JPH0976926A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドル据え切り状態から速い転舵のハンド
ル切り返しをしても、安定した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。 【解決手段】 制御手段１５に、符号反転検出手段３
１、回転速度比較手段３２、積分値比較手段３３、論理
積演算手段３４、レベル保持手段３５、制限係数発生手
段３６および制限停止制御手段３７からなる制限手段３
０を備えた電動パワーステアリング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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作用させ、ドライバ
の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係
り、特にドライバがハンドルの据え切りで速い転舵から
の切り返しを行う際に、ステアリング系の制御の応答遅
れに伴う操舵フィーリングの低下を改善する電動パワー
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、ドライバのハンドル操作に伴って発生する操舵ト
ルクを操舵トルクセンサで検出し、検出した操舵トルク
信号を電動機を駆動する目標電流信号に変換し、目標電
流信号と電動機に実際に流れる電動機電流に対応した電
動機電流信号との偏差信号にＰＩ（比例・積分）または
ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御を施した信号を発生
し、この信号に基づいて生成した電動機制御信号（例え
ば、ＰＷＭ信号）で電動機を駆動してステアリング系に
操舵補助力を作用させるようにしたものは知られてい
る。

【０００３】このような従来の電動パワーステアリング
装置は、電動機電流信号を目標電流信号にフィードバッ
ク（負帰還）させてＰＩ制御またはＰＩＤ制御する構成
のため、偏差信号が速やかに０になるよう制御され、電
動機電流は目標電流信号で設定された値に収束して電動
機を駆動し、操舵トルク信号に対応した操舵補助力が得
られる。

【０００４】図７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。なお、図７は制御系にＰ
Ｉ（比例・積分）制御を施した例を示す。図７におい
て、電動パワーステアリング装置５０は、操舵トルクセ
ンサ１２、車速センサ１４、制御手段５１、電動機駆動
手段１６、電動機電流検出手段１８、電動機１０から構
成される。

【０００５】制御手段５１はマイクロプロセッサを基本
に各種演算手段、比較・処理手段、メモリ等から構成さ
れ、目標電流設定手段５２、偏差演算手段５３、比例・
積分制御手段５４、制御信号発生手段５５を備える。

【０００６】操舵トルクセンサ１２はドライバのハンド
ル操作に対応して発生する操舵トルクをアナログの電気
信号として検出し、操舵トルク信号Ｔ_Sが目標電流設定
手段５２に供給される。車速センサ１４は車両の速度に
対応した周波数の電気的なパルス信号として検出し、車
速信号Ｖ_Sが目標電流設定手段５２に供給される。

【０００７】目標電流設定手段５２は、操舵トルクセン
サ１２から供給される操舵トルク信号Ｔ_Sをディジタル
の操舵トルク信号Ｔ_Dに変換し、この操舵トルク信号Ｔ_D
と車速センサ１４から供給される車速信号Ｖ_Sに基づい
て予め設定されている目標電流信号Ｉ_MSに変換し、車速
Ｖ_S（Ｖ_L、Ｖ_M、Ｖ_H）をパラメータにした操舵トルク信
号Ｔ_Dに対する目標電流信号Ｉ_MSを偏差演算手段５３に
出力するよう構成される。

【０００８】図８に車速をパラメータとした操舵トルク
信号（Ｔ_D）―目標電流信号（Ｉ_MS）特性図（テーブル
１）を示す。図８において、車速Ｖ_L、Ｖ_MおよびＶ_Hは
それぞれ低車速領域、中車速領域および高車速領域を示
し、操舵トルク信号Ｔ_Dが同じであっても、車速Ｖ_Sが増
加（Ｖ_L→Ｖ_M→Ｖ_H）するに伴い、目標電流信号Ｉ_MSが
減少するよう予め設定されている。

【０００９】このように、目標電流設定手段５２は、低
車速領域（Ｖ_S＝Ｖ_L）では電動機１０を目標電流信号Ｉ
_MSに対応した大きな電動機電流Ｉ_Mで駆動して充分大き
な操舵補助力が得られるよう構成され、一方、高車速領
域（Ｖ_S＝Ｖ_H）では電動機１０を目標電流信号Ｉ_MSに対
応した小さな電動機電流Ｉ_Mで駆動して操舵補助力を抑
え、操舵の安定性が得られるよう構成される。

【００１０】偏差演算手段５３は、目標電流信号Ｉ
_MSと、電動機電流検出手段１８で検出され、電動機電流
Ｉ_Mに対応させてディジタル信号に変換した電動機電流
信号Ｉ_MOとの偏差（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を演算し、偏差信号
ΔＩが比例・積分制御手段５４に提供される。

【００１１】比例・積分制御手段５４は、偏差信号ΔＩ
を比例感度Ｋ_P倍する比例要素と、偏差信号ΔＩ（＝Ｉ
_MS−Ｉ_MO）を積分ゲインＫ_Iで積分制御する積分要素を
並列接続して構成され、偏差信号ΔＩに比例・積分演算
を施し、比例・積分信号Ｉ_PIが制御信号発生手段５５に
供給される。比例・積分信号Ｉ_PIは比例感度Ｋ_Pおよび
積分ゲインＫ_Iを用いて数１で表わされる。

【００１２】

【数１】Ｉ_PI＝Ｋ_P＊ΔＩ＋（Ｋ_I／ｐ）＊ΔＩ ただし、ｐはヘビサイド演算子

【００１３】なお、比例感度Ｋ_Pおよび積分ゲインＫ_Iの
値を大きく設定することにより、電動機電流信号Ｉ
_MO（電動機電流Ｉ_Mに対応）を速やかに目標電流信号Ｉ
_MSに収束（偏差信号ΔＩ＝０）させることができる。

【００１４】制御信号発生手段５５はＰＷＭ（パルス幅
変調）信号発生手段を備え、比例・積分信号Ｉ_PIの大き
さと方向に対応したＰＷＭ信号Ｖ_PWMが電動機制御信号
Ｖ_Oとして電動機駆動手段１６に供給され、電動機１０
は電動機駆動手段１６から供給される電動機電圧Ｖ_Mで
駆動される。

【００１５】また、電動機制御信号Ｖ_Oにより電動機１
０が駆動されて電動機電流Ｉ_Mが流れるが、電動機電流
検出手段１８が電動機電流Ｉ_Mを検出し、電動機電流Ｉ_M
に対応した電動機電流信号Ｉ_MOが偏差演算手段５３に帰
還される。

【００１６】このように、従来の電動パワーステアリン
グ装置５０は、目標電流信号Ｉ_MSに電動機電流Ｉ_Mに対
応した電動機電流信号Ｉ_MOをフィードバック（負帰還）
させ、偏差信号ΔＩに比例・積分制御を施すよう構成し
たので、電動機電流信号Ｉ_MOを速やかに目標電流信号Ｉ
_MSに収束させ、操舵トルクに対応した電動機動力が得ら
れ、応答性のよい所望の操舵補助力をステアリング系に
作用させることが可能となる。

【００１７】また、従来の電動パワーステアリング装置
５０は、偏差信号ΔＩに積分制御を施すよう構成したの
で、電動機電流Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOを目
標電流信号Ｉ_MSと一致させ、オフセット値を０に設定す
ることができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置５０は、ハンドル据え切り時や低速走行時
の操舵のように操舵補助力が大きく、電動機１０の回転
数が高い場合には、電動機１０の電機子巻線のインダク
タンス成分に誘起する逆起電力が増加し、電動機１０に
流れる電動機電流Ｉ_Mが減少して偏差信号ΔＩ（＝Ｉ_MS
−Ｉ_MO）が大きな値となる傾向にある。

【００１９】このようなハンドル据え切り状態から速い
転舵のハンドル切り返しを行った場合には、数１の第２
項で表した積分項の積分値（Ｋ_I／ｐ）＊ΔＩが大き
く、かつ目標電流信号Ｉ_MSの符号が積分値（Ｋ_I／ｐ）
＊ΔＩの偏差信号ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を構成する目標
電流信号Ｉ_MSの符号と反対となり、積分値が一旦０に収
束するまでの遅延時間が長く、ドライバの操舵方向と反
対方向の操舵補助力がステアリング系に作用するため、
ドライバの保舵力に急激な変化を及ぼして操舵フィーリ
ングが著しく低下する課題がある。

【００２０】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、その目的はハンドル据え切り状態から
速い転舵のハンドル切り返しをしても、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。

【００２１】

【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、制御手
段に、積分要素から出力される信号を制限する制限手段
を備えたことを特徴とする。

【００２２】制御手段に制限手段を備え、積分要素から
出力される信号を制限するので、ハンドル据え切り状態
から速い転舵のハンドル切り返しをしても、積分要素に
よる信号の応答遅れを補償することができる。

【００２３】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制限手段は、操舵方向の反転を検出する符号
反転検出手段と、積分要素の積分値を予め設定した基準
値と比較する積分値比較手段とを備えるとともに、符号
反転検出手段、および積分値比較手段から出力される信
号に基づいて積分要素から出力される信号を制限するこ
とを特徴とする。

【００２４】制限手段は、符号反転検出手段、積分値比
較手段を備えたので、ハンドル据え切り状態から速い転
舵のハンドル切り返しを確実に検出して積分要素から出
力される信号を制限するので、積分要素による信号の応
答遅れを補償することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、制御系を
構成するＰＩ（比例・積分）制御の積分要素から出力さ
れる信号を、ハンドル据え切り状態から速い転舵のハン
ドル切り返し時に制限し、積分要素による信号の応答遅
れを補償して最適な操舵フィーリングが得られるように
するものである。

【００２６】図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。図１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１７に
一体的に設けられたステアリング軸２に自在継ぎ手３
ａ、３ｂを備えた連結軸３を介し、ステアリング・ギア
ボックス４内に設けたラック＆ピニオン機構５のピニオ
ン５ａに連結されて手動操舵力発生手段６を構成する。

【００２７】ピニオン５ａに噛み合うラック歯７ａを備
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７
は、その両端にタイロッド８を介して操向輪としての左
右の前輪９が連結される。

【００２８】このようにして、ステアリングホイール１
７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発
生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を転
動させて車両の向きを変えている。

【００２９】手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減
するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸
７と同軸的に配設し、ラック軸７と同軸に設けられたボ
ールねじ機構１１を介して推力に変換し、ラック軸７
（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。

【００３０】ステアリング・ギアボックス４内にはドラ
イバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵ト
ルクセンサ１２、ドライバの操作するステアリングホイ
ール１７の操舵回転速度の方向と大きさを検出する操舵
回転速度センサ１３を配置し、操舵トルクセンサ１２が
検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵
トルク信号Ｔ_S、操舵回転速度センサ１３が検出した操
舵回転速度に対応したアナログ電気信号の操舵回転速度
信号Ｎ_Sのそれぞれを制御手段１５に提供する。また、
車速センサ１４は車両の速度に対応した周波数の電気的
なパルス信号として検出し、車速信号Ｖ_Sを制御手段１
５に提供する。

【００３１】なお、操舵回転速度センサ１３の代りに電
動機回転速度センサを設け、数２から操舵回転速度Ｎ_S
を算出することもできる。

【００３２】

【数２】Ｎ_S＝Ｋ₁（Ｎ_M−ｄＴ_S／ｄｔ） ただし、Ｋ₁は定数、Ｎ_Mは電動機回転速度、 ｄＴ_S／ｄｔは操舵トルクＴ_Sの微分値

【００３３】また、電動機回転速度Ｎ_Sは、電動機電圧
Ｖ_M、電動機電流Ｉ_M、電動機の誘起電圧係数Ｋ_Mおよび
電動機内部抵抗Ｒ_Mを用いて数３より推定することもで
きる。

【００３４】

【数３】Ｎ_S＝（Ｖ_M−Ｒ_M＊Ｉ_M）／Ｋ_M

【００３５】制御手段１５はマイクロプロセッサを基本
に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等で
構成し、操舵トルク信号Ｔ_Sに対応する電動機制御信号
Ｖ_O（例えば、オン信号とＰＷＭ信号の混成信号）を発
生して電動機駆動手段１６を駆動制御する。

【００３６】また、制御手段１５は比例・積分制御手
段、および比例・積分制御手段の積分要素から出力され
る信号を制限する制限手段を備え、ハンドル据え切り状
態から速い転舵のハンドル切り返し時に積分要素からの
信号を制限して積分要素による信号の応答遅れを補償す
る。

【００３７】電動機駆動手段１６は、例えば４個のパワ
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のスイッチング素子
からなるブリッジ回路で構成し、電動機制御信号Ｖ_Oに
基づいて電動機電圧Ｖ_Mを出力して電動機１０を駆動す
る。

【００３８】電動機電流検出手段１８は電動機１０に実
際に流れる電動機電流Ｉ_Mを検出し、電動機電流Ｉ_Mに対
応した電動機電流信号Ｉ_MOを制御手段１５にフィードバ
ック（負帰還）する。

【００３９】図２はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の要部ブロック構成図である。図２において、
制御手段１５は、目標電流設定手段２１、偏差演算手段
２２、比例・積分制御手段２３、制御信号発生手段２
７、制限手段３０を備える。

【００４０】なお、目標電流設定手段２１、偏差演算手
段２２および制御信号発生手段２７は、それぞれ図７に
示す目標電流設定手段５２、偏差演算手段５３および制
御信号発生手段５５と同一構成、同一作用なので説明を
省略する。

【００４１】比例・積分制御手段２３は、比例感度Ｋ_P
を発生して偏差信号ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を比例制御す
る比例要素２４と、積分ゲインＫ_Iを発生して偏差信号
ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を積分制御する積分要素２５と、
積分要素２５からの出力信号に制限係数Ｋ_Lを乗算する
乗算手段２８と、比例要素２４および乗算手段２８の出
力信号を加算する加算手段２６を備える。

【００４２】乗算手段２８と直列接続された積分要素２
５は比例要素２４と並列接続される。 比例要素２４は
偏差信号ΔＩに比例感度Ｋ_Pを乗算した比例信号Ｉ_Pを加
算手段２６に供給する。積分要素２５は偏差信号ΔＩに
積分ゲインＫ_Iで積分処理を施した積分信号（積分値）
Ｉ_Iを乗算手段２８に提供し、乗算手段２８で制限係数
Ｋ_Lを乗算処理した積分制限信号Ｉ_L（＝Ｉ_I×Ｋ_L）を加
算手段２６に供給する。

【００４３】加算手段２６は比例信号Ｉ_Pと積分制限信
号Ｉ_L（＝Ｉ_I×Ｋ_L）を加算処理し、比例・積分信号Ｉ
_PI（＝Ｉ_P＋Ｉ_L）を制御信号発生手段２７に出力する。

【００４４】制限手段３０は符号反転検出手段、回転速
度比較手段、積分値比較手段、制限係数発生手段等を備
え、操舵回転速度センサ１３が検出した操舵回転速度信
号Ｎ_Sおよび積分要素２５から供給される積分信号（積
分値）Ｉ_Iに基づいてハンドル据え切り状態から速い転
舵のハンドル切り返し時の操舵状態を検出し、制限係数
Ｋ_Lを乗算手段２８に供給する。

【００４５】なお、乗算手段２８で積分信号（積分値）
Ｉ_Iと制限係数Ｋ_Lを乗算処理することにより、積分信号
（積分値）Ｉ_Iを制限係数Ｋ_Lで制限した積分制限信号Ｉ
_L（＝Ｉ_I×Ｋ_L）が得られ、例えば制限係数Ｋ_Lを１を下
回る値（０≦Ｋ_L＜１）に設定して積分要素２５の積分
制御に伴う応答遅れを改善することができる。

【００４６】加算手段２６から出力される比例・積分信
号Ｉ_PI（＝Ｉ_P＋Ｉ_L）は、制御信号発生手段２７で比例
・積分信号Ｉ_PI（＝Ｉ_P＋Ｉ_L）の大きさと方向に対応し
たＰＷＭ信号Ｖ_PWMに変換され、このＰＷＭ信号Ｖ_PWMが
電動機制御信号Ｖ_Oとして電動機駆動手段１６に供給さ
れて発生する電動機電圧Ｖ_Mで電動機１０が駆動され、
この電動機１０の動力を操舵補助力としてステアリング
系に作用させる。

【００４７】このように、この発明に係る電動パワース
テアリング装置１は、制御手段１５に制限手段３０を備
えて積分要素２５から出力される積分信号（積分値）Ｉ
_Iを制限係数Ｋ_Lで制限するので、ハンドル据え切り状態
から速い転舵のハンドル切り返しをしても、比例要素２
４から出力される比例信号Ｉ_Pが支配的となって積分要
素２５による信号の応答遅れを補償することができる。

【００４８】図３はこの発明に係る制限手段の要部ブロ
ック構成図である。制限手段３０は、符号反転検出手段
３１、回転速度比較手段３２、積分値比較手段３３、論
理積演算手段３４、レベル保持手段３５、制限係数発生
手段３６、制限停止制御手段３７を備え、操舵回転速度
センサ１３で検出した操舵回転速度信号Ｎ_Sおよび図２
に示す積分要素２５から供給される積分信号（積分値）
Ｉ_Iに基づき、ハンドル据え切り状態から速い転舵のハ
ンドル切り返し状態を検出し、積分信号（積分値）Ｉ_I
を減衰させる制限係数Ｋ_Lを発生する。

【００４９】符号反転検出手段３１は、操舵回転速度信
号Ｎ_Sの極性（例えば、図示しない極性判定手段で、ハ
ンドル右方向はＨレベル、ハンドル左方向はＬレベルの
２値信号で検出）の立上りまたは立下りをトリガとして
極性反転を検出し、極性反転を検出する毎に、例えばＨ
レベルのワンショットパルスからなる極性反転信号Ｈ_O
を論理積演算手段３４に提供する。

【００５０】図４にこの発明に係る符号反転検出手段の
一実施形態要部ブロック構成図を示す。図４において、
符号反転検出手段３１は、正極性反転検出手段３１Ａ、
負極性反転検出手段３１Ｂ、論理和演算手段３１Ｃを備
える。

【００５１】正極性反転検出手段３１Ａおよび負極性反
転検出手段３１Ｂは、例えばリトリガブル・モノマルチ
バイブレータで構成し、それぞれ操舵回転速度信号Ｎ_S
の極性の立上り、立下りをトリガとして所定時間Ｔ_Mの
ワンショットパルス（例えばＨレベル）からなる正極性
検出信号Ｐτ₊、負極性検出信号Ｐτ_-を論理和演算手段
３１Ｃに供給する。

【００５２】論理和演算手段３１Ｃは論理和ゲートまた
は論理和演算機能を有し、正極性反転検出手段３１Ａか
ら供給される正極性検出信号Ｐτ₊と、負極性反転検出
手段３１Ｂから供給される負極性検出信号Ｐτ_-の論理
和を演算し、極性反転信号Ｈ_O（所定時間Ｔ_MでＨレベル
のワンショットパルス）を出力する。

【００５３】回転速度比較手段３２はＲＯＭ等のメモ
リ、比較手段を備え、予めメモリに設定した基準回転速
度Ｎ_Kと操舵回転速度信号Ｎ_Sの比較を行い、操舵回転速
度信号Ｎ_Sが基準回転速度Ｎ_Kを超える（Ｎ_S＞Ｎ_K）場合
には、例えばＨレベルの回転速度判定信号Ｎ_Oを論理積
演算手段３４に提供する。なお、回転速度比較手段３２
は省略することもできる。

【００５４】このように、符号反転検出手段３１は操舵
回転速度信号Ｎ_Sの極性を検出することによってハンド
ルの切り返しを検出し、回転速度検出手段３２は操舵回
転速度信号Ｎ_Sと基準回転速度Ｎ_Kとの比較結果からハン
ドルの急激な回転操作を検出することができので、極性
反転信号Ｈ_Oと回転速度判定信号Ｎ_Oの論理積からドライ
バが行うハンドルの速い転舵からの切り返し操作を検出
することができる。

【００５５】積分値比較手段３３はＲＯＭ等のメモリ、
比較手段を備え、予めメモリに設定した基準積分値Ｉ_K
と積分信号（積分値）Ｉ_Iの比較を行い、積分信号（積
分値）Ｉ_Iが基準積分値Ｉ_Kを超える（Ｉ_I＞Ｉ_K）場合に
は、例えばＨレベルの積分値判定信号Ｉ_Oを論理積演算
手段３４に提供する。

【００５６】このように、基準積分値Ｉ_Kをハンドル据
え切り近傍に対応させて設定し、積分値判定信号Ｉ_Oを
検出することにより、ドライバの据え切りハンドル操作
を検出することができる。

【００５７】論理積演算手段３４は３入力の論理積ゲー
トまたは論理積演算機能を有し、極性反転信号Ｈ_O、回
転速度判定信号Ｎ_Oおよび積分値判定信号Ｉ_Oの論理積を
演算し、例えば極性反転信号Ｈ_O、回転速度判定信号Ｎ_O
および積分値判定信号Ｉ_Oの全てがＨレベルの場合に、
Ｈレベルの論理積データＤ_Oをレベル保持手段３５に提
供する。

【００５８】したがって、論理積演算手段３４から出力
される論理積データＤ_OがＨレベルの場合には、ハンド
ルの据え切り状態から速い転舵からの切り返し状態を検
出することができる。

【００５９】レベル保持手段３５はラッチ機能を備え、
論理積演算手段３４から供給される論理積データＤ_Oを
保持し、例えばＨレベルの保持信号Ｌ_Oを制限係数発生
手段３６に提供する。

【００６０】また、レベル保持手段３５はラッチ解除機
能を備え、制限停止制御手段３７から供給される停止制
御信号Ｓ_Cに基づいてラッチを解除し、制限係数発生手
段３６へ供給する保持信号Ｌ_Oを停止する。

【００６１】制限係数発生手段３６はＲＯＭ等のメモリ
および選択手段等で構成し、予めメモリに設定した複数
の制限係数Ｋ_L（例えば、１と０）をレベル保持手段３
５から供給される保持信号Ｌ_Oに基づいて選択し、選択
した制限係数Ｋ_Lを図２に示す乗算手段２８に提供す
る。

【００６２】例えば、保持信号Ｌ_OがＨレベルの場合に
は制限係数Ｋ_L（＝０）が選択されて出力され、一方、
保持信号Ｌ_Oが禁止（例えば、保持信号Ｌ_OはＬレベル）
の場合には制限係数Ｋ_L（＝１）が選択されて出力され
る。

【００６３】図５にこの発明に係る制限係数発生手段の
制限係数Ｋ_Lの特性図を示す。図５において、時間ｔ１
以前および時間ｔ２以降の領域では通常の操舵状態に対
応して制限係数Ｋ_Lが１（Ｋ_L＝１）に設定されており、
積分要素２５から出力される積分信号（積分値）Ｉ_Iは
同じ値の積分制限信号Ｉ_L（＝Ｉ_I）として加算手段２６
に出力される。

【００６４】一方、時間ｔ１から時間ｔ２の領域では、
ハンドル据え切り状態から速い転舵のハンドル切り返し
の操舵状態に対応して制限係数Ｋ_Lが０（Ｋ_L＝０）に設
定され、積分要素２５から出力される積分信号（積分
値）Ｉ_Iは制限係数Ｋ_Lに制限された積分制限信号Ｉ
_L（＝０）として加算手段２６に出力され、ステアリン
グ系に作用する操舵補助力の積分要素２５に起因する信
号の応答遅れを補償することができる。

【００６５】制限停止制御手段３７はコンパレータまた
は比較機能を備え、積分信号（積分値）Ｉ_Iと予め設定
した基準値Ｉ_Xとを比較し、積分信号（積分値）Ｉ_Iが基
準値Ｉ_Xを下回る（Ｉ_I＜Ｉ_X）場合には、例えばＨレベ
ルの停止制御信号Ｓ_Cをレベル保持手段３５に提供し、
レベル保持手段３５に保持されている論理積データＤ_O
のラッチを解除するよう制御する。

【００６６】なお、本願の実施の形態として、ハンドル
据え切り状態から速い転舵のハンドル切り返しの操舵状
態の制限係数Ｋ_Lを０に設定した例について説明した
が、制限係数Ｋ_Lを０に限定することなく、制限係数Ｋ_L
を１を下回る（０＜Ｋ_L＜１）所定の値に設定し、積分
制限信号Ｉ_Lを０以外の一定値（０＜Ｉ_L＜１）に設定す
ることもできる。

【００６７】また、より簡便な本願の実施の形態とし
て、図２の操舵回転速度センサ１３、制限手段３０、お
よび乗算手段２８に代えて積分要素２５と加算手段２６
との間に制限手段４１を設け、積分信号Ｉ_Iが予め設定
した所定値Ｉ_Yを超える場合（Ｉ_I＞Ｉ_Y）には、積分信
号Ｉ_Iを所定値Ｉ_Yに制限して加算手段２６に供給するよ
う構成してもよい。

【００６８】図６はこの発明に係る比例・積分制御手段
の別実施形態要部ブロック構成図である。図６におい
て、比例・積分制御手段４０は積分要素２５と加算手段
２６との間に乗算手段２８に代えて制限手段４１を備え
た点が図２に示す比例・積分制御手段２３と異なる。

【００６９】制限手段４１は予め設定した積分値の所定
値Ｉ_Yを記憶するメモリと、比較機能を備え、積分要素
２５から供給される積分信号（積分値）Ｉ_Iと所定値Ｉ_Y
とを比較し、積分信号（積分値）Ｉ_Iが所定値Ｉ_Y以下の
場合（Ｉ_I≦Ｉ_Y）には積分信号（積分値）Ｉ_Iをそのま
ま積分制限信号Ｉ_Lとして加算手段２６に出力し、一方
積分信号（積分値）Ｉ_Iが所定値Ｉ_Yを超える場合（Ｉ_I
＞Ｉ_Y）には積分信号（積分値）Ｉ_Iを所定値Ｉ_Yに制限
して積分制限信号Ｉ_Lとして加算手段２６に出力するよ
う構成する。

【００７０】このように、この発明に係るこの発明に係
る電動パワーステアリング装置１は、制限手段３０に、
符号反転検出手段３１、回転速度比較手段３２、積分値
比較手段３３および制限係数発生手段３６を備えたの
で、ハンドル据え切り状態から速い転舵のハンドル切り
返しを確実に検出して制限係数を発生し、積分要素から
出力される信号を制限係数で補正するので、積分要素に
よる信号の応答遅れを補償することができる。

【００７１】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置１の制限係数発生手段３６は、所定の制限係数
を発生し、積分要素２５から出力される信号を一定値に
減少させることができるので、ハンドル据え切り状態か
ら速い転舵のハンドル切り返しをしても、積分要素２５
による信号の応答遅れを補償することができる。

【００７２】

【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、制御手段に制限手段を備
え、積分要素から出力される信号を制限するので、ハン
ドル据え切り状態から速い転舵のハンドル切り返しをし
ても、積分要素による信号の応答遅れを改善して操舵特
性の急激な変化を補償することができる。

【００７３】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、制限手段に、符号反転検出手段、積分値比
較手段を備え、ハンドル据え切り状態からハンドル切り
返しを確実に検出して積分要素から出力される信号を制
限するので、積分要素による信号の応答遅れを補償して
最適な操舵フィーリングを確保することができる。

【００７４】よって、ハンドル据え切り状態から速い転
舵のハンドル切り返しをしても、安定した操舵フィーリ
ングが得られる電動パワーステアリング装置を提供すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図

【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
要部ブロック構成図

【図３】この発明に係る制限手段の要部ブロック構成図

【図４】この発明に係る符号反転検出手段の一実施形態
要部ブロック構成図

【図５】この発明に係る制限係数発生手段の制限係数Ｋ
Lの特性図

【図６】この発明に係る比例・積分制御手段の別実施形
態要部ブロック構成図

【図７】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

【図８】車速をパラメータとした操舵トルク信号
（Ｔ_D）―目標電流信号（Ｉ_MS）特性図（テーブル１）

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング
軸、３…連結軸、３ａ，３ｂ…自在継ぎ手、４…ステア
リング・ギアボックス、５…ラック＆ピニオン機構、５
ａ…ピニオン、６…手動操舵力発生手段、７…ラック
軸、７ａ…ラック歯、８…タイロッド、９…左右の前
輪、１０…電動機、１１…ボールねじ機構、１２…操舵
トルクセンサ、１３…操舵回転速度センサ、１５…制御
手段、１６…電動機駆動手段、１７…ステアリングホイ
ール、１８…電動機電流検出手段、２１…目標電流設定
手段、２２…偏差演算手段、２３，４０…比例・積分制
御手段、２４…比例要素、２５…積分要素、２６…加算
手段、２７…制御信号発生手段、２８…乗算手段、３
０，４１…制限手段、３１…符号反転検出手段、３１Ａ
…正極性反転検出手段、３１Ｂ…負極性反転検出手段、
３１Ｃ…論理和演算手段、３２…回転速度比較手段、３
３…積分値比較手段、３４…論理積演算手段、３５…レ
ベル保持手段、３６…制限係数発生手段、３７…制限停
止制御手段、Ｄ_O…論理積データ、Ｈ_O…極性反転信号、
Ｉ_I…積分信号（積分値）、Ｉ_K…基準積分値、Ｉ_L…積
分制限信号、Ｉ_M…電動機電流、Ｉ_MO…電動機電流信
号、Ｉ_MS…目標電流信号、Ｉ_O…積分値判定信号、Ｉ_P…
比例信号、Ｉ_PI…比例・積分信号、ΔＩ（＝Ｉ_MS−
Ｉ_MO）…偏差信号、Ｋ_I…積分ゲイン、Ｋ_L…制限係数、
Ｋ_P…比例感度、Ｌ_O…保持信号、Ｎ_K…基準回転速度、
Ｎ_O…回転速度判定信号、Ｎ_S…操舵回転速度信号、Ｐτ
₊…正極性検出信号、Ｐτ_-…負極性検出信号、Ｓ_C…停
止制御信号、Ｔ_S…操舵トルク信号、Ｖ_PWM…ＰＷＭ信
号、Ｖ_M…電動機電圧、Ｖ_O…電動機制御信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系に操舵補助力を作用させ
   る電動機と、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を駆動する目標電流信号を決定する
   目標電流設定手段、およびこの目標電流設定手段からの
   目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信
   号の偏差に基づいて前記電動機を制御し、少なくとも比
   例要素と積分要素を備えた比例・積分制御手段からなる
   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、 前記制御手段は、前記積分要素から出力される信号を制
   限する制限手段を備えたことを特徴とする電動パワース
   テアリング装置。
2. 【請求項２】 前記制限手段は、操舵方向の反転を検出
   する符号反転検出手段と、前記積分要素の積分値を予め
   設定した基準値と比較する積分値比較手段とを備えると
   ともに、前記符号反転検出手段、および前記積分値比較
   手段から出力される信号に基づいて前記積分要素から出
   力される信号を制限する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。