムである。
ックダイヤグラムである。
補助力制御装置２４は、主に計算機システムにより構成
されている。マニュアル操舵力Ｔｍ、車速Ｖを入力する
マルチプレクサ６１と、それらの信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器６５、ＣＰＵ６０、制御プログラム、増幅
度の制御データテーブルを記憶したＲＯＭ６３、入力デ
ータを記憶するＲＡＭ６２、ＣＰＵ６０からの制御信号
をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器６４、電動機１６の負荷
電流Ｉｄを制御値にコントロールするための誤差増幅回
路７４、車速に応じて、基準補助操舵力を変調する速度
変調部として機能する利得変更回路７６とから成る。
されている。マニュアル操舵力Ｔｍ、車速Ｖを入力する
マルチプレクサ６１と、それらの信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器６５、ＣＰＵ６０、制御プログラム、増幅
度の制御データテーブルを記憶したＲＯＭ６３、入力デ
ータを記憶するＲＡＭ６２、ＣＰＵ６０からの制御信号
をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器６４、電動機１６の負荷
電流Ｉｄを制御値にコントロールするための誤差増幅回
路７４、車速に応じて、基準補助操舵力を変調する速度
変調部として機能する利得変更回路７６とから成る。
第４図はＣＰＵ６０の処理を示したフローチャートであ
る。又、第５図は、増幅度制御の様子をグラフ化したも
のである。第４図のプログラムは、一定時間毎にタイマ
からの割り込みによって実行される。ステップ１００
で、マニュアル操舵力Ｔｍと、車速Ｖとが読み込まれ
る。ステップ１０２で車速Ｖが所定値Ｃ（６０km/h）と
比較され、ＮＯと判定され、即ち、車速が低速領域にあ
る場合には、ステップ１０４へ移行する。ここで操舵の
中立点に対する方向が判定される。中立点から遠ざかる
方向が切込み方向であり、近ずく方向が戻し方向であ
る。この判定は、マニュアル操舵力が増加する方向か減
少する方向かで判定できる。又、操舵角センサを用いて
判定しても良い。低速領域の場合には、第６図に示す増
幅度特性に依って制御する。第６図は、時速０から１０
km/hの時の特性である（第５図参照）。ＲＯＭ６３には
この特性がマップとして記憶されており、マニュアル操
舵力Ｔｍをアドレス信号として、ＲＯＭ６３に入力すれ
ば、最低速度時の補助操舵力Ｔａに対応した制御信号Ｅ
Ｏが出力される。切込み方向に関しては、第６図のａか
らｂの特性が、戻し方向に関しては、ｂからｃの特性が
記憶されている。ステップ１０６、１０８で切込み、戻
し方向に応じて、制御信号ＥＯがサーチされる。次にス
テップ１１０で、制御信号ＥＯがＤ／Ａ変換器６４を介
して、誤差増幅回路７４に出力される。この誤差増幅回
路７４の利得は、利得変更回路７６によって変更され
る。利得変更回路は、誤差増幅回路７４の負帰還回路の
帰還低抗を変化させることによって実現出来る。利得変
更回路７６は、車速に応じて、誤差増幅回路７４の利得
を制御するので、誤差増幅回路７４の出力信号Ｍは、車
速によって変調されたことになる。従って電動機１６に
印加される電圧ＶＥＯの特性に従って、電動機１６の出
力する補助操舵力の特性は、最低車速時の基準特性が車
速によって変調されたものとなる。その結果、低車速領
域における、増幅度特性は、第５図のＡ群に示す車速を
パラメータとする特性となる。
る。又、第５図は、増幅度制御の様子をグラフ化したも
のである。第４図のプログラムは、一定時間毎にタイマ
からの割り込みによって実行される。ステップ１００
で、マニュアル操舵力Ｔｍと、車速Ｖとが読み込まれ
る。ステップ１０２で車速Ｖが所定値Ｃ（６０km/h）と
比較され、ＮＯと判定され、即ち、車速が低速領域にあ
る場合には、ステップ１０４へ移行する。ここで操舵の
中立点に対する方向が判定される。中立点から遠ざかる
方向が切込み方向であり、近ずく方向が戻し方向であ
る。この判定は、マニュアル操舵力が増加する方向か減
少する方向かで判定できる。又、操舵角センサを用いて
判定しても良い。低速領域の場合には、第６図に示す増
幅度特性に依って制御する。第６図は、時速０から１０
km/hの時の特性である（第５図参照）。ＲＯＭ６３には
この特性がマップとして記憶されており、マニュアル操
舵力Ｔｍをアドレス信号として、ＲＯＭ６３に入力すれ
ば、最低速度時の補助操舵力Ｔａに対応した制御信号Ｅ
Ｏが出力される。切込み方向に関しては、第６図のａか
らｂの特性が、戻し方向に関しては、ｂからｃの特性が
記憶されている。ステップ１０６、１０８で切込み、戻
し方向に応じて、制御信号ＥＯがサーチされる。次にス
テップ１１０で、制御信号ＥＯがＤ／Ａ変換器６４を介
して、誤差増幅回路７４に出力される。この誤差増幅回
路７４の利得は、利得変更回路７６によって変更され
る。利得変更回路は、誤差増幅回路７４の負帰還回路の
帰還低抗を変化させることによって実現出来る。利得変
更回路７６は、車速に応じて、誤差増幅回路７４の利得
を制御するので、誤差増幅回路７４の出力信号Ｍは、車
速によって変調されたことになる。従って電動機１６に
印加される電圧ＶＥＯの特性に従って、電動機１６の出
力する補助操舵力の特性は、最低車速時の基準特性が車
速によって変調されたものとなる。その結果、低車速領
域における、増幅度特性は、第５図のＡ群に示す車速を
パラメータとする特性となる。
一方、車速が高速領域にある場合には、ステップ１０２
で、ＹＥＳと判定され、ステップ１０３で、マニュアル
操舵力Ｔｍに対して補助操舵力Ｔａが比例するように、
基準車速時における制御信号ＥＯが求められ、ステップ
１１０で、誤差増幅回路７４に出力され、さらに、速度
変調されて電圧ＶＥＯが電動機１６に印加される。その
結果、高車速領域における増幅度特性は、第５図のＢ群
に示す車速をパラメータとする特性となる。
で、ＹＥＳと判定され、ステップ１０３で、マニュアル
操舵力Ｔｍに対して補助操舵力Ｔａが比例するように、
基準車速時における制御信号ＥＯが求められ、ステップ
１１０で、誤差増幅回路７４に出力され、さらに、速度
変調されて電圧ＶＥＯが電動機１６に印加される。その
結果、高車速領域における増幅度特性は、第５図のＢ群
に示す車速をパラメータとする特性となる。
以上のようにして、車速に応じて増幅度特性の曲線形状
を変化させることができる。
を変化させることができる。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は、電気式動力舵取装置にお
いて、トルクセンサによって検出されたマニュアル操舵
力に依存する補助操舵力を前記電動機によって発生させ
るべく前記電動機の負荷電流を変化させる増幅度制御装
置を有し、前記増幅度制御装置は車速検出器によって検
出された車速の大きさを判定する車速判定部と、前記車
速度判定部によって前記車速が所定値より小さい低速領
域にあると判定されたときに選択される第１制御装置
と、前記車速判定部によって前記車速が所定値より大き
い高速領域にあると判定されたときに選択される第２制
御装置と、前記第１制御装置、及び前記第２制御装置か
ら入力された信号に応じて前記電動機を駆動する駆動装
置とを包含し、 前記第１制御装置は、前記低速領域の所定の速度におけ
る前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の非直
線的に変化する特性を記憶した第１パターン記憶部と、
この第１パターン記憶部に記憶された特性に基づいて前
記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第１基
準補助操舵力算出部と、この第１基準補助操舵力算出部
によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出器に
よって検出された前記車速に応じて変調し、この変調さ
れた補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の駆動
装置に出力する速度変調部を有し、かつ前記第２制御装
置は、前記高速領域の所定の速度における前記マニュア
ル操舵力に対する前記補助操舵力の直線的に変化する特
性を記憶した第２パターン記憶部と、この第２パターン
記憶部に記憶された特性に基づいて前記マニュアル操舵
力から前記補助操舵力を求める第２基準補助操舵力算出
部と、この第２基準補助操舵力算出部によって求められ
た基準補助操舵力を前記車速検出器によって検出された
前記車速に応じて変調し、この変調された補助操舵力に
対応した制御信号を前記電動機の駆動装置に出力する速
度変調部を有することを特徴とする。従って、低速領域
にあるときは、操舵負荷の大きな変化に対してマニュア
ル操舵力があまり変化しないような非線形な利得特性で
制御できるので低速走行時の操舵が楽に行なえる。又、
車速が高速領域にあるときは、操舵負荷に対して、略直
線的にマニュアル操舵力を制御しているので、操舵負荷
の操舵角特性に比例したマニュアル操舵力を必要とし、
操舵角、操舵速度が増加する程操舵が重くなり、操舵安
定性が向上する。さらに、制御装置に特性の異なる２つ
の基準特性を記憶するだけで、任意の車速に応じて異な
る操舵特性にすることができ、また、操舵特性の変更を
容易に行うことができる。
いて、トルクセンサによって検出されたマニュアル操舵
力に依存する補助操舵力を前記電動機によって発生させ
るべく前記電動機の負荷電流を変化させる増幅度制御装
置を有し、前記増幅度制御装置は車速検出器によって検
出された車速の大きさを判定する車速判定部と、前記車
速度判定部によって前記車速が所定値より小さい低速領
域にあると判定されたときに選択される第１制御装置
と、前記車速判定部によって前記車速が所定値より大き
い高速領域にあると判定されたときに選択される第２制
御装置と、前記第１制御装置、及び前記第２制御装置か
ら入力された信号に応じて前記電動機を駆動する駆動装
置とを包含し、 前記第１制御装置は、前記低速領域の所定の速度におけ
る前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の非直
線的に変化する特性を記憶した第１パターン記憶部と、
この第１パターン記憶部に記憶された特性に基づいて前
記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第１基
準補助操舵力算出部と、この第１基準補助操舵力算出部
によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出器に
よって検出された前記車速に応じて変調し、この変調さ
れた補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の駆動
装置に出力する速度変調部を有し、かつ前記第２制御装
置は、前記高速領域の所定の速度における前記マニュア
ル操舵力に対する前記補助操舵力の直線的に変化する特
性を記憶した第２パターン記憶部と、この第２パターン
記憶部に記憶された特性に基づいて前記マニュアル操舵
力から前記補助操舵力を求める第２基準補助操舵力算出
部と、この第２基準補助操舵力算出部によって求められ
た基準補助操舵力を前記車速検出器によって検出された
前記車速に応じて変調し、この変調された補助操舵力に
対応した制御信号を前記電動機の駆動装置に出力する速
度変調部を有することを特徴とする。従って、低速領域
にあるときは、操舵負荷の大きな変化に対してマニュア
ル操舵力があまり変化しないような非線形な利得特性で
制御できるので低速走行時の操舵が楽に行なえる。又、
車速が高速領域にあるときは、操舵負荷に対して、略直
線的にマニュアル操舵力を制御しているので、操舵負荷
の操舵角特性に比例したマニュアル操舵力を必要とし、
操舵角、操舵速度が増加する程操舵が重くなり、操舵安
定性が向上する。さらに、制御装置に特性の異なる２つ
の基準特性を記憶するだけで、任意の車速に応じて異な
る操舵特性にすることができ、また、操舵特性の変更を
容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の概念を示したブロックダイヤグラム
である。第２図は電気式動力舵取装置を示す構成図、第
３図は同実施例装置のうち補助力制御装置の構成を示し
たブロック図、第４図は、同装置のＣＰＵの処理を示し
たフローチャートである。第５図は、マニュアル操舵力
に対する補助操舵力の制御特性（増幅度の制御特性）を
示した特性図であり、第６図は、第５図の最低車速の場
合の制御特性を示した特性図である。７図は、従来の操
舵負荷に対するマニュアル操舵力の特性を示したもので
あり、（ａ）図は、電気式動力舵取装置、（ｂ）図は、
油圧式動力舵取装置の特性を示した特性図である。第８
図は、操舵輪の復元力の操舵角との関係を示した特性図
である。 １０…ステアリングシャフト １２…ギヤボツクス、１３…ピニオン軸 １４…ラック、１５…トルクセンサ １６…電動機、２４…補助力制御装置 ２６…車速検出器
である。第２図は電気式動力舵取装置を示す構成図、第
３図は同実施例装置のうち補助力制御装置の構成を示し
たブロック図、第４図は、同装置のＣＰＵの処理を示し
たフローチャートである。第５図は、マニュアル操舵力
に対する補助操舵力の制御特性（増幅度の制御特性）を
示した特性図であり、第６図は、第５図の最低車速の場
合の制御特性を示した特性図である。７図は、従来の操
舵負荷に対するマニュアル操舵力の特性を示したもので
あり、（ａ）図は、電気式動力舵取装置、（ｂ）図は、
油圧式動力舵取装置の特性を示した特性図である。第８
図は、操舵輪の復元力の操舵角との関係を示した特性図
である。 １０…ステアリングシャフト １２…ギヤボツクス、１３…ピニオン軸 １４…ラック、１５…トルクセンサ １６…電動機、２４…補助力制御装置 ２６…車速検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−47251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−118126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−119475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−92257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−188753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−188754（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】自動車のステアリングシャフトに入力され
るマニュアル操舵力を検出するトルクセンサと、 自動車の車速を検出する車速検出器と、 補助操舵力を発生する電動機と、 前記トルクセンサによって検出されたマニュアル操舵力
に依存する補助操舵力を前記電動機によって発生させる
べく前記電動機の負荷電流を変化させる増幅度制御装置
とか成り、 前記増幅度制御装置は、前記車速検出器によって検出さ
れた車速の大きさを判定する車速判定部と、 前記車速判定部によって前記車速が所定値より小さい低
速領域にあると判定されたときに選択される第１制御装
置と、 前記車速判定部によって前記車速が所定値より大きい高
速領域にあると判定されたときに選択される第２制御装
置と、 前記第１制御装置、及び前記第２制御装置から入力され
た信号に応じて前記電動機を駆動する駆動装置を包含
し、 前記第１制御装置は、前記低速領域の所定の速度におけ
る前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の非直
線的に変化する特性を記憶した第１パターン記憶部と、
この第１パターン記憶部に記憶された特性に基づいて前
記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第１基
準補助操舵力算出部と、この第１基準補助操舵力算出部
によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出器に
よって検出された前記車速に応じて変調し、この変調さ
れた補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の駆動
装置に出力する速度変調部を有し、 かつ前記第２制御装置は、前記高速領域の所定の速度に
おける前記マニュアル操舵力に対する前記補助操舵力の
直線的に変化する特性を記憶した第２パターン記憶部
と、この第２パターン記憶部に記憶された特性に基づい
て前記マニュアル操舵力から前記補助操舵力を求める第
２基準補助操舵力算出部と、この第２基準補助操舵力算
出部によって求められた基準補助操舵力を前記車速検出
器によって検出された前記車速に応じて変調し、この変
調された補助操舵力に対応した制御信号を前記電動機の
駆動装置に出力する速度変調部を有することを特徴とす
る電気式動力舵取装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805185A JPH0662093B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電気式動力舵取装置 |
| US06/839,542 US4685528A (en) | 1985-03-29 | 1986-03-14 | Electric power steering device for a motor vehicle |
| KR1019860001946A KR860007121A (ko) | 1985-03-29 | 1986-03-17 | 전기식 동력조타장치 |
| FR868603841A FR2579547B1 (fr) | 1985-03-29 | 1986-03-18 | Servodirection electrique pour un vehicule automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805185A JPH0662093B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電気式動力舵取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226363A JPS61226363A (ja) | 1986-10-08 |
| JPH0662093B2 true JPH0662093B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=13362597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6805185A Expired - Lifetime JPH0662093B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電気式動力舵取装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4685528A (ja) |
| JP (1) | JPH0662093B2 (ja) |
| KR (1) | KR860007121A (ja) |
| FR (1) | FR2579547B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0643187B2 (ja) * | 1986-04-22 | 1994-06-08 | 株式会社日立製作所 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
| KR900005710B1 (ko) * | 1986-04-29 | 1990-08-06 | 미쓰비시전기 주식회사 | 모터구동식 동력조향 제어장치 |
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| FR2622857B1 (fr) * | 1987-11-10 | 1990-03-09 | Renault | Mecanisme de direction a demultiplication variable asservi a la vitesse du vehicule |
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| CN105189252B (zh) | 2013-03-14 | 2017-03-22 | 克朗设备公司 | 用于物料搬运车辆的电动转向辅助结构 |
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-
1985
- 1985-03-29 JP JP6805185A patent/JPH0662093B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-14 US US06/839,542 patent/US4685528A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-17 KR KR1019860001946A patent/KR860007121A/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-03-18 FR FR868603841A patent/FR2579547B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61226363A (ja) | 1986-10-08 |
| US4685528A (en) | 1987-08-11 |
| FR2579547B1 (fr) | 1992-12-11 |
| FR2579547A1 (fr) | 1986-10-03 |
| KR860007121A (ko) | 1986-10-08 |
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