JP2657930B2 - Control method of all-electric power steering - Google Patents
Control method of all-electric power steeringInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全電気式パワーステアリングの制御方法に関
し、特にパワーステアリングにおける機械的損失の補正
方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling an all-electric power steering, and more particularly to a method for correcting a mechanical loss in power steering.
従来のモータアシストパワーステアリングでは、モー
タ摩擦、減速ギヤ効率(ピニオンアシストの場合、ピニ
オン・ラック間効率、ラックパッド摩擦)等により、非
常に大きな機械的損失を発生し、希望したアシスト力が
得られないという問題があった。Conventional motor-assisted power steering generates a very large mechanical loss due to motor friction, reduction gear efficiency (pinion-rack efficiency, rack pad friction in the case of pinion assist), and the desired assist force can be obtained. There was no problem.
また、タイヤ側からの力もハンドルに伝わるためには
常に上記損失に打ち勝つ必要があり、このため路面反力
がハンドルに伝わりにくく、操舵フィーリングの悪化を
招いていた。Also, in order for the force from the tire side to be transmitted to the steering wheel, it is necessary to always overcome the above loss, so that the road surface reaction force is difficult to be transmitted to the steering wheel, and the steering feeling is deteriorated.
従来、モータ摩擦を打ち消す方法やハンドルの切込
み、戻しの制御はあったが、ギヤ機械部の損失まで補償
するものではなかった。Conventionally, there has been a method of canceling the friction of the motor and a control of cutting and returning the handle, but it has not compensated for the loss of the gear mechanical part.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、パワーステアリングにおける
機械的損失を補正できる全電気式パワーステアリングの
制御方法を提供することにある。The present invention has been made in view of such a point,
An object of the present invention is to provide a control method of an all-electric power steering that can correct a mechanical loss in the power steering.
このような目的を達成するために本発明は、検出した
ハンドルトルク値からアシストモータ駆動電流の指示値
を求め、この求めたアシストモータ駆動電流の指示値に
対応するモータ端電圧VM′をモータ停止時のモータ端電
圧とモータ駆動電流との関係より求め、この求めたモー
タ端電圧VM′とハンドルトルク値の検出時に読み込まれ
たモータ端電圧VMとを比較し,VM>VM′の場合にはモー
タの回転方向を指示値の方向と同一方向と判定し、VM<
VM′の場合にはモータの回転方向を指示値の方向と同一
方向でないと判定し、同一方向と判定された場合には指
示値に第1の所定補正値を加算して新たな指示値とし、
同一方向でないと判定された場合には指示値から第1の
所定補正値とは異なる第2の所定補正値を減算して新た
なアシストモータ駆動電流の指示値とするようにしたも
のである。In order to achieve such an object, the present invention obtains an instruction value of an assist motor drive current from a detected steering wheel torque value, and stops the motor at a motor end voltage VM ′ corresponding to the obtained instruction value of the assist motor drive current. From the motor end voltage at the time and the motor drive current, and compares the obtained motor end voltage VM ′ with the motor end voltage VM read at the time of detection of the steering wheel torque value, and when VM> VM ′, The rotation direction of the motor is determined to be the same as the direction of the indicated value, and VM <
In the case of VM ′, it is determined that the rotation direction of the motor is not the same as the direction of the indicated value, and if it is determined that the direction is the same, the first predetermined correction value is added to the indicated value to obtain a new indicated value. ,
When it is determined that the directions are not the same, a second predetermined correction value different from the first predetermined correction value is subtracted from the specified value to obtain a new specified value of the assist motor drive current.
本発明による全電気式パワーステアリングの制御方法
においては、モータの回転方向が回転指示の方向と同一
方向か否かをモータ端電圧により検出し、同一方向か否
かに応じて異なる指示値を設定するようにしたものであ
る。In the control method of the all-electric power steering according to the present invention, whether or not the rotation direction of the motor is the same as the direction of the rotation instruction is detected by the motor end voltage, and a different instruction value is set depending on whether or not the rotation direction is the same. It is something to do.
第2図は、本発明による全電気式パワーステアリング
の制御方法の一実施例を説明するためのアシスト用モー
タ駆動制御回路を示す回路図である。同図において、1
はトルク信号aを出力するトルクセンサ、2はトルク信
号aのノイズを除去するためのフィルタ、3は車速信号
bを出力する車速センサ、4は回路全体を制御するCP
U、4aはCPU4のA/D変換部、5はD/A変換器、6は比較
器、7,8はアンド回路、9〜12は駆動部、13はリレー等
のパワースイッチ手段、14〜17は駆動部9〜12と接続さ
れたトランジスタ、18はアシスト用モータ、19,20はモ
ータ電流検出用の抵抗、21は電流検出器、22,23はアナ
ログスイッチ、24はバッファ、BTはバッテリーである。FIG. 2 is a circuit diagram showing an assist motor drive control circuit for explaining an embodiment of a control method of an all-electric power steering according to the present invention. In the figure, 1
Is a torque sensor that outputs a torque signal a, 2 is a filter for removing noise of the torque signal a, 3 is a vehicle speed sensor that outputs a vehicle speed signal b, and 4 is a CP that controls the entire circuit.
U and 4a are A / D converters of the CPU 4, 5 is a D / A converter, 6 is a comparator, 7 and 8 are AND circuits, 9 to 12 are driving units, 13 is power switch means such as a relay, 14 to 14 17 is a transistor connected to the drive units 9 to 12, 18 is an assist motor, 19 and 20 are resistors for detecting a motor current, 21 is a current detector, 22 and 23 are analog switches, 24 is a buffer, and BT is a battery. It is.
次に、第2図の回路の一般的動作について説明する。
トルク信号aはCPU4のA/D変換部4aに入力され、車速信
号bは直接CPU4に入力される。CPU4は、信号aとbから
指令値としての駆動電流値cをD/A変換器5に出力する
と共に、モータの回転を決める右信号d,左信号eを出力
する。A/D変換器5から出力されるアナログの駆動電流
値は比較器6で電流検出器21からのモータ電流値と比較
され、駆動電流値がモータ電流値より大きい場合にはア
ンド回路7,8に「1」を出力し、小さい場合には「0」
を出力する。ここで、CPU4は「1」の右信号dと「0」
の左信号eを出力しているとすると、駆動電流値がモー
タ電流値より大きい場合には、アンド回路7から「1」
の信号が出力され、駆動部9はトランジスタ14を駆動す
る。また、駆動部12は直接にCPU4からの右信号dを入力
し、トランジスタ17を駆動する。従って、モータ18に左
から右への電流が流れ、モータ18は右方向に回転する。
駆動電流値がモータ電流値より小さい場合、あるいは右
信号d,左信号eが共に「0」である場合には、いずれの
トランジスタも駆動されない。Next, the general operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described.
The torque signal a is input to the A / D converter 4a of the CPU 4, and the vehicle speed signal b is directly input to the CPU 4. The CPU 4 outputs a drive current value c as a command value from the signals a and b to the D / A converter 5, and outputs a right signal d and a left signal e for determining the rotation of the motor. The analog drive current value output from the A / D converter 5 is compared with the motor current value from the current detector 21 by the comparator 6, and if the drive current value is larger than the motor current value, the AND circuits 7, 8 "1" is output, and if it is small, "0" is output.
Is output. Here, the CPU 4 outputs the right signal d of “1” and “0”.
If the drive current value is larger than the motor current value, the AND circuit 7 outputs “1”.
Is output, and the drive section 9 drives the transistor 14. Further, the drive unit 12 directly inputs the right signal d from the CPU 4 and drives the transistor 17. Therefore, a current flows from left to right through the motor 18, and the motor 18 rotates rightward.
When the drive current value is smaller than the motor current value, or when both the right signal d and the left signal e are “0”, none of the transistors is driven.
なお、右回転の場合にはアナログスイッチ22がオンと
なり、モータ18の左端の電圧がバッファ24を介してCPU4
に入力される。モータ18の右端の電圧は略車体のボディ
電位に近く、従って、モータ18の左端の電圧は略モータ
端電圧となる。左回転の場合にはアナログスイッチ23が
オンとなり、同様の動作を行なう。In the case of clockwise rotation, the analog switch 22 is turned on, and the voltage at the left end of the motor 18 is supplied to the CPU 4 via the buffer 24.
Is input to The voltage at the right end of the motor 18 is substantially close to the body potential of the vehicle body, and therefore, the voltage at the left end of the motor 18 is substantially the motor end voltage. In the case of the left rotation, the analog switch 23 is turned on, and the same operation is performed.
次に、本発明の実施例を第1図〜第3図を用いて説明
する。第1図において、まずトルクセンサ1によりハン
ドルトルク値を検出する(ステップ31)。次に、CPU4
は、上記ハンドルトルク値に対応する駆動電流の指示値
を演算する(ステップ32)。これは、CPU4のメモリに記
憶されている第3図(a)に示すような特性曲線Sによ
り求める。第3図(a)において、横軸は左右のハンド
ルトルクを示し、縦軸はモータ指示値(駆動電流の指示
値)を示す。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, first, a steering wheel torque value is detected by the torque sensor 1 (step 31). Next, CPU4
Calculates an instruction value of the drive current corresponding to the steering wheel torque value (step 32). This is obtained from a characteristic curve S as shown in FIG. 3A stored in the memory of the CPU 4. In FIG. 3 (a), the horizontal axis indicates the left and right steering wheel torques, and the vertical axis indicates the motor instruction value (the instruction value of the drive current).
次に、CPU4は、アナログスイッチ22,23およびバッフ
ァ24を介してモータ端電圧値を読み込み(ステップ3
3)、この読み込んだモータ端電圧値と指示値に対応す
るモータ端電圧とを比較して、モータ18の回転方向が指
示方向と同一か否かを判定する(ステップ34)。CPU4
は、第3図(b)に示すようなモータ端電圧VM対指示値
のグラフをメモリに記憶しており、読み込んだモータ端
電圧VMがVM′=指示値×kより大きいか否かを判断す
る。モータ端電圧VM′は回転ゼロの場合の特性を示すも
のであり、VM>VM′の場合はモータ18が指示方向と同一
方向に回転(以下「正回転」という)していることを示
し、VM<VM′の場合はモータ18が指示方向と逆方向に回
転(以下「逆回転」という)していることを示す。モー
タ18が逆方向に回転しているということはモータ18がタ
イヤ等の外部の力により回されていることを意味する。Next, the CPU 4 reads the motor-side voltage value via the analog switches 22 and 23 and the buffer 24 (step 3).
3) By comparing the read motor end voltage value with the motor end voltage corresponding to the indicated value, it is determined whether or not the rotation direction of the motor 18 is the same as the indicated direction (step 34). CPU4
Stores a graph of motor end voltage VM vs. indicated value as shown in FIG. 3 (b) in a memory, and determines whether or not the read motor end voltage VM is larger than VM ′ = instruction value × k. I do. The motor end voltage VM 'indicates characteristics when the rotation is zero, and when VM>VM', it indicates that the motor 18 is rotating in the same direction as the designated direction (hereinafter referred to as "forward rotation"). If VM <VM ′, it indicates that the motor 18 is rotating in a direction opposite to the designated direction (hereinafter referred to as “reverse rotation”). The fact that the motor 18 is rotating in the opposite direction means that the motor 18 is being rotated by an external force such as a tire.
正回転の場合はステップ35に移行して、指示値×A×
ΔF(テップ35,36)の演算を行ない、この値(第1の
所定補正値)をステップ32の指示値に加算する(ステッ
プ37)。このことは、y=mx+nとした場合、(xは指
示値,yは駆動電流)のmとnを決定することに他ならな
い。これを第3図(c)を用いて説明する。第3図
(c)において、点線で示す特性線S1は機械的損失の無
い理想的な場合を示し、実線の特性線S2は実際の特性
(補正無しの特性)を示す。駆動電流I1の場合、特性線
S2で示す機械的出力はP1である。この出力P1は理想的特
性線S1での値P2に比べて小さく、これはアシスト不足で
あることを意味する。特性線S2において出力P2を得るた
めには駆動電流値はI2でなければならない。電流I1を補
正してI2とするのが、ステップ35〜37またはステップ38
〜40における動作である。すなわち、補正により特性線
S2を理想的特性線S1となすものである。第3図(c)の
グラフの第1象限の特性線S2の上りの矢印で示す部分は
モータ18が正回転の場合であり、下りの矢印で示す部分
はモータ18が逆回転の場合である。逆回転の場合、駆動
電流I1により値P3の出力が得られ、この値は理想値P2よ
り大きいので、駆動電流をI3に減少して出力値がP2とな
るようにする。このことは、外力がハンドルに伝わりに
くいようにしている機械的損失を打ち消すことを意味す
る。このようにして、正回転、逆回転において理想的特
性線S1の特性を有することができ、アシスト力として十
分な大きさものを得ることができ、また操舵フィーリン
グを改善することができる。In the case of forward rotation, the process proceeds to step 35, where the indicated value × A ×
The calculation of ΔF (steps 35 and 36) is performed, and this value (first predetermined correction value) is added to the instruction value of step 32 (step 37). This means that, when y = mx + n, x and x are designated values and y is the drive current. This will be described with reference to FIG. In FIG. 3C, a characteristic line S1 shown by a dotted line shows an ideal case without mechanical loss, and a solid characteristic line S2 shows an actual characteristic (characteristic without correction). For the drive current I1, the characteristic line
The mechanical output indicated by S2 is P1. This output P1 is smaller than the value P2 on the ideal characteristic line S1, which means that the assist is insufficient. In order to obtain the output P2 on the characteristic line S2, the drive current value must be I2. Correcting the current I1 to I2 is performed in steps 35 to 37 or step 38.
This is the operation at ~ 40. In other words, the characteristic line
S2 is an ideal characteristic line S1. The portion of the characteristic line S2 in the first quadrant of the graph of FIG. 3 (c) indicated by an upward arrow indicates a case where the motor 18 is rotating forward, and the portion indicated by a downward arrow indicates a case where the motor 18 is rotating reversely. . In the case of the reverse rotation, an output of the value P3 is obtained by the drive current I1, and since this value is larger than the ideal value P2, the drive current is reduced to I3 so that the output value becomes P2. This means that the mechanical losses that make it difficult for external forces to be transmitted to the steering wheel are cancelled. In this manner, the characteristics of the ideal characteristic line S1 can be obtained in the forward rotation and the reverse rotation, and a sufficiently large assist force can be obtained, and the steering feeling can be improved.
ステップ38〜40に示す逆回転の動作においては、指示
値からステップ38,39で求めた第2の所定補正値を減算
する。このことは上記第3図(c)の説明から明らかで
ある。In the reverse rotation operation shown in steps 38 to 40, the second predetermined correction value obtained in steps 38 and 39 is subtracted from the instruction value. This is clear from the description of FIG. 3 (c).
次に、ステップ35〜37またはステップ38〜40で得られ
た指示値を出力し、モータ18を駆動する(ステップ4
1)。Next, the instruction values obtained in steps 35 to 37 or steps 38 to 40 are output, and the motor 18 is driven (step 4
1).
なお、上記実施例では、特性線S2を特性線S1に合わせ
る場合について説明したが、ステアリング系の安定のた
め多少ヒステリシスを残してS3の特性としておくことが
好ましい。又、操舵フィーリングの好みを考慮して、補
正量を高速時あるいは低速時に小さくしても良い。この
場合、特性線は例えば第3図(c)の一点鎖線S3と実線
S2の範囲内で速度に応じて変化させればよい。In the above embodiment, the case where the characteristic line S2 is matched with the characteristic line S1 has been described. However, it is preferable that the characteristic of S3 be left with some hysteresis for stability of the steering system. In addition, the correction amount may be reduced at high speed or at low speed in consideration of the steering feeling preference. In this case, the characteristic line is, for example, a dashed line S3 and a solid line in FIG.
What is necessary is just to change according to speed within the range of S2.
以上説明したように本発明は、検出したハンドルトル
ク値からアシストモータ駆動電流の指示値を求め、この
求めたアシストモータ駆動電流の指示値に対応するモー
タ端電圧VM′をモータ停止時のモータ端電圧とモータ駆
動電流との関係より求め、この求めたモータ端電圧VM′
とハンドルトルク値の検出時に読み込まれたモータ端電
圧VMとを比較し、VM>VM′の場合にはモータの回転方向
を指示値の方向と同一方向と判定し、VM<VM′の場合に
はモータの回転方向を指示値の方向と同一方向でないと
判定し、同一方向と判定された場合には指示値に第1の
所定補正値を加算して新たな指示値とし、同一方向でな
いと判定された場合には指示値から第1の所定補正値と
は異なる第2の所定補正値を減算して新たなアシスト駆
動電流の指示値とすることにより、パワーステアリング
における機械的損失を十分に補正でき、また路面反力が
操舵者に伝わり易くなるので、従来よりも十分なアシス
ト力を得ることができ、また操舵フィーリングを改善で
きる効果がある。As described above, according to the present invention, the instruction value of the assist motor driving current is obtained from the detected steering wheel torque value, and the motor terminal voltage VM ′ corresponding to the obtained instruction value of the assist motor driving current is determined by the motor terminal voltage when the motor is stopped. It is obtained from the relationship between the voltage and the motor drive current, and the obtained motor end voltage VM ′
Is compared with the motor end voltage VM read when the steering wheel torque value is detected. If VM> VM ′, the rotation direction of the motor is determined to be the same as the direction of the indicated value, and if VM <VM ′, Determines that the rotation direction of the motor is not the same as the direction of the indicated value, and if it is determined to be the same direction, adds a first predetermined correction value to the indicated value to obtain a new indicated value. If it is determined, the second predetermined correction value different from the first predetermined correction value is subtracted from the instruction value to obtain a new instruction value of the assist drive current, so that the mechanical loss in power steering can be sufficiently reduced. Since the correction can be made and the road surface reaction force can be easily transmitted to the steering operator, a sufficient assisting force can be obtained as compared with the related art, and the steering feeling can be improved.
第1図および第2図は本発明による全電気式パワーステ
アリングの制御別法の一実施例を説明するためのアシス
ト用モータ駆動制御回路図およびフローチャート、第3
図はCPU内メモリに記憶された各種マップを示すグラフ
である。 1……トルクセンサ、2……フィルタ、3……車速セン
サ、4……CPU、4a……A/D変換部、5……D/A変換器、
6……比較器、7,8……アンド回路、9〜12……駆動
部、13……リレー等のパワースイッチ手段、14〜17……
トランジスタ、18……アシスト用モータ、19,20……抵
抗、21……電流検出器、22,23……アナログスイッチ、2
4……バッファ、BT……バッテリー。FIGS. 1 and 2 are diagrams and a flow chart of an assist motor drive control circuit for explaining an embodiment of another control method of an all-electric power steering according to the present invention.
The figure is a graph showing various maps stored in the memory in the CPU. 1 torque sensor, 2 filter, 3 vehicle speed sensor, 4 CPU, 4a A / D converter, 5 D / A converter,
6 ... Comparator, 7,8 ... And circuit, 9-12 ... Drive unit, 13 ... Power switch means such as relay, 14-17 ...
Transistor, 18… Assist motor, 19,20… Resistance, 21… Current detector, 22,23 …… Analog switch, 2
4 ... buffer, BT ... battery.
Claims (1)
ータ駆動電流の指示値を求め、この求めたアシストモー
タ駆動電流の指示値に対応するモータ端電圧VM′をモー
タ停止時のモータ端電圧とモータ駆動電流との関係より
求め、この求めたモータ端電圧VM′と前記ハンドルトル
ク値の検出時に読み込まれたモータ端電圧VMとを比較
し、VM>VM′の場合にはモータの回転方向を前記指示値
の方向と同一方向と判定し、VM<VM′の場合にはモータ
の回転方向を前記指示値の方向と同一方向でないと判定
し、同一方向と判定された場合には第1の所定補正値を
前記指示値に加算して新たな指示値とし、同一方向でな
いと判定された場合には前記指示値から前記第1の所定
補正値とは異なる第2の所定補正値を減算して新たなア
シストモータ駆動電流の指示値とすることを特徴とする
全電気式パワーステアリングの制御方法。1. An assist motor drive current instruction value is obtained from a detected steering wheel torque value, and a motor end voltage VM 'corresponding to the obtained assist motor drive current instruction value is calculated based on the motor end voltage when the motor is stopped and the motor drive voltage. The obtained motor end voltage VM 'is compared with the obtained motor end voltage VM read at the time of detection of the steering wheel torque value, and when VM>VM', the rotation direction of the motor is designated. Direction is determined to be the same as the value direction, and if VM <VM ', the rotation direction of the motor is determined to be not the same direction as the direction of the indicated value, and if it is determined to be the same direction, the first predetermined correction is performed. The value is added to the indicated value to obtain a new indicated value, and when it is determined that the directions are not the same, a second predetermined correction value different from the first predetermined correction value is subtracted from the indicated value to obtain a new indicated value. Assist motor drive current All electric power steering control method characterized by the 示値.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31850888A JP2657930B2 (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Control method of all-electric power steering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31850888A JP2657930B2 (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Control method of all-electric power steering |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02164664A JPH02164664A (en) | 1990-06-25 |
JP2657930B2 true JP2657930B2 (en) | 1997-09-30 |
Family
ID=18099900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP31850888A Expired - Lifetime JP2657930B2 (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Control method of all-electric power steering |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2657930B2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0815864B2 (en) * | 1986-09-02 | 1996-02-21 | カヤバ工業株式会社 | Control device for electric power steering |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP31850888A patent/JP2657930B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH02164664A (en) | 1990-06-25 |
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