JPH0450075A - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JPH0450075A
JPH0450075A JP2160364A JP16036490A JPH0450075A JP H0450075 A JPH0450075 A JP H0450075A JP 2160364 A JP2160364 A JP 2160364A JP 16036490 A JP16036490 A JP 16036490A JP H0450075 A JPH0450075 A JP H0450075A
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steering
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electric motor
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Atsuo Tomota
友田 敦雄
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the assist characteristic with no action incompatibility by calculating the compatibility level of the output current value for each control rule based on multiple quantities of state affecting the steering property and the control rules of the output current value to an electric motor, and determining the final output current value. CONSTITUTION:When a vehicle is driven, detected signals (quantities of state) outputted from the first steering angle sensor 12, the second steering angle sensor 13 for backup, a vehicle speed sensor 19, a crank angle sensor 20 and a reverse switch 21 are inputted to a controller 18 to read out the corresponding control rule from a ROM 34 storing multiple control rules indicating the control tendency of the output current value to an electric motor 14 set for the magnitude of the quantity of state in advance. The compatibility level of the output current value to the quantity of state in the rule is calculated based on the detected quantities of state and the read-out control rule to determine the final output current value. The excitation quantity of the electric motor 14 is controlled to obtain the determined final output current value.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両のパワーステアリング装置、特に、ハンド
ル操作時にその操作に対して付加させるアシスト力を補
正するようにしたパワーステアリング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power steering device for a vehicle, and more particularly to a power steering device that corrects an assist force applied to a steering wheel operation.

(従来の技術) 車両のパワーステアリング装置として、油圧式以外に、
電動モータによりアシスト力を発生させるようにした電
動パワーステアリング装置が知られている0例えば、特
開昭61−132465号公報によれば、ハンドル操作
時にアシスト力を発生させる電動モータの作動を、舵角
センサにより検出される舵角速度に応じて制御すること
により、操舵状態に対応させて所定のアシスト力を発生
させるようになっている。
(Conventional technology) In addition to hydraulic type power steering systems for vehicles,
An electric power steering device is known in which an electric motor generates an assist force. For example, according to Japanese Patent Application Laid-open No. 132465/1982, the operation of the electric motor that generates an assist force when operating a steering wheel is controlled by a steering wheel. By controlling according to the steering angular velocity detected by the angle sensor, a predetermined assist force is generated in accordance with the steering state.

(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のような電動パワーステアリング装置は
、走行状態に応じて所定のアシスト力を発生させるよう
になっているのであるが、ハンドルの操作力は、走行状
態あるいは路面状況等により左右されることになる。例
えば、当該車両の車速か小さいときには、路面抵抗等に
よってハンドルには大きな抵抗が作用するため、軽快な
操舵感を持たせようとすると大きなアシスト力を必要と
する。一方、車速か大きいときには僅がなハンドル操作
によっても当該車両の進行方向は大きく変化し、そのよ
うな場合にも低速走行時と同程度のアシスト力を付与す
ると、ハンドルが逆に切れ過ぎることになって好町しく
ない。
(Problem to be Solved by the Invention) Incidentally, the electric power steering device as described above is designed to generate a predetermined assist force depending on the driving condition, but the operating force of the steering wheel depends on the driving condition. Or it will depend on the road surface conditions, etc. For example, when the speed of the vehicle is low, a large amount of resistance acts on the steering wheel due to road surface resistance, so a large assist force is required to provide a light steering feel. On the other hand, when the vehicle speed is high, even the slightest steering wheel operation can significantly change the vehicle's direction of travel, and even in such cases, if the same level of assist force as when driving at low speeds is applied, the steering wheel may turn too much in the opposite direction. It doesn't look like a nice town.

このような問題に対しては、例えば車速、舵角暮のよう
に操舵性に影響を与える様々の状態量を検出すると共に
、予め種々の運転状態に対応して設定した多数の目標通
電量の中がら、上記状態量に対応する出力を流値を選択
して、この出力電流値となるように上記電動モータへの
通電量をフィードバック制御しようという考え方がある
To solve this problem, we can detect various state variables that affect steering performance, such as vehicle speed and steering angle, and also detect a large number of target energization amounts that are set in advance in response to various driving conditions. One idea is to select a current value as the output corresponding to the state quantity and perform feedback control on the amount of current applied to the electric motor so as to achieve this output current value.

しかしながら、従来、この種の制御方式においては、い
わゆる2値論理に基づいて制御目標値を決定するように
なっているため、制御目標値を近似式の形式で表現しな
ければならず、その場合に粗い近似式を用いると計算処
理の過程で誤差が蓄積して、良好な制御精度が得られな
いことになる。一方、制御精度を向上させるために近似
式の精度を高めると、記憶すべきデータが膨大になって
大容量のメモリを必要とし、抜た大量のデータをリアル
タイムで処理するなめに処理速度の速いコンピュータも
必要となるなど、vJ#用のコントローラのコストアッ
プを招くと共に、コントローラが大型化することにもな
る。そのため、従来では、精度やコスト等を考慮して妥
当な範囲で制御用の近似式を設定しているのが実情であ
る。
However, conventionally, in this type of control method, the control target value is determined based on so-called binary logic, so the control target value must be expressed in the form of an approximate expression. If a rough approximation formula is used, errors will accumulate during the calculation process, making it impossible to obtain good control accuracy. On the other hand, if the accuracy of the approximation formula is increased in order to improve control accuracy, the amount of data to be stored becomes enormous and a large capacity memory is required. A computer is also required, which increases the cost of the vJ# controller and also makes the controller larger. Therefore, in the past, the reality is that approximate expressions for control are set within a reasonable range in consideration of accuracy, cost, etc.

しかも、従来のM四方式では、ハンドル操作後の応答遅
れ等によってハンチングが生じ易く、運転者に違和感を
感じさせるなど操作性の点でも改善すべき余地があった
Moreover, in the conventional M4 system, hunting is likely to occur due to a delay in response after steering wheel operation, etc., and there is room for improvement in terms of operability, such as making the driver feel uncomfortable.

この発明は、上記の問題に鑑みて、いわゆるファジィ−
制御を採用することで、操作違和感のないアシスト特性
の得られる電動パワーステアリング装置を安価に提供す
ることを目的としてなされたものである。
In view of the above problems, this invention solves the so-called fuzzy
The purpose of this invention is to provide an electric power steering device at a low cost that provides assist characteristics that do not make the user feel uncomfortable when operating the vehicle.

(課題を解決するための手段) すなわち、この発明に係る電動パワーステアリング装置
は、操舵系にアシスト力を付与する電動モータを備えた
構成において、舵角、車速等の操舵性に影響を与える複
数の状態量をそれぞれ検出する状態量検出手段と、予め
上記状態量の大きさに対して設定された上記電動モータ
への出力電流値の制御傾向を示す複数の制御規則を記憶
した制御規則記憶手段と、上記状態量検出手段によって
検出される状態量と上記制御規則記憶手段に記憶された
制御規則とに基づいて、各制御規則ごとに、その規則に
おける状態量に対する出力電流値の適合度合を算出する
算出手段と、算出された各制御規則ごとの適合度合に基
づいて最終出力電流値を決定する決定手段と、決定され
た最終出力電流値となるように上記電動モータへの通電
量を制御する通電量制御手段とを有することを特徴とす
る。
(Means for Solving the Problems) That is, the electric power steering device according to the present invention has a configuration including an electric motor that applies assist force to a steering system, and a plurality of components that affect steering performance such as steering angle and vehicle speed. state quantity detection means for detecting state quantities, respectively; and control rule storage means for storing a plurality of control rules indicating a control tendency of the output current value to the electric motor, which is set in advance for the magnitude of the state quantity. and, based on the state quantity detected by the state quantity detection means and the control rule stored in the control rule storage means, for each control rule, calculate the degree of conformance of the output current value to the state quantity in that rule. a determining means that determines a final output current value based on the calculated conformity degree for each control rule; The present invention is characterized in that it has an energization amount control means.

(作   用) 上記の構成によれば、状態量検出手段により検出された
車速や舵角などの操舵性に影響を与える複数の状態量と
、これらの状態量に対して予め設定された上記電動モー
タへの出方電流値の制御規則とに基づいて、上記算出手
段が、各制御規則ごとに、その規則における状態量に対
する出力電流値の適合度合をそれぞれ算出すると共に、
決定手段が算出された各制御規則ごとの適合度合に基づ
いて最終出力電流値を決定する。そして、決定された最
終出力電流値となるように、通電量制御手段が上記電動
モータへの通電量を制御する。これにより、車両の走行
状態にかがわらず円滑なハンドル操作を行うことが可能
となり、操作違和感のないアシスト特性が得られること
になる。
(Function) According to the above configuration, a plurality of state quantities that affect steering performance, such as vehicle speed and steering angle, detected by the state quantity detection means and the above-mentioned electric motor control set in advance with respect to these state quantities are detected by the state quantity detection means. Based on the control rule for the output current value to the motor, the calculation means calculates, for each control rule, the degree of conformity of the output current value to the state quantity in that rule, and
The determining means determines a final output current value based on the calculated conformity degree for each control rule. Then, the energization amount control means controls the amount of energization to the electric motor so that the determined final output current value is achieved. This makes it possible to smoothly operate the steering wheel regardless of the driving state of the vehicle, and provides assist characteristics that do not make the operation feel strange.

特に、上記の制御規則記憶手段には、車速や舵角などの
操舵性に影響を与える状態量に対する出力電流値の簡単
な制御傾向を記憶させるだけでよく、したがって、大き
な記憶容量を必要とせず省資源化が図られることになる
。しがも、簡単な制御規則に基づいて最終出力電流値が
計算されるがら、大きな計算能力を必要としない。
In particular, the above-mentioned control rule storage means only needs to store simple control trends of output current values for state quantities that affect steering performance, such as vehicle speed and steering angle, and therefore does not require a large storage capacity. Resource conservation will be achieved. However, although the final output current value is calculated based on simple control rules, it does not require large computational power.

(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明に係るパワーステアリング装置1の概略
構成図であって、このパワーステアリング装置1は、一
端にステアリングホイール2が取り付けられた第1ステ
アリングシヤフト3と、該第1ステアリングシヤフト3
の下端部に自在継手4を介して連結された第2ステアリ
ングシヤフト5と、該第2ステアリングシヤフト5の下
端部に自在継手6を介して連結された第3ステアリング
シヤフト7と、該第3ステアリングシヤフト7にトーシ
ョンバー(図示せず)を介して連結された出力軸8と、
該出力軸8の下端に形成されたビニオン9と、該ビニオ
ン9に噛合するラック10が形成された操舵ロッド11
とを有し、この操舵ロッド11の両端部には、左右の前
輪(図示せず)がタイロッドおよびナックルアームを介
して連結されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power steering device 1 according to the present invention, and the power steering device 1 includes a first steering shaft 3 having a steering wheel 2 attached to one end, and a first steering shaft 3.
a second steering shaft 5 connected to a lower end of the second steering shaft 5 via a universal joint 4; a third steering shaft 7 connected to a lower end of the second steering shaft 5 via a universal joint 6; an output shaft 8 connected to the shaft 7 via a torsion bar (not shown);
A steering rod 11 is formed with a pinion 9 formed at the lower end of the output shaft 8 and a rack 10 that meshes with the pinion 9.
Left and right front wheels (not shown) are connected to both ends of the steering rod 11 via tie rods and knuckle arms.

そして、上記第3ステアリングシヤフト7には、該ステ
アリングシャフト7の回転角度、換言すれば、左右の前
輪の舵角を摺動抵抗型トランジューサにより電気的に検
出する従来周知の構成とされた一組の第1、第2舵角セ
ンサ12,13が設けられている。なお、第2舵角セン
サ13は第1舵角センサ12の故障時等に際してバ・ン
クアップ用に用いられるものである。
The third steering shaft 7 has a conventionally known configuration for electrically detecting the rotation angle of the steering shaft 7, in other words, the steering angle of the left and right front wheels using a sliding resistance transducer. A pair of first and second steering angle sensors 12 and 13 are provided. The second steering angle sensor 13 is used for bank-up when the first steering angle sensor 12 is out of order.

さらに、上記ステアリングホイール2の操作時に、出力
軸8にアシスト力を付加する直流モータ14および電磁
クラッチ15が設けられており、これらのモータ14お
よび電磁クラッチ15は、例えば、上記第3ステアリン
グシヤフト7および出力軸8を回転自在に支持するステ
アリングコラム(図示せず)に取り付けられている6ま
た、上記出力軸8には、円盤部材16が一体的に取り付
けられており、この円盤部材16の上面外周縁部に形成
されたギヤ(図示せず)に噛合するギヤ17が、上記直
流モータ14により電磁クラッチ15を介して回転駆動
されるようになっている。したがって、電磁クラッチ1
5を接続した状態で直流モータ14を正逆回転させるこ
とにより、ギヤ17により出力軸8と一体の円盤部材1
6が回転され、これにより、該出力軸8を右旋回方向あ
るいは左旋回方向へ回転させるアシスト力を付与するこ
とができるようになっている。
Further, a DC motor 14 and an electromagnetic clutch 15 are provided that apply an assist force to the output shaft 8 when the steering wheel 2 is operated. and a steering column (not shown) that rotatably supports the output shaft 8. A disk member 16 is also integrally attached to the output shaft 8, and the upper surface of the disk member 16 A gear 17 meshing with a gear (not shown) formed on the outer peripheral edge is rotationally driven by the DC motor 14 via an electromagnetic clutch 15. Therefore, electromagnetic clutch 1
By rotating the DC motor 14 in forward and reverse directions with the output shaft 8 connected to the
6 is rotated, thereby making it possible to apply an assisting force to rotate the output shaft 8 in the rightward turning direction or the leftward turning direction.

次に、上記パワーステアリング装置1の制御系について
説明する。
Next, the control system of the power steering device 1 will be explained.

第2図に示すように、マイクロコンピュータをを内蔵し
たコントローラ18が備えられており、このコントロー
ラ18へ各種信号を入力するためのセンサ類およびスイ
ッチ類として、上記第1、第2舵角センサ12.13以
外に、少なくとも車速センサ19と、クランク角センサ
20と、リバーススイッチ21とが設けられている。
As shown in FIG. 2, a controller 18 with a built-in microcomputer is provided, and the first and second steering angle sensors 12 serve as sensors and switches for inputting various signals to the controller 18. .13, at least a vehicle speed sensor 19, a crank angle sensor 20, and a reverse switch 21 are provided.

上記車速センサ19は、例えば自動変速機出力軸の回転
速度(即ち、プロペラシャフトの回転速度)を電気的に
検出するセンサであるが、前輪または後輪の回転速度を
検出するものでも良い。
The vehicle speed sensor 19 is, for example, a sensor that electrically detects the rotational speed of the automatic transmission output shaft (that is, the rotational speed of the propeller shaft), but may also be a sensor that detects the rotational speed of the front wheels or rear wheels.

また、上記クランク角センサ20は、エンジンのディス
トリビュータオたはクランク軸に連係されて設けられて
、クランク軸の回転速度を電気的に検出するものである
Further, the crank angle sensor 20 is provided in conjunction with the distributor or crankshaft of the engine, and electrically detects the rotational speed of the crankshaft.

さらに、上記リバーススイッチ21は、自動変速機に設
けられ、その変速段が「リバース」に切り換えられたと
きにONとなるスイッチである。
Furthermore, the reverse switch 21 is a switch that is provided in the automatic transmission and is turned on when the gear position is changed to "reverse".

そして、上記リバーススイッチ21からのリバース信号
はディジタルバッファ22を介して波形整形回路23へ
入力され、この波形整形回路23でパルス信号に変換さ
れてCPU24に入力される。また、オルタネータの出
力側り端子25からの発電電圧信号はディジタルバッフ
ァ22を介して波形整形回路26へ入力され、この波形
整形回路26でパルス信号に変換されてCPU24に入
力される。さらに、上記車速センサ19からの信号およ
びクランク角センサ20からの信号はディジタルバッフ
ァ22を経てCPU24に入力される。
The reverse signal from the reverse switch 21 is input to the waveform shaping circuit 23 via the digital buffer 22, where it is converted into a pulse signal and input to the CPU 24. Further, the generated voltage signal from the output side terminal 25 of the alternator is inputted to the waveform shaping circuit 26 via the digital buffer 22, converted into a pulse signal by the waveform shaping circuit 26, and inputted to the CPU 24. Furthermore, the signal from the vehicle speed sensor 19 and the signal from the crank angle sensor 20 are input to the CPU 24 via a digital buffer 22.

一方、上記第1、第2舵角センサ12,13からの信号
は、アナログバッファ27を介してA/Dコンバータ2
8へ入力され、このA/Dコンバータ28でディジタル
信号に変換されてCPU24に入力される。
On the other hand, the signals from the first and second steering angle sensors 12 and 13 are sent to the A/D converter 2 via an analog buffer 27.
8, is converted into a digital signal by this A/D converter 28, and is input to the CPU 24.

腋な、上記CPU24はバス29を介してROM30と
RAM31とに接続されている。ROM30には、上記
直流モータ14と電磁クラッチ15を制御する制御プロ
グラムが格納されている。
Furthermore, the CPU 24 is connected to a ROM 30 and a RAM 31 via a bus 29. A control program for controlling the DC motor 14 and the electromagnetic clutch 15 is stored in the ROM 30.

さらに、上記ROM30には、車速や舵角などに応じて
予め設定された上記直流モータ14に対する出力電流値
の制御傾向を示す複数の制御規則が格納されている。
Further, the ROM 30 stores a plurality of control rules indicating control tendencies of the output current value for the DC motor 14, which are preset according to vehicle speed, steering angle, and the like.

ここで、この実施例における上記出力[流値の制御規則
について説明すると、例えば次の4つの制御規則が用い
られる。
Here, to explain the control rules for the output [flow value] in this embodiment, for example, the following four control rules are used.

第1制御規則:舵角θが大きいなら、出力電流値工を大
きくする。
First control rule: If the steering angle θ is large, the output current value is increased.

これは、舵角θが大きいほどステアリングハンドル2が
重くなる傾向にあるから、ハンドル操作にアシスト力を
付与するためである。
This is because the larger the steering angle θ is, the heavier the steering wheel 2 tends to be, so assisting force is applied to the steering wheel operation.

第2制御規則:車速■が大きく、かつ舵角速度沙が大き
いなら、出力電流値■を小さくする。
Second control rule: If the vehicle speed (■) is large and the steering angle speed (S) is large, the output current value (■) is made small.

これは、車速■が大きく、かつ舵角速度すも大きくなる
ほどハンドル操作力に対する舵角θの変化が大きくなる
傾向にあるので、ハンドル操作に抵抗を持たせるためで
ある。
This is to provide resistance to steering wheel operation, since the larger the vehicle speed (2) and the larger the steering angle speed (2), the larger the change in the steering angle .theta. with respect to the steering wheel operating force.

第3 f制御規則二車速Vが大きく、がつ舵角速度すが
小さいなら、出力電流値Iをやや小さくする。
3rd f Control Rule 2 If the vehicle speed V is large and the steering angle speed is small, the output current value I is made slightly smaller.

これは、車速■が大きくても、舵角速度すが小さいとき
には、上記第3制御規則に従って出力電流値■を小さく
すると、ハンドル操作力が重くなりすぎる場合があるの
で、それを補正するためである。
This is to compensate for the fact that even if the vehicle speed ■ is high but the steering angular speed is small, if the output current value ■ is made smaller according to the third control rule above, the steering force may become too heavy. .

第4制御規則:舵角速度変化率υが大きいなら、出力電
流値■も大きくする。
Fourth control rule: If the steering angular velocity change rate υ is large, the output current value ■ is also increased.

これは、舵角速度変化率すが大きくなるほど大きなハン
ドル操作力を必要とするので、アシスト力を強くするた
めである。
This is to increase the assist force since the larger the steering angular velocity change rate, the greater the steering force required.

そして、この実施例においては、上記各M御規則を次の
ような簡単な間数形式を用いて代表している。
In this embodiment, each of the above M rules is represented using the following simple form.

まず、舵角θをパラメータとする第1制御規則について
は、前件部である舵角θを表現するメンバーシッフrf
Ij数として、第3図(a)の実線で示すように、舵角
θが大きいほど適合値が大きくなる三角形状の関数式を
選択すると共に、後件部である出力電流値工を表現する
メンバーシップ関数として、同図(b)の破線で示すよ
うに、出力電流値工の零点を起点として適合値が十方向
に増加する台形状の関数式を採用している。この場合、
舵角θが360°の値を示すときには第3図(a)のメ
ンバーシップ関数の適合値が1となり、これに対応して
同図(b)のメンバーシップ間数の全領域が第1制御規
則に従った出力電流値工の推論結果を示すメンバーシッ
プ関数となる。
First, for the first control rule with the steering angle θ as a parameter, the membership rf expressing the steering angle θ, which is the antecedent part, is
As the Ij number, as shown by the solid line in Fig. 3 (a), select a triangular functional formula in which the fitted value increases as the steering angle θ increases, and also express the output current value, which is the consequent part. As the membership function, a trapezoidal function expression is adopted in which the adaptive value increases in ten directions starting from the zero point of the output current value, as shown by the broken line in FIG. in this case,
When the steering angle θ shows a value of 360°, the fitness value of the membership function in FIG. 3(a) becomes 1, and correspondingly, the entire range of the number of memberships in FIG. This is a membership function that indicates the inference result of the output current value according to the rules.

次いで、車速Vおよび舵角速度りをパラメータとする第
2制御規則については、一方の前件部である車速Vを表
現するメンバーシップ関数として、第4図(a)の実線
で示すように、車速Vが増加するほど適合値が大きくな
る三角形状の関数式を選択し、また他方の前件部である
舵角速度すを表現するメンバーシップ関数として、同図
(b)に示すように、同じく舵角速度すが大きくなるほ
ど適合値が大きくなる三角形状の関数式を選択している
。後#部である出力電流値■を表現するメンバーシップ
rIIj数としては、同図(c)の破線で示すように、
出力電流値■の零点を起点として適合値が一方向に増加
する台形状の関数式を採用している。
Next, regarding the second control rule that uses vehicle speed V and steering angle speed as parameters, as a membership function expressing vehicle speed V, which is one antecedent, vehicle speed is We selected a triangular function equation in which the fitted value increases as V increases, and as a membership function that expresses the other antecedent, the rudder angular velocity, as shown in Figure (b). A triangular function equation is selected in which the fit value increases as the angular velocity increases. The membership rIIj number expressing the output current value ■, which is the rear part #, is as shown by the broken line in FIG.
A trapezoidal functional expression is adopted in which the adaptive value increases in one direction starting from the zero point of the output current value ■.

一方、第2制御規則と同様に車速Vおよび舵角速度すを
パラメータとする第3制御規則については、一方の前件
部である車速■を表現するメンバーシップ関数として、
第5図(a)の実線で示すように、車速■が増加するほ
ど適合値が大きくなる三角形状の関数式を選択する一方
、他方の前件部である舵角速度6を表現するメンバーシ
ップ関数としては、同図(b)に示すように、今度は舵
角速度ゆが大きくなるほど適合値が小さくなる三角形状
の関数式を選択している。そして、後件部である出力電
流値Iを表現するメンバーシップ関数としては、同図(
c)の破線で示すように、出力電流値工の零点で適合値
が最大値をとり、かつ適合値が減少するほど出力電流値
Iが一方向に減少する台形状の関数式を採用している。
On the other hand, regarding the third control rule that uses vehicle speed V and steering angle speed as parameters like the second control rule, as a membership function expressing vehicle speed ■ which is one antecedent part,
As shown by the solid line in FIG. 5(a), a triangular function equation is selected in which the fitted value increases as the vehicle speed increases, while a membership function that expresses the other antecedent, the steering angular velocity 6, is selected. As shown in FIG. 3B, a triangular function equation is selected in which the fitted value decreases as the steering angular velocity distortion increases. The membership function expressing the output current value I, which is the consequent part, is shown in the figure (
As shown by the broken line in c), a trapezoidal function formula is adopted in which the adapted value takes the maximum value at the zero point of the output current value, and the output current value I decreases in one direction as the adapted value decreases. There is.

そして、舵角速度変化率Vをパラメータとする第4制御
規則については、前件部である舵角速度変化率Vを表現
するメンバーシップ関数として、第6図(a)の実線で
示すように、舵角速度変化率Vが増加するほど適合値が
大きくなる三角形状の関数式を選択すると共に、後件部
である出力電流値Iのメンバーシップ関数として、同図
(b)の破線で示すように、出力電流値Iの零点を起点
として適合値が子方向に増加する台形状の間数式を採用
している。
Regarding the fourth control rule that uses the steering angular speed change rate V as a parameter, as shown by the solid line in FIG. 6(a), the steering A triangular function equation is selected in which the fitted value increases as the angular velocity change rate V increases, and as a membership function of the output current value I, which is the consequent, as shown by the broken line in FIG. A trapezoidal equation is used in which the adaptive value increases in the child direction starting from the zero point of the output current value I.

一方、上記RAM31には、稚々のメモリ(レジスタ、
フラグメモリ、ソフトカウンタメモリ等)が設けられて
いる。
On the other hand, the RAM 31 has a small amount of memory (registers,
flag memory, soft counter memory, etc.).

さらに、電源としてのバッテリ32は、イグニッション
スイッチ33を介して定電圧回路34に接続され、この
定電圧回路34からCPU24へ所定の動作電圧(例え
ば、5V)が供給され、また、バッテリ32の電圧を検
出するためのバッテリ32の十出力端子の出力電圧がA
/Dコンバータ28でディジタル信号に変換されてCP
U24に入力されるようになっている。
Further, the battery 32 as a power source is connected to a constant voltage circuit 34 via an ignition switch 33, and a predetermined operating voltage (for example, 5V) is supplied from the constant voltage circuit 34 to the CPU 24. The output voltage of the ten output terminals of the battery 32 for detecting is A
/D converter 28 converts it into a digital signal and converts it into a CP
It is designed to be input to U24.

また、上記直流モータ14へ供給する直流電流の方向と
大きさとを制御するため、CPU24からディジタルの
モータ駆動電流制御信号を受けて、それをD/A変換す
るD/A変換器35と、このD/A変換器35から供給
されるアナログの制御信号と電流検出器36から供給さ
れるアナログの電流検出信号を受けて制御信号で指示さ
れた方向と大きさの電流となるようにモータ駆動電流を
PWM方式でフィードバック制御する電流制御回路37
と、この電流制御回路37から供給されるアナログの指
令信号を受けてそれを増幅するドライバー38と、バッ
テリ32の出力端子に給電ライン39を介して接続され
ると共に、上記直流モータ14に接続され、かつドライ
バー38から供給される増幅された指令信号に応じたモ
ータ駆動電流を直流モータ14に供給するパワー回路3
9とが設けられている。
In addition, in order to control the direction and magnitude of the DC current supplied to the DC motor 14, a D/A converter 35 receives a digital motor drive current control signal from the CPU 24 and converts it into a D/A; In response to an analog control signal supplied from the D/A converter 35 and an analog current detection signal supplied from the current detector 36, the motor drive current is adjusted so that the current has the direction and magnitude specified by the control signal. A current control circuit 37 that performs feedback control using a PWM method.
A driver 38 receives and amplifies an analog command signal supplied from the current control circuit 37, and is connected to the output terminal of the battery 32 via a power supply line 39, and is also connected to the DC motor 14. , and a power circuit 3 that supplies the DC motor 14 with a motor drive current according to the amplified command signal supplied from the driver 38.
9 is provided.

なお、電流検出器36はパワー回路39からグランドへ
の接地ラインに介装され、モータ駆動電流の方向と大き
さ検出し、そのアナログの検出信号を電流制御回路37
とA/Dコンバータ28とに供給するようになっている
Note that the current detector 36 is interposed in the ground line from the power circuit 39 to the ground, detects the direction and magnitude of the motor drive current, and sends the analog detection signal to the current control circuit 37.
and the A/D converter 28.

さらに、上記直流モータ14に組み込まれた電磁クラッ
チ15へ供給する励磁電流の0N10FFと大きさとを
制御するため、上記CPU24から制御信号を受は取る
と共に、給電ライン40を介して定電圧回路34の入力
ラインに接続され、かつ上記電磁クラッチ15のソレノ
イド15aの入力端子の接続された電流制御回路41と
、CPU24から制御信号を受は取ると共に上記ソレノ
イド15aの出力端子に接続されて制御信号に応じて励
磁電流をONまたはOFFする駆動回路42と、ソレノ
イド15aの励磁電流をモニタしてモニタ信号をCPU
24に供給するモニタ回路43とが設けられている。
Furthermore, in order to control the 0N10FF and magnitude of the excitation current supplied to the electromagnetic clutch 15 incorporated in the DC motor 14, a control signal is received from the CPU 24, and the constant voltage circuit 34 is connected via the power supply line 40. A current control circuit 41 is connected to the input line and connected to the input terminal of the solenoid 15a of the electromagnetic clutch 15, receives control signals from the CPU 24, and is connected to the output terminal of the solenoid 15a to respond to the control signal. The drive circuit 42 turns the excitation current ON or OFF, and the excitation current of the solenoid 15a is monitored and the monitor signal is sent to the CPU.
24 is provided.

なお、バッテリ32の電圧の低下などによって定電圧回
路34で所定の動作電圧が出力不能になったときには、
CPU24の作動が保証されなくなるので、この場合に
は、定電圧回路34から電流制御回路41ヘリセット信
号RSTが出力されて励磁電流が遮断され、電磁クラッ
チ15がOFF状態となる。
Note that when the constant voltage circuit 34 becomes unable to output a predetermined operating voltage due to a drop in the voltage of the battery 32, etc.
Since the operation of the CPU 24 is no longer guaranteed, in this case, the constant voltage circuit 34 outputs the current control circuit 41 heliset signal RST, the excitation current is cut off, and the electromagnetic clutch 15 is turned off.

次に、この実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

すなわち、CPU24は、上記第1舵角センサ12から
の舵角信号に基づいて、舵角θと舵角速度θと舵角速度
変化率δとをそれぞれ算出すると共に、車速センサ19
からの車速信号に基づいて車速Vを算出する。
That is, the CPU 24 calculates the steering angle θ, the steering angle speed θ, and the steering angle speed change rate δ based on the steering angle signal from the first steering angle sensor 12, and also calculates the steering angle speed θ and the steering angle speed change rate δ.
The vehicle speed V is calculated based on the vehicle speed signal from.

次いで、これらの舵角θ、舵角速度θ、舵角速度変化率
δおよび車速■と、上記ROM30に格納された上記第
1〜第4制御規則とを照らし合わせることにより、各制
御規則ごとの出力電流値■のメンバーシップ関数をそれ
ぞれ算出する。
Next, by comparing these steering angle θ, steering angular speed θ, steering angular speed change rate δ, and vehicle speed ■ with the first to fourth control rules stored in the ROM 30, the output current for each control rule is determined. Calculate the membership function of each value ■.

つまり、第1制御規則に関して、第3図(a)に示すよ
うに舵角θがθ1の値を示すときには、その場合の舵角
θの適合値として0.6の値が求められるから、CPU
24は第3図(b)の斜線領域で示すように、上記適合
値(0,6)で頭切りした部分を、この第1制御規則に
おける現実の舵角θ1に対応する出力電流値Iのメンバ
ーシップ関数として算出する。
In other words, regarding the first control rule, when the steering angle θ shows the value θ1 as shown in FIG.
24, as shown by the hatched area in FIG. 3(b), is the part cut off at the above adaptive value (0, 6) of the output current value I corresponding to the actual steering angle θ1 in this first control rule. Calculated as a membership function.

また、第2制御規則に関しては、第4図(a)に示すよ
うに車速VがVlの値を示すときには、その場合の車速
Vの適合値として0.6の値が求められると共に、同図
(b)に示すように舵角速度りが61の値を示すときに
は、同じく舵角速度Oの適合値として0.34の値が求
められることになる。そして、CPU24は第4図(C
)の斜線領域で示すように、車速Vの適合値(0,6)
と舵角速度妙の適合値(0,34)のうちの小さいほう
の値、すなわち舵角速度沙の適合値(0,34)で頭切
りした部分を、この第211IJ御規則における現実の
車速v1および舵角速度ゆ1に対応する出力電流値1の
メンバーシップ関数として算出する。
Regarding the second control rule, when the vehicle speed V shows the value of Vl as shown in FIG. As shown in (b), when the steering angular speed O shows a value of 61, a value of 0.34 is similarly determined as the adaptive value of the steering angular speed O. Then, the CPU 24 operates as shown in FIG.
), the compatible value of vehicle speed V (0,6)
The smaller value of the adaptive value (0, 34) of the steering angular velocity and the steering angle speed, that is, the part cut off by the adaptive value (0, 34) of the steering angular velocity, is calculated as the actual vehicle speed v1 and It is calculated as a membership function of the output current value 1 corresponding to the steering angular velocity Yu1.

第3M11M則に関しては、上記第2制御規則と同様に
車速VがVlの値を示すことから、第5図(a)に示す
ように、車速Vの適合値として0.6の値が求められる
。一方、この場合の舵角速度υの値を示す01について
は、同図(b)に示すように、舵角速度乙の適合値とし
て0.68の値が求められることになる。したがって、
CPU24は第5図(c)の斜線領域で示すように、車
速Vの適合値(0,6)と舵角速度θの適合値(0,6
8>のうちの小さいほうの値、すなわち車速Vの適合値
(0,6>で頭切りした部分を、この第3制御規則にお
ける現実の車速■lおよび舵角速度b+に対応する出力
電流値工のメンバーシップ関数として算出する。
Regarding the 3rd M11M rule, since the vehicle speed V indicates the value of Vl as in the second control rule, as shown in FIG. 5(a), a value of 0.6 is determined as the compatible value of the vehicle speed V. . On the other hand, regarding 01 indicating the value of the steering angular velocity υ in this case, a value of 0.68 is determined as the compatible value of the steering angular velocity O, as shown in FIG. therefore,
As shown by the shaded area in FIG.
8>, that is, the adaptive value of vehicle speed V (0, 6> Calculated as a membership function.

そして、第4制御規則に関しては、第6図(a)に示す
ように舵角速度変化率δがυlの値を示すときには、そ
の場合の舵角速度変化率すの適合値として0.6の値が
求められるから、CPU24は第6図(b)の斜線領域
で示すように、上記適合値(0,6)で頭切りした部分
を、この第4制御規則における現実の舵角速度変化率i
91に対応する出力電流値■のメンバーシップ関数とし
て算出する。
Regarding the fourth control rule, when the steering angular speed change rate δ shows the value of υl as shown in FIG. Therefore, the CPU 24 calculates the actual steering angular velocity change rate i in this fourth control rule by converting the portion cut off by the adapted value (0, 6) as shown by the hatched area in FIG. 6(b).
It is calculated as a membership function of the output current value ■ corresponding to 91.

そして、CPU24は、第7図の斜線領域で示すように
、上記第1〜第4制御規則における出力電流値Iの適合
度合を示すそれぞれのメンバーシップ関数の和集合を出
力電流値■の最終メンバーシップ関数とすると共に、そ
の最終メンバーシップ関数の重心位置P1に対応する出
力電流値Iの値を最終出力電流値iとして決定する。
Then, as shown by the shaded area in FIG. 7, the CPU 24 converts the sum of the membership functions indicating the degree of conformity of the output current value I in the first to fourth control rules to the final member of the output current value ■. ship function, and the value of the output current value I corresponding to the center of gravity position P1 of the final membership function is determined as the final output current value i.

そして、この最終出力電流値iとなるように、上記直流
モータ14に対する通電量を制御する。
Then, the amount of current applied to the DC motor 14 is controlled so that the final output current value i is achieved.

これにより、車両の走行状態にかかわらず円滑なハンド
ル操作を行うことが可能となり、操作違和感のないアシ
スト特性が得られることになる。
This makes it possible to smoothly operate the steering wheel regardless of the driving state of the vehicle, and provides assist characteristics that do not make the operation feel strange.

(発明の効果) 以上のように本発明に係る電動パワーステアリングによ
れば、車速や舵角などの操舵性に影響を与える状態量と
、これらの状態量に対して予め設定された電動モータへ
の出力電流値の制御規則とに基づいて、各制御規則ごと
に、その規則における状態量に対する出力電流値の適合
度合がそれぞれ算出されると共に、算出された各制御規
則ごとの適合度合に基づいて最終出力電流値が決定され
、決定された最終出力電流値となるように上記電動モー
タへの通電量が制御されるので、車両の走行状態にかか
わらず円滑なハンドル操作を行うことが可能となり、操
作違和感のないアシスト特性が得られることになる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the electric power steering according to the present invention, state quantities that affect steering performance, such as vehicle speed and steering angle, and electric motors that are set in advance for these state quantities are controlled. Based on the control rule for the output current value of The final output current value is determined, and the amount of current applied to the electric motor is controlled so that the final output current value is determined, so that smooth steering operation can be performed regardless of the vehicle's running condition. This means that assist characteristics that do not cause discomfort during operation can be obtained.

特に、車速や舵角などの操舵性に影響を与える状態量に
対する出力電流値の簡単な制御傾向を示す制御規則を記
憶させるだけでよく、したがって、大きな記憶容量を必
要とせず省資源化が図られると共に、簡単な制御規則に
基づいて最終出力電流値が計算されるから、大きな計算
能力を必要せず、この種の電動パワーステアリング装置
のコントローラをコンパクトに構成することができるこ
とになる。
In particular, it is only necessary to memorize a control rule that indicates a simple control tendency of the output current value for state variables that affect steering performance such as vehicle speed and steering angle. Therefore, it is possible to save resources without requiring a large storage capacity. In addition, since the final output current value is calculated based on a simple control rule, a large calculation capacity is not required, and the controller of this type of electric power steering device can be configured compactly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は本実施例
に係る車両のパワーステアリング装置の概略構成図、第
2図は該装置の制御系の全体システム図、第3〜第7図
はそれぞれ本実施例における計算方式を示す概念図であ
る。 1・・・パワーステアリング装置、12・・・第1舵角
センサ、13・・・第2舵角センサ、14・・・直流モ
ータ(電動モータ〉、19・・・車速センサ、24・・
・CPU (算出手段、決定手段、通電量制御手段)、
30・・・ROM (制御規則記憶手段)。 to) 衆角e 射内l奮碑6 第 ダ 第 ダ (t)1 電麦儂■ (C) を逢復I (t)1 を鹿這l 笥 図
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power steering device for a vehicle according to this embodiment, FIG. 2 is an overall system diagram of the control system of the device, and FIG. Each figure is a conceptual diagram showing the calculation method in this embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Power steering device, 12... First steering angle sensor, 13... Second steering angle sensor, 14... DC motor (electric motor), 19... Vehicle speed sensor, 24...
・CPU (calculation means, determination means, energization amount control means),
30...ROM (control rule storage means). to) Shukaku e Shooting monument 6 The second day da (t) 1 Denmai 儂

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)操舵系にアシスト力を付与する電動モータを備え
た電動パワーステアリング装置であって、舵角、車速等
の操舵性に影響を与える複数の状態量をそれぞれ検出す
る状態量検出手段と、予め上記状態量の大きさに対して
設定された上記電動モータへの出力電流値の制御傾向を
示す複数の制御規則を記憶した制御規則記憶手段と、上
記状態量検出手段によって検出される状態量と上記制御
規則記憶手段に記憶された制御規則とに基づいて、各制
御規則ごとに、その規則における状態量に対する出力電
流値の適合度合を算出する算出手段と、算出された各制
御規則ごとの適合度合に基づいて最終出力電流値を決定
する決定手段と、決定された最終出力電流値となるよう
に上記電動モータへの通電量を制御する通電量制御手段
とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装
置。
(1) An electric power steering device equipped with an electric motor that applies assist force to the steering system, and a state quantity detection means that detects each of a plurality of state quantities that affect steering performance such as steering angle and vehicle speed; a control rule storage means storing a plurality of control rules indicating a control tendency of the output current value to the electric motor, which is set in advance for the magnitude of the state quantity; and a state quantity detected by the state quantity detection means. and a calculation means for calculating, for each control rule, the degree of conformity of the output current value to the state quantity in the rule, based on the control rule stored in the control rule storage means; An electric motor characterized by having a determining means for determining a final output current value based on the degree of conformity, and an energization amount control means for controlling the amount of energization to the electric motor so that the determined final output current value is achieved. Power steering device.
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