JP2003019974A - 電気式動力舵取装置 - Google Patents
電気式動力舵取装置Info
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Abstract
の操舵感覚を向上し得る電気式動力舵取装置を提供す
る。 【解決手段】 電気式動力舵取装置では、切込み切戻し
判定部22により判定されたステアリングホイールの切
り方向に基づいて切換部24により選択される切込みア
シストマップ23a又は切戻しアシストマップ23b
と、トルクセンサ11により検出される操舵トルクと、
に基づいて電流指令値が決定される。これにより、ステ
アリングホイールの切込み時には、切込みアシストマッ
プ23aと操舵トルクとに基づいて、またステアリング
ホイールの切戻し時には、切戻しアシストマップ23b
と操舵トルクとに基づいて、それぞれ電流指令値を決定
できるので、切込み時の操舵感覚と切戻し時の操舵感覚
とにそれぞれ対応した良好なアシストトルクを設定する
ことができる。したがって、ステアリングホイールの切
込み切戻しの双方の操舵感覚を向上できる。
Description
フトに発生する操舵トルクに基づいて操舵力を補うモー
タを備えた電気式動力舵取装置に関するものである。
部90は、図14に示すような構成を採用していた。即
ち、操舵トルクを検出するトルクセンサから出力された
センサ出力は、位相補償部91に入力され、トルクセン
サ出力に対する応答性を速くするために位相が進められ
た後、アシストマップ93に入力される。このアシスト
マップ93では、位相補償されたトルク信号に基づい
て、操舵力を補助するためにモータに発生させるトルク
(以下「アシストトルク」という。)に対応する送出す
べき電流指令値を決定する。このように決定された電流
指令値は、加算部99を介してPI制御部95により所
定の比例積分制御をされた後、PWM回路等により電流
指令値に対応するパルス幅のパルス信号に変換されてモ
ータに出力される。
タ電流検出部97により検出された後、PI制御部95
の前段に設けられた加算部99に帰還されるので、電流
指令値とモータ電流の検出値との偏差分に基づいて両者
が一致するようにPI制御部95により比例積分制御さ
れる。これにより、モータに与えられるモータ電流がフ
ィードバック制御されるので、ステアリングホイールの
操舵により発生した操舵トルクに適したアシストトルク
をモータに発生させることができる。
動力舵取装置90では、トルク信号から電流指令値を決
定するアシストマップ93は、ステアリングホイールの
回転方向、即ちステアリングホイールの切込み、切戻し
に関わりなく、同じもの(単一のアシストマップ)を用
いている(図4(B) 参照)。そのため、ステアリングホ
イールの切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻
し時の操舵感覚(戻され感)のいずれか一方の操舵感覚
を優先的に設定していた。したがって、ステアリングホ
イールの切込み時の操舵感覚と切戻し時の操舵感覚とを
双方ともに良好に設定することが困難であるという問題
があった。
なされたものであり、その目的とするところは、ステア
リングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上
し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1の電気式動力舵取装
置では、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに
基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装
置であって、前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出
手段と、前記ステアリングホイールの回転方向を検出す
る回転方向検出手段と、前記操舵トルク検出手段により
検出した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により
検出したステアリングホイールの回転方向に基づいて、
前記ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判
定する切込み切戻し判定手段と、前記切込み切戻し判定
手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方
向に基づいて選択され前記操舵トルクから前記操舵力を
補うアシストトルクを決定可能な切込みマップもしくは
切戻しマップと、前記操舵トルク検出手段により検出し
た操舵トルクと、に基づいて、前記モータへの電流指令
値を決定する電流指令手段と、前記モータに流れるモー
タ電流を検出する電流検出手段と、前記電流指令手段に
より決定される電流指令値と前記電流検出手段により検
出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータを
帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを技術的
特徴とする。
段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トル
クおよび回転方向検出手段により検出したステアリング
ホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイール
の、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令
手段により、切込み切戻し判定手段により判定したステ
アリングホイールの切り方向に基づいて選択され操舵ト
ルクから操舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込
みマップもしくは切戻しマップと、操舵トルク検出手段
により検出した操舵トルクと、に基づいて、モータへの
電流指令値を決定する。さらに、電流検出手段によりモ
ータに流れるモータ電流を検出し、モータ制御手段によ
り、電流指令手段により決定される電流指令値と電流検
出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づい
て、モータを帰還制御する。
流指令値は、ステアリングホイールの切り方向に基づい
て選択される切込みマップもしくは切戻しマップと、操
舵トルクと、に基づくものである。これにより、ステア
リングホイールの切込み時においては、切込みマップと
操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することがで
き、ステアリングホイールの切戻し時においては、切戻
しマップと操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定す
ることができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアッ
プ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ
対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設
定することができる。したがって、ステアリングホイー
ルの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果が
ある。
は、請求項1において、前記電流指令手段は、前記切込
みマップおよび前記切戻しマップを選択する速度を所定
値以下に下げる遅延手段を備えることを技術的特徴とす
る。
流指令手段で選択する切込みマップおよび切戻しマップ
を選択する速度を所定値以下に下げることから、検出し
た操舵トルクやステアリングホイールの回転方向が両マ
ップの選択を決めるしきい値付近にあった場合や、また
操舵トルクや回転方向に当該所定値を越える応答速度を
もつ変動成分を含んでいた場合であっても、当該遅延手
段による低域通過フィルタの作用によって、これらを除
去することができる。これにより、切込みマップおよび
切戻しマップの選択を安定して行うことができる。した
がって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の
操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づ
いて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置で
あって、前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段
と、前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回
転方向検出手段と、前記操舵トルク検出手段により検出
した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出
したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記
ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定す
る切込み切戻し判定手段と、前記操舵トルクから前記操
舵力を補うアシストトルクを決定可能な切込みマップと
前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクとに
基づいて決定する前記モータへの切込み電流指令値、お
よび、この切込み電流指令値に所定演算を施して決定す
る前記モータへの切戻し電流指令値、のいずれか一方を
前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリ
ングホイールの切り方向に基づいて選択する電流指令手
段と、前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検
出手段と、前記電流指令手段により決定される電流指令
値と前記電流検出手段により検出されるモータ電流との
偏差に基づいて、前記モータを帰還制御するモータ制御
手段と、を備えることを技術的特徴とする。
段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トル
クおよび回転方向検出手段により検出したステアリング
ホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイール
の、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令
手段により、操舵トルクから操舵力を補うアシストトル
クを決定可能な切込みマップと操舵トルク検出手段によ
り検出した操舵トルクとに基づいて決定するモータへの
切込み電流指令値、および、この切込み電流指令値に所
定演算を施して決定するモータへの切戻し電流指令値、
のいずれか一方を切込み切戻し判定手段により判定した
ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択する。
さらに、電流検出手段によりモータに流れるモータ電流
を検出し、モータ制御手段により、電流指令手段により
決定される電流指令値と電流検出手段により検出される
モータ電流との偏差に基づいて、モータを帰還制御す
る。
流指令値は、ステアリングホイールの切り方向に基づい
て選択される、切込み電流指令値およびこの切込み電流
指令値に所定演算を施して決定するモータへの切戻し電
流指令値である。これにより、ステアリングホイールの
切込み時においては、切込みマップと操舵トルクとに基
づいて切込み電流指令値を決定することができ、ステア
リングホイールの切戻し時においては、この切込み電流
指令値に所定演算を施して切戻し電流指令値を決定する
ことができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ
感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対
応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設定
することができることに加え、切戻しマップを必要とし
ない分、切戻しマップ等を記憶する記憶装置の記憶空間
を減少させることができる。したがって、ステアリング
ホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る
効果に加えて、さらに装置コストを低減させる効果があ
る。
は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づ
いて操舵力を補うモータを備えた電気式動力舵取装置で
あって、前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段
と、前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回
転方向検出手段と、前記操舵トルク検出手段により検出
した操舵トルクおよび前記回転方向検出手段により検出
したステアリングホイールの回転方向に基づいて、前記
ステアリングホイールの、切込みおよび切戻しを判定す
る切込み切戻し判定手段と、(1) 前記操舵トルクから前
記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な基準マッ
プ、(2) 前記切込み切戻し判定手段により判定した前記
ステアリングホイールの切り方向に基づいて選択され前
記アシストトルクを増幅する、所定の切込み利得もしく
はこの所定の切込み利得よりも大きく設定された所定の
切戻し利得および(3) 前記操舵トルク検出手段により検
出した操舵トルク、に基づいて、前記モータへの電流指
令値を決定する電流指令手段と、前記モータに流れるモ
ータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流指令手段
により決定される電流指令値と前記電流検出手段により
検出されるモータ電流との偏差に基づいて、前記モータ
を帰還制御するモータ制御手段と、を備えることを技術
的特徴とする。
段により、操舵トルク検出手段により検出した操舵トル
クおよび回転方向検出手段により検出したステアリング
ホイールの回転方向に基づいて、ステアリングホイール
の、切込みおよび切戻しを判定する。そして、電流指令
手段により、(1) 操舵トルクから操舵力を補うアシスト
トルクを決定可能な基準マップ、(2) 切込み切戻し判定
手段により判定したステアリングホイールの切り方向に
基づいて選択されアシストトルクを増幅する、所定の切
込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも大きく設
定された所定の切戻し利得、および(3) 操舵トルク検出
手段により検出した操舵トルク、に基づいて、モータへ
の電流指令値を決定する。さらに、電流検出手段により
モータに流れるモータ電流を検出し、モータ制御手段に
より、電流指令手段により決定される電流指令値と電流
検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づい
て、モータを帰還制御する。
流指令値は、(1) 操舵トルクから操舵力を補うアシスト
トルクを決定可能な基準マップ、(2) ステアリングホイ
ールの切り方向に基づいて選択されアシストトルクを増
幅する、所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利
得よりも大きく設定された所定の切戻し利得、および
(3) 操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク、に
基づくものである。これにより、ステアリングホイール
の切込み時においては、操舵トルクから基準マップによ
り決定されたアシストトルクを所定の切込み利得にて増
幅して電流指令値を決定し、ステアリングホイールの切
戻し時においては、操舵トルクから基準マップにより決
定されたアシストトルクを所定の切込み利得よりも大き
く設定された所定の切戻し利得にて増幅して電流指令値
を決定することができるので、切込み時の操舵感覚(ビ
ルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とに
それぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシストト
ルクを設定することができる。したがって、ステアリン
グホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得
る効果がある。
は、請求項4において、車両速度を検出する速度センサ
を有し、この車速センサにより検出した車両速度がほぼ
零であるとき、前記電流指令手段は、前記切込み切戻し
判定手段により判定した前記ステアリングホイールの切
り方向にかかわらず、前記所定の切戻し利得を前記所定
の切込み利得の値またはそれ以下の値に設定することを
技術的特徴とする。
出した車両速度がほぼ零であるとき、電流指令手段は、
切込み切戻し判定手段により判定したステアリングホイ
ールの切り方向にかかわらず、所定の切戻し利得を所定
の切込み利得の値またはそれ以下の値に設定することか
ら、ステアリングホイールの切戻し時に選択される所定
の切戻し利得を所定の切込み利得の値またはそれ以下の
値に低く設定することができる。これにより、車両速度
がほぼ零であるときの切戻し時に生じ易い自励発振を防
止することができる。したがって、車両速度がほぼ零で
あっても、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方
の操舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
置では、請求項1または2記載の電気式動力舵取装置に
おいて、車両速度を検出する速度センサを有し、この車
速センサにより検出した車両速度がほぼ零であるとき、
前記電流指令手段は、前記切込みマップ、前記切戻しマ
ップ、または、前記切込みマップでも前記切戻しマップ
でもない他のマップ、のうちのいずれか一つと、前記操
舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づ
いて、前記モータへの電流指令値を決定することを技術
的特徴とする。
出した車両速度がほぼ零であるとき、電流指令手段は、
切込みマップ、切戻しマップ、または、切込みマップで
も切戻しマップでもない他のマップ、のうちのいずれか
一つと、操舵トルク検出手段により検出した操舵トルク
と、に基づいて、モータへの電流指令値を決定すること
から、車両速度がほぼ零であるときは、ステアリングホ
イールの切込み時、切戻し時に関わらず、特定の一つの
マップと操舵トルクとに基づいて、モータへの電流指令
値を決定することができる。これにより、車両速度がほ
ぼ零であるときのステアリングホイールの切戻し時に生
じ易い自励発振を防止することができる。したがって、
車両速度がほぼ零であっても、ステアリングホイールの
切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効果
がある。
置の実施形態について図を参照して説明する。なお、以
下の実施形態では、本発明の電気式動力舵取装置とし
て、自動車等の車両に備えられた電気式動力舵取装置を
例に挙げて説明する。
の主な電気的構成を図2に基づいて説明する。図2に示
すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置10
は、主に、ステアリングホイールと、このステアリング
ホイールに連結されたステアリングシャフトと、トルク
センサ11、車速センサ12、操舵角センサ13等のセ
ンサ群と、CPU16、インターフェース17等からな
るECU15と、このECU15により制御されるモー
タ駆動回路18と、このモータ駆動回路18に接続され
アシストトルクを発生し得るモータMと、このモータM
によるアシストトルクに助けられて駆動するステアリン
グギヤボックス等と、から構成されている。なお、ステ
アリングホイール、ステアリングシャフトおよびステア
リングギヤボックスは、図示されていない。
るもので、車両のステアリングホイールに連結された入
力軸と操舵機構に連結された出力軸とを相対回転可能に
連結するトーションバー等のねじれ量に基づいて検出し
ている。この検出された操舵トルクは、ECU15に入
力される。
で、これにより検出された車速もECU15に入力され
る。操舵角センサ13は、操舵角、即ちステアリングホ
イールの回転角を検出するもので、その操舵角を時間に
より微分演算することでステアリングホイールの回転速
度を得ることができ、また角度の増減を検出することに
より回転方向を得ることができる。これにより検出され
た操舵角もECU15に入力される。
ンターフェース17を介して入力される操舵トルク、車
速および操舵角に基づいて、モータ駆動回路18へ送出
すべき電流指令値を決定し、モータ駆動回路18に出力
する。
出された電流指令値に対応する駆動電流をPWM回路に
よりモータMへ出力するものである。これにより、モー
タMは操舵力を補助するためのアシストトルクを発生
し、あるいはステアリングホイールを復元するためのト
ルクを発生する。
8およびモータMの制御を担うモータ制御部20の構成
およびその作動を図1〜図5に基づいて説明する。図1
に示すように、電気式動力舵取装置10は、主に、位相
補償部21、切込み切戻し判定部22、切込みアシスト
マップ23a、切戻しアシストマップ23b、切換部2
4、PI制御部25、モータ電流検出部27、加算部2
9から構成されている。なおこれらは、モータ電流検出
部27を除き、前述したECU15のCPU16により
演算処理されるソフトウェアにより実現されるものであ
る。
出力されたトルクセンサ出力の位相を進めるもので、ト
ルクセンサ出力に対する応答性を速くするための進相処
理を行う。切込み切戻し判定部22は、ステアリングホ
イールの切込みおよび切戻しを判定するもので、トルク
センサ11から出力されたトルクセンサ出力と操舵角セ
ンサ13から出力された操舵角によるステアリングホイ
ールの回転方向とに基づいて判定する判定処理を行う。
1から出力されるセンサ出力の符号(操舵トルクの符
号)と、操舵角センサ13から出力されるセンサ出力の
符号(回転方向の符号)との組み合わせにより、両者の
符号が同符号であれば「切込み」であると判定し、また
両者の符号が異符号であれば「切戻し」であると判定す
る。なお、トルクセンサ11から出力されるセンサ出力
は、トーションバーのねじれ方向により、プラス符号
(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号が付与
される。また操舵角センサ13から出力されるセンサ出
力は、ステアリングホイールの回転方向により、プラス
符号(右方向)またはマイナス符号(左方向)の符号が
付与される。
アシストマップ23bは、操舵トルクから操舵力を補う
アシストトルクを決定するもので、例えば、車速40km
/hのときには、図4(A) に示すように設定されてい
る。即ち、図4(A) に示すように、トルクセンサ出力
(TS)に対して所定のアシストトルク(Tmo)(電流
指令値)が発生するように関連づけられた特性が与えら
れており、切込み時には白丸(○)でプロットしたカー
ブを描くように切込みアシストマップ23aが設定さ
れ、また切戻し時には黒三角(▲)でプロットしたカー
ブを描くように切戻しアシストマップ23bが設定され
ている。
単一のアシストマップとは異なり、切込み用と切戻し用
というように、ステアリングホイールの切り方向によっ
てそれぞれ異なったアシストマップ、つまり切込みアシ
ストマップ23a、切戻しアシストマップ23bを持つ
ため、ステアリングホイールの切込み時においては、切
込みアシストマップ23aと操舵トルクとに基づいて電
流指令値を決定することができ、ステアリングホイール
の切戻し時においては、切戻しアシストマップ23bと
操舵トルクとに基づいて電流指令値を決定することがで
きる。
令値)の方が、切込みのアシストトルク(電流指令値)
よりも、大きくなるようなヒステリシス特性を与え、油
圧動力による動力舵取装置に近いアシスト特性をステア
リングギヤボックス等に付与している。
より判定したステアリングホイールの切り方向に基づい
て、切込みアシストマップ23aまたは切戻しアシスト
マップ23bを選択するものである。切込み切戻し判定
部22による判定結果が「切込み」であれば切込みアシ
ストマップ23aを選択し、また当該判定結果が「切戻
し」であれば切戻しアシストマップ23bを選択するよ
うに切換処理を行う。
2、切込みアシストマップ23a、切戻しアシストマッ
プ23bおよび切換部24による各処理を、一連の電流
指令値演算処理として図5に示すフローチャートに基づ
いて説明する。ステップS101による操舵トルクの取
得処理は、トルクセンサ11からセンサ出力を得るもの
であり、このセンサ出力に基づいてステップS102に
よる操舵トルク符号検出処理が行われる。操舵トルク符
号検出処理では、前述したようにトーションバーのねじ
れ方向から、プラス符号(右方向)またはマイナス符号
(左方向)の符号を取得する。
は、操舵角センサ13からセンサ出力を得るものであ
り、このセンサ出力に基づいてステップS104による
回転方向符号検出処理が行われる。回転方向符号検出処
理では、前述したようにステアリングホイールの回転方
向から、プラス符号(右方向)またはマイナス符号(左
方向)の符号を取得する。なお、ステップS103およ
びステップS104は、ステップS101およびステッ
プS102と並行して処理されるものである。
により検出された操舵トルク符号とステップS104に
より検出された回転方向符号とに基づいて、両符号が同
符号か異符号かの判定を行う。即ち、図3に基づいて説
明した判定方法により、ステアリングホイールの切込
み、切戻しを判定する処理である。
ールは切込み状態であるので、ステップS106により
切込みアシストマップ23aを選択し、また異符号であ
ればステアリングホイールは切戻し状態であるので、ス
テップS107により切戻しアシストマップ23bを選
択する。
106またはステップS107により選択したアシスト
マップと、ステップS101により取得した操舵トルク
と、に基づいてアシスト演算を行い、PI制御部25に
出力する電流指令値を決定する。なお、上述した、切込
みアシストマップ23a、切戻しアシストマップ23b
および切換部24は、特許請求の範囲に記載の「電流指
令手段」に相当する。
算部29から演算出力される、モータ電流と電流指令値
との差分に基づいて比例積分制御を行うもので、制御出
力をモータ駆動回路18に送出するものである。モータ
電流検出部27は、モータMに流れるモータ電流を検出
する電流センサであり、そのセンサ出力を加算部29に
送出するものである。
気式動力舵取装置10のモータ制御部20によると、切
込み切戻し判定部22により判定されたステアリングホ
イールの切り方向に基づいて切換部24により選択され
る切込みアシストマップ23a又は切戻しアシストマッ
プ23bと、トルクセンサ11により検出される操舵ト
ルクと、に基づいて電流指令値が決定される。これによ
り、ステアリングホイールの切込み時には、切込みアシ
ストマップ23aと操舵トルクとに基づいて、またステ
アリングホイールの切戻し時には、切戻しアシストマッ
プ23bと操舵トルクとに基づいて、それぞれ電流指令
値を決定することができるので、切込み時の操舵感覚
(ビルドアップ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)
とにそれぞれ対応した良好なモータ電流ひいてはアシス
トトルクを設定することができる。したがって、ステア
リングホイールの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上
し得る効果がある。
態を図6および図7に基づいて説明する。本実施形態に
係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係
る電気式動力舵取装置10と同じ構成ではあるが、EC
U15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担
うモータ制御部30に、遅延手段に相当するなまし処理
32を備えている点が、前述のモータ制御部20と異な
る。したがって、第1実施形態のモータ制御部20と実
質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明
を省略する。
切込み切戻し判定部22と切換部24との間になまし処
理32を備えている。このなまし処理32は、切込みア
シストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23b
を選択する速度を所定値以下に下げることを目的に設け
られているもので、例えば、次式(1) に示す伝達関数G
に基づいて行われる。これにより、式(2) により表され
る遮断周波数fc よりも、高い周波数成分(以下「所定
の高周波成分」という)を除去し得る低域通過フィルタ
(以下「LPF」という)の作用を演算処理により実現
することができる。なお、図5を参照して説明した第1
実施形態による一連の電流指令値演算処理では、当該な
まし処理32は、ステップS106およびステップS1
07と、ステップS108と、の間において実行される
ものである。
(時間微分記号)を示すものである。
2により、切込みアシストマップ23aおよび切戻しア
シストマップ23bを選択する速度を(1/fc )秒以
下に下げられることから、検出した操舵トルクやステア
リングホイールの回転方向が両マップの選択を決めるし
きい値付近にあった場合や、また操舵トルクや回転方向
に(1/fc )秒を越える応答速度をもつ変動成分を含
んでいた場合であっても、LPFの作用によってこれら
を除去することができる。
クやステアリングホイールの回転方向の切替り判定値
が、しきい値Thを中心に頻繁に変動するハンチング状
態にあると、その影響を受けて切換部24によるアシス
トマップの切換えが発生する。そのため、アシスト指令
値(電流指令値)も頻繁に変動し、ノイズ成分を含んだ
ものになることがわかる(同図下欄)。
2実施形態のモータ制御部30では、なまし処理32に
より、切換部24で選択する切込みアシストマップ23
aおよび切戻しアシストマップ23bを選択する速度を
(1/fc )秒以下に下げることから、検出した操舵ト
ルクやステアリングホイールの回転方向が両マップの選
択を決めるしきい値Th付近にあった場合や、また操舵
トルクや回転方向に(1/fc )秒以下を越える応答速
度をもつ変動成分を含んでいた場合であっても、なまし
処理32によるLPFの作用によって、これらを除去す
ることができる(同図上欄)。これにより、切込みアシ
ストマップ23aおよび切戻しアシストマップ23bの
選択を安定して行うことができる(同図下欄)。したが
って、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操
舵感覚をさらに向上し得る効果がある。
による伝達関数Gに限られるものではなく、切込みアシ
ストマップ23a(切込みマップ)および切戻しアシス
トマップ23b(切戻しマップ)を選択する速度を所定
値以下に下げ得るものであれば、例えば、加重平均や移
動平均のアルゴリズムによるものや、ディジタルフィル
タによるものであっても良く、上述したものと同様の作
用、効果が得られる。
態を図8に基づいて説明する。本実施形態に係る電気式
動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る電気式動
力舵取装置10と同じ構成ではあるが、ECU15、モ
ータ駆動回路18およびモータMの制御を担うモータ制
御部40に、切込みアシストマップ23aおよび切戻し
アシストマップ23bに代えてアシストマップ42およ
び関数演算部44を備えている点が、前述のモータ制御
部20と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制
御部20と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付
し、その説明を省略する。
は、前述した切込みアシストマップ23aとほぼ同様の
特性を持つ切込み用のアシストマップである。
42と切換部24との間に設けられており、例えは次式
(3) の関数を演算処理するものである。 切戻しアシスト指令値 = 車速係数×切込みアシスト指令値 ・・・(3) ここで、車速係数は、車速センサ12により検出された
車速によって変動する値で、例えば車速40km/hのと
きには2.0に設定される。
し電流指令値)として、切込みアシストマップ23aの
特性を2.0倍したものが得られるので、図4(A) に示
す黒三角(▲)でプロットしたカーブの切戻しアシスト
マップを関数演算により生成することができる。
0では、ステアリングホイールの切込み時においては、
切込みアシストマップ23aと操舵トルクとに基づいて
切込みアシスト指令値(切込み電流指令値)を決定する
ことができ、ステアリングホイールの切戻し時において
は、この切込みアシスト指令値に上式(3) による演算を
施して切戻しアシスト指令値を決定することができるの
で、切込み時の操舵感覚(ビルドアップ感)と切戻し時
の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ対応した良好なモ
ータ電流ひいてはアシストトルクを設定することができ
る。またこれ加えて、切戻しアシストマップ23bを必
要としない分、切戻しアシストマップ23b等を記憶す
るメモリ装置の記憶空間を減少させることができる。し
たがって、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方
の操舵感覚を向上し得る効果に加えて、さらに装置コス
トを低減させる効果がある。
態を図9〜図11に基づいて説明する。本実施形態に係
る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態に係る
電気式動力舵取装置10と同じ構成ではあるが、ECU
15、モータ駆動回路18およびモータMの制御を担う
モータ制御部50に、切込みアシストマップ23a、切
戻しアシストマップ23bおよび切換部24に代えてア
シストマップ52、目標ゲイン設定部54およびなまし
処理56を備えている点が、前述のモータ制御部20と
異なる。したがって、第1実施形態のモータ制御部20
と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その
説明を省略する。
位相補償部21の後段にアシストマップ52を備え、ま
た切込み切戻し判定部22の後段には目標ゲイン設定部
54、さらにその後段にはなまし処理56を備えてい
る。そして、アシストマップ52となまし処理56との
出力を乗算する乗算部58が、加算部29の前段に位置
している。
シストマップ23aとほぼ同様の特性を持つ切込み用の
アシストマップで、基準アシスト指令値(基準電流指令
値)を決定し得るものである。
定部22により判定したステアリングホイールの切り方
向に基づいて、所定の切込み利得または所定の切戻し利
得を設定するものである。例えば、切込み切戻し判定部
22による判定結果が「切込み」であれば切込み利得
1.0を設定し、また当該判定結果が「切戻し」であれ
ば切戻し利得1.2を設定するように利得設定処理を行
う。
によるモータ制御部30のなまし処理32と同様の処理
を行うもので、切込み利得および切戻し利得を設定する
目標ゲイン設定部54による設定速度を所定値以下に下
げることを目的に設けられているものである。なお、具
体的には、前述した式(1) による伝達関数Gや、加重平
均や移動平均のアルゴリズムによるもの、またディジタ
ルフィルタによるもの等があり、LPFと同様の作用を
持つものである。
力された基準電流指令値と、なまし処理56により処理
された切込み利得または切戻し利得と、を乗算処理する
ものである。これにより、アシストマップ52から出力
された基準電流指令値は、切込み利得または切戻し利得
によって増幅された、切込み電流指令値または切戻し電
流指令値として、加算部29に出力される。
得1.0、また切戻し利得1.2を設定しているので、
図10に示すような電流指令値(アシスト指令値)が乗
算部58から出力される。この図10に示す電流指令値
の特性は、図4(A) を参照して説明した第1実施形態に
よる電流指令値(アシスト指令値)と同様に、切戻しの
電流指令値(アシスト指令値)の方が、切込みの電流指
令値(アシスト指令値)よりも、大きくなるようなヒス
テリシス特性に設定されている。
0では、ステアリングホイールの切込み時においては、
操舵トルクからアシストマップ52により決定された電
流指令値(アシストトルク)を1.0に設定された切込
み利得にて増幅して切込み電流指令値を決定し、ステア
リングホイールの切戻し時においては、操舵トルクから
アシストマップ52により決定された電流指令値(アシ
ストトルク)を切込み利得よりも大きく1.2に設定さ
れた切戻し利得にて増幅して切戻し電流指令値を決定す
ることができるので、切込み時の操舵感覚(ビルドアッ
プ感)と切戻し時の操舵感覚(戻され感)とにそれぞれ
対応した良好なモータ電流ひいてはアシストトルクを設
定することができる。したがって、ステアリングホイー
ルの切込み切戻しの双方の操舵感覚を向上し得る効果が
ある。
では、なまし処理56により、切込み利得および切戻し
利得を設定する目標ゲイン設定部54による設定速度を
所定値以下に下げることから、図11(A) に示すよう
に、「切込み」から「切戻し」に、また「切戻し」から
「切込み」に、操舵角が急激に変化するところでアシス
ト指令値に生じ得るスパイク状の急変域(図11(C) 中
α内の波形)を除去することができる。これにより、図
11(B) に示すように、連続的なアシスト指令値を生成
することができる。したがって、ステアリングホイール
の切込み切戻しの双方の操舵感覚をさらに向上し得る効
果がある。
態を図12および図13に基づいて説明する。本実施形
態に係る電気式動力舵取装置は、前述した第1実施形態
に係る電気式動力舵取装置10と同じ構成であり、また
前述した第4実施形態のモータ制御部50とほぼ同様の
構成を採るものであるが、目標ゲイン設定部54に車速
センサ12のセンサ出力62を入力した点がモータ制御
部50と異なる。したがって、第1実施形態のモータ制
御部50と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付
し、その説明を省略する。なお、本実施形態では、第4
実施形態と同様、アシストマップ52を用いており、こ
のアシストマップ52が、切込みマップでも切戻しマッ
プでもない「他のマップ」に相当する。
22となまし処理56との間に位置する目標ゲイン設定
部64には、車速センサ12から出力された車速センサ
出力62が入力される。これにより、車速センサ12に
より検出した車両速度がほぼ零であるとき、目標ゲイン
設定部64は、切込み切戻し判定部22により判定した
ステアリングホイールの切り方向にかかわらず、切戻し
所定利得を切込み所定利得の値またはそれ以下の値に設
定する。
に示すゲイン設定処理を行う。ステップS201によ
り、切込み切戻し判定部22から出力された判定フラグ
を取得し、続くステップS202により判定フラグ値を
検出する。判定フラグ値は、切込み時に「0」がセット
され、切戻し時に「1」がセットされる。
202と並行して処理されるステップS203、204
では、車速センサ12から車速センサ出力62である車
速信号を取得し、車速値を検出する。
が零であるか否かを判断し、車速値が零であれば(S2
05でYes)、ステップS206により目標ゲインを
G0(例えば1.0)に設定する。一方、車速値が零で
なければ(S205でNo)、次のステップS207に
より判定フラグ値が「0」にセットされているか否かを
判断する。
断により、判定フラグ値が「0」にセットされていれば
(S207でYes)、ステップS208により目標ゲ
インをG0 (例えば1.0)に設定する。一方、判定フ
ラグ値が「0」にセットされていなければ(S207で
No)、ステップS209により目標ゲインをG1 (例
えば1.2)に設定する。
よるそれぞれの目標ゲインの設定処理が完了すると、本
ゲイン設定処理を終了する。
サ12により検出した車両値が零であるとき、目標ゲイ
ン設定部64は、切込み切戻し判定部22により判定し
たステアリングホイールの切り方向にかかわらず、切戻
し利得を切込み利得の値(1.2)以下の値(1.0)
に設定することから、ステアリングホイールの切戻し時
に選択される切戻し利得を切込み利得以下の値に低く設
定することができる。これにより、車両値がほぼ零であ
るときに、当該目標ゲインが必要以上に高く設定されて
いることにより切戻し時に生じ易い自励発振を防止する
ことができる。したがって、車両値がほぼ零であって
も、ステアリングホイールの切込み切戻しの双方の操舵
感覚をさらに向上し得る効果がある。なお、前記各実施
形態においては、操舵角センサ13によりステアリング
ホイールの回転方向を得るようにしているが、他の手段
の採用も可能である。操舵角センサ13を用いた場合、
同センサ13から得られる操舵角にもとづいて回転速度
を得、さらにこの回転速度から回転方向を得るのである
が、操舵角センサを用いず、モータ端子間電圧とモータ
実電流を利用する周知の電圧方程式からステアリングホ
イールの回転速度を推定し、この推定値から回転方向を
得るようにもできる。
置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック
図である。
電気的構成を示すブロック図である。
切戻し判定部による判定表を示す説明図である。
るアシストマップの例を示す説明図で、図4(B) は、従
来の電気式動力舵取装置のモータ制御部による単一のア
シストマップの例を示す説明図である。
演算処理の流れを示すフローチャートである。
置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック
図である。
る効果を示す説明図で、図7(A) はなまし処理ありの場
合、図7(B) はなまし処理なしの場合、ぞれぞれの切替
り判定値およびアシスト指令値の特性図を示している。
置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック
図である。
置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロック
図である。
定部によるアシスト指令値の特性図である。
よる効果を示す説明図で、図11(A) は操舵角の変化
例、図11(B) はなまし処理ありの場合の操舵角に対す
るアシスト指令値の特性図、図11(C) はなまし処理な
しの場合の操舵角に対するアシスト指令値の特性図であ
る。
装置によるモータ制御部の主な電気的構成を示すブロッ
ク図である。
定部によるゲイン設定処理の流れを示すフローチャート
である。
部の主な電気的構成を示すブロック図である。
段) 12 車速センサ 13 操舵角センサ (回転方向検出手
段) 15 ECU 18 モータ駆動回路 20、30、40、50、60 モータ制御部 21 位相補償部 22 切込み切戻し判定部 (切込み切戻し判定
手段) 23a 切込みアシストマップ(切込みマップ、電
流指令手段) 23b 切戻しアシストマップ(切戻しマップ、電
流指令手段) 24 切換部 (電流指令手段) 25 PI制御部 (モータ制御手段) 27 モータ電流検出部 (モータ制御手段) 29 加算部 (モータ制御手段) 32 なまし処理 (遅延手段) 42 アシストマップ (切込みマップ、電
流指令手段) 44 関数演算部 (電流指令手段) 52 アシストマップ (基準マップ、電流
指令手段) 54、64 目標ゲイン設定部 (電流指令手段) 56 なまし処理 58 乗算部 (電流指令手段)
Claims (6)
- 【請求項1】 ステアリングシャフトに発生する操舵ト
ルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力
舵取装置であって、 前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方
向検出手段と、 前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよ
び前記回転方向検出手段により検出したステアリングホ
イールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイー
ルの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定
手段と、 前記切込み切戻し判定手段により判定した前記ステアリ
ングホイールの切り方向に基づいて選択され前記操舵ト
ルクから前記操舵力を補うアシストトルクを決定可能な
切込みマップもしくは切戻しマップと、前記操舵トルク
検出手段により検出した操舵トルクと、に基づいて、前
記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段と、 前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電
流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づ
いて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を
備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 - 【請求項2】 前記電流指令手段は、 前記切込みマップおよび前記切戻しマップを選択する速
度を所定値以下に下げる遅延手段を備えることを特徴と
する請求項1記載の電気式動力舵取装置。 - 【請求項3】 ステアリングシャフトに発生する操舵ト
ルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力
舵取装置であって、 前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方
向検出手段と、 前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよ
び前記回転方向検出手段により検出したステアリングホ
イールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイー
ルの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定
手段と、 前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトルクを
決定可能な切込みマップと前記操舵トルク検出手段によ
り検出した操舵トルクとに基づいて決定する前記モータ
への切込み電流指令値、および、この切込み電流指令値
に所定演算を施して決定する前記モータへの切戻し電流
指令値、のいずれか一方を前記切込み切戻し判定手段に
より判定した前記ステアリングホイールの切り方向に基
づいて選択する電流指令手段と、 前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電
流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づ
いて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を
備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 - 【請求項4】 ステアリングシャフトに発生する操舵ト
ルクに基づいて操舵力を補うモータを備えた電気式動力
舵取装置であって、 前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 前記ステアリングホイールの回転方向を検出する回転方
向検出手段と、 前記操舵トルク検出手段により検出した操舵トルクおよ
び前記回転方向検出手段により検出したステアリングホ
イールの回転方向に基づいて、前記ステアリングホイー
ルの、切込みおよび切戻しを判定する切込み切戻し判定
手段と、 (1) 前記操舵トルクから前記操舵力を補うアシストトル
クを決定可能な基準マップ、(2) 前記切込み切戻し判定
手段により判定した前記ステアリングホイールの切り方
向に基づいて選択され前記アシストトルクを増幅する、
所定の切込み利得もしくはこの所定の切込み利得よりも
大きく設定された所定の切戻し利得および(3) 前記操舵
トルク検出手段により検出した操舵トルク、に基づい
て、前記モータへの電流指令値を決定する電流指令手段
と、 前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流指令手段により決定される電流指令値と前記電
流検出手段により検出されるモータ電流との偏差に基づ
いて、前記モータを帰還制御するモータ制御手段と、を
備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。 - 【請求項5】 車両速度を検出する速度センサを有し、
この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零である
とき、 前記電流指令手段は、前記切込み切戻し判定手段により
判定した前記ステアリングホイールの切り方向にかかわ
らず、前記所定の切戻し利得を前記所定の切込み利得の
値またはそれ以下の値に設定することを特徴とする請求
項4記載の電気式動力舵取装置。 - 【請求項6】 車両速度を検出する速度センサを有し、
この車速センサにより検出した車両速度がほぼ零である
とき、 前記電流指令手段は、前記切込みマップ、前記切戻しマ
ップ、または、前記切込みマップでも前記切戻しマップ
でもない他のマップ、のうちのいずれか一つと、前記操
舵トルク検出手段により検出した操舵トルクと、に基づ
いて、前記モータへの電流指令値を決定することを特徴
とする請求項1または2記載の電気式動力舵取装置。
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