JPH0872732A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JPH0872732A JPH0872732A JP16719294A JP16719294A JPH0872732A JP H0872732 A JPH0872732 A JP H0872732A JP 16719294 A JP16719294 A JP 16719294A JP 16719294 A JP16719294 A JP 16719294A JP H0872732 A JPH0872732 A JP H0872732A
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- 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)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
ノイズや発振を防止し、最適な操舵フィーリングが得ら
れる電動パワーステアリング装置を提供する。 【構成】 操舵トルクセンサ１０からの操舵トルク信号
Ｔおよび車速センサ１１からの車速信号Ｖに基づいて目
標電流ＩMSに変換する操舵トルク目標電流設定手段１
５、減算器１６、偏差ΔＩを比例・積分補償する比例・
積分（ＰＩ）制御手段を備えた駆動制御手段１７、電動
機電流検出手段１４からフィードバックされる電動機検
出電流ＩMDのノイズを除去し、位相補正をする位相補償
手段２１からなる制御手段２０を備えた電動パワーステ
アリング装置１。
れる電動パワーステアリング装置を提供する。 【構成】 操舵トルクセンサ１０からの操舵トルク信号
Ｔおよび車速センサ１１からの車速信号Ｖに基づいて目
標電流ＩMSに変換する操舵トルク目標電流設定手段１
５、減算器１６、偏差ΔＩを比例・積分補償する比例・
積分（ＰＩ）制御手段を備えた駆動制御手段１７、電動
機電流検出手段１４からフィードバックされる電動機検
出電流ＩMDのノイズを除去し、位相補正をする位相補償
手段２１からなる制御手段２０を備えた電動パワーステ
アリング装置１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電動機の動力を操舵
補助力としてステアリング系に直接作用させ、ドライバ
の操舵力の軽減を図る電動パワーステアリング装置に関
する。
補助力としてステアリング系に直接作用させ、ドライバ
の操舵力の軽減を図る電動パワーステアリング装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置にお
いて、操舵トルクセンサが検出する操舵トルクと車速セ
ンサが検出する車速に基づいて目標電流を設定して電動
機を駆動するとともに、目標電流と電動機に実際に流れ
る電動機電流との偏差を比例・積分制御手段（ＰＩ制
御）、または比例・積分・微分制御手段（ＰＩＤ制御）
を介して位相遅れならびに偏差を補償するように構成さ
れたものは知られている。
いて、操舵トルクセンサが検出する操舵トルクと車速セ
ンサが検出する車速に基づいて目標電流を設定して電動
機を駆動するとともに、目標電流と電動機に実際に流れ
る電動機電流との偏差を比例・積分制御手段（ＰＩ制
御）、または比例・積分・微分制御手段（ＰＩＤ制御）
を介して位相遅れならびに偏差を補償するように構成さ
れたものは知られている。
【０００３】図５に従来の電動パワーステアリング装置
の全体構成図、図６に従来の電動パワーステアリング装
置の要部ブロック構成図を示す。図５において、電動パ
ワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、
ステアリング軸３、ハイポイドギア４、ピニオン５ａお
よびラック軸５ｂなどからなるラック＆ピニオン機構
５、タイロッド６、操向車輪の前輪７、操舵補助力を発
生する電動機８、ステアリングホイール２に作用する操
舵トルクを検出して操舵トルクに対応した電気信号に変
換された操舵トルク信号Ｔを出力する操舵トルクセンサ
１０、車速を検出して車速に対応した電気信号に変換さ
れた車速信号Ｖを出力する車速センサ１１、操舵トルク
信号Ｔおよび車速信号Ｖに基づいて電動機８を駆動、制
御する制御手段１２、電動機駆動手段１３、電動機電流
検出手段１４を備える。
の全体構成図、図６に従来の電動パワーステアリング装
置の要部ブロック構成図を示す。図５において、電動パ
ワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、
ステアリング軸３、ハイポイドギア４、ピニオン５ａお
よびラック軸５ｂなどからなるラック＆ピニオン機構
５、タイロッド６、操向車輪の前輪７、操舵補助力を発
生する電動機８、ステアリングホイール２に作用する操
舵トルクを検出して操舵トルクに対応した電気信号に変
換された操舵トルク信号Ｔを出力する操舵トルクセンサ
１０、車速を検出して車速に対応した電気信号に変換さ
れた車速信号Ｖを出力する車速センサ１１、操舵トルク
信号Ｔおよび車速信号Ｖに基づいて電動機８を駆動、制
御する制御手段１２、電動機駆動手段１３、電動機電流
検出手段１４を備える。
【０００４】ステアリングホイール２を操舵すると、ス
テアリング軸３に設けられた操舵トルクセンサ１０が操
舵トルクを検出して対応する電気信号に変換し、操舵ト
ルク信号Ｔを制御手段１２に送る。また、ステアリング
軸３に加えられる回転は、ラック＆ピニオン機構５を介
してピニオン５ａの回転力をラック軸５ｂの軸方向の直
線運動に変換され、タイロッド６を介して前輪７の操向
を変化させる。
テアリング軸３に設けられた操舵トルクセンサ１０が操
舵トルクを検出して対応する電気信号に変換し、操舵ト
ルク信号Ｔを制御手段１２に送る。また、ステアリング
軸３に加えられる回転は、ラック＆ピニオン機構５を介
してピニオン５ａの回転力をラック軸５ｂの軸方向の直
線運動に変換され、タイロッド６を介して前輪７の操向
を変化させる。
【０００５】一方、車速センサ１１は、車両の車速を検
出して対応する電気信号に変換し、車速信号Ｖを制御装
置１２に送る。制御手段１２は、操舵トルク信号Ｔおよ
び車速信号Ｖに基づいて電動機駆動手段１３に電動機制
御電圧ＶOを供給し、電動機駆動手段１３は電動機制御
電圧ＶOに対応した電動機電圧ＶMを供給して電動機８を
駆動する。
出して対応する電気信号に変換し、車速信号Ｖを制御装
置１２に送る。制御手段１２は、操舵トルク信号Ｔおよ
び車速信号Ｖに基づいて電動機駆動手段１３に電動機制
御電圧ＶOを供給し、電動機駆動手段１３は電動機制御
電圧ＶOに対応した電動機電圧ＶMを供給して電動機８を
駆動する。
【０００６】電動機電圧ＶMにより駆動された電動機８
は、ハイポイドギア４を介して操舵補助力をステアリン
グ系に作用させ、ステアリングホイール２に加えられる
操舵力の軽減を図るよう構成されている。
は、ハイポイドギア４を介して操舵補助力をステアリン
グ系に作用させ、ステアリングホイール２に加えられる
操舵力の軽減を図るよう構成されている。
【０００７】図６において、電動パワーステアリング装
置１の制御手段１２は、操舵トルクセンサ１０からの操
舵トルク信号Ｔおよび車速センサ１１からの車速信号Ｖ
に基づいて図７に示す車速信号Ｖをパラメータとした操
舵トルク（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性（テーブル１）
の目標電流ＩMSに変換する目標電流設定手段１５、目標
電流ＩMSと電動機電流ＩMの高周波成分をフィルタリン
グした帰還電流ＩMOの偏差ΔＩを演算する減算器１６、
偏差ΔＩを比例・積分補償し、電動機駆動手段１３を制
御する電動機制御電圧ＶOを発生する比例・積分（Ｐ
Ｉ）制御手段を備えた駆動制御手段１７、電動機電流検
出手段１４からの電動機検出電流ＩMDの高周波成分を除
去するローパスフィルタ１８を備える。
置１の制御手段１２は、操舵トルクセンサ１０からの操
舵トルク信号Ｔおよび車速センサ１１からの車速信号Ｖ
に基づいて図７に示す車速信号Ｖをパラメータとした操
舵トルク（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性（テーブル１）
の目標電流ＩMSに変換する目標電流設定手段１５、目標
電流ＩMSと電動機電流ＩMの高周波成分をフィルタリン
グした帰還電流ＩMOの偏差ΔＩを演算する減算器１６、
偏差ΔＩを比例・積分補償し、電動機駆動手段１３を制
御する電動機制御電圧ＶOを発生する比例・積分（Ｐ
Ｉ）制御手段を備えた駆動制御手段１７、電動機電流検
出手段１４からの電動機検出電流ＩMDの高周波成分を除
去するローパスフィルタ１８を備える。
【０００８】駆動制御手段１７の比例・積分（ＰＩ）制
御手段は、比例要素（Ｐ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）およ
び積分要素（Ｉ：ｉｎｔｅｇｒａｌ）を備え、その伝達
関数Ｆ（ｊω）のゲインＧと位相角θは図９に示すボー
ド線図で表わされる。図９において、操舵回転速度に対
応した角周波数ωが低い領域では位相遅（θ＝−９０
度）れはあるが、ゲインＧ（２０ｌｏｇＧ）は大幅に改
善でき、一方角周波数ωが高い領域ではゲインＧ（２０
ｌｏｇＧ）は低いが、位相遅れは大幅に改善できること
が知られている。
御手段は、比例要素（Ｐ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）およ
び積分要素（Ｉ：ｉｎｔｅｇｒａｌ）を備え、その伝達
関数Ｆ（ｊω）のゲインＧと位相角θは図９に示すボー
ド線図で表わされる。図９において、操舵回転速度に対
応した角周波数ωが低い領域では位相遅（θ＝−９０
度）れはあるが、ゲインＧ（２０ｌｏｇＧ）は大幅に改
善でき、一方角周波数ωが高い領域ではゲインＧ（２０
ｌｏｇＧ）は低いが、位相遅れは大幅に改善できること
が知られている。
【０００９】ローパスフィルタ１８は、例えば図８に示
す一次のＣＲ（抵抗、コンデンサ）ローパスフィルタで
構成し、カットオフ角周波数ωca｛＝１／（Ｃ×Ｒ）｝
以上の周波数において、オクターブ６ｄＢの減衰量で高
周波成分を除去することにより、操舵に影響を与えず高
い角周波数の成分に含まれるノイズや高帯域のゲインを
低減するよう構成されている。
す一次のＣＲ（抵抗、コンデンサ）ローパスフィルタで
構成し、カットオフ角周波数ωca｛＝１／（Ｃ×Ｒ）｝
以上の周波数において、オクターブ６ｄＢの減衰量で高
周波成分を除去することにより、操舵に影響を与えず高
い角周波数の成分に含まれるノイズや高帯域のゲインを
低減するよう構成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の電動パ
ワーステアリング装置は、角周波数ωが低い領域ではゲ
インＧを大幅に改善し、角周波数ωが高い領域では位相
遅れを大幅に改善できるとともに、高い角周波数のノイ
ズを除去できるメリットがあるが、ローパスフィルタは
角周波数が高くなるにつれて位相が回転（遅れ位相）
し、制御系全体の帰還ループにおいて、位相回転が２π
でループゲインが１以上となって発振条件を満たしてし
まい、発振周波数の音が発生したり、操舵補助力に影響
を与える場合がある。
ワーステアリング装置は、角周波数ωが低い領域ではゲ
インＧを大幅に改善し、角周波数ωが高い領域では位相
遅れを大幅に改善できるとともに、高い角周波数のノイ
ズを除去できるメリットがあるが、ローパスフィルタは
角周波数が高くなるにつれて位相が回転（遅れ位相）
し、制御系全体の帰還ループにおいて、位相回転が２π
でループゲインが１以上となって発振条件を満たしてし
まい、発振周波数の音が発生したり、操舵補助力に影響
を与える場合がある。
【００１１】一方、比例・積分（ＰＩ）制御手段の比例
要素（Ｐ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）および積分要素
（Ｉ：ｉｎｔｅｇｒａｌ）の係数を変更して発振を防止
しようとしても、例えば、各係数を小さくした場合には
所望の操舵補助力が得られなかったり、比例要素の係数
を大きくした場合には収束が悪化する等、係数設定が制
約されたり、操舵フィーリングに影響を与える課題があ
る。
要素（Ｐ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）および積分要素
（Ｉ：ｉｎｔｅｇｒａｌ）の係数を変更して発振を防止
しようとしても、例えば、各係数を小さくした場合には
所望の操舵補助力が得られなかったり、比例要素の係数
を大きくした場合には収束が悪化する等、係数設定が制
約されたり、操舵フィーリングに影響を与える課題があ
る。
【００１２】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的はノイズや発振を防止し、最
適な操舵フィーリングが得られる電動パワーステアリン
グ装置を提供することにある。
なされたもので、その目的はノイズや発振を防止し、最
適な操舵フィーリングが得られる電動パワーステアリン
グ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動機
電流検出手段と駆動制御手段とを結ぶ経路に位相補償手
段を設けたことを特徴とする。
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動機
電流検出手段と駆動制御手段とを結ぶ経路に位相補償手
段を設けたことを特徴とする。
【００１４】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の位相補償手段は、位相遅れ手段で構成したこ
とを特徴とする。
ング装置の位相補償手段は、位相遅れ手段で構成したこ
とを特徴とする。
【００１５】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置の位相補償手段は、位相遅れ手段と、位相遅
れ手段に直列接続されたローパスフィルタとで構成した
ことを特徴とする。
リング装置の位相補償手段は、位相遅れ手段と、位相遅
れ手段に直列接続されたローパスフィルタとで構成した
ことを特徴とする。
【００１６】
【作用】この発明に係る電動パワーステアリング装置
は、電動機電流検出手段と駆動制御手段とを結ぶ経路に
位相補償手段を設けたので、帰還経路の信号の高周波成
分を除去するとともに、信号の位相回転を抑えて発振を
防止することができる。
は、電動機電流検出手段と駆動制御手段とを結ぶ経路に
位相補償手段を設けたので、帰還経路の信号の高周波成
分を除去するとともに、信号の位相回転を抑えて発振を
防止することができる。
【００１７】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、位相補償手段を位相遅れ手段、または位相
遅れ手段とローパスフィルタの直列接続で構成したの
で、帰還経路の信号の高周波成分を除去するとともに、
信号の位相回転を抑えて発振を防止することができる。
ング装置は、位相補償手段を位相遅れ手段、または位相
遅れ手段とローパスフィルタの直列接続で構成したの
で、帰還経路の信号の高周波成分を除去するとともに、
信号の位相回転を抑えて発振を防止することができる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御系要部ブロック構成図である。図１にお
いて、制御手段２０は、帰還経路を構成する電動機電流
検出手段１４と減算器１６との間に位相補償手段２１を
設けた点が図６の従来の制御手段１２と異なる。
て説明する。図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御系要部ブロック構成図である。図１にお
いて、制御手段２０は、帰還経路を構成する電動機電流
検出手段１４と減算器１６との間に位相補償手段２１を
設けた点が図６の従来の制御手段１２と異なる。
【００１９】制御手段２０はマイクロプロセッサを基本
に構成し、目標電流設定手段１５、減算器１６、駆動制
御手段１７、位相補償手段２１を備える。目標電流設定
手段１５は、ＲＯＭ等のメモリに予め設計値や実験値に
基づいて設定した、車速信号Ｖをパラメータとした操舵
トルク（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性（図７のテーブル
１参照）から操舵トルクＴおよび車速Ｖに対応した目標
電流ＩMSを選択し、減算器１６のプラス（＋）端子に出
力する。
に構成し、目標電流設定手段１５、減算器１６、駆動制
御手段１７、位相補償手段２１を備える。目標電流設定
手段１５は、ＲＯＭ等のメモリに予め設計値や実験値に
基づいて設定した、車速信号Ｖをパラメータとした操舵
トルク（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性（図７のテーブル
１参照）から操舵トルクＴおよび車速Ｖに対応した目標
電流ＩMSを選択し、減算器１６のプラス（＋）端子に出
力する。
【００２０】駆動制御手段１７は比例・積分（ＰＩ）制
御手段を備え、減算器１６から供給される目標電流ＩMS
と帰還電流ＩMOの偏差ΔＩに比例補償および積分補償を
施し、図９に示すボード線図で表わされ、角周波数ωに
対してゲインＧと位相角θを有する電動機制御電圧ＶO
を出力し、電動機駆動手段１３を制御する。このよう
に、比例・積分（ＰＩ）制御手段は角周波数ωが操舵範
囲のような低い帯域では、位相角θは−９０度に遅れる
（位相回転がある）が、ゲインＧを大幅に改善でき、一
方角周波数ωが高い領域ではゲインＧ（２０ｌｏｇＧ）
は低いが、位相遅れを大幅に改善できる。
御手段を備え、減算器１６から供給される目標電流ＩMS
と帰還電流ＩMOの偏差ΔＩに比例補償および積分補償を
施し、図９に示すボード線図で表わされ、角周波数ωに
対してゲインＧと位相角θを有する電動機制御電圧ＶO
を出力し、電動機駆動手段１３を制御する。このよう
に、比例・積分（ＰＩ）制御手段は角周波数ωが操舵範
囲のような低い帯域では、位相角θは−９０度に遅れる
（位相回転がある）が、ゲインＧを大幅に改善でき、一
方角周波数ωが高い領域ではゲインＧ（２０ｌｏｇＧ）
は低いが、位相遅れを大幅に改善できる。
【００２１】しかし、駆動制御手段１７に入力と出力の
位相が逆相（−１８０度の位相差）があるような増幅器
を用いて偏差ΔＩを増幅する場合、増幅器の位相差（−
１８０度）に比例・積分（ＰＩ）制御手段の位相差（最
大−９０度）が加算され、減算器１６の偏差ΔＩと電動
機制御電圧ＶOの位相差は最大−２７０度となる。この
状態で、制御手段２０の帰還ループの位相差が特定の角
周波数ωaで−９０度あり、制御手段２０のトータルの
ループゲインＧLが１以上（ＧL≧１）となると、発振条
件を満たして特定の角周波数ωaで発振する。
位相が逆相（−１８０度の位相差）があるような増幅器
を用いて偏差ΔＩを増幅する場合、増幅器の位相差（−
１８０度）に比例・積分（ＰＩ）制御手段の位相差（最
大−９０度）が加算され、減算器１６の偏差ΔＩと電動
機制御電圧ＶOの位相差は最大−２７０度となる。この
状態で、制御手段２０の帰還ループの位相差が特定の角
周波数ωaで−９０度あり、制御手段２０のトータルの
ループゲインＧLが１以上（ＧL≧１）となると、発振条
件を満たして特定の角周波数ωaで発振する。
【００２２】電動機駆動手段１３および電動機電流検出
手段１４を入出力の位相差が０となるよう設定し、位相
補償手段２１の位相差（位相回転）が−９０度を下回
る、特に充分余裕をもって−９０度を下回るよう構成
し、制御手段２０のループ全体の位相（回転）が発振条
件を満足しないよう位相補償手段２１を電動機電流検出
手段１４と減算器１６の間の帰還ループに配置する。
手段１４を入出力の位相差が０となるよう設定し、位相
補償手段２１の位相差（位相回転）が−９０度を下回
る、特に充分余裕をもって−９０度を下回るよう構成
し、制御手段２０のループ全体の位相（回転）が発振条
件を満足しないよう位相補償手段２１を電動機電流検出
手段１４と減算器１６の間の帰還ループに配置する。
【００２３】図２にこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の位相遅れ手段で構成した位相補償手段回路図
を示す。図２において、位相遅れ手段は、抵抗Ｒ１、抵
抗Ｒ２およびコンデンサＣで構成すると、角周波数ωS
＝１／（Ｃ×Ｒ２）で、減衰量２０ｌｏｇ（Ｒ１／Ｒ
２）を有し、電動機検出電流ＩMDと帰還電流ＩMOの位相
差（位相回転）の最大値は−９０度に充分余裕をもって
下回るよう構成できる。
ング装置の位相遅れ手段で構成した位相補償手段回路図
を示す。図２において、位相遅れ手段は、抵抗Ｒ１、抵
抗Ｒ２およびコンデンサＣで構成すると、角周波数ωS
＝１／（Ｃ×Ｒ２）で、減衰量２０ｌｏｇ（Ｒ１／Ｒ
２）を有し、電動機検出電流ＩMDと帰還電流ＩMOの位相
差（位相回転）の最大値は−９０度に充分余裕をもって
下回るよう構成できる。
【００２４】図３にこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の位相遅れ手段＋ローパスフィルタで構成した
位相補償手段回路図を示す。図３において、抵抗Ｒ１、
抵抗Ｒ２およびコンデンサＣで位相遅れ手段を構成し、
抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１で一次のＣＲローパスフ
ィルタを構成する。
ング装置の位相遅れ手段＋ローパスフィルタで構成した
位相補償手段回路図を示す。図３において、抵抗Ｒ１、
抵抗Ｒ２およびコンデンサＣで位相遅れ手段を構成し、
抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１で一次のＣＲローパスフ
ィルタを構成する。
【００２５】位相遅れ手段は、角周波数ωS＝１／（Ｃ
×Ｒ２）で、図２と同様な減衰量と位相差（位相回転）
特性を有し、ローパスフィルタは角周波数ωC＝１／
（Ｃ１×Ｒ１）をカットオフとし、角周波数ωC以上で
はオクターブ６ｄＢの減衰量、位相差は角周波数ωの増
加に伴い、−９０度に近付く単純な遅れ特性を有する。
×Ｒ２）で、図２と同様な減衰量と位相差（位相回転）
特性を有し、ローパスフィルタは角周波数ωC＝１／
（Ｃ１×Ｒ１）をカットオフとし、角周波数ωC以上で
はオクターブ６ｄＢの減衰量、位相差は角周波数ωの増
加に伴い、−９０度に近付く単純な遅れ特性を有する。
【００２６】なお、図２の位相遅れ手段、図３の位相遅
れ手段＋ローパスフィルタのいずれの回路も、入力（端
子ＩＮ）側から見たインピーダンス（図１の電動機電流
検出手段１４の出力インピーダンス）を小さく（０に近
いほど望ましい）、出力（ＯＵＴ端子）側から見たイン
ピーダンス（図１の減算器１６の入力インピーダンス）
を大きく（無限大近いほど望ましい）なるよう設定す
る。
れ手段＋ローパスフィルタのいずれの回路も、入力（端
子ＩＮ）側から見たインピーダンス（図１の電動機電流
検出手段１４の出力インピーダンス）を小さく（０に近
いほど望ましい）、出力（ＯＵＴ端子）側から見たイン
ピーダンス（図１の減算器１６の入力インピーダンス）
を大きく（無限大近いほど望ましい）なるよう設定す
る。
【００２７】図４に図２、図３に対応した位相補償手段
の減衰量特性および位相特性を示す。図４において、Ｆ
１、Ｆ２、Ｆ３はそれぞれ図３のローパスフィルタ、図
２の位相遅れ手段、図３の位相遅れ手段＋ローパスフィ
ルタの特性を示す。ローパスフィルタ（特性Ｆ１）は、
カットオフ角周波数ｆC｛＝ωC／（２πＣ１×Ｒ１）：
減衰量３ｄＢ｝をステアリング使用領域（最大３０Ｈ
ｚ）よりも充分高い、例えば１ＫＨｚに設定し、周波数
１ＫＨｚ以上のノイズを除去するよう設定する。
の減衰量特性および位相特性を示す。図４において、Ｆ
１、Ｆ２、Ｆ３はそれぞれ図３のローパスフィルタ、図
２の位相遅れ手段、図３の位相遅れ手段＋ローパスフィ
ルタの特性を示す。ローパスフィルタ（特性Ｆ１）は、
カットオフ角周波数ｆC｛＝ωC／（２πＣ１×Ｒ１）：
減衰量３ｄＢ｝をステアリング使用領域（最大３０Ｈ
ｚ）よりも充分高い、例えば１ＫＨｚに設定し、周波数
１ＫＨｚ以上のノイズを除去するよう設定する。
【００２８】位相遅れ手段（特性Ｆ２）は、零点周波数
ｆS｛＝ωS／（２πＣ×Ｒ２）｝を、例えば１００Ｈｚ
近傍に設定し、零点周波数ｆS以上の減衰量を６ｄＢに
設定し、この周波数帯域のノイズを減衰させる。
ｆS｛＝ωS／（２πＣ×Ｒ２）｝を、例えば１００Ｈｚ
近傍に設定し、零点周波数ｆS以上の減衰量を６ｄＢに
設定し、この周波数帯域のノイズを減衰させる。
【００２９】また、位相遅れ手段（特性Ｆ２）は、位相
差を−２０度以内に設定できるので、発振を防止するこ
とができる。
差を−２０度以内に設定できるので、発振を防止するこ
とができる。
【００３０】位相遅れ手段＋ローパスフィルタ（特性Ｆ
３）は、特性Ｆ１と特性２を合せ持つので、減衰量を大
きく設定してノイズをより減衰させることができる。
３）は、特性Ｆ１と特性２を合せ持つので、減衰量を大
きく設定してノイズをより減衰させることができる。
【００３１】また、位相遅れ手段＋ローパスフィルタ
（特性Ｆ３）は、所定の周波数帯域（１ＫＨｚ）で位相
差を−２０度以内に設定できるので、この周波数帯域の
発振を防止することができる。所定の周波数帯域（１Ｋ
Ｈｚ以上）では、ローパスフィルタの特性（特性Ｆ１）
により位相差がマイナス側に増加するが、減衰量も次第
に増加するので、制御手段１２のトータルゲインが１よ
り小さく（設定可能）なり、発振条件を満たさず、発振
を防止することができる。
（特性Ｆ３）は、所定の周波数帯域（１ＫＨｚ）で位相
差を−２０度以内に設定できるので、この周波数帯域の
発振を防止することができる。所定の周波数帯域（１Ｋ
Ｈｚ以上）では、ローパスフィルタの特性（特性Ｆ１）
により位相差がマイナス側に増加するが、減衰量も次第
に増加するので、制御手段１２のトータルゲインが１よ
り小さく（設定可能）なり、発振条件を満たさず、発振
を防止することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電動
パワーステアリング装置は、電動機電流検出手段と駆動
制御手段とを結ぶ経路に位相補償手段を設け、帰還経路
の信号の高周波成分を除去するとともに、信号の位相回
転を抑えて発振を防止することができるで、ハンドル操
作に対応した最適の操舵補助力を得ることができる。
パワーステアリング装置は、電動機電流検出手段と駆動
制御手段とを結ぶ経路に位相補償手段を設け、帰還経路
の信号の高周波成分を除去するとともに、信号の位相回
転を抑えて発振を防止することができるで、ハンドル操
作に対応した最適の操舵補助力を得ることができる。
【００３３】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、位相補償手段を位相遅れ手段、または位相
遅れ手段とローパスフィルタの直列接続で構成し、帰還
経路の信号の高周波成分を除去するとともに、信号の位
相回転を抑えて発振を防止することができるので、単純
構成で、安定した操舵補助力を得ることができる。
ング装置は、位相補償手段を位相遅れ手段、または位相
遅れ手段とローパスフィルタの直列接続で構成し、帰還
経路の信号の高周波成分を除去するとともに、信号の位
相回転を抑えて発振を防止することができるので、単純
構成で、安定した操舵補助力を得ることができる。
【００３４】よって、操舵フィーリングのよい電動パワ
ーステアリング装置を提供することができる。
ーステアリング装置を提供することができる。
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御系要部ブロック構成図
制御系要部ブロック構成図
【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
位相遅れ手段で構成した位相補償手段回路図
位相遅れ手段で構成した位相補償手段回路図
【図３】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
位相遅れ手段＋ローパスフィルタで構成した位相補償手
段回路図
位相遅れ手段＋ローパスフィルタで構成した位相補償手
段回路図
【図４】図２、図３に対応した位相補償手段の減衰量特
性および位相特性
性および位相特性
【図５】従来の電動パワーステアリング装置の全体構成
図
図
【図６】従来の電動パワーステアリング装置の要部ブロ
ック構成図
ック構成図
【図７】車速信号Ｖをパラメータとした操舵トルク
（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性図
（Ｔ）―目標電流（ＩMS）特性図
【図８】一次のＣＲ（抵抗、コンデンサ）ローパスフィ
ルタ回路図
ルタ回路図
【図９】ボード線図（角周波数ω―ゲインＧ特性、角周
波数ω―ゲインＧ特性位相角θ特性）
波数ω―ゲインＧ特性位相角θ特性）
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホ
イール、３…ステアリング軸、４…ハイポイドギア、５
…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラッ
ク軸、６…タイロッド、７…前輪、８…電動機、１０…
操舵トルクセンサ、１１…車速センサ、１２，２０…制
御手段、１３…電動機駆動手段、１４…電動機電流検出
手段、１５…目標電流設定手段、１６…減算器、１７…
駆動制御手段、１８…ローパスフィルタ、２１…位相補
償手段、ＩMS…目標電流、ΔＩ…偏差信号、ＩM…電動
機電流、ＩMD…電動機検出電流、ＩMO…帰還電流、ＶM
…電動機電圧、ＶO…電動機制御電圧。
イール、３…ステアリング軸、４…ハイポイドギア、５
…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラッ
ク軸、６…タイロッド、７…前輪、８…電動機、１０…
操舵トルクセンサ、１１…車速センサ、１２，２０…制
御手段、１３…電動機駆動手段、１４…電動機電流検出
手段、１５…目標電流設定手段、１６…減算器、１７…
駆動制御手段、１８…ローパスフィルタ、２１…位相補
償手段、ＩMS…目標電流、ΔＩ…偏差信号、ＩM…電動
機電流、ＩMD…電動機検出電流、ＩMO…帰還電流、ＶM
…電動機電圧、ＶO…電動機制御電圧。
Claims (3)
- 【請求項１】 ステアリング系の操舵トルクを検出する
操舵トルクセンサと、ステアリング系に操舵補助力を作
用させる電動機と、この電動機に流れる電動機電流を検
出する電動機電流検出手段と、前記操舵トルクセンサか
らの操舵トルク信号に基づいて前記電動機の目標電流を
決定する目標電流設定手段および前記目標電流と前記電
動機電流の偏差に基づいて前記電動機の駆動を制御し、
少なくとも比例要素および積分要素を備えた駆動制御手
段からなる制御手段と、を備えた電動パワーステアリン
グ装置において、 前記電動機電流検出手段と前記駆動制御手段とを結ぶ経
路に位相補償手段を設けたことを特徴とする電動パワー
ステアリング装置。 - 【請求項２】 前記位相補償手段は、位相遅れ手段で構
成したことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステ
アリング装置。 - 【請求項３】 前記位相補償手段は、前記位相遅れ手段
と、この位相遅れ手段に直列接続されたローパスフィル
タとで構成したことを特徴とする請求項１記載の電動パ
ワーステアリング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16719294A JP2914610B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-07-19 | 電動パワーステアリング装置 |
| US08/456,514 US5659473A (en) | 1994-06-28 | 1995-06-01 | Electric power steering system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-146603 | 1994-06-28 | ||
| JP14660394 | 1994-06-28 | ||
| JP16719294A JP2914610B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-07-19 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0872732A true JPH0872732A (ja) | 1996-03-19 |
| JP2914610B2 JP2914610B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=26477403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16719294A Expired - Lifetime JP2914610B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-07-19 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5659473A (ja) |
| JP (1) | JP2914610B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223435A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| US7974752B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-07-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering assistance device for vehicle |
| KR20120023735A (ko) * | 2009-05-05 | 2012-03-13 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 관심 오브젝트를 둘러싸도록 구성된 외골격장비를 동작시키기 위한 시스템 및 방법 |
| JP2015058753A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | ステアリング制御装置 |
| JP2015058736A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | ステアリング制御装置 |
| KR20190047506A (ko) * | 2017-10-27 | 2019-05-08 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 동력 조향장치의 조향감 제어 장치 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3506810B2 (ja) * | 1995-06-19 | 2004-03-15 | ユニシア ジェーケーシー ステアリングシステム株式会社 | 電動ポンプ式動力舵取装置 |
| JPH0966851A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用制御装置 |
| JP3521248B2 (ja) * | 1995-09-08 | 2004-04-19 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP3525275B2 (ja) * | 1996-02-23 | 2004-05-10 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| US5904222A (en) * | 1996-11-06 | 1999-05-18 | Ford Motor Company | Variable assist power steering using vehicle speed and steering pressure |
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| US6026926A (en) * | 1997-07-25 | 2000-02-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| JP3753511B2 (ja) * | 1997-08-27 | 2006-03-08 | 本田技研工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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| WO2006047793A1 (en) * | 2004-10-18 | 2006-05-04 | Arvinmeritor Technology, Llc. | Force-based power steering system |
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1994
- 1994-07-19 JP JP16719294A patent/JP2914610B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-01 US US08/456,514 patent/US5659473A/en not_active Expired - Lifetime
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| KR20190047506A (ko) * | 2017-10-27 | 2019-05-08 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 동력 조향장치의 조향감 제어 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2914610B2 (ja) | 1999-07-05 |
| US5659473A (en) | 1997-08-19 |
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