JPH01111567A - Electric power steering device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve controllability by constituting the torque of an auxiliary steering motor in such a way as to be controlled based on each output from a torque sensor detecting steering force and an acceleration sensor detecting the rotation speed of a steering wheel. CONSTITUTION:When a steering wheel 14 is operated in steering, steering force is detected by a torque sensor 12 so as to allow a target torque computing circuit 27 to compute a target steering torque value 27a based on the output from the aforesaid detected value. Then, the difference between the aforesaid target steering torque 27a and a torque value 12a sensed by a driver is obtained by a comparison circuit 28 so as to determine a voltage command value 28a to be applied based on the aforesaid difference in torque. Simultaneously, the rotational acceleration of the steering wheel 14 is detected by an acceleration sensor 16, based on the output 16a from it the voltage command 28a is corrected by a voltage correction circuit 29. An auxiliary motor 11 is actuated based on the aforesaid corrected voltage command value 29a via a drive amplifier 25 for producing auxiliary steering force.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車用電動式パワーステアリング装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device for an automobile.

従来の技術 近年、自動車のパワーステアリング装着率は向上してお
り、そのパワーステアリング特性もさらに快適性が追求
されてきている。この様な背景のもと今迄の油圧式パワ
ーステアリングの欠点を解消する方法として、より快適
性を向上させる電動式パワーステアリングが検討されて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, the number of automobiles equipped with power steering has increased, and the power steering characteristics have also been sought to be more comfortable. Against this background, electric power steering, which improves comfort, is being considered as a way to overcome the drawbacks of conventional hydraulic power steering.

以下図面を参照しながら、上述した従来の電動式パワー
ステアリングについて説明する。The conventional electric power steering mentioned above will be explained below with reference to the drawings.

第５図、第６図は従来の電動式パワーステアリングを示
すものである。第５図において１１はモータで、操舵の
補助をするものである。１２はトルクセンサ、１３ａ、
１３ｂはステアリング軸、１４はステアリングホイール
、１５は車輪軸である。5 and 6 show conventional electric power steering. In FIG. 5, reference numeral 11 is a motor that assists in steering. 12 is a torque sensor, 13a,
13b is a steering shaft, 14 is a steering wheel, and 15 is a wheel shaft.

第６図において、２５はモータ１１のドライブアンプで
、モータ１１の回転方向及びトルクを制御する。２６は
方向検出回路で、トルクセンサ１２の出力によって操舵
の左右方向を判断し、ドライブアンプ２５に信号を出力
する。２７はトルクセンサ１２の出力から目標トルクを
算出する目標トルク算出回路、２８は目標トルク算出回
路２７がらの信号と、トルクセンサ１２の出力信号を比
較する比較回路である。In FIG. 6, 25 is a drive amplifier for the motor 11, which controls the rotational direction and torque of the motor 11. A direction detection circuit 26 determines the left and right direction of steering based on the output of the torque sensor 12, and outputs a signal to the drive amplifier 25. 27 is a target torque calculation circuit that calculates the target torque from the output of the torque sensor 12, and 28 is a comparison circuit that compares the signal from the target torque calculation circuit 27 with the output signal of the torque sensor 12.

以上の様に構成された電動式パワーステアリングについ
て、以下その動作を説明する。The operation of the electric power steering configured as described above will be explained below.

まず、運転者がステアリングホイール１４を右もしくは
左方向に操作すると、ステアリング軸１３ａにステアリ
ングギヤを介して結合された負荷を動かそうとする。First, when the driver operates the steering wheel 14 to the right or left, the driver attempts to move the load coupled to the steering shaft 13a via the steering gear.

このとき、ステアリングシャフト１３ａと１３ｂの間に
捩れ力が働き、トルクセンサ１２に捩れに応じた信号出
力があられれる。この出力値によって、方向検出回路２
６の出力が決定され、ドライブアンプ２５によってモー
タの回転方向が指示される。一方、トルクセンサ１２の
出力値に応じ、目標トルク算出回路２７により決定され
た目標値と一致する様、比較回路２８にて比較され、そ
の差が無くなる様、ドライブアンプ２５に信号が出力さ
れる。その結果、２つの指令信号により、モータ１１の
補助力が変わり、最終的に操舵力を軽（することとなる
。At this time, a torsion force acts between the steering shafts 13a and 13b, and the torque sensor 12 outputs a signal corresponding to the torsion. Based on this output value, the direction detection circuit 2
6 is determined, and the drive amplifier 25 instructs the rotation direction of the motor. On the other hand, according to the output value of the torque sensor 12, a comparison circuit 28 compares the output value so that it matches the target value determined by the target torque calculation circuit 27, and outputs a signal to the drive amplifier 25 so that the difference disappears. . As a result, the two command signals change the auxiliary force of the motor 11, ultimately reducing the steering force.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、操舵スピード迄
考慮する事が出来ず、モータの立上り遅れ等により、急
操舵時にハンドルが重く操作性の悪いステアリング特性
となる様な問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, with the above configuration, it is not possible to take into account the steering speed, and due to a delay in the start-up of the motor, etc., the steering characteristics may become heavy and difficult to operate during sudden steering. It had some problems.

本発明は前述の欠点に鑑み、操舵性能、特に急転舵時の
ハンドル操作を太き（向上させ違和感の少ない電動式パ
ワーステアリングを提供するものである。In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides an electric power steering system that improves steering performance, particularly steering operation during sudden turns, and provides less discomfort.

問題点を解決するための手段 上記の様な問題点を解決するために本発明の電動式パワ
ーステアリングは、操舵の補助をするモータと、操舵力
を出力するトルクセンサと、ハンドルの回転加速度を検
出する加速度センサと、前記トルクセンサ及び加速度セ
ンサからの出力にもとづきトルク制御を行う制御回路部
とより構成されている。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the electric power steering of the present invention includes a motor that assists in steering, a torque sensor that outputs steering force, and a rotational acceleration of the steering wheel. It is comprised of an acceleration sensor for detection, and a control circuit section that performs torque control based on the outputs from the torque sensor and the acceleration sensor.

作用 本発明は上記した構成によって、運転者のハンドル操舵
時の回転のスピードを加速度信号とし、この信号とトル
クセンサからの信号を用いて、加速度信号が大きい場合
には、トルクセンサからのモータ印加電圧指令信号を大
きめに補正し、逆に加速度信号が小さい場合は前記モー
タ印加電圧指令信号を小さめに補正する事により、急操
舵時のモータの立上がり遅れ等に起因するシステムの応
答遅れや、操舵スピードの遅い場合におけるシステムの
発振現象を解決し、大きく操舵特性を向上させる事が可
能となる。According to the above-described configuration, the present invention uses the speed of rotation when the driver turns the steering wheel as an acceleration signal, and uses this signal and the signal from the torque sensor to apply the motor to the motor from the torque sensor when the acceleration signal is large. By correcting the voltage command signal to a larger value and, conversely, if the acceleration signal is small, correcting the motor applied voltage command signal to a smaller value, it is possible to reduce system response delay caused by motor start-up delay during sudden steering, etc. It is possible to solve the system oscillation phenomenon at low speeds and greatly improve the steering characteristics.

実施例 以下本発明の一実施例の電動式パワーステアリングにつ
いて、図面を参照しながら説明する。EXAMPLE Hereinafter, an electric power steering according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明の概略構成図を示し、第２図は本発明の
具体的な制御ブロック図、第３図は操舵トルクと加速度
によるモータ印加電圧指令の補正データテーブルの一例
を示し、第４図は時間とモータ印加電圧指令値の関係を
示したものである。FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 shows a specific control block diagram of the invention, FIG. 3 shows an example of a correction data table for motor applied voltage commands based on steering torque and acceleration, and FIG. Figure 4 shows the relationship between time and motor applied voltage command value.

第１図において、従来例と異なる点は、加速度センサ１
６が付加されている事であり、それ以外の機能は従来例
と同じにつき同じ番号を付与し、詳細な説明を省（。ま
た、第２図に於いても第１図と同様に異なる箇所は加速
度センサ１６からの信号と、比較回路２８からの信号と
を補正する電圧補正回路２９のみで、これ以外は従来例
の第６図と同じにつき説明を省略する。In Fig. 1, the difference from the conventional example is that the acceleration sensor 1
6 has been added, and the other functions are the same as the conventional example, so they are given the same numbers and detailed explanations are omitted. (Also, in Fig. 2, as in Fig. 1, different parts are shown. There is only a voltage correction circuit 29 that corrects the signal from the acceleration sensor 16 and the signal from the comparator circuit 28, and the rest is the same as the conventional example shown in FIG. 6, so the explanation will be omitted.

以上の様に構成された電動式パワーステアリングについ
て、以下第１図、第２図、第３図、第４図を用いてその
動作を説明する。The operation of the electric power steering constructed as described above will be explained below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4.

まず、第２図に於いて、運転者が操舵を行った場合、前
記トルクセンサ１２に信号が出力され、この出力値によ
り目標トルク算出回路２７に於いて、目標操舵トルクを
算出する。この算出された値２７ａと、現在運転者が感
じる操舵トルク１２ａとの差を計算する為、比較回路２
８に２７ａと１２ａの値が入力され、その結果モータ印
加電圧指令値２８ａが決定される。一方同じく運転者が
操舵を行うことにより、ステアリングホイール１４を回
転させる加速度が加速度センサ１６から検出される。こ
の出力値１６ａに応じ、前記モータ印加電圧指令値２８
ａを、電圧補正回路２９にて補正し、その値２９ａをド
ライブアンプ２５に入力し、トルクセンサ１２からの信
号出力が、目標トルクと早く一致する様に制御をする。First, in FIG. 2, when the driver performs steering, a signal is output to the torque sensor 12, and a target torque calculation circuit 27 calculates a target steering torque based on this output value. In order to calculate the difference between this calculated value 27a and the steering torque 12a currently felt by the driver, the comparison circuit 2
8, the values of 27a and 12a are input, and as a result, the motor applied voltage command value 28a is determined. On the other hand, when the driver similarly performs steering, the acceleration sensor 16 detects the acceleration that causes the steering wheel 14 to rotate. According to this output value 16a, the motor applied voltage command value 28
a is corrected by the voltage correction circuit 29, and the value 29a is input to the drive amplifier 25, and control is performed so that the signal output from the torque sensor 12 quickly matches the target torque.

今、第３図の様に操舵トルクがａで、また加速慶大で運
転者が操舵している場合、ａ′なるデータで補正が行わ
れ、この結果、第４図の様に本来のａの場合のモータ印
加電圧指令に対し、ΔＴ″またはΔＴ′だけモータ印加
電圧指令が増加された指令値がモータ１１に印加される
。これにより、モータ立ち上りの特性の向上環、システ
ムの遅れを解消し、運転者の間隔に合った良好な操作性
を得る事が出来る。Now, as shown in Figure 3, when the steering torque is a and the driver is steering with acceleration, the correction is made using data a', and as a result, the original a as shown in Figure 4. A command value in which the motor applied voltage command is increased by ΔT'' or ΔT' is applied to the motor 11 relative to the motor applied voltage command in the case of .This improves the motor start-up characteristics and eliminates system delays. Therefore, it is possible to obtain good operability that matches the distance between drivers.

また、加速度が小の場合はａ′なる値で補正された印加
電圧指令が出力され、モータトルクのオーバーによる発
振現象を解決出来る。Furthermore, when the acceleration is small, an applied voltage command corrected by the value a' is output, thereby solving the oscillation phenomenon caused by excessive motor torque.

なお、本実施例に於いて、第３図に示す補正データテー
ブルの構成数を増加させる事によって、その制御性をよ
り微妙に調整出来る事は言うまでもな（、同時にハンド
ル特性の異なる多車種へも応用できる。In this embodiment, it goes without saying that by increasing the number of configurations of the correction data table shown in Fig. 3, the controllability can be adjusted more delicately (and at the same time, it can also be applied to many car models with different steering characteristics). can.

発明の効果 以上の様に本発明は、ステアリング軸と車輪軸の間に取
付られたトルクセンサと加速度センサを設ける事により
運転者の意思をより正確にとらえ、加速度センサによる
電圧補正を行う事により、操作性の優れたシステムを実
現する事が出来る。Effects of the Invention As described above, the present invention more accurately captures the driver's intention by providing a torque sensor and an acceleration sensor installed between the steering shaft and the wheel shaft, and by correcting the voltage using the acceleration sensor. , it is possible to realize a system with excellent operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の実施例に於ける電動式パワーステアリ
ング装置の概略構成図、第２図は第１図の具体的な制御
ブロック図、第３図は操舵トルクと加速度による補正デ
ータテーブルの一例を示す説明図、第４図は時間とモー
タ印加電圧指令値の関係を示す図、第５図は従来例を示
す電動式パワーステアリングの概略構成図、第６図は第
５図に示す電動式パワーステアリングの制御ブロック図
である。 １１・・・・・・モータ、１２・・・・・・トルクセン
サ、１３ａ。 １３ｂ・・・・・・ステアリング軸、１６・・・・・・
加速度センサ、２５・・・・・・ドライブアンプ、２６
・・・・・・方向検出回路、２７・・・・・・目標トル
ク算出回路、２８・・・・・・比較回路、２９・・・・
・・電圧補正回路。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第３図 第４図 第５図Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a specific control block diagram of Fig. 1, and Fig. 3 is a correction data table based on steering torque and acceleration. An explanatory diagram showing an example, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between time and motor applied voltage command value, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an electric power steering example showing a conventional example, and FIG. FIG. 2 is a control block diagram of a power steering system. 11...Motor, 12...Torque sensor, 13a. 13b... Steering shaft, 16...
Acceleration sensor, 25...Drive amplifier, 26
... Direction detection circuit, 27 ... Target torque calculation circuit, 28 ... Comparison circuit, 29 ...
...Voltage correction circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ステアリング軸と車輪の間に取付けられた操舵力
を出力するトルクセンサ、ステアリングホイールの回転
加速度を検出する加速度センサ、及び操舵の補助をする
補助モータと、前記トルクセンサ及び加速度センサから
の出力にもとづき、前記モータのトルク制御を行う制御
回路部とを有する電動式パワーステアリング装置。(1) A torque sensor installed between the steering shaft and the wheels that outputs the steering force, an acceleration sensor that detects the rotational acceleration of the steering wheel, and an auxiliary motor that assists in steering; An electric power steering device comprising: a control circuit section that controls the torque of the motor based on the output. （２）制御回路部は、トルクセンサからの信号にもとづ
き目標トルクを算出する目標トルク算出回路と、この目
標トルク算出回路からの信号と前記トルクセンサからの
信号を比較する比較回路と、この比較回路より出力され
たモータ印加電圧指令信号を加速度センサの信号出力値
で補正する電圧補正回路と、トルクセンサの出力にもと
づき回転方向を決定する方向検出回路と、前記電圧補正
回路及び方向検出回路からの信号にもとづきモータへの
通電を制御するドライブアンプとにより構成した特許請
求の範囲第１項記載の電動式パワーステアリング装置。(2) The control circuit unit includes a target torque calculation circuit that calculates a target torque based on the signal from the torque sensor, a comparison circuit that compares the signal from the target torque calculation circuit with the signal from the torque sensor, and a comparison circuit that compares the signal from the target torque calculation circuit with the signal from the torque sensor. a voltage correction circuit that corrects the motor applied voltage command signal output from the circuit with the signal output value of the acceleration sensor; a direction detection circuit that determines the rotation direction based on the output of the torque sensor; 2. The electric power steering device according to claim 1, further comprising a drive amplifier that controls energization of the motor based on the signal.