JPH08310416A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JPH08310416A JPH08310416A JP11719995A JP11719995A JPH08310416A JP H08310416 A JPH08310416 A JP H08310416A JP 11719995 A JP11719995 A JP 11719995A JP 11719995 A JP11719995 A JP 11719995A JP H08310416 A JPH08310416 A JP H08310416A
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Abstract
とする。 【構成】 トルクセンサ17と電動モータ3と速度要素
センサ49とを備え、指令電流決定手段45によって操
舵トルクと速度要素とから指令電流値を決定する。パワ
ー素子部制御手段37は、この指令電流値に基づいて電
動モータ3を駆動する。又、電動モータ3を流れている
実電流値を検出する電流センサ41を設け、判断手段5
5において指令電流値i*と実電流値iとの差が設定値
を上回る時、異常と判断し、安全装置5,39を動作さ
せるようにした。従って、モータ回転速度を考慮した異
常判断により制御を行なうことができる。
Description
装置の操舵力を電動モータによって補助する電動パワー
ステアリング装置に関する。
ては、例えば、図6に示すようなものがある(実公平6
−29031号公報参照)。
アリングホイール1の操舵力を補助する電動モータ3を
備えている。電動モータ3は電磁クラッチ5を介して減
速機7に連動連結されている。減速機7はステアリング
シャフト9に連動連結されている。ステアリングシャフ
ト9の先端にはピニオンギヤ11が設けられ、このピニ
オンギヤ11はラック13に噛み合っている。ラック1
3の車幅方向両端にはサイドロッド15が結合されてい
る。サイドロッド15は、図示しないナックルアームを
介して左右の車輪側に連結されている。前記ステアリン
グシャフト9にはトルクセンサ17が設けられている。
トルクセンサ17はステアリングホイール1による操舵
トルクを検出するものである。トルクセンサ17の検出
信号はコントロールユニット19に入力されるようにな
っている。又、コントロールユニット19には車速セン
サ21の検出信号が入力されるようになっている。コン
トロールユニット19は操舵トルク測定手段23、車速
測定手段25、モータ電流測定手段27、モータ電流決
定手段29、モータ電流記憶手段31、パワー素子短絡
判定手段33、電磁クラッチ制御手段35、パワー素子
部制御手段37、パワー素子部39、電流センサ41か
らなっている。
から電力が供給されるようになっている。前記電流セン
サ41は、電動モータ3を流れる実電流値を検出するも
のであり、電流センサ41に流れる電流に相当する電圧
がモータ電流測定手段27に入力されるようになってい
る。自動車の停止状態でステアリングホイール1を操舵
すると、トルクセンサ17が操舵トルクを検出し、コン
トロールユニット19へ出力する。コントロールユニッ
ト19では検出操舵トルクに応じて指令電流値を決定
し、パワー素子部制御手段37からの出力によってパワ
ー素子部39が駆動され、電動モータ3へ駆動信号が出
力される。これによって電動モータ3が回転し、電磁ク
ラッチ5、及び減速機7を介してステアリングシャフト
9に操舵補助力を伝達する。従って、ステアリングホイ
ール1の操舵に際し、操舵トルクに応じて電動モータ3
が操舵力補助を行ない、ステアリングホイール1の操舵
を軽くすることができる。又、自動車が走行状態になっ
た時には車速センサ21からの信号によって操舵トルク
に応じた指令電流値に対し、車速に応じた減衰率が乗じ
られ、指令電流値が車速に応じて補正される。従って、
ステアリングホイール1の操舵に対し低速走行時には比
較的軽く、高速走行時には若干重い感覚を与えることが
できる。
動モータ3を流れている実電流値が指令電流値以上とな
り、その差が設定値を上回る場合にはパワー素子短絡判
定手段33によってパワー素子短絡と判定される。これ
によって、電動モータ3の電流、及び電磁クラッチ5の
印加電圧が零に制御され、配線が損傷したりバッテリ使
用不能に至るのを防止することができる。
装置では、電動モータ3への電流指令値を決定する際
に、電動モータ3の回転速度を考慮していないため、パ
ワー素子部39の短絡等異常が発生していないのに、異
常と判断してしまう恐れがある。即ち、電動モータ3を
流れる実電流値iは電動モータ回転速度に応じて図7の
ような特性を有している。即ち、電動モータ回転速度が
高くなれば実電流値はしだいに減少するのである。これ
に対して指令電流値は操舵トルク及び車速に応じて決定
され、電動モータ回転速度には係わらないのである。従
って、上記の装置のように電動モータ回転速度を考慮し
ない指令電流値と電動モータ3の実電流値との比較にお
いて異常を判断すると、操舵トルクが大きく、電動モー
タ回転速度が高い場合に図7の斜線の部分のような差を
生じてしまい、この差を異常と判断してしまう問題があ
った。
を考慮した制御を行なうことのできる電動パワーステア
リング装置の提供を目的とする。
に、請求項1の発明は、ステアリングホイールによる操
舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリング
ホイールの操舵力を補助する電動モータと、該電動モー
タの回転速度に関係する速度要素を検出する速度要素セ
ンサと、前記検出した操舵トルクと速度要素とから前記
電動モータへの指令電流値を決定する指令電流決定手段
と、該指令電流値により前記電動モータを駆動する制御
手段と、前記電動モータを流れている実電流値を検出す
る電流センサと、前記指令電流値と実電流値との差が設
定値を上回るとき異常と判断する判断手段と、該判断手
段の異常判断出力により動作する安全装置とを備えてな
ることを特徴とする。
ワーステアリング装置であって、前記指令電流決定手段
は、操舵トルクに応じた電流値に、前記速度要素に応じ
た減衰率を乗じることによって指令電流値を決定するこ
とを特徴とする。
ワーステアリング装置であって、前記指令電流決定手段
は、操舵トルクに応じた電流値と、前記速度要素に応じ
た電流値との小さい方を指令電流値とすることを特徴と
する。
による操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステ
アリングホイールの操舵力を補助する電動モータと、前
記検出した操舵トルクから前記電動モータへの指令電流
値を決定する指令電流決定手段と、該指令電流値により
前記電動モータを駆動する制御手段と、前記電動モータ
の回転速度に関係する速度要素nを検出する速度要素セ
ンサと、前記電動モータを流れている実電流値iを検出
する電流センサと、前記電動モータに印加される指令電
圧をV*、前記電動モータの正常なインピーダンスを
R、電動モータ固有の定数をKとしたとき i−(V*−Kn)/R が設定値を上回るとき異常と判断する判断手段と、該判
断手段の異常判断出力により動作する安全装置と、を備
えてなることを特徴とする。
かに記載の電動パワーステアリング装置であって、前記
指令電流決定手段は、前記電動モータの回転速度を速度
要素とすることを特徴とする。
かに記載の電動パワーステアリング装置であって、前記
指令電流決定手段は、前記ステアリングホイールの操舵
速度を速度要素とすることを特徴とする。
電動パワーステアリング装置であって、前記安全装置
は、前記制御手段による電動モータの駆動を停止する駆
動停止手段であることを特徴とする。
電動パワーステアリング装置であって、前記安全装置
は、前記電動モータの操舵力補助を断続する電動クラッ
チであることを特徴とする。
ンサによる操舵トルク検出と、速度要素センサによる速
度要素検出とに基づいて、操舵トルクと速度要素とから
指令電流決定手段により電動モータへの指令電流値を決
定することができ、制御手段はこの指令電流値に基づい
て電動モータを駆動することができる。そして、電流セ
ンサが電動モータを流れている実電流値を検出し、判断
手段は電動モータの回転速度を考慮した指令電流値と、
電動モータを流れている実電流値との差が設定値を上回
る時、異常と判断し、判断手段の異常判断出力により安
全装置を動作させることができる。
用に加え、指令電流決定手段は、操舵トルクに応じた電
流値に速度要素に応じた減衰率を乗じることによって指
令電流値を決定することができる。
用に加え、指令電流決定手段は、操舵トルクに応じた電
流値と速度要素に応じた電流値との小さい方を指令電流
値とすることができる。
(V*−Kn)/Rが設定値を上回る時、異常と判断す
ることができ、この異常判断出力により安全装置を動作
させることができる。
れかの発明の作用に加え、電動モータの回転速度を速度
要素として指令電流値を決定することができる。
れかの発明の作用に加え、ステアリングホイールの操舵
速度を速度要素として指令電流値を決定することができ
る。
電磁クラッチを切断することによって電動モータの操舵
力補助を断つことができる。
明の作用に加え、異常と判断された時、駆動停止手段に
よって電動モータの駆動を停止することができる。
6に示す構成と同一構成部分には同符号を付して説明
し、また重複した説明は省略する。
施例に係る電動パワーステアリング装置の概略ブロック
図を示している。この図1のように、この発明の第1実
施例では、ステアリングホイール1による操舵トルクと
電動モータ3の回転速度に関係する速度要素とから電動
モータ3への指令電流値を決定するため、指令電流決定
手段45が備えられている。この指令電流決定手段45
には、操舵トルク測定手段23、及び車速測定手段25
からの入力の他、速度要素測定手段47からも入力され
るようになっている。
ンサ17からの信号を受けて操舵トルクTを測定し、指
令電流決定手段45へ入力するようになっている。トル
クセンサ17は、ステアリングホイール1による操舵ト
ルクを検出するものである。前記車速測定手段25は、
車速センサ21からの信号によって車速Wを測定し、指
令電流決定手段45へ入力するようになっている。前記
速度要素測定手段47は、速度要素センサ49からの信
号によって速度要素、即ち電動モータ3の回転速度nを
測定し、指令電流決定手段45へ入力するようになって
いる。速度要素センサ49は、前記電動モータ3の回転
速度を検出して信号を出力するものである。尚、速度要
素センサ49は、電動モータ3の回転速度に関係する速
度要素を検出するものであれば良く、ステアリングホイ
ール1の操舵速度を速度要素として検出するセンサとし
て構成することもできる。
電流値i*は、減算器51に入力されるようになってい
る。この減算器51にはモータ電流測定手段27からの
実電流値iも入力されるようになっている。実電流値i
は実際に電動モータ3に流れている電流値をモータ電流
測定手段27が測定して出力したものである。モータ電
流測定手段27は、電流センサ41に流れる電流に相当
する電圧が作動増幅器53を介して入力されることによ
り測定を行なっている。
電流値iとの差は誤差増幅手段57へ入力されるように
なっている。前記誤差増幅手段57は、指令電流値i*
と実電流値iとの差を増幅して制御手段としてのパワー
素子部制御手段37へ出力するものである。前記パワー
素子部制御手段37は、指令電流値i*と実電流値iと
の差の増幅値に基づきパワー素子部39に対して電動モ
ータ3への通電方向指示と通電電流値とを制御するため
にオン・オフ指示を与えるものである。
は、判断手段55へも入力されるようになっている。判
断手段55は、指令電流値i*と実電流値iとの差が設
定値を上回る時、異常と判断して出力するものである。
判断手段55の出力は、パワー素子部制御手段37及び
クラッチ制御手段35へ入力されるようになっている。
そして、判断手段55からパワー素子部制御手段37へ
の入力によってパワー素子部制御手段37によりパワー
素子部39をオフさせる制御を行ない、電動モータ3の
電流を零に制御するものである。
により定まる条件と制御手段55の出力条件とにより、
電磁クラッチ5を断続制御するものである。従って、判
断手段55からの異常判断出力によってクラッチ制御手
段35は、電磁クラッチ5を切断する制御を行なう。
ラッチ5とはこの実施例において判断手段55の異常判
断出力により動作する安全装置を構成している。また、
パワー素子部39は、制御手段37による電動モータ3
の駆動を停止する駆動停止手段を構成している。
流値決定の原理について説明する。
(a)は操舵トルクとモータ電流との制御特性を示すグ
ラフであり、(b)は車速とモータ電流及び電磁クラッ
チ印加電圧の制御特性を示し、(c)はモータ回転速度
とモータ電流との制御特性を示している。
(a)において操舵トルクを右方向に増加すると、
(イ)点で電動モータ3に流すべき電流iT が増加し始
め、以後操舵トルクの増大に応じて二次曲線的に増加す
る。
(ロ)になるまでは、クラッチ印加電圧EVは100%
に保持され、その後車速に応じて減少し、(ハ)におい
て零となる。そして、操舵トルクに応じた電流iT も
(b)の車速に応じた減衰率が乗じられ、車速(ハ)に
おいてモータ電流iT も零となる。更に電動モータ3の
モータ回転速度を考慮すると、電動モータ3に流せる電
流の割合は図2(c)のように変化する。即ち、モータ
回転速度が(ニ)に至ると、電動モータ3に流せる電流
は零になる。
図2(a),(b),(c)の関係を用い、即ち、電動
モータ3の回転速度を考慮して指令電流値を決定してい
るのである。図3には、決定した指令電流値を示してい
る。この図3のうち(a)は操舵トルク及び車速に応じ
て決定された電流値と電動モータ3の回転速度に応じた
電流値との小さい方を指令電流値としているものであ
る。すなわち、電動モータ3の回転速度に応じた電流値
Kn/Rは図3(a)の(ホ)のように変化し、操舵ト
ルク及び車速に応じた電流値EV×iT は(ヘ)のよう
な値が操舵トルク及び車速に応じて上下に振れるものと
なる。従って、ある操舵トルク及び車速においてモータ
回転速度がn1 以下である時は、操舵トルク及び車速に
応じた電流値EV×iT の方がモータ回転速度に応じた
電流値Kn/Rよりも小さく、指令電流値は(ヘ)の値
として決定される。又、モータ回転速度が高くなり、n
1 〜n2 まで(ホ)の電流値として決定される。又、
(b)は操舵トルク及び車速に応じた電流値EV×iT
にモータ回転速度に応じた減衰率Kwを乗じることによ
って指令電流値を決定したものである。即ち、指令電流
値i*=Kw×EV×iT となり、(b)のようにモー
タ回転速度に応じた指令電流値i*は車速が小さく操舵
トルクが大きいときの(ト)の状態から車速が高くな
り、操舵トルクが小さくなる程(チ)、(リ)のように
順次低い値として決定されるものである。
は決定され、この指定電流値に基づいて電動モータ3が
制御され、更に測定された電動モータ3の実電流値iと
前記指令電流値i*との差から異常判断が行なわれるの
である。
示し、前記異常判断を含めた制御を説明する。
1でイニシャライズし、スイッチをオンにすると、電磁
クラッチ5がオンとなり、電動モータ3と減速機7とが
連動連結される。
1の操舵に応じた操舵トルク測定が行なわれる。
測定される。
度が測定される。
を行なう際に、実際に流れる実電流iを測定する。
びモータ回転速度に応じて決定された指令電流値i*の
読み出しが行なわれる。
流値iとの差が求められ、この差が設定値iOVを上回る
かどうかの判断が行なわれる。この判断において、iOV
≧|i−i*|でなければ(NO)パワー素子部39の
短絡であると判断され、そうでなければ(YES)異常
は発生していないものと判断される。異常が発生してい
なければ、ステップS8へ移行し、電磁クラッチ5の結
合が行なわれる。
令電流値i*とからモータ印加電圧が決定され、ステッ
プS10においてパワー素子部制御手段37は前記決定
された電圧となるようにパワー素子部39を制御する。
と判断されれば、ステップS11へ移行し、パワー素子
部制御手段37はパワー素子39をオフとする制御を行
ない、更にステップS12において電磁クラッチ5を遮
断する制御を行なう。
とを視覚的に知らせるためにフェイルランプ点灯を行な
わせ、処理は終了する。
5が操舵トルク測定手段23からのトルクT、車速決定
手段25からの車速W、速度要素測定手段47からのモ
ータ回転速度nとの入力を受けて、指令電流値i*を決
定する。この指令電流値i*とモータ電流測定手段27
が測定した実電流値iとからパワー素子部制御手段37
はモータ印加電圧を決定し、このモータ印加電圧になる
ようにパワー素子部39を制御し、またクラッチ制御手
段35は電磁クラッチ5を結合するのである。更に、指
令電流値i*と実電流値iとの差からパワー素子部短絡
等により異常と判断された場合には、パワー素子部制御
手段37はパワー素子部39をオフとして電動モータ3
を停止させ、又クラッチ制御手段35が電磁クラッチ5
を切断するのである。このようにこの発明の第1実施例
では判断手段55が異常を判断する際に、モータ回転速
度を考慮して行なうからモータ回転速度が高くなった場
合でも正確な異常判断を行なうことができる。
施例に係るブロック図を示している。この実施例では指
令電流値の決定そのものについてはモータ回転速度は考
慮せず、異常判断においてモータ回転速度を考慮するよ
うにしたものである。即ち、図5において指令電流値i
*は、指令電流決定手段によって操舵トルクと車速とに
応じて決定されたものである。実電流値iは、第1実施
例と同様にモータ電流測定手段が電流センサに基づいて
測定したものである。実電流値iは減算器51へ入力さ
れると共に判断手段59へも入力されるようになってい
る。又、判断手段59へは電動モータ3に印加する指令
電圧V*と速度要素測定手段47が測定した速度要素と
しての電動モータ3の回転速度nが入力されるようにな
っている。前記判断手段59は、電動モータ3の実電流
値iと電動モータ3の回転速度を考慮した電流値(V*
−Kw)/Rとの差が設定値以上ある時、異常と判断す
るものである。従って、判断手段59が異常を判断した
時、クラッチ制御手段35及びパワー素子部制御手段3
7にオフ指令が発せられ、電動モータ3が停止されると
共に電磁クラッチ5が遮断されるのである。こうして、
この実施例でも第1実施例と略同様な作用効果を奏する
ことができる。又、この実施例では異常判断にのみモー
タ回転数を考慮しているため、構造が簡単である。
明では、電動モータの回転速度に関係する速度要素を考
慮して指令電流値を決定することにより、異常判断に際
して速度要素を考慮した判断を行なうことができる。従
って、正確な判断によって制御を行なうことができる。
果に加え、操舵トルクに応じた電流値に速度要素に応じ
た減衰率を乗じることによって指令電流値を決定するた
め、電動モータの回転速度に関係する速度要素を考慮し
た指令電流値を正確に決定することができ、より正確な
制御を行なうことができる。
果に加え、操舵トルクに応じた電流値と速度要素に応じ
た電流値との小さい方を指令電流値とすることによって
制御を簡単にすることができる。
断においてのみ電動モータの回転速度に関係する速度要
素を考慮することができ、制御を簡単にすることができ
る。
の効果に加え、速度要素を電動モータの回転速度とする
ことによってより直接的な制御を行なうことができ、よ
り正確な制御とすることができる。
の効果に加え、速度要素をステアリングホイールの操舵
速度とすることによって、速度要素の検出の自由度を広
げることができる。
明の効果に加え、安全装置を電動モータの駆動を停止す
る駆動停止手段とすることによって、電動モータを確実
に停止させることができ、車載バッテリの保護を図るこ
とができる。
ッチとすることによって、電動モータによる操舵トルク
補助を断ち、無駄なエネルギー消費を抑制することがで
きる。
モータ電流との制御特性、(b)は車速とモータ電流及
び電磁クラッチ印加電圧の制御特性を示し、(c)はモ
ータ回転速度とモータ電流との関係を示す制御特性図で
ある。
との関係を示すグラフである。
ラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 ステアリングホイールによる操舵トルク
を検出するトルクセンサと、 前記ステアリングホイールの操舵力を補助する電動モー
タと、 該電動モータの回転速度に関係する速度要素を検出する
速度要素センサと、 前記検出した操舵トルクと速度要素とから前記電動モー
タへの指令電流値を決定する指令電流決定手段と、 該指令電流値により前記電動モータを駆動する制御手段
と、 前記電動モータを流れている実電流値を検出する電流セ
ンサと、 前記指令電流値と実電流値との差が設定値を上回るとき
異常と判断する判断手段と、 該判断手段の異常判断出力により動作する安全装置と、 を備えてなることを特徴とする電動パワーステアリング
装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電動パワーステアリング
装置であって、 前記指令電流決定手段は、操舵トルクに応じた電流値
に、前記速度要素に応じた減衰率を乗じることによって
指令電流値を決定することを特徴とする電動パワーステ
アリング装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の電動パワーステアリング
装置であって、 前記指令電流決定手段は、操舵トルクに応じた電流値
と、前記速度要素に応じた電流値との小さい方を指令電
流値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装
置。 - 【請求項4】 ステアリングホイールによる操舵トルク
を検出するトルクセンサと、 前記ステアリングホイールの操舵力を補助する電動モー
タと、 前記検出した操舵トルクから前記電動モータへの指令電
流値を決定する指令電流決定手段と、 該指令電流値により前記電動モータを駆動する制御手段
と、 前記電動モータの回転速度に関係する速度要素nを検出
する速度要素センサと、 前記電動モータを流れている実電流値iを検出する電流
センサと、 前記電動モータに印加される指令電圧をV*、前記電動
モータの正常なインピーダンスをR、電動モータ固有の
定数をKとしたとき i−(V*−Kn)/R が設定値を上回るとき異常と判断する判断手段と、 該判断手段の異常判断出力により動作する安全装置と、 を備えてなることを特徴とする電動パワーステアリング
装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の電動パ
ワーステアリング装置であって、 前記指令電流決定手段は、前記電動モータの回転速度を
速度要素とすることを特徴とする電動パワーステアリン
グ装置。 - 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の電動パ
ワーステアリング装置であって、 前記指令電流決定手段は、前記ステアリングホイールの
操舵速度を速度要素とすることを特徴とする電動パワー
ステアリング装置。 - 【請求項7】 請求項1又は4記載の電動パワーステア
リング装置であって、 前記安全装置は、前記制御手段による電動モータの駆動
を停止する駆動停止手段であることを特徴とする電動パ
ワーステアリング装置。 - 【請求項8】 請求項1又は4記載の電動パワーステア
リング装置であって、 前記安全装置は、前記電動モータの操舵力補助を断続す
る電動クラッチであることを特徴とする電動パワーステ
アリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11719995A JP3401991B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP11719995A JP3401991B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
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JPH08310416A true JPH08310416A (ja) | 1996-11-26 |
JP3401991B2 JP3401991B2 (ja) | 2003-04-28 |
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ID=14705852
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JP11719995A Expired - Fee Related JP3401991B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3401991B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2900517A1 (fr) * | 2006-05-01 | 2007-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | Appareil de commande de moteur |
JP2008087692A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
JP2014100002A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置、モータ制御方法および電動パワーステアリング装置 |
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