JPH0339860B2 - - Google Patents

Description

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

従来の技術 自動車において、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検出す
るトルクセンサを設け、これにより転舵トルクを
電気量に変換して、この電気量の変化に応じて電
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号公報参照）。

考案が解決しようとする問題点 車両のステアリングハンドルの操舵力を電動モ
ータの出力によつてアシストし、操舵力の軽減を
はかるようにした電動式パワステアリング装置に
おいては、転舵後のハンドルの戻りが電動モータ
の慣性力もモータ減速器のフリクシヨン等によつ
て著しく悪くなると言う問題を有している。

本発明は極めて簡単なる手段によつてハンドル
の直進位置即ち中立位置への戻り特性を向上させ
ると共に、その戻り特性を運転者の好みに応じて
選択できるようにしたものである。

問題を解決するための手段 本発明は、電動モータの出力により操舵のパワ
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、ステアリングシヤフトの捩りト
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と、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
指示部と、該戻し方向モータ電流指示部の戻し方
向モータ電流指令値に乗算され、その大きさを変
化させる乗算係数信号を発する乗算係数設定部と
を設け、上記アシスト方向モータ電流指示部のア
シスト方向モータ電流指令値と、戻し方向モータ
電流指示部の戻し方向モータ電流指令値に乗算係
数設定部の乗算係数信号を乗算して得た値を加算
し、該加算値に基づき電動モータへの供給電流値
を制御する制御回路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。

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
リングシヤフトの捩りトルク信号に基づくアシス
ト方向モータ電流指令値との加算信号で制御回路
を駆動するようにしたので、ステアリングシヤフ
トのアシスト方向モータ電流指令値が零又は零に
近いとき上記戻し方向モータ電流指令値により電
動モータを直進方向に戻す方向に出力させハンド
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、又上記乗算係数信号を運転者の好みに応
じて設定することにより各人の運転感覚に合せた
ステアリングハンドル戻しトルクを操舵系に与え
ることができる。

実施例 本発明を付図実施例を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の１実施例を示すブロツクダイ
ヤグラムで、１はステアリングハンドルのハンド
ル角を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発する戻しト
ルク値指示関数部１２よりなる戻し方向モータ電
流指示部で、上記戻しトルク値指示関数部１２は
転舵角がある角度｜θ゜｜以下の範囲では連続的に
変化し、｜θ゜｜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
よう構成されている。

２はステアリングシヤ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
ト方向モータ電流指令値を発する出力トルク値指
示関数部２２よりなるアシスト方向モータ電流指
示部である。

３は上記戻しトルク値指示関数部１２の戻し方
向モータ電流指令値に乗算され、その大きさを変
化させる乗算係数信号を発する乗算係数設定部
で、該乗算係数信号は乗算演算部３１により上記
戻し方向モータ電流指令値と乗算されるよう構成
されている。

４は正負判別部４１、電動モータ駆動部４２、
絶対値変換部４３、デユーテイ制御部４４、電機
子電流検出部４５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４の出力
により電動モータ５を駆動し操舵機構６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の戻し方向
モータ電流指令値と乗算係数設定部３の乗算係数
信号とを乗算した乗算信号とアシスト方向モータ
電流指示部２からの信号とを加算した加算信号が
上記制御回路４に入力されると、正負判別部４１
によりその信号の極性が判別され電動モータ駆動
部４２により電動モータの出力方向が決定される
と共に、絶対値変換部４３によりその信号の絶対
値を採り、デユーテイ制御部４４により該信号の
絶対値と電機子電流検出部４５の出力とを比較し
てモータ電流が指示値（上記信号の絶対値）通り
になるようデユーテイ比を決め電動モータ駆動部
４２を制御するようになつている。

本発明装置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制御態様を説明す
る。

従来の電動式パワステアリング装置は、原理的
にはステアリングシヤフトの捩りトルクを検出し
第２図に示すような捩りトルク信号V_Tを発する
捩りトルクセンサ２１を用い、この捩りトルク信
号V_Tに応じて第３図に示すような電動モータへ
のアシスト方向モータ電流指令値ｉを発する出力
トルク値指示関数部２２の該指令値ｉを制御回路
４に入力することにより駆動時のパワアシスト制
御を行つている。

即ち転舵に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V_Tが第２図の
V_R1又はV_L1に達すると、その信号V_R1又はV_L1に
よりハンドルの操作方向が右切りか左切りかであ
るかを判断し電動モータに流すべき電流の方向を
定める。更にハンドルを回転操作し、捩りトルク
信号V_TがV_R2又はV_L2のレベルに達するとその信
号によつて制御回路が作動しはじめ、それ以後は
捩りトルク信号に応じて第３図に示すような電流
制御を行い、ステアリングシヤフトの捩りトルク
に応じた電動モータのパワアシストを得るように
なつている。

本発明では第１図に示すように、従来のステア
リングシヤ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V_Tに基づ
きアシスト方向モータ電流指令値ｉを発する出力
トルク値指示関数部２２よりなるアシスト方向モ
ータ電流指示部２に加え、ステアリングハンドル
のハンドル角を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iθを発
する戻しトルク値指示関数部１２よりなる戻し方
向モータ電流指示部１と、上記戻し方向モータ電
流指令値に乗算されその大きさを変化させる乗算
係数信号Ｋを発する乗算係数設定部３とを設け、
上記アシスト方向モータ電流指示部２のアシスト
方向モータ電流指令値ｉと、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iθに乗算係
数信号Ｋを乗算した値Ｋ・iθとを加算した加算値
ｉ＋Ｋ・iθにて、電動モータへの供給電流値を制
御する制御回路４を設けたことを特徴とするもの
である。

上記乗算係数設定部３は乗算係数信号Ｋを設定
範囲内で自由に選択設定し得るようになつてい
る。

即ち、戻し方向モータ電流指示部１は第４図に
示すように転舵角がある角度｜θ゜｜以下の範囲で
は連続的に変化し、｜θ゜｜以上では直進方向に一
定値の戻し方向モータ電流指令値iθを発生させる
よう構成されている。

例えばハンドルを右に切つた場合この舵角によ
る戻し方向モータ電流指令値−iθと前記乗算係数
信号Ｋとを乗算した乗算値−Ｋ・iθを第３図のア
シスト方向モータ電流指令値ｉに加えると、この
加算によりアシスト方向モータ電流指令値ｉは
徐々に下方に平行移動し、舵角がθ゜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
ｉがＫ・iθだけ下方に平行移動した信号を得るこ
とになる。

この出力信号に基づき、制御回路４は第５図に
おいて実線示の従来の電流制御特性を点線示のよ
うにＫ・iθに相当する分だけ下方向に平行移動し
た電流制御特性にて電動モータ５の回転制御を行
い操舵機構６にパワアシストを行う。

以上のように電動モータ５によるパワアシスト
を伴う転舵が完了し直進走行に戻る際にステアリ
ングハンドルの操作力をアシスト方向モータ電流
指令値ｉは零となる。そのとき転舵角は当然θ゜以
上であるので、制御回路４の制御特性は第５図点
線示のように下方向にＫ・iθに相当する分だけ平
行移動した状態となつており、従つて捩りトルク
が所定値以下のとき−Ｋ・iθで表わされる左切り
方向の出力を発し、電動モータ５はハンドル戻り
方向に出力を発生する。その電動モータ５の回転
トルクは電動モータの慣性力や減速機のフリクシ
ヨン等よりなるハンドル戻り方向の運動に対する
抵抗分を打消すので操舵機構６は車輪側のキヤス
タ効果等によつ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θ゜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ずくので、制御回路４の制
御特性は第５図の点線示の状態から徐々に上方向
に平行移動し、左切り方向の出力−Ｋ・iθも徐々
に小となり、直進位置に戻つたところで、制御回
路４の制御特性は第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電流指令値
ｉが零の状態における戻り方向トルクを発生させ
るべき戻し方向モータ電流指令値iθは戻しトルク
値指示関数部１２によつて決定されるので、該戻
しトルク値指示関数部１２の関数を適切に設定す
ることによりキヤスタ効果等による車輪側からの
ハンドル戻し力に抵抗となる要素を丁度打消すべ
きモータトルクの発生を得ることができる。

尚上記実施例においては舵角センサとしてステ
アリングハンドルのハンドル角を検出するものを
用いたが、ラツクピニオン式ギヤボツクスを用い
たものにおいてはラツク軸のストローク量又はキ
ングピン回転角を用いることができるのは勿論で
ある。

又戻し方向モータ電流指示部１２はある角度｜
θ゜｜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を発するものをあげたが、
転舵角が大となるに従つて大又は小となる戻し方
向モータ電流指令値を発するものを用いてもよ
い。

尚アシスト方向モータ電流指令値又は戻し方向
モータ電流指令値を車速に伴ない可変的に制御し
パワアシスト量を車速が大となるに従つて次第に
小となるようにしたものに本発明を適用できるこ
とは勿論である。

発明の効果 本発明は、ステアリングシヤフトの捩りトルク
信号によるアシスト方向モータ電流指令値と、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に乗算係数
設定部の乗算係数信号を乗算して得た値を加算
し、この両信号の加算値にて電動モータへの電流
制御特性を転舵方向が右切りの場合は下方向に左
切り方向の場合は上方向に平行移動させ、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
近い状態でハンドル戻り方向に電動モータ出力を
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ヨン等よりなるハンドルの
戻り方向に対する抵抗分を打消すことができ電動
式パワステアリング装置の舵の戻り特性の著しい
改善をはかり得るものである。

又乗算係数信号を設定範囲内で運転者が選択設
定することにより運転者の好みに合せてハンドル
戻し力を調整できるので、希望の操舵フイーリン
グが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツクダイヤ
グラム、第２図及び第３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
はステアリングシヤフトの捩りトルク信号特性
図、第３図は捩りトルク信号に基づく電動モータ
への電流制御特性図である。第４図及び第５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電流指令値と戻
し方向モータ電流指令値との加算信号に基づく電
動モータへの電流制御特性図である。 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電流指示部、２１……捩
りトルクセンサ、２２……出力トルク値指示関数
部、３……乗算係数設定部、３１……乗算演算
部、４……制御回路、５……電動モータ、６……
操舵機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動モータの出力により操舵のパワアシスト
   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、ステアリングシヤ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と、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
   と、該戻し方向モータ電流指示部の戻し方向モー
   タ電流指令値に乗算され、その大きさを変化させ
   る乗算係数信号を発する乗算係数設定部とを設
   け、上記アシスト方向モータ電流指示部のアシス
   ト方向モータ電流指令値と、戻し方向モータ電流
   指示部の戻し方向モータ電流指令値に乗算係数設
   定部の乗算係数信号を乗算して得た値を加算し、
   該加算値に基づき電動モータへの供給電流値を制
   御する制御回路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。