JPH0958492A - 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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- JPH0958492A JPH0958492A JP7216192A JP21619295A JPH0958492A JP H0958492 A JPH0958492 A JP H0958492A JP 7216192 A JP7216192 A JP 7216192A JP 21619295 A JP21619295 A JP 21619295A JP H0958492 A JPH0958492 A JP H0958492A
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- JP
- Japan
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- steering
- torque
- acceleration
- detecting
- inertia
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動式パワーステアリング装置において、路
面からの逆入力が入っても、逆方向の制御を行うことな
く、適切な上部慣性モーメント補償を行う。 【解決手段】 各センサからの検出信号を入力し、入力
トルクＴin、車速Ｖ及び位相角θを換算する(S10) 。Ｔ
in及びＶからアシストトルク指令値Ｔcmd を演算し、θ
から角速度ｄθ／ｄｔと角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 を演算
する(S20，S30)。そして、ハンドル慣性モーメントＪを
読み込み、ｄ2 θ／ｄｔ2 を乗算してハンドル慣性トル
クＴJ を演算する(S40，S50)。次に、入力トルクＴinと
角速度ｄθ／ｄｔを乗算した結果の正負を判定し、正の
場合にだけ、アシストトルク指令値Ｔcmd の補正を実行
する(S60〜S90)。この結果、路面からの逆入力に対して
は上部慣性モーメント補償を行わず、誤動作を生じるこ
とがない。
面からの逆入力が入っても、逆方向の制御を行うことな
く、適切な上部慣性モーメント補償を行う。 【解決手段】 各センサからの検出信号を入力し、入力
トルクＴin、車速Ｖ及び位相角θを換算する(S10) 。Ｔ
in及びＶからアシストトルク指令値Ｔcmd を演算し、θ
から角速度ｄθ／ｄｔと角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 を演算
する(S20，S30)。そして、ハンドル慣性モーメントＪを
読み込み、ｄ2 θ／ｄｔ2 を乗算してハンドル慣性トル
クＴJ を演算する(S40，S50)。次に、入力トルクＴinと
角速度ｄθ／ｄｔを乗算した結果の正負を判定し、正の
場合にだけ、アシストトルク指令値Ｔcmd の補正を実行
する(S60〜S90)。この結果、路面からの逆入力に対して
は上部慣性モーメント補償を行わず、誤動作を生じるこ
とがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動式パワーステ
アリング装置に関する。
アリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
応答性の良さや小型軽量化が可能であるといった利点か
ら、電動式パワーステアリング装置が注目されるように
なってきた。こうした電動式パワーステアリング装置に
おいては、操舵軸の上部と下部とを連結するトーション
バーに発生する入力トルクの大きさを検出し、車速と入
力トルクとに基づいて電動モータへのアシストトルク指
令値を決定し、駆動制御するという手法が採用されてい
る。
応答性の良さや小型軽量化が可能であるといった利点か
ら、電動式パワーステアリング装置が注目されるように
なってきた。こうした電動式パワーステアリング装置に
おいては、操舵軸の上部と下部とを連結するトーション
バーに発生する入力トルクの大きさを検出し、車速と入
力トルクとに基づいて電動モータへのアシストトルク指
令値を決定し、駆動制御するという手法が採用されてい
る。
【０００３】ところで、最近では、エアバッグの普及に
伴い、ハンドルの重量が増加し、ハンドル手放し時の収
れん性が悪くなる傾向にある。こうした問題に対して、
ハンドル角速度に基づいて上部慣性モーメントを考慮し
た補正を行うようにした装置が提案されている（特開平
５−２３８４０９号公報）。
伴い、ハンドルの重量が増加し、ハンドル手放し時の収
れん性が悪くなる傾向にある。こうした問題に対して、
ハンドル角速度に基づいて上部慣性モーメントを考慮し
た補正を行うようにした装置が提案されている（特開平
５−２３８４０９号公報）。
【０００４】しかし、ハンドル角速度を検出するための
センサをハンドルに追加するのは部品増になるので好ま
しくない。そこで、ラック軸の動きから操舵加速度を検
出する手法（特公平４−５３７４８号公報）などを利用
する方法が考えられる。ところが、ハンドルを操舵して
いない状態であっても、路面からの外乱によってラック
軸が動こうとする場合がある。このため、上部慣性モー
メント補正を行うと、ハンドルの慣性モーメントを逆方
向へ考慮してしまうおそれがある。
センサをハンドルに追加するのは部品増になるので好ま
しくない。そこで、ラック軸の動きから操舵加速度を検
出する手法（特公平４−５３７４８号公報）などを利用
する方法が考えられる。ところが、ハンドルを操舵して
いない状態であっても、路面からの外乱によってラック
軸が動こうとする場合がある。このため、上部慣性モー
メント補正を行うと、ハンドルの慣性モーメントを逆方
向へ考慮してしまうおそれがある。
【０００５】そこで、本発明は、電動式パワーステアリ
ング装置において、このような外乱が入っても、逆方向
の制御を行うことなく、適切な上部慣性モーメント補償
を行うことを目的とする。
ング装置において、このような外乱が入っても、逆方向
の制御を行うことなく、適切な上部慣性モーメント補償
を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置は、
操舵軸のトーションバーに発生するねじりトルクを検出
するトルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段
と、前記ねじりトルク及び車速に基づいて、アシストト
ルク指令値を演算する指令値演算手段と、操舵加速度を
検出する操舵加速度検出手段と、操舵系のトーションバ
ーより上部の部分の慣性モーメントに関する情報を与え
る上部慣性モーメント情報付与手段と、該上部慣性モー
メント情報と前記操舵加速度に基づいて上部慣性モーメ
ントに対する補正値を算出する上部慣性モーメント補正
値算出手段と、前記アシストトルク指令値に対し、前記
上部慣性モーメント補正値を加算又は減算した値をもっ
てトルク指令値として駆動電流を決定し、モータ駆動回
路への通電を行って、電動モータによる操舵アシスト力
を発生させるアシスト力発生手段とを備える電動式パワ
ーステアリング装置において、前記操舵加速度検出手段
が、ラック軸の移動状態に基づいて操舵加速度を推定す
る手段として構成され、操舵速度の正負とねじりトルク
の正負との関係から、路面からの逆入力状態であるか否
かを判定する逆入力判定手段と、該逆入力判定手段によ
って逆入力状態であると判定された場合には、前記上部
慣性モーメント補正値による補正を行わないようにする
上部慣性モーメント補正キャンセル手段とを備えること
を特徴とする。
明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置は、
操舵軸のトーションバーに発生するねじりトルクを検出
するトルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段
と、前記ねじりトルク及び車速に基づいて、アシストト
ルク指令値を演算する指令値演算手段と、操舵加速度を
検出する操舵加速度検出手段と、操舵系のトーションバ
ーより上部の部分の慣性モーメントに関する情報を与え
る上部慣性モーメント情報付与手段と、該上部慣性モー
メント情報と前記操舵加速度に基づいて上部慣性モーメ
ントに対する補正値を算出する上部慣性モーメント補正
値算出手段と、前記アシストトルク指令値に対し、前記
上部慣性モーメント補正値を加算又は減算した値をもっ
てトルク指令値として駆動電流を決定し、モータ駆動回
路への通電を行って、電動モータによる操舵アシスト力
を発生させるアシスト力発生手段とを備える電動式パワ
ーステアリング装置において、前記操舵加速度検出手段
が、ラック軸の移動状態に基づいて操舵加速度を推定す
る手段として構成され、操舵速度の正負とねじりトルク
の正負との関係から、路面からの逆入力状態であるか否
かを判定する逆入力判定手段と、該逆入力判定手段によ
って逆入力状態であると判定された場合には、前記上部
慣性モーメント補正値による補正を行わないようにする
上部慣性モーメント補正キャンセル手段とを備えること
を特徴とする。
【０００７】ここで、上部慣性モーメント情報として
は、ハンドルの慣性モーメントを与えるようにするとよ
い。また、操舵速度及び操舵加速度は、電動モータの回
転角速度及び回転角加速度に係数を乗算するようにして
もよいし、ラック軸のストローク速度及びストローク加
速度に係数を乗算するようにしてもよく、この場合の係
数は、上部慣性モーメントとひっくるめた形で与えられ
てもよい。必ずしも操舵速度及び操舵加速度自体が求め
られていなくてもよいのである。
は、ハンドルの慣性モーメントを与えるようにするとよ
い。また、操舵速度及び操舵加速度は、電動モータの回
転角速度及び回転角加速度に係数を乗算するようにして
もよいし、ラック軸のストローク速度及びストローク加
速度に係数を乗算するようにしてもよく、この場合の係
数は、上部慣性モーメントとひっくるめた形で与えられ
てもよい。必ずしも操舵速度及び操舵加速度自体が求め
られていなくてもよいのである。
【０００８】この電動式パワーステアリング装置によれ
ば、ラック軸が右方向へ移動しようとしているのにトー
ションバーのねじりトルクが左操舵に対応するものとな
っているときには、上部慣性モーメント補正キャンセル
手段が作動して上部慣性モーメント補正を行わない。従
って、路面からの外乱によってラック軸が移動しようと
している場合に、これを増長させるようなアシストトル
ク指令は出力されない。
ば、ラック軸が右方向へ移動しようとしているのにトー
ションバーのねじりトルクが左操舵に対応するものとな
っているときには、上部慣性モーメント補正キャンセル
手段が作動して上部慣性モーメント補正を行わない。従
って、路面からの外乱によってラック軸が移動しようと
している場合に、これを増長させるようなアシストトル
ク指令は出力されない。
【０００９】逆に、ハンドルを急操舵したような場合に
は、ねじりトルクの方向とラック軸の移動方向とが一致
するので、上記の様なキャンセルは行われず、適切な上
部慣性モーメント補正が加算されたアシストトルク指令
値が出力される。従って、運転者がハンドルを重く感じ
るといった違和感を受けることがない。
は、ねじりトルクの方向とラック軸の移動方向とが一致
するので、上記の様なキャンセルは行われず、適切な上
部慣性モーメント補正が加算されたアシストトルク指令
値が出力される。従って、運転者がハンドルを重く感じ
るといった違和感を受けることがない。
【００１０】また、操舵からハンドル停止に移行するよ
うな場合には操舵加速度が負の値になるので、上部慣性
モーメント補正はアシストトルクを減少させる方向に作
用し、ハンドルに抵抗を与えて停止時にハンドルがオー
バーシュートするのを防止する。これにより、ハンドル
停止の収れん性が向上する。
うな場合には操舵加速度が負の値になるので、上部慣性
モーメント補正はアシストトルクを減少させる方向に作
用し、ハンドルに抵抗を与えて停止時にハンドルがオー
バーシュートするのを防止する。これにより、ハンドル
停止の収れん性が向上する。
【００１１】なお、例えば、右操舵を正、左操舵を負と
してアシストトルク指令値を定義しておくと、右操舵の
場合には上部慣性モーメント補正値を加算し、左操舵の
場合には上部慣性モーメントを減算することになる。よ
り具体的には、前記電動モータが、ラック軸と同軸的に
設けられ、ロータをボールナットとして機能させつつラ
ック軸のストロークをアシストするステッピングモータ
であり、前記操舵加速度検出手段を、前記ステッピング
モータの位相角を検出する位相角検出手段と、該位相角
検出手段の検出した位相角の変化状態に基づいて操舵速
度を推定する操舵速度推定手段と、該推定された操舵速
度の変化状態に基づいて操舵加速度を推定する操舵加速
度推定手段とから構成するとよい。
してアシストトルク指令値を定義しておくと、右操舵の
場合には上部慣性モーメント補正値を加算し、左操舵の
場合には上部慣性モーメントを減算することになる。よ
り具体的には、前記電動モータが、ラック軸と同軸的に
設けられ、ロータをボールナットとして機能させつつラ
ック軸のストロークをアシストするステッピングモータ
であり、前記操舵加速度検出手段を、前記ステッピング
モータの位相角を検出する位相角検出手段と、該位相角
検出手段の検出した位相角の変化状態に基づいて操舵速
度を推定する操舵速度推定手段と、該推定された操舵速
度の変化状態に基づいて操舵加速度を推定する操舵加速
度推定手段とから構成するとよい。
【００１２】この場合、前記ステッピングモータがＶＲ
モータであり、前記位相角検出手段がレゾルバであると
よい。ＶＲモータは永久磁石を用いないので、モータ慣
性モーメントが小さく、レゾルバは高分解能を達成する
上で有利なことから、操舵開始後の速い時期に操舵加速
度を推定し始めることができるからである。
モータであり、前記位相角検出手段がレゾルバであると
よい。ＶＲモータは永久磁石を用いないので、モータ慣
性モーメントが小さく、レゾルバは高分解能を達成する
上で有利なことから、操舵開始後の速い時期に操舵加速
度を推定し始めることができるからである。
【００１３】以上説明した様に、本発明によれば、路面
からの逆入力に対して誤動作を起こすことなくハンドル
の慣性モーメントを考慮することができ、急ハンドル時
にハンドルを重く感じさせたり手放し戻し時に収れん性
を損なうことなく、快適な操舵操作を可能ならしめるこ
とができる。
からの逆入力に対して誤動作を起こすことなくハンドル
の慣性モーメントを考慮することができ、急ハンドル時
にハンドルを重く感じさせたり手放し戻し時に収れん性
を損なうことなく、快適な操舵操作を可能ならしめるこ
とができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を適用した電動式パワーステア
リング装置の実施例について説明する。実施例の電動式
パワーステアリング装置では、図１に示すように、タイ
ヤ１とタイロッド３を介して両端を連結されたラック軸
５に、ラック歯７とスクリュー溝９とを設けてある。ラ
ック歯７には操舵軸１１の下端に設けられたピニオン歯
車１３を噛み合わせ、マニュアルステアリングを可能に
している。また、スクリュー溝９には、これを取り囲む
様にラック軸５と同軸的にステッピングモータ１５を取
り付け、両者の間にボール１７を介在させてアシスト用
のボールスクリューを構成している。
リング装置の実施例について説明する。実施例の電動式
パワーステアリング装置では、図１に示すように、タイ
ヤ１とタイロッド３を介して両端を連結されたラック軸
５に、ラック歯７とスクリュー溝９とを設けてある。ラ
ック歯７には操舵軸１１の下端に設けられたピニオン歯
車１３を噛み合わせ、マニュアルステアリングを可能に
している。また、スクリュー溝９には、これを取り囲む
様にラック軸５と同軸的にステッピングモータ１５を取
り付け、両者の間にボール１７を介在させてアシスト用
のボールスクリューを構成している。
【００１５】このステッピングモータ１５は、電子制御
装置（ＥＣＵ）３０によって駆動制御される。ＥＣＵ３
０には、操舵軸１１に取り付けられて入力トルクの大き
さを検出するトルクセンサ２１、ステッピングモータ１
５のポジションを検出するポジションセンサ２３及び車
速センサ２５からの検出信号が入力される。ＥＣＵ３０
は、これら検出信号に基づいて、アシストトルク指令値
を演算し、この指令値に従って、ステッピングモータ１
５に対してバッテリ２７からの駆動電力を供給する。
装置（ＥＣＵ）３０によって駆動制御される。ＥＣＵ３
０には、操舵軸１１に取り付けられて入力トルクの大き
さを検出するトルクセンサ２１、ステッピングモータ１
５のポジションを検出するポジションセンサ２３及び車
速センサ２５からの検出信号が入力される。ＥＣＵ３０
は、これら検出信号に基づいて、アシストトルク指令値
を演算し、この指令値に従って、ステッピングモータ１
５に対してバッテリ２７からの駆動電力を供給する。
【００１６】トルクセンサ２１は、操舵軸上部と下部と
を連結するトーションバーのねじれによって生じる歪の
大きさに対応するアナログ信号を出力するものである。
ポジションセンサ２３は、ステッピングモータ１５に装
着されたレゾルバであり、ステッピングモータ１５の位
相角に対応する波形信号を出力するものである。車速セ
ンサ２５は、スピードメータケーブル用の出力軸が１回
転する毎に１パルスの信号を出力するものである。
を連結するトーションバーのねじれによって生じる歪の
大きさに対応するアナログ信号を出力するものである。
ポジションセンサ２３は、ステッピングモータ１５に装
着されたレゾルバであり、ステッピングモータ１５の位
相角に対応する波形信号を出力するものである。車速セ
ンサ２５は、スピードメータケーブル用の出力軸が１回
転する毎に１パルスの信号を出力するものである。
【００１７】ステッピングモータ１５は、ＶＲ型の４相
励磁方式のものであり、その駆動回路の概略を示すと、
図２の様に構成される。第１相と第３相、第２相と第４
相がそれぞれグループに分けられている。そして、各グ
ループについてバッテリ２７の正側とを結ぶコモンライ
ンが設けられ、そこにそれぞれ１個ずつのＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ（ＱＡ，ＱＢ）が配置されている。また、各相は独立
ラインでバッテリ２７の負側と接続され、そこに各１個
のＭＯＳ型ＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ４）が配置されている。な
お、駆動回路内には、リカバリー用として、ダイオード
ＤＡ，ＤＢ，Ｄ１〜Ｄ４が配置されている。
励磁方式のものであり、その駆動回路の概略を示すと、
図２の様に構成される。第１相と第３相、第２相と第４
相がそれぞれグループに分けられている。そして、各グ
ループについてバッテリ２７の正側とを結ぶコモンライ
ンが設けられ、そこにそれぞれ１個ずつのＭＯＳ型ＦＥ
Ｔ（ＱＡ，ＱＢ）が配置されている。また、各相は独立
ラインでバッテリ２７の負側と接続され、そこに各１個
のＭＯＳ型ＦＥＴ（Ｑ１〜Ｑ４）が配置されている。な
お、駆動回路内には、リカバリー用として、ダイオード
ＤＡ，ＤＢ，Ｄ１〜Ｄ４が配置されている。
【００１８】この駆動回路により、左操舵及び右操舵に
対して、それぞれ定められている順番に各相を励磁し、
左右へのアシスト力を発生する様になっている。ＥＣＵ
３０は、その果たす役割に着目してブロック図に表すと
図３の様になる。
対して、それぞれ定められている順番に各相を励磁し、
左右へのアシスト力を発生する様になっている。ＥＣＵ
３０は、その果たす役割に着目してブロック図に表すと
図３の様になる。
【００１９】まず、入力部４０として、トルクセンサ２
１からの検出信号を入力し、これを入力トルクデータに
換算するための入力トルク換算部４１と、車速センサ２
５からの車速パルス信号を入力し、これを車速データに
換算するための車速換算部４２と、ポジションセンサ２
３からの波形信号を入力し、これを位相角に換算する位
相角換算部４３とを備えている。
１からの検出信号を入力し、これを入力トルクデータに
換算するための入力トルク換算部４１と、車速センサ２
５からの車速パルス信号を入力し、これを車速データに
換算するための車速換算部４２と、ポジションセンサ２
３からの波形信号を入力し、これを位相角に換算する位
相角換算部４３とを備えている。
【００２０】演算部５０には、入力トルクデータＴinと
車速データＶに基づいてアシストトルク指令値Ｔcmd を
演算する指令値演算部５１と、位相角θの変化に基づい
てステッピングモータの角速度ｄθ／ｄｔを演算する角
速度演算部５２と、この回転角速度ｄθ／ｄｔに基づい
て角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 を演算する角加速度演算部５
３と、位相角θを補正する位相角補正部５４と、角加速
度ｄ2 θ／ｄｔ2 及びハンドル慣性モーメントＪに基づ
いてトーションバーより上部の慣性トルク（上部慣性ト
ルク）ＴJ を演算する上部慣性トルク演算部５５と、前
記ハンドル慣性モーメントＪを与えるハンドル慣性係数
記憶部５６と、前記演算された角速度ｄθ／ｄｔと入力
トルクＴinとに基づいて路面からの逆入力状態か否かを
判定する逆入力判定部５７と、この逆入力判定部５７の
判定結果を加味しつつ上部慣性トルクＴJ に基づいてア
シストトルク指令値Ｔcmd を補正するための指令値補正
部５８と、アシストトルク指令値Ｔcmd に基づいて駆動
電流値を算出すると共に、入力トルクの正負により操舵
方向を特定して励磁順を決定し、補正された位相角に基
づいて励磁相を特定する励磁相＆電流値演算部５９とを
備えている。
車速データＶに基づいてアシストトルク指令値Ｔcmd を
演算する指令値演算部５１と、位相角θの変化に基づい
てステッピングモータの角速度ｄθ／ｄｔを演算する角
速度演算部５２と、この回転角速度ｄθ／ｄｔに基づい
て角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 を演算する角加速度演算部５
３と、位相角θを補正する位相角補正部５４と、角加速
度ｄ2 θ／ｄｔ2 及びハンドル慣性モーメントＪに基づ
いてトーションバーより上部の慣性トルク（上部慣性ト
ルク）ＴJ を演算する上部慣性トルク演算部５５と、前
記ハンドル慣性モーメントＪを与えるハンドル慣性係数
記憶部５６と、前記演算された角速度ｄθ／ｄｔと入力
トルクＴinとに基づいて路面からの逆入力状態か否かを
判定する逆入力判定部５７と、この逆入力判定部５７の
判定結果を加味しつつ上部慣性トルクＴJ に基づいてア
シストトルク指令値Ｔcmd を補正するための指令値補正
部５８と、アシストトルク指令値Ｔcmd に基づいて駆動
電流値を算出すると共に、入力トルクの正負により操舵
方向を特定して励磁順を決定し、補正された位相角に基
づいて励磁相を特定する励磁相＆電流値演算部５９とを
備えている。
【００２１】指令値演算部５１が実行する演算は、従来
公知のものと同じであり、入力トルクＴinに比例したア
シストルク指令値Ｔcmd を算出する。角速度演算部５２
は、前回演算タイミングにおける位相角と今回演算され
た位相角との差分からモータの角速度を算出する。角加
速度演算部５３は、前回演算タイミングにおいて演算さ
れていた角速度と今回演算された角速度との差分から角
加速度を算出する。そして、位相角補正部５４は、今回
検出された位相角に、角速度を加味して、次の演算タイ
ミングまでの位相角の変化を予測する。
公知のものと同じであり、入力トルクＴinに比例したア
シストルク指令値Ｔcmd を算出する。角速度演算部５２
は、前回演算タイミングにおける位相角と今回演算され
た位相角との差分からモータの角速度を算出する。角加
速度演算部５３は、前回演算タイミングにおいて演算さ
れていた角速度と今回演算された角速度との差分から角
加速度を算出する。そして、位相角補正部５４は、今回
検出された位相角に、角速度を加味して、次の演算タイ
ミングまでの位相角の変化を予測する。
【００２２】ハンドル慣性係数記憶部５６は、以下の式
で与えられるハンドルの慣性モーメントＪを記憶してい
る。この慣性モーメントＪは、車種毎に固有の値が予め
算出され、記憶されている。
で与えられるハンドルの慣性モーメントＪを記憶してい
る。この慣性モーメントＪは、車種毎に固有の値が予め
算出され、記憶されている。
【００２３】
【数１】Ｊ＝Σｍｒ2 …（１） ここで、ｍ：ハンドルの微小部分の重量、ｒ：ハンドル
中心から当該微小部分の中心までの距離。
中心から当該微小部分の中心までの距離。
【００２４】上部慣性トルク演算部５５は、下記式に基
づいて上部慣性トルクＴJ を演算する。
づいて上部慣性トルクＴJ を演算する。
【００２５】
【数２】ＴJ ＝ Ｋ・ｄ2 θ／ｄｔ2 ・Ｊ …（２） ここで、Ｋ：換算のための係数。なお、上部慣性トルク
ＴJ は、ｄ2 θ／ｄｔ2 の符号により、正の値になった
り負の値になったりする。ハンドル操舵開始時には加速
度が正となるから上部慣性トルクＴJ も正の値となる。
一方、ハンドル操舵の終了時には加速度が負となるから
上部慣性トルクＴJ も負の値となる。
ＴJ は、ｄ2 θ／ｄｔ2 の符号により、正の値になった
り負の値になったりする。ハンドル操舵開始時には加速
度が正となるから上部慣性トルクＴJ も正の値となる。
一方、ハンドル操舵の終了時には加速度が負となるから
上部慣性トルクＴJ も負の値となる。
【００２６】逆入力判定部５７は、角速度ｄθ／ｄｔの
正負と入力トルクＴinの正負との関係からとに基づいて
路面からの逆入力状態か否かを判定する。なお、例え
ば、右操舵の場合に角速度ｄθ／ｄｔ及び入力トルクＴ
inが正となり、左操舵の場合に負となるように予め符号
を取り決めておく。この逆入力判定部５７は、角速度ｄ
θ／ｄｔ及び入力トルクＴinの正負が一致した場合に
は、逆入力状態ではないと判定し、正負が不一致の場合
に、逆入力状態であると判定する。
正負と入力トルクＴinの正負との関係からとに基づいて
路面からの逆入力状態か否かを判定する。なお、例え
ば、右操舵の場合に角速度ｄθ／ｄｔ及び入力トルクＴ
inが正となり、左操舵の場合に負となるように予め符号
を取り決めておく。この逆入力判定部５７は、角速度ｄ
θ／ｄｔ及び入力トルクＴinの正負が一致した場合に
は、逆入力状態ではないと判定し、正負が不一致の場合
に、逆入力状態であると判定する。
【００２７】指令値補正部５８は、下記式に基づいてア
シストトルク指令値Ｔcmd を補正する。
シストトルク指令値Ｔcmd を補正する。
【００２８】
【数３】右操舵時 Ｔcmd ← Ｔcmd ＋ＴJ …（３） 左操舵時 Ｔcmd ← Ｔcmd −ＴJ …（４） ここで、本実施例では、右操舵の場合にアシストトルク
指令値Ｔcmd が正となり、左操舵の場合に負となるよう
に定義してあるものとする。
指令値Ｔcmd が正となり、左操舵の場合に負となるよう
に定義してあるものとする。
【００２９】前述したように、ＴJ は、ハンドル加速時
には正の値となり、ハンドル減速時には負の値となる。
よって、アシストトルク指令値Ｔcmd の絶対値に着目す
ると、操舵開始時には絶対値を増量補正し、操舵終了時
には絶対値を減量補正することとなる。
には正の値となり、ハンドル減速時には負の値となる。
よって、アシストトルク指令値Ｔcmd の絶対値に着目す
ると、操舵開始時には絶対値を増量補正し、操舵終了時
には絶対値を減量補正することとなる。
【００３０】以上の演算部の処理内容をアルゴリズムで
説明すると図４の様になる。まず、入力部４０から入力
トルクＴin、車速Ｖ及び位相角θを入力し（Ｓ１０）、
この内、Ｔin及びＶからアシストトルク指令値Ｔcmd を
演算する（Ｓ２０）。また、位相角θから角速度ｄθ／
ｄｔと、角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 とを演算する（Ｓ３
０）。そして、ハンドル慣性モーメントＪを読み込み
（Ｓ４０）、上述した（２）式の演算を実行してハンド
ル慣性トルクＴJ を演算する（Ｓ５０）。
説明すると図４の様になる。まず、入力部４０から入力
トルクＴin、車速Ｖ及び位相角θを入力し（Ｓ１０）、
この内、Ｔin及びＶからアシストトルク指令値Ｔcmd を
演算する（Ｓ２０）。また、位相角θから角速度ｄθ／
ｄｔと、角加速度ｄ2 θ／ｄｔ2 とを演算する（Ｓ３
０）。そして、ハンドル慣性モーメントＪを読み込み
（Ｓ４０）、上述した（２）式の演算を実行してハンド
ル慣性トルクＴJ を演算する（Ｓ５０）。
【００３１】次に、入力トルクＴinと角速度ｄθ／ｄｔ
を乗算した結果の正負を判定する（Ｓ６０）。正と判定
された場合には、Ｔinの正負を判定し（Ｓ７０）、正の
場合には上記（３）式により、負又は０の場合には上記
（４）式によりアシストトルク指令値Ｔcmd の補正を実
行する（Ｓ８０，Ｓ９０）。一方、Ｓ６０にて「ＮＯ」
と判定された場合には、こうした補正を行わない。な
お、Ｓ６０，Ｓ７０において０の場合にはどちらへ移行
するようにしても結果は同じである。
を乗算した結果の正負を判定する（Ｓ６０）。正と判定
された場合には、Ｔinの正負を判定し（Ｓ７０）、正の
場合には上記（３）式により、負又は０の場合には上記
（４）式によりアシストトルク指令値Ｔcmd の補正を実
行する（Ｓ８０，Ｓ９０）。一方、Ｓ６０にて「ＮＯ」
と判定された場合には、こうした補正を行わない。な
お、Ｓ６０，Ｓ７０において０の場合にはどちらへ移行
するようにしても結果は同じである。
【００３２】以上の様に構成した結果、本実施例によれ
ば、路面からの逆入力に対して誤動作を生じることな
く、操舵開始時にはハンドルの重さを感じさせなくする
方向にアシストトルクを増大させ、操舵終了時にはハン
ドルに適度の重さを与えて行き過ぎを防止するようにア
シストトルクを減少させる。これにより、エアバッグ搭
載車の様にハンドルの重量が増しても、運転者のフィー
リングを損なうことなく、快適なパワーアシスト操舵を
実現することができる。
ば、路面からの逆入力に対して誤動作を生じることな
く、操舵開始時にはハンドルの重さを感じさせなくする
方向にアシストトルクを増大させ、操舵終了時にはハン
ドルに適度の重さを与えて行き過ぎを防止するようにア
シストトルクを減少させる。これにより、エアバッグ搭
載車の様にハンドルの重量が増しても、運転者のフィー
リングを損なうことなく、快適なパワーアシスト操舵を
実現することができる。
【００３３】また、ハンドルに速度センサや加速度セン
サを追加することなく、ステッピングモータの制御用に
元々備えられているレゾルバを利用して操舵加速度を推
定するようにしたので、部品点数の増加を招くことなく
上記の効果を達成できる。以上、本発明の実施例を説明
したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形
することが可能である。
サを追加することなく、ステッピングモータの制御用に
元々備えられているレゾルバを利用して操舵加速度を推
定するようにしたので、部品点数の増加を招くことなく
上記の効果を達成できる。以上、本発明の実施例を説明
したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない限り種々なる態様に変形
することが可能である。
【図１】 実施例の電動式パワーステアリング装置の全
体を示す構成図である。
体を示す構成図である。
【図２】 実施例におけるステッピングモータ駆動回路
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図３】 実施例におけるＥＣＵの機能ブロック図であ
る。
る。
【図４】 実施例における演算処理のフローチャートで
ある。
ある。
１・・・車輪、３・・・タイロッド、５・・・ラック
軸、７・・・ラック歯、９・・・スクリュー溝、１１・
・・操舵軸、１３・・・ピニオン歯車、１５・・・ステ
ッピングモータ、１７・・・ボール、２１・・・トルク
センサ、２３・・・ポジションセンサ、２５・・・車速
センサ、２７・・・バッテリ、３０・・・ＥＣＵ、４１
・・・入力トルク換算部、４２・・・車速換算部、４３
・・・位相角換算部、５１・・・指令値演算部、５２・
・・角速度演算部、５３・・・角加速度演算部、５４・
・・位相角補正部、５５・・・上部慣性トルク演算部、
５６・・・ハンドル慣性係数記憶部、５７・・・逆入力
判定部、５８・・・指令値補正部、５９・・・励磁相＆
電流値演算部。
軸、７・・・ラック歯、９・・・スクリュー溝、１１・
・・操舵軸、１３・・・ピニオン歯車、１５・・・ステ
ッピングモータ、１７・・・ボール、２１・・・トルク
センサ、２３・・・ポジションセンサ、２５・・・車速
センサ、２７・・・バッテリ、３０・・・ＥＣＵ、４１
・・・入力トルク換算部、４２・・・車速換算部、４３
・・・位相角換算部、５１・・・指令値演算部、５２・
・・角速度演算部、５３・・・角加速度演算部、５４・
・・位相角補正部、５５・・・上部慣性トルク演算部、
５６・・・ハンドル慣性係数記憶部、５７・・・逆入力
判定部、５８・・・指令値補正部、５９・・・励磁相＆
電流値演算部。
Claims (3)
- 【請求項１】 操舵軸のトーションバーに発生するねじ
りトルクを検出するトルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記ねじりトルク及び車速に基づいて、アシストトルク
指令値を演算する指令値演算手段と、 操舵加速度を検出する操舵加速度検出手段と、 操舵系のトーションバーより上部の部分の慣性モーメン
トに関する情報を与える上部慣性モーメント情報付与手
段と、 該上部慣性モーメント情報と前記操舵加速度に基づいて
上部慣性モーメントに対する補正値を算出する上部慣性
モーメント補正値算出手段と、 前記アシストトルク指令値に対し、前記上部慣性モーメ
ント補正値を加算又は減算した値をもってトルク指令値
として駆動電流を決定し、モータ駆動回路への通電を行
って、電動モータによる操舵アシスト力を発生させるア
シスト力発生手段とを備える電動式パワーステアリング
装置において、 前記操舵加速度検出手段が、ラック軸の移動状態に基づ
いて操舵加速度を推定する手段として構成され、 操舵速度の正負とねじりトルクの正負との関係から、路
面からの逆入力状態であるか否かを判定する逆入力判定
手段と、 該逆入力判定手段によって逆入力状態であると判定され
た場合には、前記上部慣性モーメント補正値による補正
を行わないようにする上部慣性モーメント補正キャンセ
ル手段とを備えることを特徴とする電動式パワーステア
リング装置。 - 【請求項２】 前記電動モータが、ラック軸と同軸的に
設けられ、ロータをボールナットとして機能させつつラ
ック軸のストロークをアシストするステッピングモータ
であり、 前記操舵加速度検出手段を、前記ステッピングモータの
位相角を検出する位相角検出手段と、該位相角検出手段
の検出した位相角の変化状態に基づいて操舵速度を推定
する操舵速度推定手段と、該推定された操舵速度の変化
状態に基づいて操舵加速度を推定する操舵加速度定手段
とから構成することを特徴とする請求項１記載の電動式
パワーステアリング装置のストローク位置検出装置。 - 【請求項３】 前記ステッピングモータがＶＲモータで
あり、前記位相角検出手段がレゾルバであることを特徴
とする請求項２記載の電動式パワーステアリング装置の
ストローク位置検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21619295A JP3641514B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 電動式パワーステアリング装置 |
| EP96304763A EP0760325B1 (en) | 1995-08-24 | 1996-06-28 | An electromotive power steering device |
| DE69617834T DE69617834T2 (de) | 1995-08-24 | 1996-06-28 | Elektrische Servolenkung |
| ES96304763T ES2164845T3 (es) | 1995-08-24 | 1996-06-28 | Dispositivo de direccion asistida electromotriz. |
| US08/679,104 US5767642A (en) | 1995-08-24 | 1996-07-12 | Electromotive power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21619295A JP3641514B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0958492A true JPH0958492A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3641514B2 JP3641514B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=16684733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21619295A Expired - Fee Related JP3641514B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5767642A (ja) |
| EP (1) | EP0760325B1 (ja) |
| JP (1) | JP3641514B2 (ja) |
| DE (1) | DE69617834T2 (ja) |
| ES (1) | ES2164845T3 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003341541A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2011218878A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2013203238A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Toyota Motor Corp | ステアリング装置 |
| DE102016124580A1 (de) | 2015-12-24 | 2017-06-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lenkhilfsvorrichtung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3572471B2 (ja) * | 1996-02-21 | 2004-10-06 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| US5996724A (en) * | 1996-08-28 | 1999-12-07 | Honda Giken Kabushiki Kaisha | Steering control system |
| JP3554841B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2004-08-18 | 光洋精工株式会社 | 自動車の舵取装置 |
| JP3735470B2 (ja) * | 1998-09-18 | 2006-01-18 | 光洋精工株式会社 | パワーステアリング装置 |
| US6448728B2 (en) * | 2000-03-31 | 2002-09-10 | Honda Giken Kabushiki Kaisha | Electric power steering apparatus |
| JP4826868B2 (ja) * | 2001-08-06 | 2011-11-30 | 株式会社ジェイテクト | パワーステアリング装置 |
| US7454986B2 (en) * | 2002-09-06 | 2008-11-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Device and method for measuring torque in an electromechanical steering system |
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| TWM299089U (en) * | 2006-04-28 | 2006-10-11 | Shui-Chuan Chiao | Wireless adjustment controller for damping of shock absorber on a vehicle |
| DE102006022391A1 (de) * | 2006-05-12 | 2007-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Fahrkomforts bei einem Lenkassistenzsystem |
| DE102021201408A1 (de) | 2021-02-15 | 2022-08-18 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betrieb einer Lenkvorrichtung |
| US11964718B2 (en) * | 2022-03-09 | 2024-04-23 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Torsion limiting tie rod for vehicle steering system |
Citations (2)
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| JPH05254453A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-05 | Toyota Motor Corp | パワーステアリング装置 |
Family Cites Families (7)
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| EP0350818B1 (en) * | 1988-07-11 | 1994-03-30 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Power steering apparatus and rotary detector used therefor |
| EP0350817B1 (en) * | 1988-07-11 | 1995-04-19 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Motor-driven power steering apparatus |
| US5182711A (en) * | 1988-07-19 | 1993-01-26 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Motor control system for electric power steering apparatus |
| JP2669474B2 (ja) * | 1989-07-12 | 1997-10-27 | 住友イートン機器株式会社 | 全油圧式パワーステアリング装置 |
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| US5596252A (en) * | 1993-12-06 | 1997-01-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrically operated power steering apparatus for assisting manual steering operation in a motor vehicle |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP21619295A patent/JP3641514B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-28 EP EP96304763A patent/EP0760325B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 ES ES96304763T patent/ES2164845T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 DE DE69617834T patent/DE69617834T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-12 US US08/679,104 patent/US5767642A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE102016124580A1 (de) | 2015-12-24 | 2017-06-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lenkhilfsvorrichtung |
| US10081385B2 (en) | 2015-12-24 | 2018-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering assist device |
| DE102016124580B4 (de) | 2015-12-24 | 2020-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lenkhilfsvorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3641514B2 (ja) | 2005-04-20 |
| EP0760325A2 (en) | 1997-03-05 |
| US5767642A (en) | 1998-06-16 |
| DE69617834D1 (de) | 2002-01-24 |
| DE69617834T2 (de) | 2002-08-29 |
| EP0760325B1 (en) | 2001-12-12 |
| EP0760325A3 (en) | 1998-06-17 |
| ES2164845T3 (es) | 2002-03-01 |
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