JPH01278880A - 電動式動力舵取装置の制御方法 - 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〕 本発明は電動機を用いて運転者の操舵トルクを助勢する
電動式動力舵取装置の制御方法に関し、特に、走行時の
操舵後のハンドル戻りの制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電動式動力舵取装置の制御方法は操舵トルクより
電動機が出すトルクを設定するものであった。この場合
、走行時、操舵後のハンドル戻りの際、操舵トルクＴ、
が零になることにより、電動機が出すトルクが零となる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、単に電動機の出すトルクを零にするだけでは、
電動機およびギヤの慣性によりハンドルの戻りかにふく
なるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、操舵後のハンドルを速やかに戻
す制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明による電動式動
力舵取装置の制御方法は、操舵トルクおよび電動機が出
すトルクに逆らう逆トルクを検出し、この逆トルクより
操舵トルクの目標値を設定し、操舵トルクとその目標値
との差を積分系または一次遅れ系を通して電動機の出す
トルクを制御するようにしたものである。

〔作用〕

本発明による電動式動力舵取装置の制御方法においては
、操舵後のハンドル戻りが速やかとなる。

〔実施例〕

第１図は本発明による制御方法が適用される電動式動力
舵取装置を示す構成図であり、１はハンドル、２はハン
ドルｌの操作に基づくトルクを検出するトルクセンサ、
３はトルクセンサ２の出力により電動式動力舵取り部４
を制御する制御部、３ａは操舵トルクおよび電動機が出
すトルクに逆らう逆トルクを検出する逆トルク検出手段
、３ｂは逆トルクより操舵トルクの目標値を設定する操
舵目標設定手段、３Ｃは操舵トルクとその目標値の差を
入力して電動式動力舵取り部４を制御し、電動機が出す
トルクを制御する一次遅れ系設定手段である。

第２図および第３図は、本発明に係わる電動式動力舵取
装置の制御方法の一実施例が適用された制御系統図およ
び制御系統のブロック線図である。

第２図および第３図において、５は制御対象、６は比較
機６ａと内部モデル６ｂとＲ算出器６ｃと目標値発生器
６ｄとから成る制御部、１０は制御対象５のブロック線
図、２０は制御部６のブロック線図である。

また、第３図において、１１および１５は電動機におい
て電圧を電流へ変換する機能（リアクタンスＬと抵抗ｒ
と電動機定数Ｍと減速ギヤ比Ｎ）およびピニオン角速度
δにより電圧が減少する機能を示す伝達関数、１２は一
次遅れの操舵系を示す伝達関数、１３はピニオン角速度
浸をピニオン角に変換することを示す伝達関数、１４は
人の操舵角θ。とピニオン角θとの差を操舵トルクＴ、
に変換することを示す伝達関数である。

さらに、第３図において、６ｃはＲ算出器、６ｄはＲ算
出器から出力される逆トルクＲを入力して車速■に応じ
た目標トルクＴ０Ｔを出力する目標値発生器、２１，２
２．２３はピニオン角加速度側定数を示す伝達関数、２
４．２５は目標値と実際値との差ＰＯと理想的−次遅れ
系の出力値２０の比例定数を示す伝達関数、２６は積分
機能の伝達関数、２７はダンパとなる伝達関数、２８，
２９．３０は電動機電圧を制御するためのパルス幅変調
信号ＰＷＭを発生するための加算器であり、伝達関数２
６と２７は理想的−次遅れ系を構成する。

第３図において、１０は実際の制御対象５のブロック線
図であり、伝達関数２１〜２３および加算器２８〜３０
を除いた２０は理想的すなわち常に収斂性の良い制御系
統を示すブロック線図であり、第３図の制御系統は実際
の制御対象５の機能を理想的な制御系統の機能に近づけ
るように電動機を制御する。また、粘性要素値Ｆ１を存
するダンパである伝達関数２７は車速で変化するもので
あり、これによりあらゆる車速に対して車両の収斂性の
良い制御系統を得ることができる。

次に、第３図に示すブロック線図の機能を説明する。操
舵トルクおよび電動機が出すトルクに逆らう逆トルクを
Ｒとすると、次式が成立する。

Ｒ＝Ｔｏ＋ＴＭ−Ｊθ−Ｄθ・・・・・（１）ここで、
Ｔｏは操舵トルク、Ｔ、は電動機が出すトルクである。

走行時、ホイールアライメントの関係上、中央に戻ろう
とするトルクＲが働いている。

このため、操舵後のハンドル戻りは、右操舵を正とし右
操舵後のハンドル戻りを想定したときの０≦ＴＤ＋ＴＨ
くＲの関係から生じる。

しかし、Ｔつ＝Ｔイ＝０となろうとも（最もハンドル戻
りトルクの強い状態）、この値を（１）式に代入したと
きのＲ＝−Ｊθ−ＤθなるＪ、Ｄにより戻りかにふくな
っている。そこで、第４図に示すように目標トルりＴＤ
Ｔ＝ｆ　　（Ｒ）とし、０≦］゛。

〈Ｔ０７≦Ｒとすると、 Ｐ　Ｏ−Ｔｏ　　ＴＤ？＜　０・・・・・（２）となる
。今、Ｆ１＝０とすると、ＺｏはＰｏの積分であるから
ＺＯは小さくなり、やがて２０＜０となる。これから、
Ｔ１．Ｉは小さくなり、やがてＴＨくＯとなる。すなわ
ち、電動機がハンドルを戻す方向に働きだすことになる
。よって、操舵後のハンドルを速やかに戻すことができ
る。また、Ｆｌ〉０では、 ＰＯ＝ＦＩＸＺＯ・・・・・（３） で釣り合うため、Ｆｌでハンドル戻り速度を制御するこ
とができる。

第５図は本制御方法を示すフローチャートである。まず
Ｔｏ等の信号を入力して逆トルクＲを算出する（ステッ
プ３１．３２）。この逆トルクＲより目標トルクセンサ
を算出する（ステップ３３）。

この目標トルクセンサと操舵トルクＴ、から、第３図に
示すように、ＰＯとＺＯを算出する（ステップ３４．３
５）。続いて、第３図の加算器２８〜３０で示すように
、ＰＷＭを算出してブロック線図１０にＰＷＭを出力す
る（ステップ３６．３７）。

第６図、第７図は本制御方法と従来の制御方法とを示す
グラフである。第６図、第７図において点線および実線
は従来方法および本方法のピニオン角θと電動機トルク
Ｔ１．ｌを示す。

上述した本制御方法において、［Ｔ８を制御してＴＤを
Ｔ”ｎｙに近づけようとする」ことは、「ＴＨを制御し
てＴＩ、アをＴｆｌに近づけようとする」ことでもある
。操舵後にハンドルから手を放したとすると、ＴＤ→０
となる。これは即ち、「Ｔイを制御してＴ、アー０とし
ようとする」ことであり、第４図のようにＴＩ、ア＝ｆ
＜Ｒ＞　とすれば、「Ｔ、４を制御してＲ→Ｏとしよう
とする」ことである。即ち、「Ｒ−０とすべく電動機が
働く」ことである。

仮に’ｒ、＝　０とすると、Ｒ−０とは、Ｒ＝Ｔイー〈
０となる。そこで、Ｒ＝ｆ　　（Ｔ、、Ｔ、、θ、θ）
のＲを変えることにより、電動機トルクＴ、を制御でき
、ハンドルの戻りを制御することが可能となる。この制
御の一例を第８図に示す。点線はＪθ＋Ｄθが小の場合
で電動機トルクは小さ（なり、実線はＪθ＋Ｄθが大の
場合で電動機トルクは大きくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による電動式動力舵取装置の
制御方法は、操舵トルクおよび電動機が出すトルクに逆
らう逆トルクを検出し、この逆トルクより操舵トルクの
目標値を設定し、操舵トルクとその目標値との差を積分
系または一次遅れ系を通して電動機の出すトルクを制御
するようにしたことにより、操舵トルクの目標値を変え
ることにより電動機の出すトルクを変えることができる
ので、操舵後のハンドル戻りが速やかとなるように制御
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法が適用される電動式動力舵取
装置を示す構成図、第２図および第３図は本発明に係わ
る電動式動力舵取装置の制御方法の一実施例が適用され
る制御系統図および制御系統のブロック線図、第４図は
目標トルク対逆トルクの特性を示すグラフ、第５図は本
発明に係わる電動式動力舵取装置の制御方法の一実施例
を説明するためのフローチャート、第６図および第７図
は本発明の制御方法と従来方法とを比較したグラフ、第
８図は応用例を説明するためのグラフである。 １・・・ハンドル、２・・・トルクセンサ、３．６・・
・制御部、４・・・電動式動力舵取り部、３ａ・・・逆
トルク検出手段、３ｂ・・・操舵目標設定手段、３ｃ・
・・−次遅れ系設定手段、５・・・制御対象、６ａ・・
・比較機、６ｂ・・・内部モデル、６ｃ・・・Ｒ算出器
、６ｄ・・・目標値発生器６ｄ。 特許出願人　　　　　自動車機器株式会社富士通株式会
社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機が出すトルクで操舵トルクを助勢する電動式動力
   舵取装置において、操舵トルクおよび電動機が出すトル
   クに逆らう逆トルクを検出し、この逆トルクより操舵ト
   ルクの目標値を設定し、操舵トルクと前記目標値との差
   を積分系または一次遅れ系を通して電動機の出すトルク
   を制御することを特徴とする電動式動力舵取装置の制御
   方法。