JP2726854B2 - Electric power steering system - Google Patents
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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、車両の操舵系に電動モータによる操舵補助
トルクを付与するようにした電動式動力舵取装置に係
り、特に車速の変化にかかわらず良好な操舵感覚を得る
ことができる電動式動力舵取装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus in which a steering assist torque of an electric motor is applied to a steering system of a vehicle, and more particularly, to an electric power steering apparatus irrespective of a change in vehicle speed. The present invention relates to an electric power steering device capable of obtaining a good steering feeling.
従来の電動式動力舵取装置としては、第６図に示す構
成のものが知られている。As a conventional electric power steering apparatus, the one shown in FIG. 6 is known.
すなわち、操舵系の操舵トルクを例えばポテンショメ
ータで構成される操舵トルク検出器31で電圧信号として
検出すると共に、車速を車速検出器32で回転パルス信号
として検出し、操舵トルク検出器31の操舵トルク検出値
TSを増幅回路33及び微分回路34にそれぞれ供給し、両回
路33及び34の出力を加算器35で下記（１）式に従って加
算した値を制御対象トルク値Ｔとしてマイクロコンピュ
ータ36に入力し、且つ車速検出器32の車速検出値Ｖをイ
ンタフェース回路37を介してマイクロコンピュータ36に
入力する。That is, the steering torque of the steering system is detected as a voltage signal by a steering torque detector 31 composed of, for example, a potentiometer, and the vehicle speed is detected as a rotation pulse signal by a vehicle speed detector 32, and the steering torque of the steering torque detector 31 is detected. value
T S is supplied to an amplification circuit 33 and a differentiation circuit 34, respectively. A value obtained by adding the outputs of both circuits 33 and 34 by an adder 35 according to the following equation (1) is input to a microcomputer 36 as a control target torque value T. Further, the vehicle speed detection value V of the vehicle speed detector 32 is input to the microcomputer 36 via the interface circuit 37.
Ｔ＝aTS＋ｂ（dTS/dt） ……（１） このように、微分回路34を使用する理由は、制御系に
おける応答遅れによる自励振動を防止するためであり、
通常の操舵速度においては、aTS≫ｂ（dTS/dt）に設定
されている。 T = aT S + b (dT S / dt) ...... (1) Thus, the reason for using the differentiating circuit 34 is to prevent the self-excited vibration due to a response delay in the control system,
At a normal steering speed, aT S ≫b (dT S / dt) is set.
マイクロコンピュータ36は、制御対象トルク値Ｔ及び
車速検出値Ｖに基づいて例えば第７図に示す記憶テーブ
ルを参照して電動モータ７を駆動するモータ電流設定値
IMを算出し、このモータ電流設定値をモータ駆動回路38
に出力して電動モータ39を駆動制御することにより、電
動モータ39で発生する操舵補助力を高車速になるに従っ
て小さくなるように制御し、高車速走行状態では、路面
から操舵系に伝達される逆入力成分を大きくして操舵感
覚を向上させるようにしている。The microcomputer 36, based on the control target torque value T and the vehicle speed detection value V, refers to, for example, a storage table shown in FIG.
I M is calculated, and this motor current set value is
To control the driving of the electric motor 39 so that the steering assist force generated by the electric motor 39 decreases as the vehicle speed increases, and is transmitted from the road surface to the steering system in a high vehicle speed running state. The reverse input component is increased to improve the steering feeling.
しかしながら、上記従来例にあっては、操舵トルク検
出値の増幅出力aTSと操舵トルク検出値の微分出力ｂ（d
TS/dt）とが、aTS≫ｂ（dTS/dt）に固定されている関係
で、電動モータを駆動する目標駆動電流IMは、主に操舵
トルク検出値TSによって決定されることになり、操舵ト
ルク検出値TSが小さいときには、電動モータで発生する
操舵補助力も小さくなる。したがって、電動モータで発
生する操舵補助力が大きいときには、電動モータの慣性
や摩擦を操舵補助力によって打ち消すことができるが、
高速走行時における操舵のようにセルフアライニングト
ルクが小さく運転者による操舵トルクが小さくなって操
舵補助力が小さくなると、電動モータの慣性や摩擦の影
響によって操舵感覚が悪化するという未解決の課題があ
った。However, the in the conventional example, the differential output b of the amplifier output aT S and the steering torque detection value of the steering torque detection value (d
T S / dt) is fixed to aT S ≫b (dT S / dt), and the target drive current I M for driving the electric motor is mainly determined by the steering torque detection value T S. That is, when the steering torque detection value T S is small, the steering assist force generated by the electric motor also becomes small. Therefore, when the steering assist force generated by the electric motor is large, the inertia and friction of the electric motor can be canceled by the steering assist force.
The unsolved problem is that when the self-aligning torque is small and the driver's steering torque is small, such as when steering at high speed, and the steering assist force is reduced, the steering sensation deteriorates due to the inertia and friction of the electric motor. there were.
また、高速走行時に電動モータによる操舵補助力が大
きいと、操舵系に路面から伝達される逆入力成分が少な
くなって同様に操舵感覚が悪化するという未解決の課題
もあった。Further, when the steering assist force by the electric motor is large during high-speed running, there is an unsolved problem that the reverse input component transmitted from the road surface to the steering system is reduced and the steering feeling is similarly deteriorated.
本発明は、上記従来例の未解決の課題に鑑みてなされ
たもので、電動モータに供給する目標駆動電流を、低速
走行時には主として操舵トルク検出器の操舵トルク検出
値に基づいて決定し、高速走行時には主として操舵トル
ク検出値の微分値に基づいて決定することにより、上記
従来例の課題を解決することが可能な電動式動力舵取装
置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned unresolved problems of the conventional example, and determines a target drive current to be supplied to an electric motor mainly at the time of low-speed traveling based on a steering torque detection value of a steering torque detector. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that can solve the above-described problem of the conventional example by mainly determining based on a differential value of a detected steering torque during traveling.
請求項（１）に係る発明においては、第１図（ａ）に
示すように、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク
検出手段と、該操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値
に基づいて前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電
動モータを制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取
装置において、前記制御手段は、前記操舵トルク検出手
段における操舵トルク検出値の微分値を算出する微分値
算出手段と、該微分値算出手段の微分値に微分用重み係
数を乗算した値と前記操舵トルク検出値に比例用重み係
数を乗算した値とを加算して制御対象トルク値を算出す
る制御対象トルク値算出手段と、該制御対象トルク値算
出手段における前記比例用重み係数を車速の増加に伴っ
て小さくなる値に設定すると共に、前記微分用重み係数
を車速の増加に伴って大きくなる値に設定する重み係数
設定手段と、前記制御対象トルク値算出手段の制御対象
トルク値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆
動手段とを備えている。In the invention according to claim (1), as shown in FIG. 1 (a), a steering torque detecting means for detecting a steering torque of a steering system, and the steering torque detection value based on a steering torque detection value of the steering torque detecting means. A control unit for controlling an electric motor that generates a steering assist force for a steering system, wherein the control unit calculates a differential value of a steering torque detection value in the steering torque detection unit. Differential value calculating means, and a value obtained by multiplying a differential value of the differential value calculating means by a differential weight coefficient and a value obtained by multiplying the steering torque detection value by a proportional weight coefficient to calculate a control target torque value A control target torque value calculating means, and the proportional weight coefficient in the control target torque value calculating means is set to a value that decreases with an increase in vehicle speed, and the differential weight coefficient is set with an increase in vehicle speed. It includes a weighting factor setting means for setting a larger value, and a motor driving means for driving the electric motor based on the control target torque value of the control target torque value calculating means.
請求項（２）に係る発明においては、第１図（ｂ）に
示すように、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク
検出手段と、該操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値
に基づいて前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電
動モータを制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取
装置において、前記電動モータの出力側に電磁クラッチ
を備え、前記制御手段は、前記操舵トルク検出手段にお
ける操舵トルク検出値の微分値を算出する微分値算出手
段と、該微分値算出手段の微分値に微分用重み係数を乗
算した値と前記操舵トルク検出値に比例用重み係数を乗
算した値とを加算して制御対象トルク値を算出する制御
対象トルク値算出手段と、該制御対象トルク値算出手段
における前記比例用重み係数を車速の増加に伴って小さ
くなる値に設定すると共に、前記微分用重み係数を車速
の増加に伴って大きくなる値に設定する重み係数設定手
段と、前記制御対象トルク値算出手段の制御対象トルク
値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動手段
と、車速が前記所定高車速以上となったときに前記電磁
クラッチを締結状態から非締結状態に切換制御するクラ
ッチ駆動手段とを備えている。In the invention according to claim (2), as shown in FIG. 1 (b), a steering torque detecting means for detecting a steering torque of a steering system, and the steering torque detection value based on a steering torque detection value of the steering torque detecting means. An electric power steering apparatus comprising: an electric motor that controls an electric motor that generates a steering assist force for a steering system. The electric power steering apparatus further includes: an electromagnetic clutch on an output side of the electric motor; A differential value calculating means for calculating a differential value of the detected steering torque value in the detecting means; and a value obtained by multiplying the differential value of the differential value calculating means by a differential weight coefficient and the steering torque detected value by a proportional weight coefficient. A control target torque value calculating means for calculating a control target torque value by adding a value to the control target torque value, and setting the proportional weighting coefficient in the control target torque value calculating means to a value which decreases as the vehicle speed increases. In both cases, weighting factor setting means for setting the weighting coefficient for differentiation to a value that increases with an increase in vehicle speed, and motor driving means for driving the electric motor based on a control target torque value of the control target torque value calculation means And clutch driving means for controlling the switching of the electromagnetic clutch from the engaged state to the disengaged state when the vehicle speed becomes equal to or higher than the predetermined high vehicle speed.
上記請求項（１）又は（２）に係る発明においては、
重み係数設定手段は、車速が所定高車速以上になったと
きに、比例用重み係数を零として、制御対象トルク値算
出手段で操舵トルク検出値の微分値に微分用重み係数を
乗算した値のみに基づいて制御対象トルク値を算出する
ことが好ましい。In the invention according to claim (1) or (2),
The weight coefficient setting means sets the proportional weight coefficient to zero when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined high vehicle speed, and sets only the value obtained by multiplying the differential value of the detected steering torque by the controlled torque value calculating means by the differential weight coefficient. It is preferable to calculate the control target torque value based on
請求項（１）に係る発明においては、重み係数設定手
段によって操舵トルク値の重み係数を車速が増加するに
従って小さくし、且つ微分値の重み係数を車速が増加す
る従って大きくすることにより、低速走行時には、主と
して操舵トルク検出値に基づいて制御対象トルク値を算
出し、高速走行時は主として操舵トルク検出値の微分値
に基づいて制御対象トルク値を算出する。したがって、
高速走行時において、操舵系の操舵トルク変化が少ない
ときには、電動モータで発生する操舵補助力も小さい値
となって、路面から操舵系に伝達される逆入力が多くな
り、操舵感覚を向上させる。また、高速走行時における
急操舵時には、操舵トルク検出値の微分値が大きくな
り、電動モータで発生する操舵補助力も大きい値となる
ため、応答性を向上させる。In the invention according to claim (1), the weight coefficient of the steering torque is reduced by the weight coefficient setting means as the vehicle speed increases, and the weight coefficient of the differential value is increased according to the increase in the vehicle speed. At times, the control target torque value is calculated mainly based on the detected steering torque value, and during high-speed running, the control target torque value is calculated mainly based on the differential value of the detected steering torque value. Therefore,
When the steering torque of the steering system is small during high-speed running, the steering assist force generated by the electric motor also has a small value, and the amount of reverse input transmitted from the road surface to the steering system increases, thereby improving the steering feeling. Further, at the time of rapid steering at the time of high-speed running, the differential value of the steering torque detection value increases, and the steering assist force generated by the electric motor also increases, thereby improving the responsiveness.
請求項（２）に係る発明においては、上記請求項
（１）の作用に加えて、高速走行時に所定高車速以上と
なると電磁クラッチが非締結状態に制御されるので、電
動モータで発生する操舵補助力の操舵系への伝達が遮断
され、このとき、制御対象トルク値が殆ど操舵トルク検
出値の微分値のみによって決定されるので、急操舵時以
外には、電動モータで発生する操舵補助力が小さい値と
なり、クラッチ断続時のショックを軽減することができ
る。In the invention according to claim (2), in addition to the operation of claim (1), when the vehicle speed exceeds a predetermined high vehicle speed during high-speed running, the electromagnetic clutch is controlled to the non-engaged state, so that the steering generated by the electric motor is performed. The transmission of the assisting force to the steering system is interrupted. At this time, the torque to be controlled is almost determined only by the differential value of the detected steering torque. Is small, and the shock at the time of clutch engagement / disengagement can be reduced.
以下、本発明の電動式動力舵取装置の実施例を図面に
基づいて説明する。Hereinafter, an embodiment of an electric power steering device of the present invention will be described with reference to the drawings.
第２図は本発明の第１実施例を示す概略構成図であ
る。図中、１はステアリングホイールであって、その操
舵力がステアリングシャフト２を介してステアリングギ
ヤ３に伝達され、転舵輪を転舵させる。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a steering wheel, whose steering force is transmitted to a steering gear 3 via a steering shaft 2 to steer steered wheels.
ステアリングシャフト２には、減速歯車５を介して電
動モータ７の出力軸7aが連結され、電動モータ７が制御
手段としての制御装置８によって制御される。An output shaft 7a of an electric motor 7 is connected to the steering shaft 2 via a reduction gear 5, and the electric motor 7 is controlled by a control device 8 as control means.
この制御装置８には、ステアリングホイール１に入力
される操舵トルクを例えばトーションバーの捩れ角変位
として検出するポテンショメータで構成される操舵トル
ク検出器９の電圧信号でなる操舵方向を含む操舵トルク
検出値TSと、車両の車速を検出する車速検出器10の車速
検出値Ｖとが入力されている。そして、制御装置８は、
第３図に示すように、操舵トルク検出器９の操舵トルク
検出値TSがそれぞれ入力される増幅回路11及び微分値算
出手段としての微分回路12を有すると共に、車速検出器
10の車速検出値Ｖが入力されるインタフェース回路13を
有し、増幅回路11の増幅出力TS1及び微分回路12の微分
出力TS2（＝dTS/dt）がA/D変換器14及び15を介して、イ
ンタフェース回路13の出力が直接マイクロコンピュータ
16に入力され、マイクロコンピュータ16から出力される
モータ電流設定値が電動モータ７に駆動電流を出力する
モータ駆動回路17に供給される。ここで、増幅回路11
は、入力される操舵トルク検出値TSに所定の増幅率に対
応する係数βを乗じた増幅出力TS1（＝βTS）を出力
し、微分回路12は、入力される操舵トルク検出値TSの微
分値dTS/dtに所定の係数γを乗じた微分値TS2〔＝γ（d
TS/dt）〕を出力する。The control device 8 includes a steering torque detection value including a steering direction which is a voltage signal of a steering torque detector 9 configured by a potentiometer that detects a steering torque input to the steering wheel 1 as, for example, a torsion angle displacement of a torsion bar. and T S, a vehicle speed detection value V of the vehicle speed detector 10 for detecting a vehicle speed of the vehicle is input. And the control device 8
As shown in FIG. 3, a vehicle speed detector includes an amplifier circuit 11 to which the steering torque detection value T S of the steering torque detector 9 is input and a differentiation circuit 12 as a differential value calculation means.
An interface circuit 13 to which the vehicle speed detection value V of 10 is input is provided, and the amplified output T S1 of the amplifier circuit 11 and the differential output T S2 (= dT S / dt) of the differentiating circuit 12 are converted into A / D converters 14 and 15 Through the output of the interface circuit 13 directly to the microcomputer
The motor current setting value input to the microcomputer 16 and output from the microcomputer 16 is supplied to a motor drive circuit 17 that outputs a drive current to the electric motor 7. Here, the amplification circuit 11
Outputs an amplified output T S1 (= βT S ) obtained by multiplying the input steering torque detection value T S by a coefficient β corresponding to a predetermined amplification factor, and the differentiation circuit 12 outputs the input steering torque detection value T differential value T S2 obtained by multiplying a predetermined coefficient gamma on the differential value dT S / dt of S [= gamma (d
T S / dt)].
また、マイクロコンピュータ16は、車速検出値Ｖに基
づいて比例用重み係数ａ及び微分用重み係数ｂを算出す
ると共に、これら重み係数ａ及びｂを夫々操舵トルク検
出値TS1及び微分値TS2に乗算した値を加算して制御対象
トルク値Ｔを算出し、これら制御対象トルク値Ｔと車速
検出値Ｖとに基づいて前記第７図に示す３次元記憶テー
ブルを参照してモータ駆動電流指令値IMを算出し、これ
をモータ駆動回路18に出力する。The microcomputer 16 calculates the proportional weighting coefficient a and the differential weighting coefficient b based on the vehicle speed detection value V, and converts the weighting coefficients a and b into the steering torque detection value T S1 and the differential value T S2 , respectively. The control target torque value T is calculated by adding the multiplied values, and based on the control target torque value T and the vehicle speed detection value V, the motor drive current command value is referred to by referring to the three-dimensional storage table shown in FIG. It calculates I M and outputs it to the motor drive circuit 18.
次に、上記実施例の動作をマイクロコンピュータ16の
処理手順を示す第４図のフローチャートに従って説明す
る。Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
第４図の処理は例えば20msec毎のタイマ割込処理とし
て実行され、まずステップで増幅回路11から出力され
る操舵トルク検出値TSの増幅出力TS1をA/D変換器13を介
して読込み、次いでステップに移行して微分回路12か
ら出力される操舵トルク検出値TSの微分出力TS2をA/D変
換器14を介して読込み、次いでステップに移行して車
速検出器10の車速検出値Ｖをインタフェース回路15を介
して読込む。4 is executed, for example, as a timer interrupt process at intervals of 20 msec. First, an amplified output T S1 of the steering torque detection value T S output from the amplifier circuit 11 is read through the A / D converter 13 in a step. Then, the process proceeds to step S , in which the differential output T S2 of the steering torque detection value T S output from the differentiating circuit 12 is read via the A / D converter 14, and then the process proceeds to step S, in which the vehicle speed detector 10 detects the vehicle speed. The value V is read through the interface circuit 15.
次いで、ステップに進んで車速検出値Ｖに基づいて
増幅出力TS1の比例用重み係数ａを下記（２）式に従っ
て演算する。Then, the process proceeds to a step, wherein a proportional weighting coefficient a of the amplified output T S1 is calculated based on the vehicle speed detection value V according to the following equation (2).
ａ＝k6V-k7 …………（２） ここで、k6，k7は正の係数である。a = k 6 V −k7 (2) Here, k 6 and k 7 are positive coefficients.
次いで、ステップに進んで車速検出値Ｖに基づいて
微分出力TS2の微分用重み係数ｂを下記（３）式に従っ
て演算する。Then, the process proceeds to a step, wherein a weighting coefficient b for differentiation of the differential output T S2 is calculated based on the vehicle speed detection value V according to the following equation (3).
ｂ＝k4Vk5 …………（３） ここで、k4，k5は正の係数である。b = k 4 V k5 (3) Here, k 4 and k 5 are positive coefficients.
次いで、ステップに進んで、車速検出値Ｖが予め設
定された所定設定車速VS以上であるか否かを判定する。
このとき、Ｖ≧VSであるときには、ステップに移行し
て重み係数ａを零に設定してから後述するステップに
進み、Ｖ＜VSであるときには、ステップに進んで重み
係数ａをステップで算出した重み係数ａに設定してか
らステップに進む。Next, the process proceeds to a step, where it is determined whether or not the detected vehicle speed value V is equal to or higher than a predetermined vehicle speed V S which is set in advance.
At this time, when V ≧ V S , the process proceeds to step and the weight coefficient a is set to zero, and then proceeds to the step described later. When V <V S , the process proceeds to step and the weight coefficient a is After setting the calculated weight coefficient a, the process proceeds to the step.
ステップでは、重み係数a,b、増幅出力TS1及び微分
出力TS2に基づいて下記（４）式の演算を行って制御対
象トルク値Ｔを算出する。In the step, the control target torque value T is calculated by performing the calculation of the following equation (4) based on the weighting coefficients a and b, the amplified output T S1 and the differential output T S2 .
Ｔ＝aTS1＋bTS2 …………（４） 次いで、ステップに進んで、制御対象トルク値Ｔを
元に第７図に対応する３次元記憶テーブルを参照してモ
ータ電流設定値IMを算出し、次いでステップでモータ
電流設定値IMをモータ駆動回路17に出力して、電動モー
タ７を制御対象トルク値Ｔに応じて回転駆動して所定の
操舵補助力を発生させ、これを減速歯車５を介してステ
アリングシャフト２に伝達させてからタイマ割込処理を
終了して、メインプログラムに復帰する。T = aT S1 + bT S2 (4) Next, the process proceeds to the step, and based on the torque value T to be controlled, the motor current set value I M is calculated by referring to the three-dimensional storage table corresponding to FIG. , and then outputs the motor current setting value I M to the motor driving circuit 17 in step the electric motor 7 rotates driven according to the control target torque value T to generate a predetermined steering assist force, reduction of this gear After transmission to the steering shaft 2 via the control unit 5, the timer interrupt processing is terminated, and the program returns to the main program.
第４図の処理において、ステップ〜の処理が重み
係数設定手段に対応し、ステップの処理が制御対象ト
ルク値算出手段に対応し、ステップ，及びモータ駆
動回路17がモータ駆動手段に対応している。In the processing of FIG. 4, the processing of steps 1 to 4 corresponds to the weight coefficient setting means, the processing of the steps corresponds to the control target torque value calculation means, and the steps and the motor drive circuit 17 correspond to the motor drive means. .
したがって、高速走行時に車速検出値Ｖが所定設定車
速VS以上となると、増幅出力TS1に対する重み係数ａが
零に設定されるので、微分出力TS2のみに基づいて制御
対象トルク値Ｔが算出され、車速検出値Ｖが所定設定車
速VS未満であるときには、増幅出力TS1及び微分出力TS2
の和によって制御対象トルク値Ｔが算出され、しかも増
幅出力TS1の比例用重み係数ａが前記（２）式に示すよ
うに、車速検出値Ｖの増加に伴って小さな値となり、逆
に微分出力TS2の微分用重み係数ｂが前記（３）式に示
すように、車速検出値Ｖの増加に伴って大きな値となる
ので、車速検出値Ｖが小さい低速走行時には、主として
増幅出力TS1に基づいた制御対象トルク値Ｔが算出さ
れ、車速検出値Ｖが大きくなるにつれて主として微分出
力TS2に基づいた制御対象トルク値Ｔが算出される。Therefore, when the vehicle speed detected value V at high speed is equal to or higher than a predetermined set speed V S, since the weighting coefficient a is set to zero for the amplified output T S1, the control target torque value T on the basis of only the differentiated output T S2 is calculated it is, when the vehicle speed detection value V is less than the predetermined set speed V S is the amplified output T S1 and the differential output T S2
, And the proportional weighting coefficient a of the amplified output T S1 becomes smaller as the vehicle speed detection value V increases, as shown in the above equation (2). As shown in the above equation (3), the differential weighting coefficient b of the output T S2 increases as the vehicle speed detection value V increases. Therefore, when the vehicle speed detection value V is low and the vehicle runs at low speed, the amplified output T S1 is mainly obtained. , The control target torque value T is calculated based on the differential output T S2 as the vehicle speed detection value V increases.
この結果、高速走行時には、操舵トルク変化が小さい
ときには、電動モータ７で発生する操舵補助力も小さく
なり、路面から転舵輪、ステアリングギヤ３及びステア
リングシャフト２を介してステアリングホイール１に伝
達される逆入力が大きくなり、路面状況に応じた操舵感
覚を得ることができ、この状態でステアリングホイール
１を急操舵したときには、これに応じて操舵トルク検出
値TSの微分出力TS2が大きい値となるので電動モータ７
で発生する操舵補助力も大きくなり、応答性を向上させ
ることができる。As a result, during high-speed running, when the steering torque change is small, the steering assist force generated by the electric motor 7 is also small, and the reverse input transmitted to the steering wheel 1 from the road surface via the steered wheels, the steering gear 3 and the steering shaft 2. Is increased, and a steering sensation corresponding to the road surface condition can be obtained. When the steering wheel 1 is rapidly steered in this state, the differential output T S2 of the steering torque detection value T S becomes a large value accordingly. Electric motor 7
The steering assist force generated by the steering wheel also increases, and the responsiveness can be improved.
次に、本発明の第２実施例を第５図について説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この第２実施例は、減速歯車５及び電動モータ７の出
力軸7aとの間に電磁クラッチ６を介挿したもので、電磁
クラッチ６を車速検出値Ｖが所定設定車速VS未満のとき
に接続状態とし、所定設定車速VS以上であるときに切断
状態に制御することを除いては、上記第１実施例と同様
の構成を有する。The second embodiment, which was inserted through the electromagnetic clutch 6 between the output shaft 7a of the reduction gear 5 and the electric motor 7, the electromagnetic clutch 6 when the vehicle speed detection value V is lower than the predetermined set speed V S and connected state, with the exception that control the cutting state when the predetermined setting speed V S or more, has the same structure as the first embodiment.
したがって、この第２実施例では、高速走行状態で電
磁クラッチ６が接続状態から切断状態に切り換わるとき
に、制御対象トルク値Ｔが操舵トルク検出値TSの微分出
力TS2のみに基づいて決定されるので、急操舵時以外に
は、電動モータ７で発生する操舵補助力が小さい値とな
り、クラッチ断続時のショックを軽減することができ
る。Therefore, in the second embodiment, when the electromagnetic clutch 6 switches from the connected state to the disconnected state in the high-speed running state, the control target torque value T is determined based only on the differential output T S2 of the steering torque detection value T S. Therefore, the steering assist force generated by the electric motor 7 becomes a small value except at the time of sudden steering, and the shock at the time of clutch engagement / disengagement can be reduced.
なお、上記各実施例では、制御対象トルク値Ｔとモー
タ電流設定値IMとが車速検出値Ｖに応じて変化する所謂
車速感応型の電動式動力舵取装置について説明したが、
これに限定されるものではなく、制御対象トルク値Ｔと
モータ電流設定値IMとが車速にかかわらず一定の関係を
維持する場合にも本発明を適用し得る。Incidentally, in the above embodiments, the control target torque value T and the motor current setting value I M has been described a so-called vehicle speed-sensitive electric power steering apparatus which changes according to the vehicle speed detection value V,
The invention is not limited thereto, and the control target torque value T and the motor current setting value I M can be applied also present invention in maintaining a constant relationship regardless of the vehicle speed.
また、上記実施例では、微分値算出手段として微分回
路12を使用した場合について説明したが、これに限らず
マイクロコンピュータ16内で操舵トルク検出値TSの単位
時間当たりの変化量を演算して微分値を算出するように
してもよい。In the above embodiment has described the case of using a differential circuit 12 as a differential value calculating means, calculates the amount of change per unit time of the steering torque detection value T S in the microcomputer 16 is not limited thereto The differential value may be calculated.
また、電動モータとしてはDCモータに限らず、パルス
モータ等の他の電動モータを適用し得ることは勿論であ
る。Further, the electric motor is not limited to the DC motor, and it is needless to say that another electric motor such as a pulse motor can be applied.
以上のように、請求項（１）に係る発明によれば、制
御対象トルク値算出手段で操舵トルク検出値に比例用重
み係数を乗算した値と操舵トルク検出値の微分値に微分
用重み係数を乗算した値とを加算して制御対象トルク値
を算出すと共に、重み係数設定手段で、制御対象トルク
値算出手段での比例用重み係数を車速の増加に伴って小
さい値に設定する共に、微分用重み係数を逆に車速の増
加に伴って大きい値に設定することにより、低速走行時
には主として操舵トルク検出値に基づいて電動モータの
操舵補助力を決定し、高速走行時には主として操舵トル
ク検出値の微分値に基づいて電動モータの操舵補助力を
決定することができ、高速走行時であって操舵トルク変
化の少ないときには電動モータの操舵補助力も小さくな
り、路面から操舵系に伝達される逆入力が多くなって操
舵感覚を向上させることができ、しかも高速走行時に急
操舵を行う場合には、これに応じて操舵トルク検出値の
微分値も大きくなるので、電動モータの操舵補助力も大
きくなり、電動モータの慣性や摩擦の影響を受けること
なく操舵の応答性を向上させることができる効果が得ら
れる。特に、高速走行状態で車速が所定設定車速以上と
なったときには、操舵トルク検出値の微分値のみに基づ
いて電動モータの操舵補助力を決定することになるの
で、操舵トルクが少ないにもかかわらず、大きな操舵補
助力を得ることができることにより操舵感覚及び応答性
の向上を図ることができる。As described above, according to the invention of claim (1), the value obtained by multiplying the detected steering torque value by the proportional weight coefficient by the controlled object torque value calculating means and the differential value of the detected steering torque value are added to the differential weight coefficient. The control target torque value is calculated by adding a value obtained by multiplying the control target torque value, and the weight coefficient setting unit sets the proportional weight coefficient in the control target torque value calculation unit to a smaller value with an increase in the vehicle speed. Conversely, by setting the weighting coefficient for differentiation to a larger value as the vehicle speed increases, the steering assist force of the electric motor is determined based on the steering torque detection value mainly at low speed traveling, and the steering torque detection value is mainly determined at high speed traveling. The steering assist force of the electric motor can be determined based on the differential value of the electric motor. When the vehicle is running at high speed and the steering torque change is small, the steering assist force of the electric motor is also small, and the steering system The amount of reverse input transmitted increases the steering sensation, and when performing rapid steering during high-speed driving, the derivative value of the steering torque detection value increases accordingly. The assisting force is also increased, and the effect of improving steering response without being affected by inertia or friction of the electric motor is obtained. In particular, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined set vehicle speed in a high-speed running state, the steering assist force of the electric motor is determined based only on the differential value of the detected steering torque value. In addition, since a large steering assist force can be obtained, the steering feeling and responsiveness can be improved.
請求項（２）に係る発明によれば、上記請求項（１）
の効果に加えて、高速走行時に所定高車速以上となると
電磁クラッチは非締結状態に制御されるので、電動モー
タで発生する操舵補助力の操舵系への伝達が確実に遮断
され、このとき、制御対象トルク値が殆ど操舵トルク検
出値の微分値のみによって決定されるので、急操舵時以
外には、電動モータで発生する操舵補助力が小さい値と
なり、クラッチ断続時のショックを軽減することができ
る。According to the invention of claim (2), the above-mentioned claim (1)
In addition to the effect described above, when the vehicle speed becomes equal to or higher than a predetermined high vehicle speed during high-speed traveling, the electromagnetic clutch is controlled to be in the disengaged state, so that transmission of the steering assist force generated by the electric motor to the steering system is reliably cut off, Since the control target torque value is almost determined only by the differential value of the steering torque detection value, the steering assist force generated by the electric motor becomes a small value except in the case of sudden steering, and it is possible to reduce the shock when the clutch is disconnected. it can.
第１図は本発明の概要を示すブロック図、第２図は本発
明の実施例を示す構成図、第３図は制御装置の一例を示
すブロック図、第４図はマイクロコンピュータの処理手
順を示すフローチャート、第５図は本発明の第２実施例
を示す構成図、第６図は従来例を示すブロック図、第７
図は車速をパラメータとして操舵トルクとモータ電流設
定値との関係を示す特性線図である。 １……ステアリングホイール、２……ステアリングシャ
フト、３……ステアリングギヤ、５……減速歯車、６…
…電磁クラッチ、７……電動モータ、８……制御装置、
９……操舵トルク検出器、10……車速検出器、11……増
幅回路、12……微分回路、16……マイクロコンピュー
タ、17……モータ駆動回路。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control device, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example, and FIG.
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between the steering torque and the motor current set value using the vehicle speed as a parameter. 1 ... steering wheel, 2 ... steering shaft, 3 ... steering gear, 5 ... reduction gear, 6 ...
... Electromagnetic clutch, 7 ... Electric motor, 8 ... Control device,
9: steering torque detector, 10: vehicle speed detector, 11: amplifier circuit, 12: differentiation circuit, 16: microcomputer, 17: motor drive circuit.
Claims (3)
検出手段と、該操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値
に基づいて前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電
動モータを制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取
装置において、前記制御手段は、前記操舵トルク検出手
段における操舵トルク検出値の微分値を算出する微分値
算出手段と、該微分値算出手段の微分値に微分用重み係
数を乗算した値と前記操舵トルク検出値に比例用重み係
数を乗算した値とを加算して制御対象トルク値を算出す
る制御対象トルク値算出手段と、該制御対象トルク値算
出手段における前記比例用重み係数を車速の増加に伴っ
て小さくなる値に設定すると共に、前記微分用重み係数
を車速の増加に伴って大きくなる値に設定する重み係数
設定手段と、前記制御対象トルク値算出手段の制御対象
トルク値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆
動手段とを備えていることを特徴とする電動式動力舵取
装置。1. A steering torque detecting means for detecting a steering torque of a steering system, and a control for controlling an electric motor for generating a steering assist force for the steering system based on a steering torque detection value of the steering torque detecting means. Means, the control means comprising: a differential value calculating means for calculating a differential value of a steering torque detection value in the steering torque detecting means; and a differential value calculating means for calculating a differential value of the differential value calculating means. A control target torque value calculating means for calculating a control target torque value by adding a value obtained by multiplying the steering weight detection value by a value obtained by multiplying the steering torque detection value by a proportional weight coefficient; and Weight coefficient setting means for setting the proportional weight coefficient to a value that decreases with increasing vehicle speed, and setting the differential weight coefficient to a value that increases with increasing vehicle speed; Electric power steering apparatus characterized by comprising a motor driving means for driving the electric motor based on the control target torque value control target torque value calculating means.
検出手段と、該操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値
に基づいて前記操舵系に対して操舵補助力を発生する電
動モータを制御する制御手段とを備えた電動式動力舵取
装置において、前記電動モータの出力側に電磁クラッチ
を備え、前記制御手段は、前記操舵トルク検出手段にお
ける操舵トルク検出値の微分値を算出する微分値算出手
段と、該微分値算出手段の微分値に微分用重み係数を乗
算した値と前記操舵トルク検出値に比例用重み係数を乗
算した値とを加算して制御対象トルク値を算出する制御
対象トルク値算出手段と、該制御対象トルク値算出手段
における前記比例用重み係数を車速の増加に伴って小さ
くなる値に設定すると共に、前記微分用重み係数を車速
の増加に伴って大きくなる値に設定する重み係数設定手
段と、前記制御対象トルク値算出手段の制御対象トルク
値に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動手段
と、車速が所定高車速以上となったときに前記電磁クラ
ッチを締結状態から非締結状態に切換制御するクラッチ
駆動手段とを備えていることを特徴とする電動式動力舵
取装置。2. A steering torque detecting means for detecting a steering torque of a steering system, and a control for controlling an electric motor for generating a steering assist force for the steering system based on a steering torque detection value of the steering torque detecting means. Power steering apparatus comprising: an electromagnetic clutch on the output side of the electric motor; and the control means calculates a differential value of a steering torque detection value in the steering torque detection means. A control target torque value for calculating a control target torque value by adding a value obtained by multiplying a differential value of the differential value calculation means by a differential weight coefficient and a value obtained by multiplying the steering torque detection value by a proportional weight coefficient. Calculating means for setting the proportional weighting coefficient in the control target torque value calculating means to a value that decreases with increasing vehicle speed, and increasing the differential weighting coefficient with increasing vehicle speed. Weight coefficient setting means for setting a value to be increased, a motor driving means for driving the electric motor based on a control target torque value of the control target torque value calculation means, and when the vehicle speed becomes equal to or higher than a predetermined high vehicle speed, An electric power steering apparatus comprising: a clutch driving unit that controls switching of an electromagnetic clutch from an engaged state to a disengaged state.
高車速以上のときに比例用重み係数を零に設定するよう
にした請求項（１）又は（２）記載の電動式動力舵取装
置。3. The electric power steering system according to claim 1, wherein said weight coefficient setting means sets the proportional weight coefficient to zero when the vehicle speed is equal to or higher than said predetermined high vehicle speed. apparatus.
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|---|---|---|---|
| JP12376888A JP2726854B2 (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Electric power steering system |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH01293272A JPH01293272A (en) | 1989-11-27 |
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Families Citing this family (4)
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| JPS62194973A (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Fuji Heavy Ind Ltd | Motor controller for motor-driven type power steering device |
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1988
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