JP2789233B2 - 全電気式動力舵取装置の制御方法 - Google Patents
全電気式動力舵取装置の制御方法Info
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- JP2789233B2 JP2789233B2 JP24079289A JP24079289A JP2789233B2 JP 2789233 B2 JP2789233 B2 JP 2789233B2 JP 24079289 A JP24079289 A JP 24079289A JP 24079289 A JP24079289 A JP 24079289A JP 2789233 B2 JP2789233 B2 JP 2789233B2
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全電気式動力舵取装置のアシスト用モータ出
力の制御方法に関するものである。
力の制御方法に関するものである。
従来のアシスト用モータ出力の制御方法においては、
ハンドル戻り時における操舵車輪からの復元力の減衰に
よるハンドル戻りの悪さを防止するため、ハンドルトル
クをステアリングホイール側トルクセンサにて検出し、
路面からの外力をステアリングギヤ側トルクセンサにて
検出し、モータによる操舵アシスト力を制御していた。
ハンドル戻り時における操舵車輪からの復元力の減衰に
よるハンドル戻りの悪さを防止するため、ハンドルトル
クをステアリングホイール側トルクセンサにて検出し、
路面からの外力をステアリングギヤ側トルクセンサにて
検出し、モータによる操舵アシスト力を制御していた。
第４図はラック軸推力センサを使用した従来の全電気
式動力舵取装置を示す回路図である。同図において、１
はハンドルトルクTSEをトルク信号ａとして出力するト
ルクセンサ、２はトルク信号ａのノイズおよび系の共振
周波数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、25はラック軸推力センサ、25aはフ
ィルタ、25bはアンプ、４は回路全体を制御するCPU、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はアシスト用モータ18の電流値IMを出
力する電流検出器、22,23はアナログスイッチ、24はア
シスト用モータ18の端子間電圧値VMを出力するバッファ
（電圧検出器）、BTはバッテリである。
式動力舵取装置を示す回路図である。同図において、１
はハンドルトルクTSEをトルク信号ａとして出力するト
ルクセンサ、２はトルク信号ａのノイズおよび系の共振
周波数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、25はラック軸推力センサ、25aはフ
ィルタ、25bはアンプ、４は回路全体を制御するCPU、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はアシスト用モータ18の電流値IMを出
力する電流検出器、22,23はアナログスイッチ、24はア
シスト用モータ18の端子間電圧値VMを出力するバッファ
（電圧検出器）、BTはバッテリである。
次に、第４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
指令値としてのラック推力値ｃを第５図のラック推力FR
対トルクTSEのマップより求めてD/A変換器５に出力する
と共に、モータの回転方向を決める右信号d,左信号ｅを
出力する。
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
指令値としてのラック推力値ｃを第５図のラック推力FR
対トルクTSEのマップより求めてD/A変換器５に出力する
と共に、モータの回転方向を決める右信号d,左信号ｅを
出力する。
なお、第５図ではｓは車速を表し、ｓ＝０→ｓ＝１→
ｓ＝２と数値が大きくなるに伴い車速が大きくなる。車
速大の場合はアシスト力は小で、ハンドルは重めとす
る。
ｓ＝２と数値が大きくなるに伴い車速が大きくなる。車
速大の場合はアシスト力は小で、ハンドルは重めとす
る。
D/A変換器５から出力されるアナログのラック推力値
（目標値）5cは、比較器５で、ラック軸推力センサ25か
らフィルタ25a,アンプ25bを介して入力されたラック推
力値（実際値）25cと比較され、値5cが値25cより大きい
場合はアンド回路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、値5cが値
25c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。値5c
が値25c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。
（目標値）5cは、比較器５で、ラック軸推力センサ25か
らフィルタ25a,アンプ25bを介して入力されたラック推
力値（実際値）25cと比較され、値5cが値25cより大きい
場合はアンド回路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、値5cが値
25c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。値5c
が値25c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。
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。このときモータ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、同様の動作を行う。
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。このときモータ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、同様の動作を行う。
しかしながら、この従来の全電気式動力舵取装置で
は、路面からの外力相当を検出するラック軸推力センサ
25を必要とし、コスト高、取付けのための工数の増加等
を生じていた。
は、路面からの外力相当を検出するラック軸推力センサ
25を必要とし、コスト高、取付けのための工数の増加等
を生じていた。
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、車両の操舵力としてタイヤ・
路面摩擦力に打ち勝つ力をラック軸の推力として出力さ
せ、該推力を検出する手段としてのセンサ等を必要とし
ない全電気式動力舵取装置の制御方法を得ることにあ
る。
その目的とするところは、車両の操舵力としてタイヤ・
路面摩擦力に打ち勝つ力をラック軸の推力として出力さ
せ、該推力を検出する手段としてのセンサ等を必要とし
ない全電気式動力舵取装置の制御方法を得ることにあ
る。
このような目的を達成するために本発明は、トルクセ
ンサからの検出ハンドルトルクと電流検出器からの演出
電流値（アシスト用モータに流れる電流値）と電圧検出
器からの検出端子間電圧（アシストモータの端子間電
圧）とから、各種定数が設定されたステアリングの運動
方程式より、ラック軸推力の実際値を算出するようにし
たものである。
ンサからの検出ハンドルトルクと電流検出器からの演出
電流値（アシスト用モータに流れる電流値）と電圧検出
器からの検出端子間電圧（アシストモータの端子間電
圧）とから、各種定数が設定されたステアリングの運動
方程式より、ラック軸推力の実際値を算出するようにし
たものである。
この発明によれば、検出ハンドルトルク（TSE）と検
出電流値（IM）と検出端子間電圧（VM）とから各種定数
（J,D,FRI,α,Up,Ug等）の設定されたステアリング系の
運動方程式よりラック軸推力の実際値が算出され、ハン
ドルトルクと車速とから定められるラック軸推力の目標
値と比較され、この比較結果に基づいてアシスト用モー
タの駆動電流が制御される。
出電流値（IM）と検出端子間電圧（VM）とから各種定数
（J,D,FRI,α,Up,Ug等）の設定されたステアリング系の
運動方程式よりラック軸推力の実際値が算出され、ハン
ドルトルクと車速とから定められるラック軸推力の目標
値と比較され、この比較結果に基づいてアシスト用モー
タの駆動電流が制御される。
第２図はステアリング系を模式的に示す説明図であ
る。同図において、１はハンドルトルクTSEを検出する
トルクセンサ、18はアシスト用モータ、26は有効半径RP
をピニオン軸、26aはピニオンギヤ、27は推力FRが現れ
るラック軸、28は車輪である。
る。同図において、１はハンドルトルクTSEを検出する
トルクセンサ、18はアシスト用モータ、26は有効半径RP
をピニオン軸、26aはピニオンギヤ、27は推力FRが現れ
るラック軸、28は車輪である。
このようなステアリング系においては次式が成立す
る。
る。
TSE＋TM0＝Ｊ・d2θ/dt2＋Ｄ・ｄθ/dt＋FRI ＋Ｆ（sinα×UP＋cosα×Ug）×RP・・・・（１） FR＝Ｆ・cosα・Ug ・・・・（２） ここで、TM0はモータ出力トルクであり、第３図に示
すようなグラフによりモータ電流値IMから算出する。Ｊ
およびＤはギヤ・ボックス系の慣性および粘性であり、
ピニオン軸26への換算等価値である。θはピニオン軸26
の角度、FRIはステアリング系の摩擦、αはラック歯の
圧力角、Upはラック軸27のパッド部摩擦係数、Ugはラッ
ク軸27のホルダ部摩擦係数、Ｆはピニオン歯がラック歯
に作用するラック歯面垂直方向の力である。
すようなグラフによりモータ電流値IMから算出する。Ｊ
およびＤはギヤ・ボックス系の慣性および粘性であり、
ピニオン軸26への換算等価値である。θはピニオン軸26
の角度、FRIはステアリング系の摩擦、αはラック歯の
圧力角、Upはラック軸27のパッド部摩擦係数、Ugはラッ
ク軸27のホルダ部摩擦係数、Ｆはピニオン歯がラック歯
に作用するラック歯面垂直方向の力である。
（１）式から次式（３）が得られる。
Ｆ＝（TSE＋TM0−Ｊ・d2θ/dt2−Ｄ・ｄθ/dt−FRI） ／（sinα×UP＋cosα×Ug）×RP ・・・・（３） ピニオン軸26の角加速度d2θ/dt2および角速度ｄθ/d
tを求め、この値を上記（３）式に代入することにより
Ｆを求めることができ、これを（２）式へ代入すること
によりラック軸の推力FRが求められる。
tを求め、この値を上記（３）式に代入することにより
Ｆを求めることができ、これを（２）式へ代入すること
によりラック軸の推力FRが求められる。
ピニオン軸26の角加速度d2θ/dt2および角速度ｄθ/d
tは次のようにして求める。モータ端子間電圧をVM、回
転子抵抗Ｒ、モータ電流IM、回転速度をΦ、モータ定数
をＫとすると次式が成立する。
tは次のようにして求める。モータ端子間電圧をVM、回
転子抵抗Ｒ、モータ電流IM、回転速度をΦ、モータ定数
をＫとすると次式が成立する。
VM＝RIM＋ＫΦ ・・・・（４） ∴Φ＝（VM−RIM）/K ・・・・（５） 減速ギヤ比をＮとすると、 ｄθ/dt＝（Φ/N） ・・・・（６） d2θ/dt2＝ｄ（Φ/N）/dt ・・・・（７） このようにしてｄθ/dtおよびd2θ/dt2を求めること
ができる。
ができる。
次に、各定数の値の一例を下記の表に示す。
第１図はこのラック軸の推力FRの演算をCPU4において
行うようにした全電気式動力舵取装置を示す回路図であ
る。第１図において第４図と同一部分又は相当部分には
同一符号が付してある。第１図において、CPU4は演算に
より求めたラック軸の垂直FRを信号ｆとし、D/A変換器
５を介して比較器６へ与える。これにより、従来と同様
のモータアシスト力の制御を行うことができる。この全
電気式動力舵取装置では、第１図と第４図とを比較して
分かるように、従来必要としていたラック軸推力センサ
25が不要となるばかりでなく、回路も簡単化される。
行うようにした全電気式動力舵取装置を示す回路図であ
る。第１図において第４図と同一部分又は相当部分には
同一符号が付してある。第１図において、CPU4は演算に
より求めたラック軸の垂直FRを信号ｆとし、D/A変換器
５を介して比較器６へ与える。これにより、従来と同様
のモータアシスト力の制御を行うことができる。この全
電気式動力舵取装置では、第１図と第４図とを比較して
分かるように、従来必要としていたラック軸推力センサ
25が不要となるばかりでなく、回路も簡単化される。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、トルクセンサからの検
出ハンドルトルクと電流検出器からの検出電流値（アシ
スト用モータに流れる電流値）と電圧検出器からの検出
端子間電圧（アシストモータの端子間電圧）とから、各
種定数が設定されたステアリング系の運動方程式より、
ラック軸推力の実際値を算出するようにしたので、推力
センサが不要となり、センサによるコスト高、センサ取
付けのための工数の増加等を無くすことができる効果が
ある。また、従来はセンサで生じていたノイズが無くな
る効果もある。
出ハンドルトルクと電流検出器からの検出電流値（アシ
スト用モータに流れる電流値）と電圧検出器からの検出
端子間電圧（アシストモータの端子間電圧）とから、各
種定数が設定されたステアリング系の運動方程式より、
ラック軸推力の実際値を算出するようにしたので、推力
センサが不要となり、センサによるコスト高、センサ取
付けのための工数の増加等を無くすことができる効果が
ある。また、従来はセンサで生じていたノイズが無くな
る効果もある。
第１図は本発明に係る全電気式動力舵取装置の一実施例
を示す回路図、第２図はステアリング系を模式的に示す
説明図、第３図はトルク対モータ電流の関係を示すグラ
フ、第４図はラック軸推力センサを使用した場合の全電
気式動力舵取装置を示す回路図、第５図はラック推力対
トルクのマップを示す特性図である。
を示す回路図、第２図はステアリング系を模式的に示す
説明図、第３図はトルク対モータ電流の関係を示すグラ
フ、第４図はラック軸推力センサを使用した場合の全電
気式動力舵取装置を示す回路図、第５図はラック推力対
トルクのマップを示す特性図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−34846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−275057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−41467（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00
Claims (1)
- 【請求項１】ハンドルトルクと車速とからラック軸推力
の目標値を定め、このラック軸推力の目標値とラック軸
推力の実際値とを比較し、この比較結果に基づいてアシ
スト用モータへの駆動電流を制御する全電気式動力舵取
装置において、 前記ハンドルトルクを検出するトルクセンサと、前記ア
シスト用モータに流れる電流値を検出する電流検出器
と、前記アシスト用モータの端子間電圧を検出する電圧
検出器とを備え、 前記トルクセンサからの検出ハンドルトルクと前記電流
検出器からの検出電流値と前記電圧検出器からの検出端
子間電圧とから各種定数が設定されたステアリング系の
運動方程式よりラック軸推力の実際値を算出する ようにしたことを特徴とする全電気式動力舵取装置の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24079289A JP2789233B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 全電気式動力舵取装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24079289A JP2789233B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 全電気式動力舵取装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104778A JPH03104778A (ja) | 1991-05-01 |
| JP2789233B2 true JP2789233B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17064759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24079289A Expired - Fee Related JP2789233B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 全電気式動力舵取装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101836653B1 (ko) * | 2016-06-17 | 2018-03-08 | 현대자동차주식회사 | 전동식 조향장치의 조향 성능 향상을 위한 제어 시스템 및 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602007010210D1 (de) * | 2006-07-25 | 2010-12-16 | Nsk Ltd | Elektrische Servolenkung |
| JP5045061B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2012-10-10 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置のチューニング方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2662953B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1997-10-15 | カヤバ工業株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24079289A patent/JP2789233B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101836653B1 (ko) * | 2016-06-17 | 2018-03-08 | 현대자동차주식회사 | 전동식 조향장치의 조향 성능 향상을 위한 제어 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104778A (ja) | 1991-05-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |