JPH05238409A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
電動式パワーステアリング装置Info
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- JPH05238409A JPH05238409A JP7548092A JP7548092A JPH05238409A JP H05238409 A JPH05238409 A JP H05238409A JP 7548092 A JP7548092 A JP 7548092A JP 7548092 A JP7548092 A JP 7548092A JP H05238409 A JPH05238409 A JP H05238409A
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- Japan
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- steering
- motor
- acceleration
- torque
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- Pending
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高加速度操舵時における操舵フィーリングお
よびハンドル手放し時の収斂性を高め、かつ緊急回避時
のハンドル操作を容易にする。 【構成】 アシストモータ６と、トルクセンサ２１と、
車速センサ２２と、各センサ２１、２２の出力に基づい
てモータ６の駆動を制御する制御手段１００とを備えた
電動式パワーステアリング装置において、操舵系の操舵
加速度を検出する操舵加速度センサ４５と、操舵加速度
センサ４５により検出された操舵加速度およびトルクセ
ンサ２１の出力に基づいて操舵ハンドル１の上部慣性力
を補償する上部慣性補償を演算するハンドル上部慣性補
償部３０と、操舵加速度センサ４５により検出された操
舵加速度に基づいてモータ６の慣性を補償するモータ慣
性補償値を算出するモータ慣性補償部４０とを設け、前
記制御手段１００は、これら各補償部３０、４０の出力
に基づいてモータ６の駆動を制御する制御値を補正す
る。
よびハンドル手放し時の収斂性を高め、かつ緊急回避時
のハンドル操作を容易にする。 【構成】 アシストモータ６と、トルクセンサ２１と、
車速センサ２２と、各センサ２１、２２の出力に基づい
てモータ６の駆動を制御する制御手段１００とを備えた
電動式パワーステアリング装置において、操舵系の操舵
加速度を検出する操舵加速度センサ４５と、操舵加速度
センサ４５により検出された操舵加速度およびトルクセ
ンサ２１の出力に基づいて操舵ハンドル１の上部慣性力
を補償する上部慣性補償を演算するハンドル上部慣性補
償部３０と、操舵加速度センサ４５により検出された操
舵加速度に基づいてモータ６の慣性を補償するモータ慣
性補償値を算出するモータ慣性補償部４０とを設け、前
記制御手段１００は、これら各補償部３０、４０の出力
に基づいてモータ６の駆動を制御する制御値を補正す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
【０００３】従来のパワーステアリング装置では、トル
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。また、モータの慣性をモータ加速度の正帰還で
補償している（例えば、特開平３ー１７８８７０号公報
参照）。
クセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するととも
に、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結
果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御
し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には
車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くな
るようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御し
ている。また、モータの慣性をモータ加速度の正帰還で
補償している（例えば、特開平３ー１７８８７０号公報
参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
モータの慣性補償をモータ加速度の正帰還のみで行う構
成となっていたため、発振により正帰還のゲインが上げ
られず、十分な補償効果を得ることができなかった。こ
のため、高加速度操舵時に操舵フィーリングの悪化を招
くという問題点があった。
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
モータの慣性補償をモータ加速度の正帰還のみで行う構
成となっていたため、発振により正帰還のゲインが上げ
られず、十分な補償効果を得ることができなかった。こ
のため、高加速度操舵時に操舵フィーリングの悪化を招
くという問題点があった。
【０００５】また、高速走行中でのハンドル手放し時の
収斂性が十分に得られず、収斂時間が長いという問題点
があった。さらに、高速走行中でのハンドル操作性が悪
いことから、緊急回避時のハンドル操作が容易でなく、
安全性をこれ以上高められなかった。
収斂性が十分に得られず、収斂時間が長いという問題点
があった。さらに、高速走行中でのハンドル操作性が悪
いことから、緊急回避時のハンドル操作が容易でなく、
安全性をこれ以上高められなかった。
【０００６】そこで本発明は、高加速度操舵時における
操舵フィーリングおよび高速走行中でのハンドル手放し
時の収斂性を向上できるとともに、緊急回避時のハンド
ル操作を容易にして安全性をより一層高めることのでき
る電動式パワーステアリング装置を提供することを目的
としている。
操舵フィーリングおよび高速走行中でのハンドル手放し
時の収斂性を向上できるとともに、緊急回避時のハンド
ル操作を容易にして安全性をより一層高めることのでき
る電動式パワーステアリング装置を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、
操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手
段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆
動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステア
リング装置において、前記操舵系の操舵加速度を検出す
る操舵加速度検出手段と、該操舵加速度検出手段により
検出された操舵加速度および前記操舵トルク検出手段の
出力に基づいて操舵ハンドルの上部慣性力を補償する上
部慣性補償値を算出する上部慣性補償値演算手段と、前
記操舵加速度検出手段により検出された操舵加速度に基
づいてモータの慣性を補償するモータ慣性補償値を算出
するモータ慣性補償値演算手段とを設け、前記制御手段
は、上部慣性補償値演算手段およびモータ慣性補償値演
算手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制
御値を補正することを特徴とする。
め、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操
舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、
操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手
段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆
動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステア
リング装置において、前記操舵系の操舵加速度を検出す
る操舵加速度検出手段と、該操舵加速度検出手段により
検出された操舵加速度および前記操舵トルク検出手段の
出力に基づいて操舵ハンドルの上部慣性力を補償する上
部慣性補償値を算出する上部慣性補償値演算手段と、前
記操舵加速度検出手段により検出された操舵加速度に基
づいてモータの慣性を補償するモータ慣性補償値を算出
するモータ慣性補償値演算手段とを設け、前記制御手段
は、上部慣性補償値演算手段およびモータ慣性補償値演
算手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制
御値を補正することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明では、検出された操舵加速度および操舵
トルク検出手段の出力からハンドルにおける上部慣性補
償値が算出されてアシストモータの指令値に加算され
る。これにより、操舵ハンドルの上部慣性力が補償され
る。また、操舵加速度検出手段により検出された操舵加
速度からモータ慣性補償値が算出されてアシストモータ
の指令値に加算される。これにより、アシストモータの
慣性が補償される。
トルク検出手段の出力からハンドルにおける上部慣性補
償値が算出されてアシストモータの指令値に加算され
る。これにより、操舵ハンドルの上部慣性力が補償され
る。また、操舵加速度検出手段により検出された操舵加
速度からモータ慣性補償値が算出されてアシストモータ
の指令値に加算される。これにより、アシストモータの
慣性が補償される。
【０００９】したがって、ハンドル上部およびモータの
慣性補償が十分に行われて、高加速度操舵時も低加速度
操舵時と同様の操舵フィーリングを保ち、もったり感等
の操舵フィーリングの悪化を防ぎ、高速走行中でのハン
ドル手放し時の戻り、収斂性が高まる。また、緊急回避
時のハンドル操作が容易となり、安全性がより一層向上
する。
慣性補償が十分に行われて、高加速度操舵時も低加速度
操舵時と同様の操舵フィーリングを保ち、もったり感等
の操舵フィーリングの悪化を防ぎ、高速走行中でのハン
ドル手放し時の戻り、収斂性が高まる。また、緊急回避
時のハンドル操作が容易となり、安全性がより一層向上
する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図５は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能
的に示すブロック図である。図２はこのパワーステアリ
ング装置が適用されるステアリング機械系の一例を示す
構成図である。
１〜図５は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能
的に示すブロック図である。図２はこのパワーステアリ
ング装置が適用されるステアリング機械系の一例を示す
構成図である。
【００１１】まず、図２に示すパワーステアリング機械
系について説明しておく。図２において、操舵ハンドル
１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装
置５により制御駆動される操舵アシスト（補助）モータ
（ＤＣモータ）６の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸
３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することに
なる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およ
びラック軸３により機械的に連結されている。
系について説明しておく。図２において、操舵ハンドル
１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むス
テアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオン
ギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアー
ム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装
置５により制御駆動される操舵アシスト（補助）モータ
（ＤＣモータ）６の回転力はピニオンギアを含むステア
リングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸
３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することに
なる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およ
びラック軸３により機械的に連結されている。
【００１２】一方、後述の操舵トルクセンサ２１（図１
参照）により、操舵トルク（戻りトルク）が検出され、
車速センサ２２（図１参照）より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置５によってモータ６が制御される。コントロール
装置５およびモータ６には車両に搭載されたバッテリ８
から、その動作電力が供給される。
参照）により、操舵トルク（戻りトルク）が検出され、
車速センサ２２（図１参照）より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置５によってモータ６が制御される。コントロール
装置５およびモータ６には車両に搭載されたバッテリ８
から、その動作電力が供給される。
【００１３】コントロール装置５は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ
６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例
えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上
記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ
６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例
えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上
記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
【００１４】次に、図１はコントロール装置５に内蔵さ
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入／
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部２０にはト
ルクセンサ（操舵トルク検出手段）２１の検出トルクＶ
Tと車速センサ（車速検出手段）２２の検出車速ＶSとが
与えられる。アシスト指令部２０内のアシストトルク値
指示関数部２３は検出トルクＶTに応じてモータ６によ
って発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力す
る。
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入／
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部２０にはト
ルクセンサ（操舵トルク検出手段）２１の検出トルクＶ
Tと車速センサ（車速検出手段）２２の検出車速ＶSとが
与えられる。アシスト指令部２０内のアシストトルク値
指示関数部２３は検出トルクＶTに応じてモータ６によ
って発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力す
る。
【００１５】また、乗算定数関数部２４は検出車速ＶS
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部２５にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部２５から出力されるアシストトルク値
（又はモータ電流指令値）は図３に示すように、検出ト
ルクＶTと検出車速ＶSによって定められた値となる。
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部２５にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部２５から出力されるアシストトルク値
（又はモータ電流指令値）は図３に示すように、検出ト
ルクＶTと検出車速ＶSによって定められた値となる。
【００１６】図３は、操舵トルクＶTに応じて、一定範
囲の操舵トルクＶTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ（アシストトルクが発生し）、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる（アシストト
ルクが発生する）ように、また車速ＶSに応じて、車速
ＶSが速いときにはモータ電流（アシストトルク）を少
なくし、車速ＶSが遅いときにはモータ電流（アシスト
トルク）を多くするように、モータ６を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
囲の操舵トルクＶTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ（アシストトルクが発生し）、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる（アシストト
ルクが発生する）ように、また車速ＶSに応じて、車速
ＶSが速いときにはモータ電流（アシストトルク）を少
なくし、車速ＶSが遅いときにはモータ電流（アシスト
トルク）を多くするように、モータ６を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
【００１７】検出トルクＶTは位相補償部２６にも与え
られ、この位相補償部２６によって検出トルクＶTの微
分値が乗算演算部２５の出力に加算されることにより、
アシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）となって
電流制御部６０に供給されるる。
られ、この位相補償部２６によって検出トルクＶTの微
分値が乗算演算部２５の出力に加算されることにより、
アシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）となって
電流制御部６０に供給されるる。
【００１８】この基準電流指令値には後述するハンドル
上部慣性補償部３０およびモータ慣性補償部４０の制御
出力が加算（又は減算）された後、目標電流指令値とし
て電流制御部６０に与えられる。電流制御部６０はその
全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、その一
部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することもでき
る。
上部慣性補償部３０およびモータ慣性補償部４０の制御
出力が加算（又は減算）された後、目標電流指令値とし
て電流制御部６０に与えられる。電流制御部６０はその
全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、その一
部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することもでき
る。
【００１９】電流制御部６０は、例えば４個のスイッチ
ング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse
Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流検出部６６によって
モータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部
６１において与えられた目標電流指令値と検出電流ｉａ
との偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換
部６４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
６５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
ング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse
Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流検出部６６によって
モータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部
６１において与えられた目標電流指令値と検出電流ｉａ
との偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換
部６４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
６５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
【００２０】一方、上記偏差の極性（正又は負）が正負
判別部６２で判別され、生成されたデューティ比と判別
された極性はモータ駆動部６３に与えられ、モータ駆動
部６３はこれらの値に基づいてＨブリッジ型に配線され
た４個のスイッチング素子をオン／オフ制御してモータ
６を駆動する。
判別部６２で判別され、生成されたデューティ比と判別
された極性はモータ駆動部６３に与えられ、モータ駆動
部６３はこれらの値に基づいてＨブリッジ型に配線され
た４個のスイッチング素子をオン／オフ制御してモータ
６を駆動する。
【００２１】トルクセンサ２１の検出トルクＶTは微分
乗算部５１に与えられ、この微分乗算部５１によって検
出トルクＶTが２回微分される。さらに、微分乗算部５
１によって演算された検出トルクＶTの２回微分値は乗
算演算部５２に入力され、乗算演算部５２では次式に従
って操舵ハンドル１上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2が
演算される。
乗算部５１に与えられ、この微分乗算部５１によって検
出トルクＶTが２回微分される。さらに、微分乗算部５
１によって演算された検出トルクＶTの２回微分値は乗
算演算部５２に入力され、乗算演算部５２では次式に従
って操舵ハンドル１上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2が
演算される。
【００２２】ここで、トルクセンサ２１の原理を表す式
は、以下に示される。 ＶT＝Ｇ（θ2−θ1）・・・・ ただし、ＶT：検出操舵トルク Ｇ：ゲイン θ1：アシストモータの舵角 θ2：ハンドル上部の舵角
は、以下に示される。 ＶT＝Ｇ（θ2−θ1）・・・・ ただし、ＶT：検出操舵トルク Ｇ：ゲイン θ1：アシストモータの舵角 θ2：ハンドル上部の舵角
【００２３】この式を２回微分すると、次式が得ら
れる。 ｄ2ＶT／ｄｔ2＝Ｇ（ｄ2θ2／ｄｔ2−ｄ2θ1／ｄｔ2）・・・・ この式におけるｄ2ＶT／ｄｔ2およびｄ2θ1／ｄｔ2か
らハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2が求められ
る。これにより、操舵ハンドル１の上部に特別のセンサ
を設けなくても、ハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄ
ｔ2が求められるという利点がある。
れる。 ｄ2ＶT／ｄｔ2＝Ｇ（ｄ2θ2／ｄｔ2−ｄ2θ1／ｄｔ2）・・・・ この式におけるｄ2ＶT／ｄｔ2およびｄ2θ1／ｄｔ2か
らハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2が求められ
る。これにより、操舵ハンドル１の上部に特別のセンサ
を設けなくても、ハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄ
ｔ2が求められるという利点がある。
【００２４】なお、以下の説明において、図面上は通常
通りに操舵角変化をθを用いてドットを文字の上に付加
して表すが、明細書本文ではドット表示が困難であるた
め、操舵角変化はｄθ／ｄｔを用いて表し、ドット表示
を行わない。また、図面上は通常通りに操舵加速度をθ
を用いて２つのドットを文字の上に付加して表すが、明
細書本文ではドット表示が困難であるため、操舵加速度
はｄ2θ／ｄｔ2によって表す。
通りに操舵角変化をθを用いてドットを文字の上に付加
して表すが、明細書本文ではドット表示が困難であるた
め、操舵角変化はｄθ／ｄｔを用いて表し、ドット表示
を行わない。また、図面上は通常通りに操舵加速度をθ
を用いて２つのドットを文字の上に付加して表すが、明
細書本文ではドット表示が困難であるため、操舵加速度
はｄ2θ／ｄｔ2によって表す。
【００２５】一方、４５は舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2を
検出する舵角加速度センサであり、舵角加速度センサ４
５の出力ｄ2θ1／ｄｔ2はモータ慣性補償部４０に入力
される。モータ慣性補償部（モータ慣性補償値演算手
段）４０は慣性補償値指示関数部４１および乗算演算部
４２によって構成される。モータ慣性補償部４０はモー
タ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように制
御するもので、急ハンドル時にモータ６がハンドルの回
転に追従しないことにより生じる重さを解消したり、手
放し時の戻りスピードを早くしたりするように作用す
る。
検出する舵角加速度センサであり、舵角加速度センサ４
５の出力ｄ2θ1／ｄｔ2はモータ慣性補償部４０に入力
される。モータ慣性補償部（モータ慣性補償値演算手
段）４０は慣性補償値指示関数部４１および乗算演算部
４２によって構成される。モータ慣性補償部４０はモー
タ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように制
御するもので、急ハンドル時にモータ６がハンドルの回
転に追従しないことにより生じる重さを解消したり、手
放し時の戻りスピードを早くしたりするように作用す
る。
【００２６】舵角加速度センサ４５からの舵角加速度ｄ
2θ1／ｄｔ2は慣性補償値指示関数部４１に与えられ、
この関数部４１から出力される指令値に乗算演算部４２
で適当な定数が乗算されることにより得られる指令値が
アシスト指令部２０の基準電流指令値に加算される。
2θ1／ｄｔ2は慣性補償値指示関数部４１に与えられ、
この関数部４１から出力される指令値に乗算演算部４２
で適当な定数が乗算されることにより得られる指令値が
アシスト指令部２０の基準電流指令値に加算される。
【００２７】前述した乗算演算部５２によって演算され
たハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2は舵角加速
度センサ４５からの舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2と加算さ
れてハンドル上部慣性補償部３０に入力される。ハンド
ル上部慣性補償部（上部慣性補償値演算手段）３０は乗
算演算部３２からなり、ハンドル上部の舵角加速度ｄ2
θ2／ｄｔ2および舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2の加算値に
乗算演算部３２で適当な定数が乗算されることにより得
られる指令値がアシスト指令部２０の基準電流指令値に
加算される。
たハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2は舵角加速
度センサ４５からの舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2と加算さ
れてハンドル上部慣性補償部３０に入力される。ハンド
ル上部慣性補償部（上部慣性補償値演算手段）３０は乗
算演算部３２からなり、ハンドル上部の舵角加速度ｄ2
θ2／ｄｔ2および舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2の加算値に
乗算演算部３２で適当な定数が乗算されることにより得
られる指令値がアシスト指令部２０の基準電流指令値に
加算される。
【００２８】ハンドル上部慣性補償部３０は操舵ハンド
ル上部の慣性が見かけ上小さくなったかのように制御す
る（すなわち、操舵ハンドル１の上部慣性力を補償す
る）もので、ハンドル手放し時の戻りスピードを早くし
て収斂性を高めるように作用する。
ル上部の慣性が見かけ上小さくなったかのように制御す
る（すなわち、操舵ハンドル１の上部慣性力を補償す
る）もので、ハンドル手放し時の戻りスピードを早くし
て収斂性を高めるように作用する。
【００２９】なお、舵角加速度センサ４５によって舵角
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2を検出しているが、この舵角加速
度センサ４５は、例えばタコジェネレータ、エンコーダ
等およびそれらの出力を微分又は積分する回路で実現す
ることもできる。また、舵角加速度センサ４５に代えて
舵角加速度を推定するオブザーバを設けてもよい。
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2を検出しているが、この舵角加速
度センサ４５は、例えばタコジェネレータ、エンコーダ
等およびそれらの出力を微分又は積分する回路で実現す
ることもできる。また、舵角加速度センサ４５に代えて
舵角加速度を推定するオブザーバを設けてもよい。
【００３０】このオブザーバは、モータ６の印加電圧と
電機子電流とに基づいて、又はモータ６への指令電流値
と測定電機子電流とに基づいて舵角加速度（モータ６の
回転加速度）を推定する。上記アシスト指令部２０およ
び電流制御部６０は制御手段１００を構成する。
電機子電流とに基づいて、又はモータ６への指令電流値
と測定電機子電流とに基づいて舵角加速度（モータ６の
回転加速度）を推定する。上記アシスト指令部２０およ
び電流制御部６０は制御手段１００を構成する。
【００３１】次に、本装置の作用を説明する。まず、ト
ルクセンサ２１により操舵系の操舵トルクＶTが検出さ
れるとともに、車速センサ２２によって車速ＶSが検出
され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結された
モータ６駆動が制御されて、パワーアシストが行われ
る。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわ
ち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵ト
ルクＶTに応じてアシスト力が制御される。
ルクセンサ２１により操舵系の操舵トルクＶTが検出さ
れるとともに、車速センサ２２によって車速ＶSが検出
され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結された
モータ６駆動が制御されて、パワーアシストが行われ
る。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわ
ち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵ト
ルクＶTに応じてアシスト力が制御される。
【００３２】一方、操舵系の操舵トルクＶTは微分演算
部５１に入力されてトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2が
算出され、このトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から乗
算演算部５２においてハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2
／ｄｔ2が求められ、舵角加速度センサ４５からの舵角
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2と加算されてハンドル上部慣性補
償部３０に入力される。ハンドル上部慣性補償部３０で
はハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2および舵角
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2の加算値に適当な定数を乗算して
指令値を作成し、アシスト指令部２０の基準電流指令値
に加算する。
部５１に入力されてトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2が
算出され、このトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から乗
算演算部５２においてハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2
／ｄｔ2が求められ、舵角加速度センサ４５からの舵角
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2と加算されてハンドル上部慣性補
償部３０に入力される。ハンドル上部慣性補償部３０で
はハンドル上部の舵角加速度ｄ2θ2／ｄｔ2および舵角
加速度ｄ2θ1／ｄｔ2の加算値に適当な定数を乗算して
指令値を作成し、アシスト指令部２０の基準電流指令値
に加算する。
【００３３】これにより、アシスト指令部２０の基準電
流指令値が補正、すなわち操舵ハンドル１の上部慣性力
が補償されて操舵ハンドル上部の慣性が見かけ上小さく
なったかのように制御される。したがって、ハンドル手
放し時の戻りスピードが早くなり、収斂性を高めること
ができる。
流指令値が補正、すなわち操舵ハンドル１の上部慣性力
が補償されて操舵ハンドル上部の慣性が見かけ上小さく
なったかのように制御される。したがって、ハンドル手
放し時の戻りスピードが早くなり、収斂性を高めること
ができる。
【００３４】一方、舵角加速度センサ４５からの舵角加
速度ｄ2θ1／ｄｔ2はモータ慣性補償４０に与えられ、
モータ慣性補償部４０ではモータ６の慣性を補償する指
令値を作成し、アシスト指令部２０の基準電流指令値に
加算する。これにより、アシスト指令部２０の基準電流
指令値が補正、すなわちモータ６のロータ慣性があたか
も小さくなったかのように制御されて、急ハンドル時に
モータ６が操舵ハンドル１の回転に追従しないことによ
り生じる重さが解消される。
速度ｄ2θ1／ｄｔ2はモータ慣性補償４０に与えられ、
モータ慣性補償部４０ではモータ６の慣性を補償する指
令値を作成し、アシスト指令部２０の基準電流指令値に
加算する。これにより、アシスト指令部２０の基準電流
指令値が補正、すなわちモータ６のロータ慣性があたか
も小さくなったかのように制御されて、急ハンドル時に
モータ６が操舵ハンドル１の回転に追従しないことによ
り生じる重さが解消される。
【００３５】したがって、以上のように、ハンドル上部
およびモータの慣性補償が十分に行われることにより、
高加速度操舵時も低加速度操舵時と同様の操舵フィーリ
ングを保ち、もったり感等の操舵フィーリングの悪化を
防ぎ、高速走行中でのハンドル手放し時の戻り、収斂性
を高めることができる。
およびモータの慣性補償が十分に行われることにより、
高加速度操舵時も低加速度操舵時と同様の操舵フィーリ
ングを保ち、もったり感等の操舵フィーリングの悪化を
防ぎ、高速走行中でのハンドル手放し時の戻り、収斂性
を高めることができる。
【００３６】具体的に説明すると、従来の操舵アシスト
モータによる操舵アシストトルクＴｍは次式によって
決定されている。 Ｔｍ＝ＨＳ・・・・ ただし、Ｈ：車速によるゲイン Ｓ：従来の検出操舵トルク
モータによる操舵アシストトルクＴｍは次式によって
決定されている。 Ｔｍ＝ＨＳ・・・・ ただし、Ｈ：車速によるゲイン Ｓ：従来の検出操舵トルク
【００３７】これに対して、本実施例の場合には操舵ア
シストモータ６の舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2を検出する
手段（すなわち、舵角加速度センサ４５）を設け、さら
にトルクセンサ２１の原理を表す前述した式を２回微
分して得られる式を用いてハンドル上部の舵角加速度
ｄ2θ2／ｄｔ2を求め、これらから操舵アシストトルク
Ｔｍｎｅｗを新たに次式によって決定している。 Ｔｍｎｅｗ＝Ｈ3・ＶT＋Ｈ2・（ｄ2θ2／ｄｔ2）＋Ｈ1・（ｄ2θ1／ｄｔ2）・ ・・・
シストモータ６の舵角加速度ｄ2θ1／ｄｔ2を検出する
手段（すなわち、舵角加速度センサ４５）を設け、さら
にトルクセンサ２１の原理を表す前述した式を２回微
分して得られる式を用いてハンドル上部の舵角加速度
ｄ2θ2／ｄｔ2を求め、これらから操舵アシストトルク
Ｔｍｎｅｗを新たに次式によって決定している。 Ｔｍｎｅｗ＝Ｈ3・ＶT＋Ｈ2・（ｄ2θ2／ｄｔ2）＋Ｈ1・（ｄ2θ1／ｄｔ2）・ ・・・
【００３８】なお、式によって操舵アシストトルクＴ
ｍｎｅｗを決定するために、本実施例では図４に示すモ
デルを想定している。すなわち、ハンドル上部および操
舵アシストモータ６に関して図４に示すモデルを想定し
た場合、操舵時のトルクＴについて、次式に示す方程
式が成立する。
ｍｎｅｗを決定するために、本実施例では図４に示すモ
デルを想定している。すなわち、ハンドル上部および操
舵アシストモータ６に関して図４に示すモデルを想定し
た場合、操舵時のトルクＴについて、次式に示す方程
式が成立する。
【００３９】 Ｔ＝Ｊ2・（ｄ2θ2／ｄｔ2）＋Ｊ1・（ｄ2θ1／ｄｔ2）＋Ｃ2・（ｄθ2／ｄｔ ）＋Ｃ1・（ｄθ1／ｄｔ）＋Ｋθ1・・・・ ただし、Ｊ2：ハンドル上部の慣性 Ｊ1：操舵アシストモータの慣性 Ｃ2：トルクセンサの粘性係数 Ｃ1：タイヤの粘性係数 Ｋ：セルフアライニングトルク剛性 この式に基づいて前述したように式によって操舵ア
シストトルクＴｍｎｅｗが求められる。
シストトルクＴｍｎｅｗが求められる。
【００４０】次に、人間が操舵するトルクＴｈは式か
ら式を減算することにより、以下のように求められ
る。 Ｔｈ＝（Ｊ2−Ｈ2）（ｄ2θ2／ｄｔ2）＋（Ｊ1−Ｈ1）（ｄ2θ1／ｄｔ2）＋Ｃ 2・（ｄθ2／ｄｔ）＋Ｃ1・（ｄθ1／ｄｔ）＋Ｋθ1−Ｈ3・ＶT（θ2−θ1）・ ・・・ なお、式でθ2−θ1＞０としてよいので、 Ｋθ1−Ｈ3・ＶT（θ2−θ1）＜Ｋθ1・・・・ となり、低速域での操舵トルクはアシストトルクＨ3・
ＶTにより減少する。
ら式を減算することにより、以下のように求められ
る。 Ｔｈ＝（Ｊ2−Ｈ2）（ｄ2θ2／ｄｔ2）＋（Ｊ1−Ｈ1）（ｄ2θ1／ｄｔ2）＋Ｃ 2・（ｄθ2／ｄｔ）＋Ｃ1・（ｄθ1／ｄｔ）＋Ｋθ1−Ｈ3・ＶT（θ2−θ1）・ ・・・ なお、式でθ2−θ1＞０としてよいので、 Ｋθ1−Ｈ3・ＶT（θ2−θ1）＜Ｋθ1・・・・ となり、低速域での操舵トルクはアシストトルクＨ3・
ＶTにより減少する。
【００４１】以上のことから、操舵ハンドル１とモータ
６の見かけ上の慣性が減少する。このため、高速操舵時
に影響が大きくなる慣性力が減少する。また、ハンドル
手放し時の収斂性に関わる振動周波数は慣性の平方根に
反比例するため、慣性が減少したことにより、振動周波
数が高くなり、収斂時間が短くなる。
６の見かけ上の慣性が減少する。このため、高速操舵時
に影響が大きくなる慣性力が減少する。また、ハンドル
手放し時の収斂性に関わる振動周波数は慣性の平方根に
反比例するため、慣性が減少したことにより、振動周波
数が高くなり、収斂時間が短くなる。
【００４２】このように、ハンドル上部およびモータの
慣性補償が十分に行われて、見かけ上の操舵アシストモ
ータ６とハンドル上部の慣性とが小さくなり、共振周波
数が高くなるため、ハンドル手放し時の収斂性を向上さ
せることができる。また、高速操舵時における操舵トル
クが減少し、いわゆるもったり感を解消することがで
き、操舵フィーリングを向上させることができる。ま
た、緊急回避時のハンドル操作が容易となり、安全性を
より一層向上させることができる。
慣性補償が十分に行われて、見かけ上の操舵アシストモ
ータ６とハンドル上部の慣性とが小さくなり、共振周波
数が高くなるため、ハンドル手放し時の収斂性を向上さ
せることができる。また、高速操舵時における操舵トル
クが減少し、いわゆるもったり感を解消することがで
き、操舵フィーリングを向上させることができる。ま
た、緊急回避時のハンドル操作が容易となり、安全性を
より一層向上させることができる。
【００４３】図５はハンドル手放し時の収斂性を示すも
ので、本実施例の補償がない場合にはハンドル手放し時
の収斂性が悪く、長時間経過しても収斂していないが、
モータ６についての慣性補償のみでは幾分収斂性が高ま
り、さらにモータ６の慣性補償に加えてハンドル上部の
慣性補償を行うと、収斂性が極めて向上することが明ら
かである。
ので、本実施例の補償がない場合にはハンドル手放し時
の収斂性が悪く、長時間経過しても収斂していないが、
モータ６についての慣性補償のみでは幾分収斂性が高ま
り、さらにモータ６の慣性補償に加えてハンドル上部の
慣性補償を行うと、収斂性が極めて向上することが明ら
かである。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ハンドル上部およびモ
ータの慣性補償を十分に行っているので、見かけ上の操
舵アシストモータとハンドル上部の慣性とを小さくする
ことができ、ハンドル手放し時の収斂性を向上させるこ
とができる。また、高速操舵時における操舵トルクが減
少し、高加速度操舵時も低加速度操舵時と同様の操舵フ
ィーリングを保つことができ、いわゆるもったり感を解
消して、操舵フィーリングを向上させることができる。
さらに、緊急回避時のハンドル操作が容易となり、安全
性をより一層向上させることができる。
ータの慣性補償を十分に行っているので、見かけ上の操
舵アシストモータとハンドル上部の慣性とを小さくする
ことができ、ハンドル手放し時の収斂性を向上させるこ
とができる。また、高速操舵時における操舵トルクが減
少し、高加速度操舵時も低加速度操舵時と同様の操舵フ
ィーリングを保つことができ、いわゆるもったり感を解
消して、操舵フィーリングを向上させることができる。
さらに、緊急回避時のハンドル操作が容易となり、安全
性をより一層向上させることができる。
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
一実施例の機能的ブロック図である。
一実施例の機能的ブロック図である。
【図２】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】同実施例のアシストトルクの特性を示す図であ
る。
る。
【図４】同実施例のハンドル上部および操舵アシストモ
ータに関するモデルを示す図である。
ータに関するモデルを示す図である。
【図５】同実施例のハンドル手放し時の収斂性を示す図
である。
である。
１ 操舵ハンドル ６ モータ ２０ アシスト指令部 ２１ 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段） ２２ 車速センサ（車速検出手段） ３０ ハンドル上部慣性補償部（上部慣性補償値演算手
段） ４０ モータ慣性補償部（モータ慣性補償値演算手段） １００ 制御手段
段） ４０ モータ慣性補償部（モータ慣性補償値演算手段） １００ 制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備え
た電動式パワーステアリング装置において、 前記操舵系の操舵加速度を検出する操舵加速度検出手段
と、 該操舵加速度検出手段により検出された操舵加速度およ
び前記操舵トルク検出手段の出力に基づいて操舵ハンド
ルの上部慣性力を補償する上部慣性補償値を算出する上
部慣性補償値演算手段と、 前記操舵加速度検出手段により検出された操舵加速度に
基づいてモータの慣性を補償するモータ慣性補償値を算
出するモータ慣性補償値演算手段とを設け、 前記制御手段は、上部慣性補償値演算手段およびモータ
慣性補償値演算手段の出力に基づいて前記モータの駆動
を制御する制御値を補正することを特徴とする電動式パ
ワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7548092A JPH05238409A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電動式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7548092A JPH05238409A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05238409A true JPH05238409A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13577502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7548092A Pending JPH05238409A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05238409A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0760325A2 (en) * | 1995-08-24 | 1997-03-05 | Trw Steering Systems Japan Co., Ltd. | An electromotive power steering device |
| US6999862B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-02-14 | Favess Co., Ltd. | Electric power steering apparatus |
| WO2006021487A1 (de) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur lenkunterstützung in einem fahrzeug |
| JP2010064663A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2012013519A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 操舵操作力検出装置 |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP7548092A patent/JPH05238409A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0760325A2 (en) * | 1995-08-24 | 1997-03-05 | Trw Steering Systems Japan Co., Ltd. | An electromotive power steering device |
| US5767642A (en) * | 1995-08-24 | 1998-06-16 | Trw Steering Systems Japan Co. Ltd. | Electromotive power steering device |
| EP0760325A3 (en) * | 1995-08-24 | 1998-06-17 | Trw Steering Systems Japan Co., Ltd. | An electromotive power steering device |
| US6999862B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-02-14 | Favess Co., Ltd. | Electric power steering apparatus |
| EP1803627A2 (en) | 2004-02-13 | 2007-07-04 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus |
| WO2006021487A1 (de) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur lenkunterstützung in einem fahrzeug |
| JP2010064663A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2012013519A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 操舵操作力検出装置 |
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