JPH0999847A - 電動式パワーステアリング装置のストローク位置検出装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置のストローク位置検出装置Info
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- JPH0999847A JPH0999847A JP25643395A JP25643395A JPH0999847A JP H0999847 A JPH0999847 A JP H0999847A JP 25643395 A JP25643395 A JP 25643395A JP 25643395 A JP25643395 A JP 25643395A JP H0999847 A JPH0999847 A JP H0999847A
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Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 新たなセンサを追加することなく、しかも、
簡単に正確なストローク絶対位置を求めることができる
ようにする。 【解決手段】 車速が所定の基準車速以上で、入力トル
クが所定の基準トルク以下で、ステッピングモータの電
気角変化量が所定の基準変化量以下になっている場合に
は、タイマーをスタートする（S210〜S240）。そして、
入力トルクが０となったときの電気角θを積算値Σθに
加え、積算個数ｎを１インクリメントする（S250，S25
5）。タイムアップするまでこの処理を繰り返し、タイ
ムアップしたら、走行センターＳ0 をＳ0 ＝Σθ／ｎと
して算出し、フラグＸ１を０に、フラグＸ２を１に、周
期Ｔを０に、それぞれ設定し直す（S260〜S280）。一
方、Ｓ２１５，Ｓ２２５，Ｓ２３５のいずれかが「Ｎ
Ｏ」の判定となった場合には、Σθ，ｎ，ｔをそれぞれ
０に初期化して本サブルーチンを抜ける（S290）。
簡単に正確なストローク絶対位置を求めることができる
ようにする。 【解決手段】 車速が所定の基準車速以上で、入力トル
クが所定の基準トルク以下で、ステッピングモータの電
気角変化量が所定の基準変化量以下になっている場合に
は、タイマーをスタートする（S210〜S240）。そして、
入力トルクが０となったときの電気角θを積算値Σθに
加え、積算個数ｎを１インクリメントする（S250，S25
5）。タイムアップするまでこの処理を繰り返し、タイ
ムアップしたら、走行センターＳ0 をＳ0 ＝Σθ／ｎと
して算出し、フラグＸ１を０に、フラグＸ２を１に、周
期Ｔを０に、それぞれ設定し直す（S260〜S280）。一
方、Ｓ２１５，Ｓ２２５，Ｓ２３５のいずれかが「Ｎ
Ｏ」の判定となった場合には、Σθ，ｎ，ｔをそれぞれ
０に初期化して本サブルーチンを抜ける（S290）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動式パワーステ
アリング装置に関する。
アリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
応答性の良さや小型軽量化が可能であるといった利点か
ら、電動式パワーステアリング装置が注目されるように
なってきた。ところが、電動式パワーステアリング装置
では、油圧式パワーステアリング装置の様な自然なパワ
ーアシストができないため、行きと戻りでヒステリシス
を持たせたり、最大転舵からの円滑な復元性能を発揮さ
せたり、ラックエンドで過負荷とならないようにするに
は、操舵角の絶対値を検出して、操舵角に応じた各種の
補正などを行う必要がある。
応答性の良さや小型軽量化が可能であるといった利点か
ら、電動式パワーステアリング装置が注目されるように
なってきた。ところが、電動式パワーステアリング装置
では、油圧式パワーステアリング装置の様な自然なパワ
ーアシストができないため、行きと戻りでヒステリシス
を持たせたり、最大転舵からの円滑な復元性能を発揮さ
せたり、ラックエンドで過負荷とならないようにするに
は、操舵角の絶対値を検出して、操舵角に応じた各種の
補正などを行う必要がある。
【０００３】このため、従来、タイヤの偏位を検出する
センサを追加したり（特公平４−５７５４４号公報）、
ラックエンドを検出するための近接スイッチを追加した
り（実開平２−１２０２８０号公報、実開昭６３−１５
２７２号公報）、同じくラックエンドを検出する様にラ
ックに設けた凹部にストロークスイッチを嵌合させるよ
うにしたもの（実公平４−４１７５号公報）が知られて
いる。これらの装置では、新たなセンサの追加が必要と
なるという問題がある。
センサを追加したり（特公平４−５７５４４号公報）、
ラックエンドを検出するための近接スイッチを追加した
り（実開平２−１２０２８０号公報、実開昭６３−１５
２７２号公報）、同じくラックエンドを検出する様にラ
ックに設けた凹部にストロークスイッチを嵌合させるよ
うにしたもの（実公平４−４１７５号公報）が知られて
いる。これらの装置では、新たなセンサの追加が必要と
なるという問題がある。
【０００４】一方、車速が所定以上でかつ入力トルクが
所定以下でかつモータ回転速度が所定値以下である場合
に直進走行中と推定して中立位置を求めるもの（特公平
７−２５３１４号公報）が知られている。この装置で
は、新たなセンサの追加は不要であるが、ＤＣモータを
減速ギヤやクラッチを介してラック軸と連結したシステ
ムであるため、モータ回転速度から推定するストローク
位置は精度が悪いという問題がある。また、ストローク
絶対位置は中立位置とモータ回転位置とから算出される
としているが、クラッチ制御等が行われる関係から、ス
トローク位置の特定は簡単ではなく、複雑な演算が必要
となる。
所定以下でかつモータ回転速度が所定値以下である場合
に直進走行中と推定して中立位置を求めるもの（特公平
７−２５３１４号公報）が知られている。この装置で
は、新たなセンサの追加は不要であるが、ＤＣモータを
減速ギヤやクラッチを介してラック軸と連結したシステ
ムであるため、モータ回転速度から推定するストローク
位置は精度が悪いという問題がある。また、ストローク
絶対位置は中立位置とモータ回転位置とから算出される
としているが、クラッチ制御等が行われる関係から、ス
トローク位置の特定は簡単ではなく、複雑な演算が必要
となる。
【０００５】そこで、本発明は、新たなセンサを追加す
ることなく、しかも、簡単に正確なストローク絶対位置
を求めることができるようにすることを目的とする。
ることなく、しかも、簡単に正確なストローク絶対位置
を求めることができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置のス
トローク位置検出装置は、操舵軸の入力トルクを検出す
るトルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、
ラック軸と同軸的に設けられ、ロータをボールナットと
して機能させつつラック軸のストロークをアシストする
モータの電気角を検出する電気角検出手段と、前記車速
が所定車速以上であって、かつ、前記入力トルクが所定
トルク以下であり、さらに、前記電気角の変化状態が所
定角度以下である状態が所定時間に渡って継続したと
き、その間に検出される電気角に基づいてストローク中
立位置を決定する走行センター決定手段と、該走行セン
ター決定手段によってストローク中立位置が決定できた
ら、該ストローク中立位置から電気角が増大方向に変化
して基準電気角に戻った場合に周期を１インクリメント
し、逆に減少方向に変化して基準電気角に戻った場合に
周期を１デクリメントする周期特定手段と、該特定した
周期と前記検出される電気角とから、ストローク中立位
置に対するストローク絶対位置を算出するストローク絶
対位置算出手段とを備える。
明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置のス
トローク位置検出装置は、操舵軸の入力トルクを検出す
るトルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、
ラック軸と同軸的に設けられ、ロータをボールナットと
して機能させつつラック軸のストロークをアシストする
モータの電気角を検出する電気角検出手段と、前記車速
が所定車速以上であって、かつ、前記入力トルクが所定
トルク以下であり、さらに、前記電気角の変化状態が所
定角度以下である状態が所定時間に渡って継続したと
き、その間に検出される電気角に基づいてストローク中
立位置を決定する走行センター決定手段と、該走行セン
ター決定手段によってストローク中立位置が決定できた
ら、該ストローク中立位置から電気角が増大方向に変化
して基準電気角に戻った場合に周期を１インクリメント
し、逆に減少方向に変化して基準電気角に戻った場合に
周期を１デクリメントする周期特定手段と、該特定した
周期と前記検出される電気角とから、ストローク中立位
置に対するストローク絶対位置を算出するストローク絶
対位置算出手段とを備える。
【０００７】ここで、前記ストローク中立位置決定手段
を、前記所定時間に渡って検出される電気角の内、入力
トルクが所定のしきい値以下のときに検出される電気角
の平均値をとり、これをもってストローク中立位置とす
るように構成するとよい。これらのストローク位置検出
装置によれば、ストローク絶対位置を算出するための電
気角検出手段は、ラック軸と直接結合されたモータの電
気角を検出するものであるから、従来技術の様な機械的
な誤差が少ない。また、クラッチを介在させないシステ
ムであるから、単に周期をカウントしてやるだけで、相
対的な角度変化しか分からないにも拘らず、ストローク
絶対位置を簡単に算出することができる。
を、前記所定時間に渡って検出される電気角の内、入力
トルクが所定のしきい値以下のときに検出される電気角
の平均値をとり、これをもってストローク中立位置とす
るように構成するとよい。これらのストローク位置検出
装置によれば、ストローク絶対位置を算出するための電
気角検出手段は、ラック軸と直接結合されたモータの電
気角を検出するものであるから、従来技術の様な機械的
な誤差が少ない。また、クラッチを介在させないシステ
ムであるから、単に周期をカウントしてやるだけで、相
対的な角度変化しか分からないにも拘らず、ストローク
絶対位置を簡単に算出することができる。
【０００８】なお、こうした電気角検出手段は、元々、
ＡＣサーボモータやステッピングモータといったモータ
の励磁相を決定するために必ず設けられるものであるか
ら、新たなセンサの追加は不要である。そして、周期特
定手段は、電子制御装置に組み込むソフトウェアで達成
できるので、これもまた新たな部品の追加につながらな
い。
ＡＣサーボモータやステッピングモータといったモータ
の励磁相を決定するために必ず設けられるものであるか
ら、新たなセンサの追加は不要である。そして、周期特
定手段は、電子制御装置に組み込むソフトウェアで達成
できるので、これもまた新たな部品の追加につながらな
い。
【０００９】これら本発明の電動式パワーステアリング
装置のストローク位置検出装置において、初期値として
の仮のストローク中立位置を設定する仮中立位置設定手
段と、該仮中立位置設定手段により設定された仮のスト
ローク中立位置から一方へ向かっての電気角の変化量
が、フルストローク操舵に対応する電気角の変化量を越
える場合に、当該越えた量に基づいて前記仮のストロー
ク中立位置を補正する仮中立位置補正手段とを備え、該
仮中立位置補正手段による補正が、左右両方向への所定
以上の操舵に対応してなされた場合であって、前記走行
センター決定手段によるストローク中立位置が決定され
るまでの間、当該補正後の仮のストローク中立位置をス
トローク中立位置として、前記周期特定手段及びストロ
ーク絶対位置算出手段を動作させるように構成するとよ
い。
装置のストローク位置検出装置において、初期値として
の仮のストローク中立位置を設定する仮中立位置設定手
段と、該仮中立位置設定手段により設定された仮のスト
ローク中立位置から一方へ向かっての電気角の変化量
が、フルストローク操舵に対応する電気角の変化量を越
える場合に、当該越えた量に基づいて前記仮のストロー
ク中立位置を補正する仮中立位置補正手段とを備え、該
仮中立位置補正手段による補正が、左右両方向への所定
以上の操舵に対応してなされた場合であって、前記走行
センター決定手段によるストローク中立位置が決定され
るまでの間、当該補正後の仮のストローク中立位置をス
トローク中立位置として、前記周期特定手段及びストロ
ーク絶対位置算出手段を動作させるように構成するとよ
い。
【００１０】このように構成しておけば、例えばクラン
ク道路の先に駐車場があるような場合に、発車直後の速
いタイミングにおいてストローク絶対位置を検出するこ
とが可能になるからである。なお、この装置において
は、走行センター決定手段によりストローク中立位置が
決定された場合には、これが優先されることとなる。と
いうのは、タイヤとラック軸との取付関係などにより、
走行センターとラックセンターとは厳密には一致しない
場合が多いからである。そして、操舵中立位置に一致す
るのは走行センターの方だからである。
ク道路の先に駐車場があるような場合に、発車直後の速
いタイミングにおいてストローク絶対位置を検出するこ
とが可能になるからである。なお、この装置において
は、走行センター決定手段によりストローク中立位置が
決定された場合には、これが優先されることとなる。と
いうのは、タイヤとラック軸との取付関係などにより、
走行センターとラックセンターとは厳密には一致しない
場合が多いからである。そして、操舵中立位置に一致す
るのは走行センターの方だからである。
【００１１】なお、より具体的には、前記モータがＶＲ
ステッピングモータであり、前記電気角検出手段がレゾ
ルバであるとよい。ＶＲモータは永久磁石を用いないの
で、クラッチなしのシステムであってもマニュアル操舵
時の抵抗が少ないからである。また、レゾルバは、高分
解能を達成する上で有利だからである。
ステッピングモータであり、前記電気角検出手段がレゾ
ルバであるとよい。ＶＲモータは永久磁石を用いないの
で、クラッチなしのシステムであってもマニュアル操舵
時の抵抗が少ないからである。また、レゾルバは、高分
解能を達成する上で有利だからである。
【００１２】そして、本発明によれば、電気角一周期内
の角度（位相角）しか検出できないレゾルバを用いなが
らも、上記の様にしてラックストロークの絶対位置を精
度よく特定することができるという顕著な効果を奏す
る。
の角度（位相角）しか検出できないレゾルバを用いなが
らも、上記の様にしてラックストロークの絶対位置を精
度よく特定することができるという顕著な効果を奏す
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を適用した電動式パワーステア
リング装置の実施例について説明する。実施例の電動式
パワーステアリング装置では、図１に示すように、タイ
ヤ１，１とタイロッド３，３を介して両端を連結された
ラック軸５に、ラック歯７とスクリュー溝９とを設けて
ある。ラック歯７には操舵軸１１の下端に設けられたピ
ニオン歯車１３を噛み合わせ、マニュアルステアリング
を可能にしている。また、スクリュー溝９には、これを
取り囲む様にラック軸５と同軸的にステッピングモータ
１５を取り付け、両者の間にボール１７を介在させてア
シスト用のボールスクリューを構成している。
リング装置の実施例について説明する。実施例の電動式
パワーステアリング装置では、図１に示すように、タイ
ヤ１，１とタイロッド３，３を介して両端を連結された
ラック軸５に、ラック歯７とスクリュー溝９とを設けて
ある。ラック歯７には操舵軸１１の下端に設けられたピ
ニオン歯車１３を噛み合わせ、マニュアルステアリング
を可能にしている。また、スクリュー溝９には、これを
取り囲む様にラック軸５と同軸的にステッピングモータ
１５を取り付け、両者の間にボール１７を介在させてア
シスト用のボールスクリューを構成している。
【００１４】このステッピングモータ１５は、電子制御
装置（ＥＣＵ）３０によって駆動制御される。ＥＣＵ３
０には、操舵軸１１に取り付けられて入力トルクの大き
さを検出するトルクセンサ２１、ステッピングモータ１
５のポジションを検出するポジションセンサ２３及び車
速センサ２５からの検出信号が入力される。ＥＣＵ３０
は、これら検出信号に基づいて、アシストトルク指令値
を演算し、この指令値に従って、ステッピングモータ１
５に対してバッテリ２７からの駆動電力を供給する。
装置（ＥＣＵ）３０によって駆動制御される。ＥＣＵ３
０には、操舵軸１１に取り付けられて入力トルクの大き
さを検出するトルクセンサ２１、ステッピングモータ１
５のポジションを検出するポジションセンサ２３及び車
速センサ２５からの検出信号が入力される。ＥＣＵ３０
は、これら検出信号に基づいて、アシストトルク指令値
を演算し、この指令値に従って、ステッピングモータ１
５に対してバッテリ２７からの駆動電力を供給する。
【００１５】トルクセンサ２１は、操舵軸上部と下部と
を連結するトーションバーのねじれによって生じる歪の
大きさに対応するアナログ信号を出力するものである。
ポジションセンサ２３は、ステッピングモータ１５に装
着されたレゾルバであり、ステッピングモータ１５の電
気角に対応する波形信号を出力するものである。実施例
では、機械角＝０゜〜６０゜にて１周期となる複数の正
弦波信号を出力する。各正弦波信号は位相がずれた波形
となっているので、これら正弦波信号の振幅値の組み合
せにより、電気角０゜〜６０゜が一義的に判明する。車
速センサ２５は、スピードメータケーブル用の出力軸が
１回転する毎に１パルスの信号を出力するものである。
を連結するトーションバーのねじれによって生じる歪の
大きさに対応するアナログ信号を出力するものである。
ポジションセンサ２３は、ステッピングモータ１５に装
着されたレゾルバであり、ステッピングモータ１５の電
気角に対応する波形信号を出力するものである。実施例
では、機械角＝０゜〜６０゜にて１周期となる複数の正
弦波信号を出力する。各正弦波信号は位相がずれた波形
となっているので、これら正弦波信号の振幅値の組み合
せにより、電気角０゜〜６０゜が一義的に判明する。車
速センサ２５は、スピードメータケーブル用の出力軸が
１回転する毎に１パルスの信号を出力するものである。
【００１６】ステッピングモータ１５は、ＶＲ型の４相
励磁方式のものであり、その駆動回路の概略を示すと、
図２の様に構成される。第１相と第３相、第２相と第４
相がそれぞれグループに分けられている。そして、各グ
ループについてバッテリ２７の正側とを結ぶコモンライ
ンが設けられ、そこにそれぞれ１個ずつのＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ（ＱＡ，ＱＢ）が配置されている。また、各相は独立
ラインでバッテリ２７の負側と接続され、そこに各１個
のＭＯＳ型ＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ４）が配置されている。な
お、駆動回路内には、転流用として、ダイオードＤＡ，
ＤＢ，Ｄ１〜Ｄ４が配置されている。
励磁方式のものであり、その駆動回路の概略を示すと、
図２の様に構成される。第１相と第３相、第２相と第４
相がそれぞれグループに分けられている。そして、各グ
ループについてバッテリ２７の正側とを結ぶコモンライ
ンが設けられ、そこにそれぞれ１個ずつのＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ（ＱＡ，ＱＢ）が配置されている。また、各相は独立
ラインでバッテリ２７の負側と接続され、そこに各１個
のＭＯＳ型ＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ４）が配置されている。な
お、駆動回路内には、転流用として、ダイオードＤＡ，
ＤＢ，Ｄ１〜Ｄ４が配置されている。
【００１７】この駆動回路により、左操舵及び右操舵に
対して、それぞれ定められている順番に各相を励磁し、
左右へのアシスト力を発生する様になっている。ＥＣＵ
３０は、その果たす役割に着目してブロック図に表すと
図３の様になる。
対して、それぞれ定められている順番に各相を励磁し、
左右へのアシスト力を発生する様になっている。ＥＣＵ
３０は、その果たす役割に着目してブロック図に表すと
図３の様になる。
【００１８】まず、入力部４０として、トルクセンサ２
１からの検出信号を入力し、これを入力トルクデータに
換算するための入力トルク換算部４１と、車速センサ２
５からの車速パルス信号を入力し、これを車速データに
換算するための車速換算部４２と、ポジションセンサ２
３からの波形信号を入力し、これを電気角に換算する電
気角換算部４３とを備えている。
１からの検出信号を入力し、これを入力トルクデータに
換算するための入力トルク換算部４１と、車速センサ２
５からの車速パルス信号を入力し、これを車速データに
換算するための車速換算部４２と、ポジションセンサ２
３からの波形信号を入力し、これを電気角に換算する電
気角換算部４３とを備えている。
【００１９】演算部５０には、入力トルクデータと車速
データに基づいてアシストトルク指令値を演算する指令
値演算部５１と、電気角の変化に基づいてステッピング
モータの回転角速度を演算する角速度演算部５２と、電
気角を補正する電気角補正部５３と、モータの電気角，
車速及び入力トルクに基づいてアシストトルク指令値を
補正するための指令値補正部５４と、アシストトルク指
令値に基づいて駆動電流値を算出すると共に、入力トル
クの正負により操舵方向を特定して励磁順を決定し、補
正された電気角に基づいて励磁相を特定する励磁相＆電
流値演算部５５とを備えている。
データに基づいてアシストトルク指令値を演算する指令
値演算部５１と、電気角の変化に基づいてステッピング
モータの回転角速度を演算する角速度演算部５２と、電
気角を補正する電気角補正部５３と、モータの電気角，
車速及び入力トルクに基づいてアシストトルク指令値を
補正するための指令値補正部５４と、アシストトルク指
令値に基づいて駆動電流値を算出すると共に、入力トル
クの正負により操舵方向を特定して励磁順を決定し、補
正された電気角に基づいて励磁相を特定する励磁相＆電
流値演算部５５とを備えている。
【００２０】指令値演算部５１が実行する演算は、従来
公知のものと同じであり、入力トルクＴinに比例したア
シストルク指令値Ｔcmd を算出する。角速度演算部５２
は、前回演算タイミングにおける電気角と今回演算され
た電気角との差分からモータ回転角速度を算出する。そ
して、電気角補正部５５は、今回検出された電気角に、
このモータ回転角速度を加味して、次の演算タイミング
までの電気角の変化を予測するのである。
公知のものと同じであり、入力トルクＴinに比例したア
シストルク指令値Ｔcmd を算出する。角速度演算部５２
は、前回演算タイミングにおける電気角と今回演算され
た電気角との差分からモータ回転角速度を算出する。そ
して、電気角補正部５５は、今回検出された電気角に、
このモータ回転角速度を加味して、次の演算タイミング
までの電気角の変化を予測するのである。
【００２１】指令値補正部５３は、車速Ｖ、入力トルク
Ｔin及び電気角θに基づいて、ストローク絶対位置Ｓを
特定し、ストローク絶対位置Ｓに応じてアシストトルク
指令値Ｔcmd を補正する。ここで、まず、ストローク絶
対位置Ｓの決定の仕方について、図４，図５のフローチ
ャートにて説明する。
Ｔin及び電気角θに基づいて、ストローク絶対位置Ｓを
特定し、ストローク絶対位置Ｓに応じてアシストトルク
指令値Ｔcmd を補正する。ここで、まず、ストローク絶
対位置Ｓの決定の仕方について、図４，図５のフローチ
ャートにて説明する。
【００２２】この処理は、イグニッションキーがオンと
されたときに開始され、まず、センター割り出し実行フ
ラグＸ１を１（オン）に、ラックストローク位置有効フ
ラグＸ２，Ｘ３を０（オフ）にセットすると共に（Ｓ１
０）、現在の電気角θ0 を入力し（Ｓ２０）、これを仮
のストローク中立位置（仮センター）Ｓ0 ’及び最大最
小角θmax ，θmin として設定すると共に位相角の周期
Ｔを０とする（Ｓ３０）。
されたときに開始され、まず、センター割り出し実行フ
ラグＸ１を１（オン）に、ラックストローク位置有効フ
ラグＸ２，Ｘ３を０（オフ）にセットすると共に（Ｓ１
０）、現在の電気角θ0 を入力し（Ｓ２０）、これを仮
のストローク中立位置（仮センター）Ｓ0 ’及び最大最
小角θmax ，θmin として設定すると共に位相角の周期
Ｔを０とする（Ｓ３０）。
【００２３】次に、電気角θn を入力し（Ｓ４０）、前
回入力されている電気角θn-1 と比較することによって
モータの回転方向を特定しつつ周期Ｔを更新する。モー
タの回転方向は、次式により特定する。
回入力されている電気角θn-1 と比較することによって
モータの回転方向を特定しつつ周期Ｔを更新する。モー
タの回転方向は、次式により特定する。
【００２４】
【数１】 θn−θn-1＜−Ｂ゜のとき・・・Ｔ←Ｔ＋１ θn−θn-1＞Ｂ゜のとき ・・・Ｔ←Ｔ−１ ここで、Ｂの値としては、本ルーチンの実行１サイクル
内でのモータの最大回転角度よりも十分に大きな値を設
定する。従って、θn−θn-1＜−Ｂ゜となるのは、電気
角６０゜を挟んで電気角が増大した場合に相当する。よ
って、上記の様に、次の周期の電気角へと周期Ｔを１
インクリメントするのである。θn−θn -1＞Ｂ゜となる
のは、電気角０゜を挟んで電気角が減少した場合に相当
する。よって、この場合は周期Ｔを１デクリメントする
のである。
内でのモータの最大回転角度よりも十分に大きな値を設
定する。従って、θn−θn-1＜−Ｂ゜となるのは、電気
角６０゜を挟んで電気角が増大した場合に相当する。よ
って、上記の様に、次の周期の電気角へと周期Ｔを１
インクリメントするのである。θn−θn -1＞Ｂ゜となる
のは、電気角０゜を挟んで電気角が減少した場合に相当
する。よって、この場合は周期Ｔを１デクリメントする
のである。
【００２５】こうして周期が特定できたら、現在のスト
ローク位置を算出するための絶対電気角（仮センターＳ
0 ’を絶対電気角＝０゜からのモータ回転角度積算値に
相当する）θnow を算出する（Ｓ５０）。
ローク位置を算出するための絶対電気角（仮センターＳ
0 ’を絶対電気角＝０゜からのモータ回転角度積算値に
相当する）θnow を算出する（Ｓ５０）。
【００２６】
【数２】θnow ＝６０゜・Ｔ＋θ−θ0 なお、右操舵を正（モータ正転）、左操舵を負（モータ
逆転）とすると、Ｔと、θ，θ0 の関係は、図６に示す
ように表される。図６の波形信号は電気角一周期の概念
を分かり易くするために、レゾルバの出力波形の１個だ
けを便宜的に表したものである。
逆転）とすると、Ｔと、θ，θ0 の関係は、図６に示す
ように表される。図６の波形信号は電気角一周期の概念
を分かり易くするために、レゾルバの出力波形の１個だ
けを便宜的に表したものである。
【００２７】次に、θnow の最大値θmax と最小値θ
min を更新する（Ｓ６０）。より具体的には、θnow ＞
θmax ならばθmax ←θnow と、θnow ＜θmin ならば
θmin←θnow といった具合いに、θnow が最大値θmax
及び最小値θmin を越える毎にこれらの値を更新する
のである。
min を更新する（Ｓ６０）。より具体的には、θnow ＞
θmax ならばθmax ←θnow と、θnow ＜θmin ならば
θmin←θnow といった具合いに、θnow が最大値θmax
及び最小値θmin を越える毎にこれらの値を更新する
のである。
【００２８】次に、θnow が右方向フル操舵絶対角θ
full+ を越えるか否かを判定する（Ｓ７０）。このθ
full+ は、正しいストロークセンターが割り出されてお
り、当該センターを絶対電気角＝０゜に設定したときに
右方向フル操舵に対応する絶対電気角として設計上定ま
って来る値である。従って、θnow がθfull+ を越える
ということは、仮センターＳ0 ’が真のセンターよりも
左よりに設定されてしまったことを意味する。
full+ を越えるか否かを判定する（Ｓ７０）。このθ
full+ は、正しいストロークセンターが割り出されてお
り、当該センターを絶対電気角＝０゜に設定したときに
右方向フル操舵に対応する絶対電気角として設計上定ま
って来る値である。従って、θnow がθfull+ を越える
ということは、仮センターＳ0 ’が真のセンターよりも
左よりに設定されてしまったことを意味する。
【００２９】よって、この場合には、下記式に従って、
仮センターＳ0 ’、θmax ，θmin及びθnow を補正す
る（Ｓ８０）。
仮センターＳ0 ’、θmax ，θmin及びθnow を補正す
る（Ｓ８０）。
【００３０】
【数３】Ｓ0 ’← θ0 ＋ （θfull+ −θnow ） θmax ← θmax ＋ （θfull+ −θnow ） θmin ← θmin ＋ （θfull+ −θnow ） θnow ← θfull+ また、同様に、θnow が左方向フル操舵角θfull- を下
回っている場合には、下記式に従って、Ｓ0 ’，θ
max ，θmin 及びθnow を補正する（Ｓ９０，Ｓ１０
０）。
回っている場合には、下記式に従って、Ｓ0 ’，θ
max ，θmin 及びθnow を補正する（Ｓ９０，Ｓ１０
０）。
【００３１】
【数４】Ｓ0 ’← θ0 ＋ （θfull- −θnow ） θmax ← θmax ＋ （θfull- −θnow ） θmin ← θmin ＋ （θfull- −θnow ） θnow ← θfull- 次に、θmax −θmin が所定の基準値Ａ以上となってい
るか否かを判定する（Ｓ１１０）。この基準値Ａは、左
右へのフルストローク操舵量に相当する絶対電気角の変
化量（θfull+ −θfull- ）に近い値を設定しておく。
そして、ここで肯定判断がなされたら、ラックストロー
ク位置有効フラグＸ３を１（オン）にセットする（Ｓ１
２０）。このフラグＸ３は、仮センターＳ0 ’が所定の
信頼性を得たこと、換言するならば、現在求められてい
る絶対電気角θnow が所定の信頼性を得たことを示すフ
ラグである。
るか否かを判定する（Ｓ１１０）。この基準値Ａは、左
右へのフルストローク操舵量に相当する絶対電気角の変
化量（θfull+ −θfull- ）に近い値を設定しておく。
そして、ここで肯定判断がなされたら、ラックストロー
ク位置有効フラグＸ３を１（オン）にセットする（Ｓ１
２０）。このフラグＸ３は、仮センターＳ0 ’が所定の
信頼性を得たこと、換言するならば、現在求められてい
る絶対電気角θnow が所定の信頼性を得たことを示すフ
ラグである。
【００３２】また、これらの処理の後に、Ｘ１＝１か否
かを判定し（Ｓ１２０）、Ｘ＝１ならセンター割り出し
処理を実行する（Ｓ２００）。センター割り出し処理
は、図７に示すように構成され、まず、車速Ｖを入力
し、所定の基準車速以上となっているか否かを判定する
（Ｓ２１０，Ｓ２１５）。「ＹＥＳ」と判定された場合
には、入力トルクＴinを入力し、これが所定の基準トル
ク以下になっているか否かを判定する（Ｓ２２０，Ｓ２
２５）。「ＹＥＳ」と判定された場合には、電気角の変
化量△θを入力し、これが所定の基準変化量以下になっ
ているか否かを判定する（Ｓ２３０，Ｓ２３５）。これ
も「ＹＥＳ」と判定された場合には、タイマーｔをスタ
ートし（Ｓ２４０）、入力トルクＴinが０となったとき
の電気角θを積算値Σθに加えると共に、積算個数ｎを
１インクリメントする（Ｓ２５０，Ｓ２５５）。なお、
Σθ及びｎには初期値として０が設定されている。
かを判定し（Ｓ１２０）、Ｘ＝１ならセンター割り出し
処理を実行する（Ｓ２００）。センター割り出し処理
は、図７に示すように構成され、まず、車速Ｖを入力
し、所定の基準車速以上となっているか否かを判定する
（Ｓ２１０，Ｓ２１５）。「ＹＥＳ」と判定された場合
には、入力トルクＴinを入力し、これが所定の基準トル
ク以下になっているか否かを判定する（Ｓ２２０，Ｓ２
２５）。「ＹＥＳ」と判定された場合には、電気角の変
化量△θを入力し、これが所定の基準変化量以下になっ
ているか否かを判定する（Ｓ２３０，Ｓ２３５）。これ
も「ＹＥＳ」と判定された場合には、タイマーｔをスタ
ートし（Ｓ２４０）、入力トルクＴinが０となったとき
の電気角θを積算値Σθに加えると共に、積算個数ｎを
１インクリメントする（Ｓ２５０，Ｓ２５５）。なお、
Σθ及びｎには初期値として０が設定されている。
【００３３】そして、タイマーｔが５秒を計時してタイ
ムアップしたか否かを判定し（Ｓ２６０）、タイムアッ
プしている場合には、下記演算を実行して走行センター
Ｓ0を決定する（Ｓ２７０）。
ムアップしたか否かを判定し（Ｓ２６０）、タイムアッ
プしている場合には、下記演算を実行して走行センター
Ｓ0を決定する（Ｓ２７０）。
【００３４】
【数５】Ｓ0 ＝Σθ／ｎ また、フラグＸ１を０に、フラグＸ２を１に、周期Ｔを
０に、それぞれ設定し直す（Ｓ２８０）。
０に、それぞれ設定し直す（Ｓ２８０）。
【００３５】一方、Ｓ２１５，Ｓ２２５，Ｓ２３５のい
ずれかが「ＮＯ」の判定となった場合には、Σθ，ｎ，
ｔをそれぞれ０に初期化して本サブルーチンを抜ける
（Ｓ２９０）。再びメインルーチンに戻って説明する
と、Ｓ１２０及びＳ２００に続く処理として、Ｘ２＝１
か否かを判定する処理（Ｓ１３０）が実行される。「Ｙ
ＥＳ」と判定された場合には、ストローク絶対位置算出
処理（Ｓ３００）を実行する。一方、Ｓ１３０で「Ｎ
Ｏ」と判定された場合には、さらに、Ｘ３＝１となって
いるか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここで「ＹＥＳ」
と判定された場合には、Ｓ0←Ｓ0 ’としてストローク
絶対位置算出処理（Ｓ３００）へ移行する（Ｓ１５
０）。しかし、Ｓ１３０，Ｓ１４０共に「ＮＯ」と判定
されている場合には、ストローク絶対位置算出処理は行
わず、Ｓ４０へ戻る。
ずれかが「ＮＯ」の判定となった場合には、Σθ，ｎ，
ｔをそれぞれ０に初期化して本サブルーチンを抜ける
（Ｓ２９０）。再びメインルーチンに戻って説明する
と、Ｓ１２０及びＳ２００に続く処理として、Ｘ２＝１
か否かを判定する処理（Ｓ１３０）が実行される。「Ｙ
ＥＳ」と判定された場合には、ストローク絶対位置算出
処理（Ｓ３００）を実行する。一方、Ｓ１３０で「Ｎ
Ｏ」と判定された場合には、さらに、Ｘ３＝１となって
いるか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここで「ＹＥＳ」
と判定された場合には、Ｓ0←Ｓ0 ’としてストローク
絶対位置算出処理（Ｓ３００）へ移行する（Ｓ１５
０）。しかし、Ｓ１３０，Ｓ１４０共に「ＮＯ」と判定
されている場合には、ストローク絶対位置算出処理は行
わず、Ｓ４０へ戻る。
【００３６】ストローク絶対位置算出処理は、図８に示
すように構成され、まず、位相角θと入力トルクＴinを
入力し（Ｓ３１０）、入力トルクＴinの正負に基づいて
操舵方向を特定すると共に、下記式に基づいて、ストロ
ーク絶対位置Ｓを算出する（Ｓ３２０）。
すように構成され、まず、位相角θと入力トルクＴinを
入力し（Ｓ３１０）、入力トルクＴinの正負に基づいて
操舵方向を特定すると共に、下記式に基づいて、ストロ
ーク絶対位置Ｓを算出する（Ｓ３２０）。
【００３７】
【数６】Ｓ＝ｆ（６０゜・Ｔ＋θn −Ｓ0 ） なお、ｆは関数を意味し、減速比などを考慮して、スト
ローク絶対位置を与えるものである。
ローク絶対位置を与えるものである。
【００３８】次に、指令値補正部５４にて実行される指
令値補正処理の内容について説明する。この処理は、図
９のフローチャートに示すように構成され、まず、アシ
ストトルク指令値Ｔcmd を入力し（Ｓ４１０）、次に、
ストローク絶対位置Ｓが算出できているか否かを判定す
る（Ｓ４２０）。算出できていない場合には、補正を行
わない（Ｓ４３０）。一方、算出できている場合には、
ストローク絶対位置Ｓを入力し（Ｓ４４０）、図１０に
示すようなリタナビリティ補正用テーブルを参照して補
正トルク値Ｔstr を決定する（Ｓ４４５）。また、車速
Ｖを入力すると共に、図１１に示すような車速対応ゲイ
ンテーブルを参照して、ゲインＧvsを決定する（Ｓ４５
０，Ｓ４５５）。そして、下記式に従って、アシストト
ルク指令値Ｔcmd を補正する（Ｓ４６０）。
令値補正処理の内容について説明する。この処理は、図
９のフローチャートに示すように構成され、まず、アシ
ストトルク指令値Ｔcmd を入力し（Ｓ４１０）、次に、
ストローク絶対位置Ｓが算出できているか否かを判定す
る（Ｓ４２０）。算出できていない場合には、補正を行
わない（Ｓ４３０）。一方、算出できている場合には、
ストローク絶対位置Ｓを入力し（Ｓ４４０）、図１０に
示すようなリタナビリティ補正用テーブルを参照して補
正トルク値Ｔstr を決定する（Ｓ４４５）。また、車速
Ｖを入力すると共に、図１１に示すような車速対応ゲイ
ンテーブルを参照して、ゲインＧvsを決定する（Ｓ４５
０，Ｓ４５５）。そして、下記式に従って、アシストト
ルク指令値Ｔcmd を補正する（Ｓ４６０）。
【００３９】
【数７】Ｔcmd ← Ｔcmd ＋Ｔrtn Ｔrtn ← Ｔstr ×Ｇvs また、車速Ｖが所定の基準車速Ｖ1 以下となっているか
否かを判定する（Ｓ４７０）。そして、「ＹＥＳ」と判
定された場合には、図１２に示す様なラックエンドダン
ピングテーブルを参照して、ラックエンドダンピングゲ
インＧend を決定し（Ｓ４８０）、下記式に従って、ア
シストトルク指令値Ｔcmd を補正する（Ｓ４９０）。
否かを判定する（Ｓ４７０）。そして、「ＹＥＳ」と判
定された場合には、図１２に示す様なラックエンドダン
ピングテーブルを参照して、ラックエンドダンピングゲ
インＧend を決定し（Ｓ４８０）、下記式に従って、ア
シストトルク指令値Ｔcmd を補正する（Ｓ４９０）。
【００４０】
【数８】Ｔcmd ← Ｔcmd ×Ｇend 以上の様に構成した結果、本実施例によれば、精度よく
ラックストローク位置を検出することができ、リタナビ
リティ制御やラックエンドダンピング制御といった制御
をストローク位置に応じて的確に実施することができ
る。
ラックストローク位置を検出することができ、リタナビ
リティ制御やラックエンドダンピング制御といった制御
をストローク位置に応じて的確に実施することができ
る。
【００４１】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えばス
テッピングモータではなくＡＣサーボモータやＤＣブラ
シレスモータをラック軸と同軸的なボールナットとして
使用する様なシステムにおいても同様に構成でき、本発
明の要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形すること
が可能である。
明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えばス
テッピングモータではなくＡＣサーボモータやＤＣブラ
シレスモータをラック軸と同軸的なボールナットとして
使用する様なシステムにおいても同様に構成でき、本発
明の要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形すること
が可能である。
【図１】 実施例の電動式パワーステアリング装置の全
体を示す構成図である。
体を示す構成図である。
【図２】 実施例におけるステッピングモータ駆動回路
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図３】 実施例におけるＥＣＵの機能ブロック図であ
る。
る。
【図４】 実施例におけるストローク絶対位置決定処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】 実施例におけるストローク絶対位置決定処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図６】 実施例におけるＴと、θ，θ0 の関係を示す
説明図である。
説明図である。
【図７】 実施例におけるセンター割出処理のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図８】 実施例におけるストローク絶対位置算出処理
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図９】 実施例における指令値補正処理のフローチャ
ートである。
ートである。
【図１０】 実施例におけるリタナビリティ補正用テー
ブルの説明図である。
ブルの説明図である。
【図１１】 実施例における車速対応ゲインテーブルの
説明図である。
説明図である。
【図１２】 実施例におけるラックエンドダンピングテ
ーブルの説明図である。
ーブルの説明図である。
１・・・車輪、３・・・タイロッド、５・・・ラック
軸、７・・・ラック歯、９・・・スクリュー溝、１１・
・・操舵軸、１３・・・ピニオン歯車、１５・・・ステ
ッピングモータ、１７・・・ボール、２１・・・トルク
センサ、２３・・・ポジションセンサ、２５・・・車速
センサ、２７・・・バッテリ、３０・・・ＥＣＵ、４１
・・・入力トルク換算部、４２・・・車速換算部、４３
・・・電気角換算部、５１・・・指令値演算部、５２・
・・角速度演算部、５３・・・電気角補正部、５４・・
・指令値補正部、５５・・・位相角＆電流値演算部。
軸、７・・・ラック歯、９・・・スクリュー溝、１１・
・・操舵軸、１３・・・ピニオン歯車、１５・・・ステ
ッピングモータ、１７・・・ボール、２１・・・トルク
センサ、２３・・・ポジションセンサ、２５・・・車速
センサ、２７・・・バッテリ、３０・・・ＥＣＵ、４１
・・・入力トルク換算部、４２・・・車速換算部、４３
・・・電気角換算部、５１・・・指令値演算部、５２・
・・角速度演算部、５３・・・電気角補正部、５４・・
・指令値補正部、５５・・・位相角＆電流値演算部。
Claims (4)
- 【請求項１】 操舵軸の入力トルクを検出するトルク検
出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 ラック軸と同軸的に設けられ、ロータをボールナットと
して機能させつつラック軸のストロークをアシストする
モータの電気角を検出する電気角検出手段と、 前記車速が所定車速以上であって、かつ、前記入力トル
クが所定トルク以下であり、さらに、前記電気角の変化
状態が所定角度以下である状態が所定時間に渡って継続
したとき、その間に検出される電気角に基づいてストロ
ーク中立位置を決定する走行センター決定手段と、 該走行センター決定手段によってストローク中立位置が
決定できたら、該ストローク中立位置から電気角が増大
方向に変化して基準電気角に戻った場合に周期を１イン
クリメントし、逆に減少方向に変化して基準電気角に戻
った場合に周期を１デクリメントする周期特定手段と、 該特定した周期と前記検出される電気角とから、ストロ
ーク中立位置に対するストローク絶対位置を算出するス
トローク絶対位置算出手段とを備える電動式パワーステ
アリング装置のストローク位置検出装置。 - 【請求項２】 前記ストローク中立位置決定手段は、前
記所定時間に渡って検出される電気角の内、入力トルク
が所定のしきい値以下のときに検出される電気角の平均
値をとり、これをもってストローク中立位置とすること
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
装置のストローク位置検出装置。 - 【請求項３】 初期値としての仮のストローク中立位置
を設定する仮中立位置設定手段と、 該仮中立位置設定手段により設定された仮のストローク
中立位置から一方へ向かっての電気角の変化量が、フル
ストローク操舵に対応する電気角の変化量を越える場合
に、当該越えた量に基づいて前記仮のストローク中立位
置を補正する仮中立位置補正手段とを備え、 該仮中立位置補正手段による補正が、左右両方向への所
定以上の操舵に対応してなされた場合であって、前記走
行センター決定手段によるストローク中立位置が決定さ
れるまでの間、当該補正後の仮のストローク中立位置を
ストローク中立位置として、前記周期特定手段及びスト
ローク絶対位置算出手段を動作させることを特徴とする
請求項１又は２記載の電動式パワーステアリング装置の
ストローク位置検出装置。 - 【請求項４】 前記モータがＶＲステッピングモータで
あり、前記回転角検出手段がレゾルバであることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか記載の電動式パワーステ
アリング装置のストローク位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25643395A JP3688025B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 電動式パワーステアリング装置のストローク位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25643395A JP3688025B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 電動式パワーステアリング装置のストローク位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0999847A true JPH0999847A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3688025B2 JP3688025B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=17292600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25643395A Expired - Lifetime JP3688025B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 電動式パワーステアリング装置のストローク位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3688025B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331622A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
-
1995
- 1995-10-03 JP JP25643395A patent/JP3688025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331622A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用操舵制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3688025B2 (ja) | 2005-08-24 |
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|
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|
| A521 | Written amendment |
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