JPH068836A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- JPH068836A JPH068836A JP17610392A JP17610392A JPH068836A JP H068836 A JPH068836 A JP H068836A JP 17610392 A JP17610392 A JP 17610392A JP 17610392 A JP17610392 A JP 17610392A JP H068836 A JPH068836 A JP H068836A
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- motor
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- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コスト低減を図りつつ、高車速時の収斂性お
よび低車速時のハンドルの戻り特性を共に向上させる。 【構成】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生す
るモータ6と、操舵系の操舵トルクを検出するトルクセ
ンサ21と、車速を検出する車速センサ22と、前記ト
ルクセンサ21および車速センサ22の出力に基づいて
モータ6の駆動を制御する制御手段100とを備えた電
動式パワーステアリング装置において、前記モータ6の
制御情報に応じて該モータ6の粘性を補償する粘性補償
値を算出する粘性指令部30を設け、前記制御手段10
0は、粘性指令部30によって算出された粘性補償値に
基づいて前記モータ6の駆動を制御する制御値を補正す
る。
よび低車速時のハンドルの戻り特性を共に向上させる。 【構成】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生す
るモータ6と、操舵系の操舵トルクを検出するトルクセ
ンサ21と、車速を検出する車速センサ22と、前記ト
ルクセンサ21および車速センサ22の出力に基づいて
モータ6の駆動を制御する制御手段100とを備えた電
動式パワーステアリング装置において、前記モータ6の
制御情報に応じて該モータ6の粘性を補償する粘性補償
値を算出する粘性指令部30を設け、前記制御手段10
0は、粘性指令部30によって算出された粘性補償値に
基づいて前記モータ6の駆動を制御する制御値を補正す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
【0003】従来のパワーステアリング装置では、トル
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。
【0004】ところで、上記従来装置では、アシスト用
モータのトルクをギヤで減速してラック軸等に伝達する
構成であるため、アシスト用モータの慣性モーメントが
あたかも大きくなったように作用し、またギヤのフリク
ションが影響して高車速時の収斂性が悪化したり、低車
速時のハンドル戻りが悪化するという不具合があった。
モータのトルクをギヤで減速してラック軸等に伝達する
構成であるため、アシスト用モータの慣性モーメントが
あたかも大きくなったように作用し、またギヤのフリク
ションが影響して高車速時の収斂性が悪化したり、低車
速時のハンドル戻りが悪化するという不具合があった。
【0005】そのため、かかる不具合を解消するため
に、本出願人によって舵角速度に応じた粘性指令値(例
えば、高車速時に粘性を付加し、低車速時に粘性を打ち
消す)を加えることで、アシスト用モータの粘性を適切
に補正し、高車速時の収斂性の悪化や低車速時のハンド
ル戻り特性の悪化を軽減する装置が先に提案されている
(例えば、特開平3ー178868号公報参照)。
に、本出願人によって舵角速度に応じた粘性指令値(例
えば、高車速時に粘性を付加し、低車速時に粘性を打ち
消す)を加えることで、アシスト用モータの粘性を適切
に補正し、高車速時の収斂性の悪化や低車速時のハンド
ル戻り特性の悪化を軽減する装置が先に提案されている
(例えば、特開平3ー178868号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな改良の従来装置にあっては、舵角速度情報を得るた
めに、モータ又はステアリングホイールの回転角検出
器、あるいは回転角速度検出器を設ける必要があるた
め、これらの検出器を備えることにより、パワーステア
リング装置が高価になるという問題点があった。
うな改良の従来装置にあっては、舵角速度情報を得るた
めに、モータ又はステアリングホイールの回転角検出
器、あるいは回転角速度検出器を設ける必要があるた
め、これらの検出器を備えることにより、パワーステア
リング装置が高価になるという問題点があった。
【0007】そこで本発明は、コスト低減を図りつつ、
高車速時の収斂性および低車速時のハンドルの戻り特性
を共に向上させることができる電動式パワーステアリン
グ装置を提供することを目的としている。
高車速時の収斂性および低車速時のハンドルの戻り特性
を共に向上させることができる電動式パワーステアリン
グ装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、
操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手
段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆
動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステア
リング装置において、前記モータの制御情報(例えば、
モータの端子電圧)に応じて該モータの粘性を補償する
粘性補償値を算出する粘性補償手段を設け、前記制御手
段は、粘性補償手段によって算出された粘性補償値に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正するこ
とを特徴とする。
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、
操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手
段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆
動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステア
リング装置において、前記モータの制御情報(例えば、
モータの端子電圧)に応じて該モータの粘性を補償する
粘性補償値を算出する粘性補償手段を設け、前記制御手
段は、粘性補償手段によって算出された粘性補償値に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正するこ
とを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明では、モータの制御情報、つまり典型的
にはモータの端子電圧に基づきモータの回転状態に応じ
た粘性補償値が粘性補償手段によって算出され、アシス
トモータの駆動を制御するアシスト指令値に加算され
る。これにより、アシストモータの粘性が適切に補正さ
れる。例えば、高車速時には粘性を付加し、低車速時に
粘性を打ち消すような補正がなされる。
にはモータの端子電圧に基づきモータの回転状態に応じ
た粘性補償値が粘性補償手段によって算出され、アシス
トモータの駆動を制御するアシスト指令値に加算され
る。これにより、アシストモータの粘性が適切に補正さ
れる。例えば、高車速時には粘性を付加し、低車速時に
粘性を打ち消すような補正がなされる。
【0010】したがって、モータ6の端子電圧を帰還す
ることによって、センサと同等の機能を発揮でき、モー
タ又はステアリングホイールの回転角検出器、あるいは
回転角速度検出器を備えることなく、安価な装置で高車
速時の収斂性や低車速時のハンドル戻り特性を向上で
き、最適な操舵フィーリングが得られる。
ることによって、センサと同等の機能を発揮でき、モー
タ又はステアリングホイールの回転角検出器、あるいは
回転角速度検出器を備えることなく、安価な装置で高車
速時の収斂性や低車速時のハンドル戻り特性を向上で
き、最適な操舵フィーリングが得られる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。第1実施例 図1〜図5は本発明に係る電動式パワーステアリング装
置の第1実施例を示す図である。図1は本装置の全体を
機能的に示すブロック図である。図2はこのパワーステ
アリング装置が適用されるステアリング機械系の一例を
示す構成図である。
置の第1実施例を示す図である。図1は本装置の全体を
機能的に示すブロック図である。図2はこのパワーステ
アリング装置が適用されるステアリング機械系の一例を
示す構成図である。
【0012】まず、図2に示すパワーステアリング機械
系について説明しておく。図2において、操舵ハンドル
1の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア2に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸3に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪4が転向される。また、コントロール装
置5により制御駆動される操舵アシスト(補助)モータ
(DCモータ)6の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア7とラック軸3との噛み合いによりラック軸
3に伝達され、ハンドル1による操舵を補助することに
なる。ハンドル1とモータ6の回転軸はギア2、7およ
びラック軸3により機械的に連結されている。
系について説明しておく。図2において、操舵ハンドル
1の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア2に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸3に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪4が転向される。また、コントロール装
置5により制御駆動される操舵アシスト(補助)モータ
(DCモータ)6の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア7とラック軸3との噛み合いによりラック軸
3に伝達され、ハンドル1による操舵を補助することに
なる。ハンドル1とモータ6の回転軸はギア2、7およ
びラック軸3により機械的に連結されている。
【0013】一方、後述の操舵トルクセンサ21(図1
参照)により、操舵トルク(戻りトルク)が検出され、
車速センサ22(図1参照)より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置5によってモータ6が制御される。コントロール
装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ8
から、その動作電力が供給される。
参照)により、操舵トルク(戻りトルク)が検出され、
車速センサ22(図1参照)より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置5によってモータ6が制御される。コントロール
装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ8
から、その動作電力が供給される。
【0014】コントロール装置5は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ6を駆動する駆動回路、モータ
6の全体的な制御を統括するコンピュータ(CPU、例
えばマイクロプロセッサ)、メモリ、コンピュータと上
記入/出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
出器等の検出器、モータ6を駆動する駆動回路、モータ
6の全体的な制御を統括するコンピュータ(CPU、例
えばマイクロプロセッサ)、メモリ、コンピュータと上
記入/出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
【0015】次に、図1はコントロール装置5に内蔵さ
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入/
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部20にはト
ルクセンサ(操舵トルク検出手段)21の検出トルクV
Tと車速センサ(車速検出手段)22の検出車速VSとが
与えられる。アシスト指令部20内のアシストトルク値
指示関数部23は検出トルクVTに応じてモータ6によ
って発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力す
る。
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入/
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部20にはト
ルクセンサ(操舵トルク検出手段)21の検出トルクV
Tと車速センサ(車速検出手段)22の検出車速VSとが
与えられる。アシスト指令部20内のアシストトルク値
指示関数部23は検出トルクVTに応じてモータ6によ
って発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力す
る。
【0016】また、乗算定数関数部24は検出車速VS
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部25にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部25から出力されるアシストトルク値
(又はモータ電流指令値)は図3に示すように、検出ト
ルクVTと検出車速VSによって定められた値となる。
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部25にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部25から出力されるアシストトルク値
(又はモータ電流指令値)は図3に示すように、検出ト
ルクVTと検出車速VSによって定められた値となる。
【0017】図3は、操舵トルクVTに応じて、一定範
囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシストト
ルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車速
VSが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を少
なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシスト
トルク)を多くするように、モータ6を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシストト
ルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車速
VSが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を少
なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシスト
トルク)を多くするように、モータ6を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
【0018】検出トルクVTは位相補償部26にも与え
られる。この位相補償部26においては検出トルクVT
の微分値が計算され、微分乗算定数関数部27で発生し
た車速VSに応じた定数をその微分値に乗算した信号を
出力する。そして、位相補償部26の出力が乗算演算部
25の出力に加算されることにより、アシスト指令部2
0の出力(基準電流指令値)となって電流制御部40に
供給される。
られる。この位相補償部26においては検出トルクVT
の微分値が計算され、微分乗算定数関数部27で発生し
た車速VSに応じた定数をその微分値に乗算した信号を
出力する。そして、位相補償部26の出力が乗算演算部
25の出力に加算されることにより、アシスト指令部2
0の出力(基準電流指令値)となって電流制御部40に
供給される。
【0019】また、この基準電流指令値には後述する粘
性補償のための指令値が加算された後、目標電流指令値
として電流制御部40に与えられる。電流制御部40は
その全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、そ
の一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することも
できる。
性補償のための指令値が加算された後、目標電流指令値
として電流制御部40に与えられる。電流制御部40は
その全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、そ
の一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することも
できる。
【0020】電流制御部40は、例えば4個のスイッチ
ング素子を含むHブリッジ駆動法に従うPWM(Pulse
Width Modulation)パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ6を駆動制御するもので、電流目標値と電流検
出値imとが一致するようにPWMパルスを決定する。
ング素子を含むHブリッジ駆動法に従うPWM(Pulse
Width Modulation)パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ6を駆動制御するもので、電流目標値と電流検
出値imとが一致するようにPWMパルスを決定する。
【0021】例えば、電流フィードバックP(比例)制
御の場合を示すと、電機子電流検出部46によってモー
タ6の電機子電流が検出され、電圧操作量演算部41に
おいて与えられた電流目標値と電流検出値imとの偏差
が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換部44で
得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部45でP
WMパルスのデューティ比が決定される。
御の場合を示すと、電機子電流検出部46によってモー
タ6の電機子電流が検出され、電圧操作量演算部41に
おいて与えられた電流目標値と電流検出値imとの偏差
が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換部44で
得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部45でP
WMパルスのデューティ比が決定される。
【0022】上記偏差の極性(正又は負)は正負判別部
42で判別され、生成されたデューティ比と判別された
極性はモータ駆動部43に与えられ、モータ駆動部43
はこれらの値に基づいてHブリッジ型に配線された4個
のスイッチング素子をオン/オフ制御してモータ6を駆
動する。
42で判別され、生成されたデューティ比と判別された
極性はモータ駆動部43に与えられ、モータ駆動部43
はこれらの値に基づいてHブリッジ型に配線された4個
のスイッチング素子をオン/オフ制御してモータ6を駆
動する。
【0023】上記は電流フィードバックP(比例)制御
の場合を示したものであるが、他にもPI(比例・積
分)制御、PID(比例・積分・微分)制御などによる
フィードバック制御の方法がある。また、電流制御部4
0に対する外乱を推定し、その外乱をフィードフォワー
ドする方式の電流制御法を用いてもよい。
の場合を示したものであるが、他にもPI(比例・積
分)制御、PID(比例・積分・微分)制御などによる
フィードバック制御の方法がある。また、電流制御部4
0に対する外乱を推定し、その外乱をフィードフォワー
ドする方式の電流制御法を用いてもよい。
【0024】一方、前述したモータ駆動部43の制御値
は粘性指令部30に入力されており、粘性指令部30
(粘性補償手段に相当)はモータ電圧検出部31、粘性
補償値指示関数部32、乗算演算部33および車速演算
定数関数部34によって構成されている。
は粘性指令部30に入力されており、粘性指令部30
(粘性補償手段に相当)はモータ電圧検出部31、粘性
補償値指示関数部32、乗算演算部33および車速演算
定数関数部34によって構成されている。
【0025】モータ電圧検出部31はモータ駆動部43
からの制御値に基づいてモータ端子電圧VMを検出し、
粘性補償値指示関数部32はモータ端子電圧VMに応じ
て図4に示すような粘性補償値指示関数部出力を決定す
る。この粘性補償値指示関数部出力は、モータ端子電圧
VMが大きいほど絶体値が大きく、かつ逆のトルクを発
生させるようなものとなる。
からの制御値に基づいてモータ端子電圧VMを検出し、
粘性補償値指示関数部32はモータ端子電圧VMに応じ
て図4に示すような粘性補償値指示関数部出力を決定す
る。この粘性補償値指示関数部出力は、モータ端子電圧
VMが大きいほど絶体値が大きく、かつ逆のトルクを発
生させるようなものとなる。
【0026】一方、車速演算定数関数部34は車速VS
に応じて図5に示すような車速演算定数を演算し、乗算
演算部33に出力する。乗算演算部33は粘性補償値指
示関数部出力に車速演算定数を乗算して粘性指令部30
の出力を決定する。車速演算定数は図5に示すように、
車速Vcの増大に伴い増大する値である。したがって、
粘性指令部30の出力もまた車速Vcの増大に伴って増
大する。粘性指令部30の出力はアシスト指令部20の
出力(基準電流指令値)に加算(実際には減算)され、
電流目標値として電流制御部40に供給される。
に応じて図5に示すような車速演算定数を演算し、乗算
演算部33に出力する。乗算演算部33は粘性補償値指
示関数部出力に車速演算定数を乗算して粘性指令部30
の出力を決定する。車速演算定数は図5に示すように、
車速Vcの増大に伴い増大する値である。したがって、
粘性指令部30の出力もまた車速Vcの増大に伴って増
大する。粘性指令部30の出力はアシスト指令部20の
出力(基準電流指令値)に加算(実際には減算)され、
電流目標値として電流制御部40に供給される。
【0027】ここで、粘性指令部30は舵角の運動に対
して粘性力を与えるもので、基本的には舵角の中立位置
へ戻す力、すなわち復元力を生じさせるものである。上
記アシスト指令部20および電流制御部40は制御手段
100を構成する。
して粘性力を与えるもので、基本的には舵角の中立位置
へ戻す力、すなわち復元力を生じさせるものである。上
記アシスト指令部20および電流制御部40は制御手段
100を構成する。
【0028】次に、本装置の作用を説明する。まず、ト
ルクセンサ21により操舵系の操舵トルクVTが検出さ
れるとともに、車速センサ22によって車速VSが検出
され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結された
モータ6の駆動が制御されて、パワーアシストが行われ
る。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわ
ち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵ト
ルクVTに応じてアシスト力が制御される。
ルクセンサ21により操舵系の操舵トルクVTが検出さ
れるとともに、車速センサ22によって車速VSが検出
され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結された
モータ6の駆動が制御されて、パワーアシストが行われ
る。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわ
ち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵ト
ルクVTに応じてアシスト力が制御される。
【0029】一方、粘性指令部30では、モータ電圧検
出部31によってモータ端子電圧V Mが検出され、この
モータ端子電圧VMに応じて図4に示すような粘性補償
値指示関数部出力が決定される車速演算定数関数部34
により図5に示すような車速演算定数が車速VSに応じ
て演算され、この車速演算定数が粘性補償値指示関数部
出力に乗算されてアシスト指令部20の出力に加算され
る。
出部31によってモータ端子電圧V Mが検出され、この
モータ端子電圧VMに応じて図4に示すような粘性補償
値指示関数部出力が決定される車速演算定数関数部34
により図5に示すような車速演算定数が車速VSに応じ
て演算され、この車速演算定数が粘性補償値指示関数部
出力に乗算されてアシスト指令部20の出力に加算され
る。
【0030】モータ端子電圧VMは、操舵系の舵角速度
に関連する制御情報を含んでおり、舵角速度に従ってモ
ータ端子電圧VMの値が変化する。そのため、モータ端
子電圧VMを帰還することによって、舵角速度を検出す
るセンサと同じようなデータを得ることが可能になる。
に関連する制御情報を含んでおり、舵角速度に従ってモ
ータ端子電圧VMの値が変化する。そのため、モータ端
子電圧VMを帰還することによって、舵角速度を検出す
るセンサと同じようなデータを得ることが可能になる。
【0031】したがって、車速VSに応じて補正された
粘性補償値指示関数部出力がアシスト指令部20の出力
に加算されることにより、舵角速度に応じた粘性指令値
が作成され、例えば、高車速時に大きな粘性を付加し、
低車速時に粘性を打ち消すような極性の出力となってモ
ータ6のアシスト制御が行われる。その結果、高車速時
の収斂性や低車速時のハンドル戻り特性を向上させるこ
とができ、最適な操舵フィーリングを得ることができ
る。
粘性補償値指示関数部出力がアシスト指令部20の出力
に加算されることにより、舵角速度に応じた粘性指令値
が作成され、例えば、高車速時に大きな粘性を付加し、
低車速時に粘性を打ち消すような極性の出力となってモ
ータ6のアシスト制御が行われる。その結果、高車速時
の収斂性や低車速時のハンドル戻り特性を向上させるこ
とができ、最適な操舵フィーリングを得ることができ
る。
【0032】また、特に車速VSに応じて粘性補償値指
示関数部出力を補正しているため、高車速時の収斂性、
手ごたえ感をより一層向上させることができるととも
に、低車速時には粘性を減らせるような補償が働くこと
になり、ハンドルの粘性感が減少し、良好なハンドル・
フィーリングを得ることができる。
示関数部出力を補正しているため、高車速時の収斂性、
手ごたえ感をより一層向上させることができるととも
に、低車速時には粘性を減らせるような補償が働くこと
になり、ハンドルの粘性感が減少し、良好なハンドル・
フィーリングを得ることができる。
【0033】この場合、本実施例ではモータ6のオン/
オフ制御を行っているモータ駆動部43の制御値から粘
性指令部30においてモータ端子電圧VMを検出してお
り、これは単なる簡単なハード回路のみで実現できる。
したがって、モータ6又はステアリングホイール(操舵
ハンドル1)の回転角を検出する回転角検出器、あるい
は回転角速度を検出する回転角速度検出器を備える必要
がなく、安価な装置で上記制御を行うことができるとい
う効果が得られる。
オフ制御を行っているモータ駆動部43の制御値から粘
性指令部30においてモータ端子電圧VMを検出してお
り、これは単なる簡単なハード回路のみで実現できる。
したがって、モータ6又はステアリングホイール(操舵
ハンドル1)の回転角を検出する回転角検出器、あるい
は回転角速度を検出する回転角速度検出器を備える必要
がなく、安価な装置で上記制御を行うことができるとい
う効果が得られる。
【0034】第2実施例 次に、本発明の第2実施例について説明する。第2実施
例は、ステアリング系の戻り状態を検出する戻り状態検
出手段を設けて、粘性補償値指示関数部出力を補正する
ものである。図6は第2実施例におけるパワーステアリ
ング装置の全体を機能的に示すブロック図である。図6
の説明に当たり、前述した図1と同一構成部分には同一
番号を付して重複説明を省略する。
例は、ステアリング系の戻り状態を検出する戻り状態検
出手段を設けて、粘性補償値指示関数部出力を補正する
ものである。図6は第2実施例におけるパワーステアリ
ング装置の全体を機能的に示すブロック図である。図6
の説明に当たり、前述した図1と同一構成部分には同一
番号を付して重複説明を省略する。
【0035】図6において、50は粘性指令部(粘性補
償手段に相当)であり、粘性指令部50はモータ電圧検
出部31、粘性補償値指示関数部32および乗算演算部
51により構成される。また、乗算演算部51には戻り
状態検出部60の出力が入力されている。
償手段に相当)であり、粘性指令部50はモータ電圧検
出部31、粘性補償値指示関数部32および乗算演算部
51により構成される。また、乗算演算部51には戻り
状態検出部60の出力が入力されている。
【0036】戻り状態検出部(戻り状態検出手段に相
当)60はステアリング系の戻り状態を検出するもので
ある。戻り状態の検出には、いろいろな方法が考えられ
るが、ここではファジー推論によって検出している。す
なわち、ファジー推論を行う戻り状態検出部60にはト
ルクセンサ21からの検出トルクVTおよびモータ電圧
検出部31からのモータ端子電圧VMが入力されてい
る。モータ端子電圧VMは舵角速度に対応する情報に相
当する。
当)60はステアリング系の戻り状態を検出するもので
ある。戻り状態の検出には、いろいろな方法が考えられ
るが、ここではファジー推論によって検出している。す
なわち、ファジー推論を行う戻り状態検出部60にはト
ルクセンサ21からの検出トルクVTおよびモータ電圧
検出部31からのモータ端子電圧VMが入力されてい
る。モータ端子電圧VMは舵角速度に対応する情報に相
当する。
【0037】戻り状態検出部60は検出トルクVTおよ
びモータ端子電圧VM(舵角速度)を入力パラメータと
して所定のファジールールに従ってファジー推論を行
い、ステアリングの戻り状態を推定し、ステアリングの
戻り状態に応じた粘性ゲイン(戻り検出値で粘性補正値
に相当)を演算して乗算演算部51に出力する。乗算演
算部51は粘性補償値指示関数部32の出力に戻り状態
検出部60からの粘性ゲインを乗算して粘性指令部50
の指令値とし、この指令値がアシスト指令部20の基準
電流指令値に加算されて後段の電流制御部40に与えら
れる。
びモータ端子電圧VM(舵角速度)を入力パラメータと
して所定のファジールールに従ってファジー推論を行
い、ステアリングの戻り状態を推定し、ステアリングの
戻り状態に応じた粘性ゲイン(戻り検出値で粘性補正値
に相当)を演算して乗算演算部51に出力する。乗算演
算部51は粘性補償値指示関数部32の出力に戻り状態
検出部60からの粘性ゲインを乗算して粘性指令部50
の指令値とし、この指令値がアシスト指令部20の基準
電流指令値に加算されて後段の電流制御部40に与えら
れる。
【0038】次に、上記粘性ゲイン演算のファジールー
ルについて説明する。図7は粘性ゲイン演算における前
件部のメンバーシップ関数で、モータ端子電圧VMと検
出トルクVTを入力パラメータとするものである。ま
た、図8は後件部におけるファジー出力であり、シング
ルトーン位置で表したメンバーシップ関数で、戻り検出
値(粘性ゲイン)を出力値としている。戻り検出値は正
方向で粘性制動が大きくなり、負方向で粘性が減少して
粘性補償することになる。
ルについて説明する。図7は粘性ゲイン演算における前
件部のメンバーシップ関数で、モータ端子電圧VMと検
出トルクVTを入力パラメータとするものである。ま
た、図8は後件部におけるファジー出力であり、シング
ルトーン位置で表したメンバーシップ関数で、戻り検出
値(粘性ゲイン)を出力値としている。戻り検出値は正
方向で粘性制動が大きくなり、負方向で粘性が減少して
粘性補償することになる。
【0039】なお、各メンバーシップ関数におけるラベ
ルの意味は、次の通りである。 PL:Positive Large(正方向に大きい) PS:Positive Small(正方向に小さい) ZR:ゼロ(中立) NS:Negative Small(負方向に小さい) NL:Negative Large(負方向に大きい)
ルの意味は、次の通りである。 PL:Positive Large(正方向に大きい) PS:Positive Small(正方向に小さい) ZR:ゼロ(中立) NS:Negative Small(負方向に小さい) NL:Negative Large(負方向に大きい)
【0040】ファジィルールは図9のように示され、式
を用いて表すと、次のようになる。ルールはいわゆるI
F、THEN(もし、ならば)の形式で表現される。 R1.IF トルク=PL AND モータ端子電圧
=NS THEN ファジー出力=RL(正方向に大きい) R2.IF トルク=PS AND モータ端子電圧
=NS THEN ファジー出力=RS(正方向に小さい)
を用いて表すと、次のようになる。ルールはいわゆるI
F、THEN(もし、ならば)の形式で表現される。 R1.IF トルク=PL AND モータ端子電圧
=NS THEN ファジー出力=RL(正方向に大きい) R2.IF トルク=PS AND モータ端子電圧
=NS THEN ファジー出力=RS(正方向に小さい)
【0041】図9に示すファジィルールR1は、「も
し、操舵トルクが正方向に大きく、かつモータ端子電
圧、すなわち舵角速度が負方向に小さい場合にはファジ
ー出力は正方向に大きい(すなわち、粘性ゲインが正方
向に大きく、粘性が大きく増大する)。」という意味で
ある。
し、操舵トルクが正方向に大きく、かつモータ端子電
圧、すなわち舵角速度が負方向に小さい場合にはファジ
ー出力は正方向に大きい(すなわち、粘性ゲインが正方
向に大きく、粘性が大きく増大する)。」という意味で
ある。
【0042】また、ファジィルールR2は、「もし、操
舵トルクが正方向に小さく、かつモータ端子電圧、すな
わち舵角速度が負方向に小さい場合にはファジー出力は
正方向に小さい(すなわち、粘性ゲインが正方向に小さ
く、粘性がやや増大する)。」という意味である。以
下、他のルールも同様の手法で判断される。
舵トルクが正方向に小さく、かつモータ端子電圧、すな
わち舵角速度が負方向に小さい場合にはファジー出力は
正方向に小さい(すなわち、粘性ゲインが正方向に小さ
く、粘性がやや増大する)。」という意味である。以
下、他のルールも同様の手法で判断される。
【0043】次に、第2実施例におけるパワーステアリ
ング制御の動作について説明する。イグニションスイッ
チがオンすると、まず通常のパワーアシスト処理が実行
され、これにより、車速感応型の制御、すなわち低速域
では軽く、高速域では重くなるようにトルクセンサ入力
に応じてアシスト力が制御される。
ング制御の動作について説明する。イグニションスイッ
チがオンすると、まず通常のパワーアシスト処理が実行
され、これにより、車速感応型の制御、すなわち低速域
では軽く、高速域では重くなるようにトルクセンサ入力
に応じてアシスト力が制御される。
【0044】一方、ハンドル1の戻り時にはファジー推
論によって、戻り状態が推定され、この戻り状態に応じ
て粘性ゲインが演算されて乗算演算部51に出力され
る。そして、乗算演算部51では粘性補償値指示関数部
32の出力に戻り状態検出部60からの粘性ゲインが乗
算されて粘性指令部50の指令値とされ、この指令値が
アシスト指令部20の基準電流指令値に加算されて後段
の電流制御部40に与えられ、最終的にアシスト力が補
正制御される。
論によって、戻り状態が推定され、この戻り状態に応じ
て粘性ゲインが演算されて乗算演算部51に出力され
る。そして、乗算演算部51では粘性補償値指示関数部
32の出力に戻り状態検出部60からの粘性ゲインが乗
算されて粘性指令部50の指令値とされ、この指令値が
アシスト指令部20の基準電流指令値に加算されて後段
の電流制御部40に与えられ、最終的にアシスト力が補
正制御される。
【0045】具体的には、図7に示したメンバーシップ
関数による評価、すなわちモータ端子電圧VMと検出ト
ルクVTを入力パラメータとしてメンバーシップ関数に
どの程度適合するかの評価が行われ、図9に示すファジ
ールールに従ってファジー論理演算が実行される。
関数による評価、すなわちモータ端子電圧VMと検出ト
ルクVTを入力パラメータとしてメンバーシップ関数に
どの程度適合するかの評価が行われ、図9に示すファジ
ールールに従ってファジー論理演算が実行される。
【0046】ファジィ論理演算過程では、その前件部で
上記入力パラメータが与えられ、ファジィルールの対応
するメンバーシップ関数にどの程度適合するかが求めら
れ、適合度の小さいものが選択されて後件部に与えら
れ、後件部では選択された適合度より出力のメンバーシ
ップ関数に制限をかけて例えば、台形状のメンバーシッ
プ関数を得る。次いで、上記メンバーシップ関数をMA
X合成処理によって重ね合わせて合成出力を生成し、そ
の後、デファジファイヤによってこの合成出力の重心を
確定出力としてハンドル1の戻り状態の推定値に応じた
粘性ゲインが演算され、乗算演算部51に出力される。
上記入力パラメータが与えられ、ファジィルールの対応
するメンバーシップ関数にどの程度適合するかが求めら
れ、適合度の小さいものが選択されて後件部に与えら
れ、後件部では選択された適合度より出力のメンバーシ
ップ関数に制限をかけて例えば、台形状のメンバーシッ
プ関数を得る。次いで、上記メンバーシップ関数をMA
X合成処理によって重ね合わせて合成出力を生成し、そ
の後、デファジファイヤによってこの合成出力の重心を
確定出力としてハンドル1の戻り状態の推定値に応じた
粘性ゲインが演算され、乗算演算部51に出力される。
【0047】乗算演算部51では前段の粘性補償値指示
関数部32の出力に戻り状態検出部60からの粘性ゲイ
ンが乗算されて粘性指令部50の指令値となり、この指
令値がアシスト指令部10の基準電流指令値に加算され
て後段の電流制御部40に出力される。その後、電流制
御部40によりPWMパルスを用いたチョッパ動作によ
ってモータ6が駆動制御されて操舵系のアシストが行わ
れる。
関数部32の出力に戻り状態検出部60からの粘性ゲイ
ンが乗算されて粘性指令部50の指令値となり、この指
令値がアシスト指令部10の基準電流指令値に加算され
て後段の電流制御部40に出力される。その後、電流制
御部40によりPWMパルスを用いたチョッパ動作によ
ってモータ6が駆動制御されて操舵系のアシストが行わ
れる。
【0048】ここで、ハンドル1を手放して戻すときに
は、アシスト出力がハンドル1の回転を止める方向に働
く。本実施例では、ハンドル1の戻りを検出すると、上
記ファジー推論による演算補正により粘性を補償(減
少)し、戻り速度を向上させ、一方ハンドル1の中立付
近では、粘性を大きくすることで、制動をかけて安定化
し、ハンドル1のオーバシュートをなくす制御が行われ
る。
は、アシスト出力がハンドル1の回転を止める方向に働
く。本実施例では、ハンドル1の戻りを検出すると、上
記ファジー推論による演算補正により粘性を補償(減
少)し、戻り速度を向上させ、一方ハンドル1の中立付
近では、粘性を大きくすることで、制動をかけて安定化
し、ハンドル1のオーバシュートをなくす制御が行われ
る。
【0049】具体的には、ステアリングの戻り状態を検
出することで、ステアリングの状態に応じた粘性の制御
ができ、急加速などの横Gが大きいときでも、手放し戻
り時に不要なオーバシュートなどが起こらない安定した
適度な戻り特性を得ることができる。
出することで、ステアリングの状態に応じた粘性の制御
ができ、急加速などの横Gが大きいときでも、手放し戻
り時に不要なオーバシュートなどが起こらない安定した
適度な戻り特性を得ることができる。
【0050】第3実施例 次に、本発明の第3実施例について説明する。第3実施
例は、モータ6の制御情報としてモータの電流目標値の
変化量を用いたものである。図10は第3実施例におけ
るパワーステアリング装置の全体を機能的に示すブロッ
ク図である。図10の説明に当たり、前述した図1と同
一構成部分には同一番号を付して重複説明を省略する。
例は、モータ6の制御情報としてモータの電流目標値の
変化量を用いたものである。図10は第3実施例におけ
るパワーステアリング装置の全体を機能的に示すブロッ
ク図である。図10の説明に当たり、前述した図1と同
一構成部分には同一番号を付して重複説明を省略する。
【0051】図10において、70は粘性指令部(粘性
補償手段に相当)であり、粘性指令部70はモータ電圧
検出部31、粘性指令値指示関数部32、補正値指示関
数部71および補正部72により構成される。
補償手段に相当)であり、粘性指令部70はモータ電圧
検出部31、粘性指令値指示関数部32、補正値指示関
数部71および補正部72により構成される。
【0052】補正値指示関数部71はアシスト指令部2
0から出力される電流目標値Idに基づいて図11に示
すような補正値を決定する。この補正値は電流目標値I
dに比例してその大きさが変化する。
0から出力される電流目標値Idに基づいて図11に示
すような補正値を決定する。この補正値は電流目標値I
dに比例してその大きさが変化する。
【0053】補正部72は粘性指令値指示関数部32の
出力から上記補正値を減算して粘性指令部70の出力を
決定する。粘性指令部70の出力はアシスト指令部20
の出力(基準電流指令値)に加算され、電流目標値とし
て電流制御部40に供給される。その他は前記実施例と
同様である。
出力から上記補正値を減算して粘性指令部70の出力を
決定する。粘性指令部70の出力はアシスト指令部20
の出力(基準電流指令値)に加算され、電流目標値とし
て電流制御部40に供給される。その他は前記実施例と
同様である。
【0054】以上の構成において、本実施例では、前記
実施例と同様の効果に加えて電流目標値Idに応じて粘
性指令値指示関数部32の出力を補正しているため、粘
性指令値に対するモータ6の電流変動の影響を減少させ
ることができるという効果がある。
実施例と同様の効果に加えて電流目標値Idに応じて粘
性指令値指示関数部32の出力を補正しているため、粘
性指令値に対するモータ6の電流変動の影響を減少させ
ることができるという効果がある。
【0055】また、モータ電流の検出値を用いず、目標
値を用いる構成になっているため、検出ノイズの影響な
しに、粘性指令値指示関数部32の出力を補正すること
ができる。さらに、電流制御部40をハードウエアで実
現している場合には、電流値をCPUに取り込むための
回路を必要とせず、安価に装置を実現できるという効果
がある。
値を用いる構成になっているため、検出ノイズの影響な
しに、粘性指令値指示関数部32の出力を補正すること
ができる。さらに、電流制御部40をハードウエアで実
現している場合には、電流値をCPUに取り込むための
回路を必要とせず、安価に装置を実現できるという効果
がある。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、モータの制御情報に応
じて粘性補償値を算出し、この粘性補償値に基づいてモ
ータの駆動を制御する制御値を補正しているので、モー
タ又はステアリングホイールの回転角検出器、あるいは
回転角速度検出器を備える必要がなく、コスト低減を図
りつつ、高車速時の収斂性や低車速時のハンドル戻り特
性を向上させることができ、最適な操舵フィーリングを
得ることができる。
じて粘性補償値を算出し、この粘性補償値に基づいてモ
ータの駆動を制御する制御値を補正しているので、モー
タ又はステアリングホイールの回転角検出器、あるいは
回転角速度検出器を備える必要がなく、コスト低減を図
りつつ、高車速時の収斂性や低車速時のハンドル戻り特
性を向上させることができ、最適な操舵フィーリングを
得ることができる。
【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
第1実施例の機能的ブロック図である。
第1実施例の機能的ブロック図である。
【図2】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を
示す図である。
示す図である。
【図3】同実施例のアシストトルクの特性を示す図であ
る。
る。
【図4】同実施例のモータ端子電圧と粘性指令値指示関
数部出力との関係を示す図である。
数部出力との関係を示す図である。
【図5】同実施例の車速と車速演算定数との関係を示す
図である。
図である。
【図6】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
第2実施例の機能的ブロック図である。
第2実施例の機能的ブロック図である。
【図7】同実施例のファジー推論で用いられる前件部の
メンバーシップ関数を示す図である。
メンバーシップ関数を示す図である。
【図8】同実施例のファジー推論で用いられる後件部の
メンバーシップ関数を示す図である。
メンバーシップ関数を示す図である。
【図9】同実施例のファジー推論で用いられるファジー
ルールを示す図である。
ルールを示す図である。
【図10】本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の第3実施例の機能的ブロック図である。
の第3実施例の機能的ブロック図である。
【図11】同実施例の電流目標値と補正値との関係を示
す図である。
す図である。
1 操舵ハンドル 6 モータ 20 アシスト指令部 21 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段) 22 車速センサ(車速検出手段) 30、50、70 粘性指令部(粘性補償手段) 31 モータ電圧検出部 32 粘性補償値指示関数部 33、51 乗算演算部 34 車速演算定数関数部 40 電流制御部 60 戻り状態検出部(戻り状態検出手段) 71 補正値指示関数部 72 補正部 100 制御手段
Claims (3)
- 【請求項1】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備え
た電動式パワーステアリング装置において、 前記モータの制御情報に応じて該モータの粘性を補償す
る粘性補償値を算出する粘性補償手段を設け、 前記制御手段は、粘性補償手段によって算出された粘性
補償値に基づいて前記モータの駆動を制御する制御値を
補正することを特徴とする電動式パワーステアリング装
置。 - 【請求項2】 ステアリング系の戻り状態を検出する戻
り状態検出手段を設け、 前記粘性補償手段は、該戻り状態検出手段の出力に応じ
て前記粘性補償値を補正することを特徴とする請求項1
記載の電動式パワーステアリング装置。 - 【請求項3】 前記粘性補償手段は、前記モータの電流
目標値に応じて前記粘性補償値を補正することを特徴と
する請求項1記載の電動式パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17610392A JPH068836A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 電動式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17610392A JPH068836A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068836A true JPH068836A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=16007749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17610392A Pending JPH068836A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068836A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001080536A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電動式パワーステアリング装置とその制御方法 |
| KR100790608B1 (ko) * | 2000-03-20 | 2007-12-31 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 점성 커플링 또는 점성 로크를 구비한 전륜 구동 차량의안티-로크 브레이크 제어 방법 |
| US8284465B2 (en) | 2008-07-22 | 2012-10-09 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image scanner, and method and computer readable medium therefor |
| JP2020199968A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Kyb株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP17610392A patent/JPH068836A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001080536A (ja) * | 1999-09-14 | 2001-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電動式パワーステアリング装置とその制御方法 |
| KR100790608B1 (ko) * | 2000-03-20 | 2007-12-31 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 점성 커플링 또는 점성 로크를 구비한 전륜 구동 차량의안티-로크 브레이크 제어 방법 |
| US8284465B2 (en) | 2008-07-22 | 2012-10-09 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image scanner, and method and computer readable medium therefor |
| JP2020199968A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Kyb株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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