JPH0667739B2 - 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置Info
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- JPH0667739B2 JPH0667739B2 JP18063188A JP18063188A JPH0667739B2 JP H0667739 B2 JPH0667739 B2 JP H0667739B2 JP 18063188 A JP18063188 A JP 18063188A JP 18063188 A JP18063188 A JP 18063188A JP H0667739 B2 JPH0667739 B2 JP H0667739B2
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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
- 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)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
本発明は、車両の操舵系にモータ駆動による補助操舵力
（パワーアシスト）を与える電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置に関するものである。
（パワーアシスト）を与える電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置に関するものである。
上述のような電動式パワーステアリング装置のモータ制
御装置としては、操舵系の捩りトルクを検出する捩りト
ルクセンサの出力に基づいて、捩りトルクの増加に伴い
絶対値が増大する特性のアシスト信号を発生するアシス
ト指令部と、捩りトルクの変化率に応じて直ちにアシス
ト補助信号を発生する位相補償指令部とを設け、これら
の加算信号を指令信号として、電動モータの回転方向，
回転トルクを制御するようにしたものが本件出願人によ
り既に提案されている（特開昭61−98675号公報参
照）。
御装置としては、操舵系の捩りトルクを検出する捩りト
ルクセンサの出力に基づいて、捩りトルクの増加に伴い
絶対値が増大する特性のアシスト信号を発生するアシス
ト指令部と、捩りトルクの変化率に応じて直ちにアシス
ト補助信号を発生する位相補償指令部とを設け、これら
の加算信号を指令信号として、電動モータの回転方向，
回転トルクを制御するようにしたものが本件出願人によ
り既に提案されている（特開昭61−98675号公報参
照）。
前記位相補償指令部は、捩りトルクが小さくてもその変
化率が大きければそれに応じたアシスト補助信号を直ち
に出力するから、急ハンドルで左右転舵を繰返す場合な
どにおいて電動モータの慣性力を直ちに吸収して操舵フ
ィーリングが向上する。 しかし、車両走行中の路面振動を捩り拾ってトルクセン
サが出力した場合にもアシスト補助信号が出力してしま
い、外乱を受け易いという問題がある。もっとも捩りト
ルクの入力にヒステリシスをもたせれば外乱を除去でき
るるが、ヒステリシスの幅が大きいと制御系の応答性が
悪化する。 本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、制御の応答性を確保しつつ路面振動による制
御の外乱を有効に除去できる電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置を提供することを目的とする。
化率が大きければそれに応じたアシスト補助信号を直ち
に出力するから、急ハンドルで左右転舵を繰返す場合な
どにおいて電動モータの慣性力を直ちに吸収して操舵フ
ィーリングが向上する。 しかし、車両走行中の路面振動を捩り拾ってトルクセン
サが出力した場合にもアシスト補助信号が出力してしま
い、外乱を受け易いという問題がある。もっとも捩りト
ルクの入力にヒステリシスをもたせれば外乱を除去でき
るるが、ヒステリシスの幅が大きいと制御系の応答性が
悪化する。 本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、制御の応答性を確保しつつ路面振動による制
御の外乱を有効に除去できる電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置を提供することを目的とする。
この目的のため本発明による電動式パワーステアリング
装置のモータ制御装置は、操舵系の捩りトルクを検出す
る捩りトルクセンサの出力信号に基づく指令信号に応じ
て駆動制御部により電動モータの回転方向、回転トルク
を制御する電動式パワーステアリング装置において、上
記捩りトルクセンサの出力信号を入力し、この出力信号
の特性を捩りトルクの変化が所定値以下の範囲でゼロと
なるヒステリシスを有する特性に変換するヒステリシス
手段を有し、このヒステリシス手段を介して入力した捩
りトルクセンサの出力信号の微分値に基づいて捩りトル
クの変化率に応じたアシスト補助信号を指令信号として
出力する位相補償指令部を備え、上記ヒステリシス手段
は、車速を検出する車速センサの出力信号に基づき不感
帯幅であるヒステリシス幅が車速の増大に伴い所定値ま
で増大するよう構成したことをを手段としている。
装置のモータ制御装置は、操舵系の捩りトルクを検出す
る捩りトルクセンサの出力信号に基づく指令信号に応じ
て駆動制御部により電動モータの回転方向、回転トルク
を制御する電動式パワーステアリング装置において、上
記捩りトルクセンサの出力信号を入力し、この出力信号
の特性を捩りトルクの変化が所定値以下の範囲でゼロと
なるヒステリシスを有する特性に変換するヒステリシス
手段を有し、このヒステリシス手段を介して入力した捩
りトルクセンサの出力信号の微分値に基づいて捩りトル
クの変化率に応じたアシスト補助信号を指令信号として
出力する位相補償指令部を備え、上記ヒステリシス手段
は、車速を検出する車速センサの出力信号に基づき不感
帯幅であるヒステリシス幅が車速の増大に伴い所定値ま
で増大するよう構成したことをを手段としている。
このような手段では、捩りトルクがヒステリシス手段を
通過する所定値以上に増加すると、その変化率に応じた
アシスト補助信号が発生して直ちに電動モータの制御用
指令信号が生起されるが、路面からの外乱による場合の
ように捩りトルクが所定値以下の時は、ヒステリシス手
段によってアシスト補助信号の出力はカットされる。 そして、ヒステリシス手段のヒステリシス幅は、路面振
動の小さい中低車速のときは小さく、路面振動が大きく
なる高車速のときはそれに応じて大きくなる。
通過する所定値以上に増加すると、その変化率に応じた
アシスト補助信号が発生して直ちに電動モータの制御用
指令信号が生起されるが、路面からの外乱による場合の
ように捩りトルクが所定値以下の時は、ヒステリシス手
段によってアシスト補助信号の出力はカットされる。 そして、ヒステリシス手段のヒステリシス幅は、路面振
動の小さい中低車速のときは小さく、路面振動が大きく
なる高車速のときはそれに応じて大きくなる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図において符号１はパワーアシスト用の電動モータ
であり、図示省略した操舵系のラック・ピニオン機構の
ピニオン軸に減速機，ジョイントなどを介して連結さ
れ、上記操舵系にアシスト力を付与できるようになって
いる。このような電動モータ１は、正負判別部21,絶対
値変換部22,デューティ制御部23,電機子電流検出部24,
電動モータ駆動部25などを備える駆動制御部２により、
後述の指令信号に基づいて回転方向，回転トルクが制御
される。すなわち、指令信号は正負判別部21と絶対値変
換部22とに入力され、正負判別部21の判別信号が電動モ
ータ駆動部25に入力されることでモータ電流の方向が指
令信号に応じて切換え制御されると共に、絶対値変換部
22の出力信号がデューティ制御部23に入力してデューテ
ィ比が定められ、これが電動モータ駆動部25に入力する
ことで指令信号の大きさに応じた回転トルクが設定され
るようになっている。なお、上記電動モータ１の回転ト
ルクは、電機子電流検出部24が電動モータ１の電機子電
流を検出し、その検出値をデューティ制御部23にフィー
ドバックすることで一定の指示値に収束するように制御
される。 ここで、前記駆動制御部２へ指令信号を出力するものと
して、本実施例では、アシスト指令部3,戻し指令部4,位
相補償指令部5,舵角位相補償指令部６が設けられてい
る。 アシスト指令部３は、基本的には操舵系の捩りトルクの
大きさおよび方向に応じたアシスト信号を発生するもの
で、ステアリング系（操舵系）の例えばピニオンに設置
されてその捩りトルクの方向および大きさを検出する捩
りトルクセンサ31と、この捩りトルクセンサ31の出力電
圧信号（第２図参照）に基づいて、基本的には第３図の
グラフの実線で示すような特性のアシスト信号、すなわ
ち、捩りトルクの大きさが所定値以下では出力せず、所
定値を越えると捩りトルクの方向に応じた極性で捩りト
ルクの値に応じて増減するアシスト信号を出力するアシ
ストトルク値指示関数部32とを備える。 また、アシスト指令部３には、車両の速度を検出する車
速センサ33が設けられると共に、この車速センサ33の出
力電圧信号に基いて、第４図のグラフに示すように車速
の増大に伴い減少する特性の加算定数信号Svを発生する
加算定数関数部34、およびこの加算定数信号Svと前記捩
りトルクセンサ31の出力信号とを入力してアシストトル
ク値指示関数部32へ出力する加算演算部35が設けられ
る。そして、この加算演算部35が捩りトルクセンサ31の
出力信号の極性に合わせてこれに加算定数信号Svを加減
算処理することで、第３図のグラフに示す特性は車速を
パラメータとしてＸ軸方向に平行移動されるようになっ
ている。すなわち右切りの場合の特性を例示すれば、第
５図の実線に示すようにアシストトルク値指示関数部32
の出力は、同一捩りトルクにおいて車速の増大に伴い絶
対値が減少し、同一車速では捩りトルクの絶対値の増加
に伴い出力の絶対値が増大する。そしてこのような出力
特性を、車速に応じて第５図の破線に示すように補正す
べく、乗算定数関数部36,乗算演算部37が設けられてい
る。この乗算定数関数部36は、車速センサ33の出力電圧
信号に基いて第６図に示す特性の乗算定数信号、すなわ
ち、車速が０では乗算定数が１であり、車速の増大に伴
って次第に定数が０に近づいて減少する特性の乗算定数
信号を発生するものである。また、乗算演算部37は、前
記アシストトルク値指示関数部32の出力に上記乗算定数
を乗算処理するものであり、この乗算演算部37からのア
シスト信号itは、車速に応じて、第５図の破線に示すよ
うになる。 次に、戻し指令部４は、操舵系の転舵角に応じて舵角を
中立（直進）位置に戻す方向の戻し信号を発生するもの
であり、操舵系のたとえば、ラック・ピニオン機構にお
けるラックの移動量に基いて転舵角を検出する舵角セン
サ41,およびこの舵角センサ41の出力電圧信号に基いて
第７図のグラフに示す特性の戻し信号ｉθを出力する戻
しトルク値指示関数部42を備えている。 ここで位相補償指令部５は、捩りトルクの変化率に応じ
たアシスト補助信号iaを指令信号として発生するもの
で、前記車速センサ33の出力信号を入力するヒステリシ
ス幅指示関数部51を有するヒステリシス手段52と、この
ヒステリシス手段52を介して前記捩りトルクセンサ31の
出力信号を入力する位相補償部53と、この位相補償部53
から信号入力する位相補償指示関数部54とを備え、また
位相補償部53の出力信号は、捩りトルクセンサ31の出力
信号に加えられてアシスト指令部３の加算演算部35に入
力される。 前記ヒステリシス幅指示関数部51は、第10図のグラフに
示すように車速の増大に伴い所定値まで比例的に増大し
てやがて一定値となる特性のヒステリシス幅信号Ｈを出
力するようになっている。また位相補償部53は、ヒステ
リシス手段52を介して入力する捩りトルクセンサ31の出
力信号を微分処理し、その微分値に比例する信号を発生
するようになっている。そして位相補償指示関数部54
は、第８図に示すように捩りトルクの変化度合が所定値
以内では比例的に増減し、所定値を超えると一定値とな
る特性のアシスト補助信号iaを出力するようになってい
る。 さらに舵角位相補償指令部６は、転舵操作の速度に応じ
て舵の進む方向と逆方向の減衰信号を発生するものであ
り、前記舵角センサ41の出力信号を入力し、その微分値
に比例する信号を発する舵角位相補償部61と、この舵角
位相補償部61の出力信号に基いて、例えば第９図のグラ
フに示す特性の減衰信号ｉを出力する舵角位相補償指
示関数部62とを備えてなる。 また本実施例においては、前記戻し指令部４からの戻し
信号ｉθおよび舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉ
の出力を規制する車速判別部７が設けられる。この車
速判別部７は、上記戻し信号ｉθと減衰信号ｉとの加
算信号を入力し、前記車速センサ33の出力信号に基づい
て車速が例えば5km／ｈ以上では上記加算信号をそのま
ま出力するが、車速が5km／ｈ以下では加算信号の出力
を規制するようになっている。 そして、上記車速判別部７の規制をうけた状態で、アシ
スト指令部３からのアシスト信号itと、戻し指令部４か
らの戻し信号ｉθと、位相補償指令部５からのアシスト
補助信号iaと、舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉ
との加算信号が指令信号として駆動制御部２へ出力さ
れるよう構成してある。 以上のような構成では、転舵操作に伴い操舵系に捩りト
ルクが発生すると、捩りトルクセンサ31がこれを検出し
て出力信号を発生するが、この時、車速センサ33および
舵角センサ41からの各情報によって、上記出力信号に基
づくアシスト信号itに補正を加える。そしてこのアシス
ト信号itの正負判別および絶対値に応じたデューティ比
制御を通じて、電動モータ１の回転方向，回転トルクが
制御される。ここで捩りトルクとアシスト信号itとの関
係をみると、基本的には、第３図のグラフに示すとおり
であり、例えば右切りの際の捩りトルクに対しては正の
アシスト信号が捩りトルクの増加に伴い増大するように
出力する。従って、電動モータ１は、右切りを補助する
回転方向に捩りトルクの大きさに応じた出力トルクで回
転駆動され、右切りの際の操舵力が軽減される。なお、
左切りの際には負のアシスト信号に基いて電動モータ１
が左切りを補助する回転方向に制御されることで、右切
りの場合と同様に作用する。 ここで捩りトルクとアシスト信号との関数特性は、本実
施例では車速センサ33の出力信号に基づいて変化する。
例えば、右切りの捩りトルクに対するアシスト信号の特
性グラフを示す第５図において、車速Ｏの状態をMoで示
すと、車速がV1,V2と増加するにつれ、加算定数関数部3
4からの加算定数信号Svの加算処理に基づいて特性グラ
フはM1,M2と第５図のＸ軸方向へ平行移動して変化す
る。そして乗算定数信号の乗算処理により特性グラフM1
はm1に、M2はm2に傾きを小さくするように変化する。従
って、捩りトルクの大きさが同一の場合、アシスト信号
の大きさは車速の増大に伴って減少する。このことは、
同一捩りトルクに対する電動モータ１の出力トルクが車
速の増加に従って減少することを意味し、車両の低速走
行時には、充分なパワーアシストが得られるものであり
ながら、高速走行時には、操舵力過剰となることがな
く、従って、転舵時にハンドルが軽すぎて不安感を持つ
ということがなくなる。 一方、転舵操作に伴い、舵角センサ41が転舵角を検出
し、これに基づいて第７図に示す特性、すなわち、舵角
Ｏの中立位置の近傍では出力せず、この範囲を越えて左
右の転舵角±θ０の範囲では比例的に増大し、±θ０を
越えると一定値となり、右転舵領域では負の値（左切り
方向）、左転舵領域では正の値（右切り方向）となる戻
し信号ｉθを出力する。 また、車両が半径の小さなカーブを急ハンドルで走行す
るなど、転舵速度が速いとき、転舵角θが急激に変化す
ることから、そのことが舵角位相補償部61で検出され、
その検出信号に基いて減衰信号ｉが舵角位相補償指示
関数部62から出力される。これは、第９図に示す特性と
なる。 ここで車両走行時は、車速判別部７の作用により上記戻
し信号ｉθ、減衰信号ｉは、アシスト信号itを減少す
るように加えられる。そのため急転舵の際にハンドルが
軽すぎて不安感を持つということがなくなる。また、例
えば、右転舵角θ１で保舵している場合には、前述した
捩りトルクセンサ31の出力信号に基く正のアシスト信号
itと、舵角センサ41の出力信号に基づく負の戻し信号ｉ
θ１との加算信号により電動モータ１の制御が行なわれ
る。ここでアシスト信号itのグラフを第３図の実線で示
すとすれば、上記加算信号は破線で示すようになる。従
って、右転舵角θ１の保舵状態を解除すると、捩りトル
クＴが激減することで加算信号は第３図の破線に沿って
直ちに負の値（左切り方向）になる。これにより電動モ
ータ１に左切り方向のトルクが発生して減速機などの摩
擦力や、モータの慣性モーメントなどを相殺することに
なり、このため車両の走行時にはキャスタ効果などによ
り操舵系は直進状態へスムーズに復元し得るなどハンド
ル戻り動作が良好となる。そして、転舵角θの減少に伴
い戻し信号ｉθの大きさは次第に０に近づくべく減少
し、転舵角が中立位置に戻ると、電動モータのトルクは
消失する。 一方、急施回（高Ｇ旋回）からのハンドル戻り時には、
モータ慣性のためハンドルが中立を越える場合もある。
しかし、舵角位相補償指令部６から減衰信号ｉが出力
すると、この減衰信号はハンドルの回転方向と逆の出力
トルクを指令するためハンドルが戻り過ぎることもな
く、高速走行時などにおけるハンドル手放し状態からの
収束性も向上する。 次に、車両の停止状態などにおける転舵操作、すなわち
据切り操舵について説明すると、この場合、接地抵抗が
大きいことから転舵操作に伴い捩りトルクが急増し、捩
りトルクセンサ31の出力電圧もそれに比例して急増す
る。このときヒステリシス幅はゼロであるから、捩りト
ルクセンサ31の出力電圧はそのままヒステリシス手段52
を通過する。すると、この捩りトルクの急増傾向が位相
補償指令部５の位相補償部53で検出され、捩りトルクの
増加度に応じた出力信号が捩りトルクセンサ31の出力信
号に加算されるようになる。従って、捩りトルクＴが小
さく、これに伴うアシスト信号itが未だ発生しない段階
においても、捩りトルクの変化度合が大きければアシス
ト信号itが直ちに出力されるようになり、据切り操舵に
際しては電動モータ１は応答遅れなく直ちに起動するよ
うになり、また自励振動の発生も防止される。 そして据切り操舵時には、戻し指令部４の戻し信号ｉθ
および舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉが車速
判別部７により規制されることから、エネルギの労費が
なく軽快な操舵が実現される。 ここで車両の中低速時においては、前記ヒステリシス手
段52のヒステリシス幅は車速に応じた比較的小さな値を
とる。従って左右転舵を繰返すような場合には、捩りト
ルクセンサ31の出力信号のうちヒステリシス幅を超える
分が位相補償部53に入力する。このため位相補償指示関
数部54からはアシスト補助信号iaが捩りトルクの変化の
方向に応じて直ちの出力されるのであり、電動モータ１
の起動，停止時の慣性力を吸収して操舵フィーリングを
向上するなどの制御の応答性が良い。 また、車両の直進走行時等における路面振動は、中低速
時では比較的に小さいことから、このような外乱による
捩りトルクはヒステリシス手段52によってカットされ
る。 車両の高速時においては路面振動も大きくなるが、それ
に応じてヒステリシス手段52のヒステリシス幅が増大す
るので、路面振動に伴う外乱も有効に除去することがで
き、位相補償部53から無益な信号が出力しない。
する。 第１図において符号１はパワーアシスト用の電動モータ
であり、図示省略した操舵系のラック・ピニオン機構の
ピニオン軸に減速機，ジョイントなどを介して連結さ
れ、上記操舵系にアシスト力を付与できるようになって
いる。このような電動モータ１は、正負判別部21,絶対
値変換部22,デューティ制御部23,電機子電流検出部24,
電動モータ駆動部25などを備える駆動制御部２により、
後述の指令信号に基づいて回転方向，回転トルクが制御
される。すなわち、指令信号は正負判別部21と絶対値変
換部22とに入力され、正負判別部21の判別信号が電動モ
ータ駆動部25に入力されることでモータ電流の方向が指
令信号に応じて切換え制御されると共に、絶対値変換部
22の出力信号がデューティ制御部23に入力してデューテ
ィ比が定められ、これが電動モータ駆動部25に入力する
ことで指令信号の大きさに応じた回転トルクが設定され
るようになっている。なお、上記電動モータ１の回転ト
ルクは、電機子電流検出部24が電動モータ１の電機子電
流を検出し、その検出値をデューティ制御部23にフィー
ドバックすることで一定の指示値に収束するように制御
される。 ここで、前記駆動制御部２へ指令信号を出力するものと
して、本実施例では、アシスト指令部3,戻し指令部4,位
相補償指令部5,舵角位相補償指令部６が設けられてい
る。 アシスト指令部３は、基本的には操舵系の捩りトルクの
大きさおよび方向に応じたアシスト信号を発生するもの
で、ステアリング系（操舵系）の例えばピニオンに設置
されてその捩りトルクの方向および大きさを検出する捩
りトルクセンサ31と、この捩りトルクセンサ31の出力電
圧信号（第２図参照）に基づいて、基本的には第３図の
グラフの実線で示すような特性のアシスト信号、すなわ
ち、捩りトルクの大きさが所定値以下では出力せず、所
定値を越えると捩りトルクの方向に応じた極性で捩りト
ルクの値に応じて増減するアシスト信号を出力するアシ
ストトルク値指示関数部32とを備える。 また、アシスト指令部３には、車両の速度を検出する車
速センサ33が設けられると共に、この車速センサ33の出
力電圧信号に基いて、第４図のグラフに示すように車速
の増大に伴い減少する特性の加算定数信号Svを発生する
加算定数関数部34、およびこの加算定数信号Svと前記捩
りトルクセンサ31の出力信号とを入力してアシストトル
ク値指示関数部32へ出力する加算演算部35が設けられ
る。そして、この加算演算部35が捩りトルクセンサ31の
出力信号の極性に合わせてこれに加算定数信号Svを加減
算処理することで、第３図のグラフに示す特性は車速を
パラメータとしてＸ軸方向に平行移動されるようになっ
ている。すなわち右切りの場合の特性を例示すれば、第
５図の実線に示すようにアシストトルク値指示関数部32
の出力は、同一捩りトルクにおいて車速の増大に伴い絶
対値が減少し、同一車速では捩りトルクの絶対値の増加
に伴い出力の絶対値が増大する。そしてこのような出力
特性を、車速に応じて第５図の破線に示すように補正す
べく、乗算定数関数部36,乗算演算部37が設けられてい
る。この乗算定数関数部36は、車速センサ33の出力電圧
信号に基いて第６図に示す特性の乗算定数信号、すなわ
ち、車速が０では乗算定数が１であり、車速の増大に伴
って次第に定数が０に近づいて減少する特性の乗算定数
信号を発生するものである。また、乗算演算部37は、前
記アシストトルク値指示関数部32の出力に上記乗算定数
を乗算処理するものであり、この乗算演算部37からのア
シスト信号itは、車速に応じて、第５図の破線に示すよ
うになる。 次に、戻し指令部４は、操舵系の転舵角に応じて舵角を
中立（直進）位置に戻す方向の戻し信号を発生するもの
であり、操舵系のたとえば、ラック・ピニオン機構にお
けるラックの移動量に基いて転舵角を検出する舵角セン
サ41,およびこの舵角センサ41の出力電圧信号に基いて
第７図のグラフに示す特性の戻し信号ｉθを出力する戻
しトルク値指示関数部42を備えている。 ここで位相補償指令部５は、捩りトルクの変化率に応じ
たアシスト補助信号iaを指令信号として発生するもの
で、前記車速センサ33の出力信号を入力するヒステリシ
ス幅指示関数部51を有するヒステリシス手段52と、この
ヒステリシス手段52を介して前記捩りトルクセンサ31の
出力信号を入力する位相補償部53と、この位相補償部53
から信号入力する位相補償指示関数部54とを備え、また
位相補償部53の出力信号は、捩りトルクセンサ31の出力
信号に加えられてアシスト指令部３の加算演算部35に入
力される。 前記ヒステリシス幅指示関数部51は、第10図のグラフに
示すように車速の増大に伴い所定値まで比例的に増大し
てやがて一定値となる特性のヒステリシス幅信号Ｈを出
力するようになっている。また位相補償部53は、ヒステ
リシス手段52を介して入力する捩りトルクセンサ31の出
力信号を微分処理し、その微分値に比例する信号を発生
するようになっている。そして位相補償指示関数部54
は、第８図に示すように捩りトルクの変化度合が所定値
以内では比例的に増減し、所定値を超えると一定値とな
る特性のアシスト補助信号iaを出力するようになってい
る。 さらに舵角位相補償指令部６は、転舵操作の速度に応じ
て舵の進む方向と逆方向の減衰信号を発生するものであ
り、前記舵角センサ41の出力信号を入力し、その微分値
に比例する信号を発する舵角位相補償部61と、この舵角
位相補償部61の出力信号に基いて、例えば第９図のグラ
フに示す特性の減衰信号ｉを出力する舵角位相補償指
示関数部62とを備えてなる。 また本実施例においては、前記戻し指令部４からの戻し
信号ｉθおよび舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉ
の出力を規制する車速判別部７が設けられる。この車
速判別部７は、上記戻し信号ｉθと減衰信号ｉとの加
算信号を入力し、前記車速センサ33の出力信号に基づい
て車速が例えば5km／ｈ以上では上記加算信号をそのま
ま出力するが、車速が5km／ｈ以下では加算信号の出力
を規制するようになっている。 そして、上記車速判別部７の規制をうけた状態で、アシ
スト指令部３からのアシスト信号itと、戻し指令部４か
らの戻し信号ｉθと、位相補償指令部５からのアシスト
補助信号iaと、舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉ
との加算信号が指令信号として駆動制御部２へ出力さ
れるよう構成してある。 以上のような構成では、転舵操作に伴い操舵系に捩りト
ルクが発生すると、捩りトルクセンサ31がこれを検出し
て出力信号を発生するが、この時、車速センサ33および
舵角センサ41からの各情報によって、上記出力信号に基
づくアシスト信号itに補正を加える。そしてこのアシス
ト信号itの正負判別および絶対値に応じたデューティ比
制御を通じて、電動モータ１の回転方向，回転トルクが
制御される。ここで捩りトルクとアシスト信号itとの関
係をみると、基本的には、第３図のグラフに示すとおり
であり、例えば右切りの際の捩りトルクに対しては正の
アシスト信号が捩りトルクの増加に伴い増大するように
出力する。従って、電動モータ１は、右切りを補助する
回転方向に捩りトルクの大きさに応じた出力トルクで回
転駆動され、右切りの際の操舵力が軽減される。なお、
左切りの際には負のアシスト信号に基いて電動モータ１
が左切りを補助する回転方向に制御されることで、右切
りの場合と同様に作用する。 ここで捩りトルクとアシスト信号との関数特性は、本実
施例では車速センサ33の出力信号に基づいて変化する。
例えば、右切りの捩りトルクに対するアシスト信号の特
性グラフを示す第５図において、車速Ｏの状態をMoで示
すと、車速がV1,V2と増加するにつれ、加算定数関数部3
4からの加算定数信号Svの加算処理に基づいて特性グラ
フはM1,M2と第５図のＸ軸方向へ平行移動して変化す
る。そして乗算定数信号の乗算処理により特性グラフM1
はm1に、M2はm2に傾きを小さくするように変化する。従
って、捩りトルクの大きさが同一の場合、アシスト信号
の大きさは車速の増大に伴って減少する。このことは、
同一捩りトルクに対する電動モータ１の出力トルクが車
速の増加に従って減少することを意味し、車両の低速走
行時には、充分なパワーアシストが得られるものであり
ながら、高速走行時には、操舵力過剰となることがな
く、従って、転舵時にハンドルが軽すぎて不安感を持つ
ということがなくなる。 一方、転舵操作に伴い、舵角センサ41が転舵角を検出
し、これに基づいて第７図に示す特性、すなわち、舵角
Ｏの中立位置の近傍では出力せず、この範囲を越えて左
右の転舵角±θ０の範囲では比例的に増大し、±θ０を
越えると一定値となり、右転舵領域では負の値（左切り
方向）、左転舵領域では正の値（右切り方向）となる戻
し信号ｉθを出力する。 また、車両が半径の小さなカーブを急ハンドルで走行す
るなど、転舵速度が速いとき、転舵角θが急激に変化す
ることから、そのことが舵角位相補償部61で検出され、
その検出信号に基いて減衰信号ｉが舵角位相補償指示
関数部62から出力される。これは、第９図に示す特性と
なる。 ここで車両走行時は、車速判別部７の作用により上記戻
し信号ｉθ、減衰信号ｉは、アシスト信号itを減少す
るように加えられる。そのため急転舵の際にハンドルが
軽すぎて不安感を持つということがなくなる。また、例
えば、右転舵角θ１で保舵している場合には、前述した
捩りトルクセンサ31の出力信号に基く正のアシスト信号
itと、舵角センサ41の出力信号に基づく負の戻し信号ｉ
θ１との加算信号により電動モータ１の制御が行なわれ
る。ここでアシスト信号itのグラフを第３図の実線で示
すとすれば、上記加算信号は破線で示すようになる。従
って、右転舵角θ１の保舵状態を解除すると、捩りトル
クＴが激減することで加算信号は第３図の破線に沿って
直ちに負の値（左切り方向）になる。これにより電動モ
ータ１に左切り方向のトルクが発生して減速機などの摩
擦力や、モータの慣性モーメントなどを相殺することに
なり、このため車両の走行時にはキャスタ効果などによ
り操舵系は直進状態へスムーズに復元し得るなどハンド
ル戻り動作が良好となる。そして、転舵角θの減少に伴
い戻し信号ｉθの大きさは次第に０に近づくべく減少
し、転舵角が中立位置に戻ると、電動モータのトルクは
消失する。 一方、急施回（高Ｇ旋回）からのハンドル戻り時には、
モータ慣性のためハンドルが中立を越える場合もある。
しかし、舵角位相補償指令部６から減衰信号ｉが出力
すると、この減衰信号はハンドルの回転方向と逆の出力
トルクを指令するためハンドルが戻り過ぎることもな
く、高速走行時などにおけるハンドル手放し状態からの
収束性も向上する。 次に、車両の停止状態などにおける転舵操作、すなわち
据切り操舵について説明すると、この場合、接地抵抗が
大きいことから転舵操作に伴い捩りトルクが急増し、捩
りトルクセンサ31の出力電圧もそれに比例して急増す
る。このときヒステリシス幅はゼロであるから、捩りト
ルクセンサ31の出力電圧はそのままヒステリシス手段52
を通過する。すると、この捩りトルクの急増傾向が位相
補償指令部５の位相補償部53で検出され、捩りトルクの
増加度に応じた出力信号が捩りトルクセンサ31の出力信
号に加算されるようになる。従って、捩りトルクＴが小
さく、これに伴うアシスト信号itが未だ発生しない段階
においても、捩りトルクの変化度合が大きければアシス
ト信号itが直ちに出力されるようになり、据切り操舵に
際しては電動モータ１は応答遅れなく直ちに起動するよ
うになり、また自励振動の発生も防止される。 そして据切り操舵時には、戻し指令部４の戻し信号ｉθ
および舵角位相補償指令部６からの減衰信号ｉが車速
判別部７により規制されることから、エネルギの労費が
なく軽快な操舵が実現される。 ここで車両の中低速時においては、前記ヒステリシス手
段52のヒステリシス幅は車速に応じた比較的小さな値を
とる。従って左右転舵を繰返すような場合には、捩りト
ルクセンサ31の出力信号のうちヒステリシス幅を超える
分が位相補償部53に入力する。このため位相補償指示関
数部54からはアシスト補助信号iaが捩りトルクの変化の
方向に応じて直ちの出力されるのであり、電動モータ１
の起動，停止時の慣性力を吸収して操舵フィーリングを
向上するなどの制御の応答性が良い。 また、車両の直進走行時等における路面振動は、中低速
時では比較的に小さいことから、このような外乱による
捩りトルクはヒステリシス手段52によってカットされ
る。 車両の高速時においては路面振動も大きくなるが、それ
に応じてヒステリシス手段52のヒステリシス幅が増大す
るので、路面振動に伴う外乱も有効に除去することがで
き、位相補償部53から無益な信号が出力しない。
以上説明したように、本発明によれば、アシスト補助信
号を出力する位相補償部が、ヒステリシス手段を介して
微小入力に基づく出力をカットするのであり、ヒステリ
シス幅が車速に応じて高速では大きく，低速では小さく
なるよう変化するから、高速時においても路面振動によ
る外乱を有効に除去できると共に、低速時においては必
要な制御の応答性を十分に確保することができる。
号を出力する位相補償部が、ヒステリシス手段を介して
微小入力に基づく出力をカットするのであり、ヒステリ
シス幅が車速に応じて高速では大きく，低速では小さく
なるよう変化するから、高速時においても路面振動によ
る外乱を有効に除去できると共に、低速時においては必
要な制御の応答性を十分に確保することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は捩りトルクセンサの出力信号の特性グラフ、第３図
はアシスト信号の基本特性グラフ、第４図は加算定数信
号の特性グラフ、第５図はアシスト信号の特性変化を示
すグラフ、第６図は乗算定数信号の特性グラフ、第７図
は戻し信号の特性グラフ、第８図はアシスト補助信号の
特性グラフ、第９図は減衰信号の特性グラフ、第10図は
ヒステリシス幅の特性グラフである。 １……電動モータ ２……駆動制御部 21……正負判別部、22……絶対値変換部 23……デューティ制御部、24……電機子電流検出部 25……電動モータ駆動部 ３……アシスト指令部 31……捩りトルクセンサ、32……アシストトルク値指示
関数部、33……車速センサ、34……加算定数関数部、35
……加算演算部、36……乗算定数関数部、37……乗算演
算部 ４……戻し指令部 41……舵角センサ、42……戻しトルク値指示関数部 ５……位相補償指令部 51……ヒステリシス幅指示関数部、52……ヒステリシス
手段、53……位相補償部、54……位相補償指示関数部 ６……舵角位相補償指令部 61……舵角位相補償部、62……舵角位相補償指示関数部 ７……車速判別部
図は捩りトルクセンサの出力信号の特性グラフ、第３図
はアシスト信号の基本特性グラフ、第４図は加算定数信
号の特性グラフ、第５図はアシスト信号の特性変化を示
すグラフ、第６図は乗算定数信号の特性グラフ、第７図
は戻し信号の特性グラフ、第８図はアシスト補助信号の
特性グラフ、第９図は減衰信号の特性グラフ、第10図は
ヒステリシス幅の特性グラフである。 １……電動モータ ２……駆動制御部 21……正負判別部、22……絶対値変換部 23……デューティ制御部、24……電機子電流検出部 25……電動モータ駆動部 ３……アシスト指令部 31……捩りトルクセンサ、32……アシストトルク値指示
関数部、33……車速センサ、34……加算定数関数部、35
……加算演算部、36……乗算定数関数部、37……乗算演
算部 ４……戻し指令部 41……舵角センサ、42……戻しトルク値指示関数部 ５……位相補償指令部 51……ヒステリシス幅指示関数部、52……ヒステリシス
手段、53……位相補償部、54……位相補償指示関数部 ６……舵角位相補償指令部 61……舵角位相補償部、62……舵角位相補償指示関数部 ７……車速判別部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−6867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−161255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−193765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−81866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−215166（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】操舵系の捩りトルクを検出する捩りトルク
センサの出力信号に基づく指令信号に応じて駆動制御部
により電動モータの回転方向、回転トルクを制御する電
動式パワーステアリング装置において、 上記捩りトルクセンサの出力信号を入力し、この出力信
号の特性を捩りトルクの変化が所定値以下の範囲でゼロ
となるヒステリシスを有する特性に変換するヒステリシ
ス手段を有し、このヒステリシス手段を介して入力した
捩りトルクセンサの出力信号の微分値に基づいて捩りト
ルクの変化率に応じたアシスト補助信号を指令信号とし
て出力する位相補償指令部を備え、 上記ヒステリシス手段は、車速を検出する車速センサを
出力信号に基づき不感帯幅であるヒステリシス幅が車速
の増大に伴い所定値まで増大するよう構成したことを特
徴とする電動式パワーステアリング装置のモータ制御装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18063188A JPH0667739B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
| GB8915822A GB2222125B (en) | 1988-07-19 | 1989-07-11 | Motor control system for electric power steering apparatus |
| DE19893923654 DE3923654A1 (de) | 1988-07-19 | 1989-07-18 | Motorsteueranordnung fuer elektrische servolenkeinrichtungen |
| US07/651,058 US5182711A (en) | 1988-07-19 | 1991-02-05 | Motor control system for electric power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18063188A JPH0667739B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231973A JPH0231973A (ja) | 1990-02-01 |
| JPH0667739B2 true JPH0667739B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16086576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18063188A Expired - Lifetime JPH0667739B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667739B2 (ja) |
| DE (1) | DE3923654A1 (ja) |
| GB (1) | GB2222125B (ja) |
Families Citing this family (8)
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| DE4241785B4 (de) * | 1992-12-11 | 2009-03-12 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Hydraulische Hilfskraftlenkanlage |
| US5473539A (en) * | 1992-12-11 | 1995-12-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically operated power steering apparatus |
| JP3525429B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2004-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
| US6389342B1 (en) * | 1999-04-14 | 2002-05-14 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Steering apparatus for vehicle |
| JP4019813B2 (ja) | 2001-07-12 | 2007-12-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 物理量推定装置、路面摩擦状態推定装置、操舵角中立点推定装置、及び空気圧低下推定装置 |
| US7096994B2 (en) | 2004-09-22 | 2006-08-29 | Mando Corporation | Method of controlling recovery in electric power steering system |
| EP1640244B1 (en) * | 2004-09-24 | 2015-08-05 | Mando Corporation | Method of controlling recovery in electric power steering system |
Family Cites Families (11)
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|---|---|---|---|---|
| US4589018A (en) * | 1983-06-03 | 1986-05-13 | At&T Bell Laboratories | Technique for the time frequency multiplexing on three television signals |
| JPS6035664A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-23 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
| JPS60161255A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の補助操舵装置 |
| JPS6181866A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-25 | Honda Motor Co Ltd | 電動式パワ−ステアリング装置 |
| JPH0613297B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | 電動パワ−ステアリング装置 |
| JPH0710672B2 (ja) * | 1985-07-03 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | 電動式パワ−ステアリング制御装置 |
| KR900005710B1 (ko) * | 1986-04-29 | 1990-08-06 | 미쓰비시전기 주식회사 | 모터구동식 동력조향 제어장치 |
| DE3629815A1 (de) * | 1986-09-02 | 1988-03-03 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zum daempfen der lenkbewegungen |
| JP2618240B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1997-06-11 | 富士重工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置 |
| JPH01257671A (ja) * | 1988-04-06 | 1989-10-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | 自動車用電動式パワステアリング装置の制御装置 |
| JPH06198675A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-07-19 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ディスク基板の射出成形装置及び射出成形方法 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP18063188A patent/JPH0667739B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-11 GB GB8915822A patent/GB2222125B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-18 DE DE19893923654 patent/DE3923654A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2222125A (en) | 1990-02-28 |
| GB8915822D0 (en) | 1989-08-31 |
| GB2222125B (en) | 1992-10-07 |
| DE3923654C2 (ja) | 1993-04-15 |
| JPH0231973A (ja) | 1990-02-01 |
| DE3923654A1 (de) | 1990-02-01 |
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