JPH1076960A

JPH1076960A - Motor-driven power steering device

Info

Publication number: JPH1076960A
Application number: JP23451496A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Yoneda; 篤彦米田; Yasuo Shimizu; 康夫清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1998-03-24
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JP3764536B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To be suitable for an analogue circuit, to simplify constitution, and to improve economical efficiency. SOLUTION: A motor-driven power steering device is provided with a dead zone region wherein when steering torque is approximately 0, a steering torque signal T is held at 0 and a steering system is not assisted; and a saturation region wherein when steering torque T is high, the maximum value of a steering torque signal TS is limited to a specified value and an assist force to a steering system is limited. A steering torque detecting means 2 having a linear region wherein the steering torque signal TS proportions the steering torque T is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドルに加えら
れる操舵トルクの大きさと方向に基づいて電動機を駆動
し、電動機の動力をステアリング系に作用させて運転者
の操舵トルクを軽減する電動パワーステアリング装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering for driving an electric motor based on the magnitude and direction of a steering torque applied to a steering wheel, and reducing the driver's steering torque by applying the power of the electric motor to a steering system. Related to the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図３に従来の電動パワーステアリング装
置の全体構成図を示す。図３において、電動パワーステ
アリング装置５１は、ステアリングホイール５２、ステ
アリング軸５３、ハイポイドギア５４、ピニオン５５Ａ
およびラック軸５５Ｂなどからなるラック＆ピニオン機
構５５、タイロッド５６、操向車輪の前輪５７、操舵補
助力を発生する電動機５８、ステアリングホイール５２
に作用する操舵トルクＴを検出し、操舵トルクＴに対応
した電気信号に変換された操舵トルク信号Ｔ_Sを出力す
る操舵トルクセンサ５９、および操舵トルク信号Ｔ_Sに
基づいて電動機５８の目標電流を決定する目標電流信号
Ｉ_MSを設定し、この目標電流信号Ｉ_MSに対応した電動機
制御信号Ｖ_Oを発生する電動機制御手段６１、電動機５
８に電動機電圧Ｖ_Mを供給して駆動する電動機駆動手段
６２、電動機５８の正回転および逆回転に対応した電動
機電流Ｉ_Mを検出して目標電流信号Ｉ_MSに対応した電動
機電流信号Ｉ_MFに変換する電動機電流検出手段６３から
なる制御手段６０を備える。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an overall configuration diagram of a conventional electric power steering apparatus. In FIG. 3, an electric power steering device 51 includes a steering wheel 52, a steering shaft 53, a hypoid gear 54, and a pinion 55A.
A rack and pinion mechanism 55 including a rack shaft 55B, a tie rod 56, a front wheel 57 of a steered wheel, an electric motor 58 for generating a steering assist force, and a steering wheel 52.
A steering torque sensor 59 that detects a steering torque T acting on the motor and outputs a steering torque signal T _S converted to an electric signal corresponding to the steering torque T, and a target current of the electric motor 58 based on the steering torque signal T _S. set the determining target current signal I _MS, motor control means 61 for generating a motor control signal V _O corresponding to the target current signal I _MS, the motor 5
Motor driving means 62 a motor voltage V _M is driven by supplying to 8, the motor current signal I _MF corresponding to the target current signal I _MS detects the motor current I _M which corresponds to the forward rotation and reverse rotation of the motor 58 The control means 60 includes a motor current detecting means 63 for conversion.

【０００３】ドライバがステアリングホイール５２を操
舵すると、ステアリング軸５３に設けられた操舵トルク
センサ５９が操舵トルクＴを検出し、電気信号に変換し
た操舵トルク信号Ｔ_Sを電動機制御手段６１に供給す
る。When a driver steers a steering wheel 52, a steering torque sensor 59 provided on a steering shaft 53 detects a steering torque T and supplies a steering torque signal T _S converted into an electric signal to an electric motor control means 61.

【０００４】また、ステアリング軸５３に加えられる操
舵トルクＴは、ラック＆ピニオン機構５５を介してピニ
オン５５Ａの回転力がラック軸５５Ｂの軸方向の直線運
動に変換され、タイロッド５６を介して前輪５７の操向
を変化させる。[0004] The steering torque T applied to the steering shaft 53 is converted into a linear motion in the axial direction of the rack shaft 55B by the rotation of the pinion 55A via a rack and pinion mechanism 55, and the front wheel 57 is connected via a tie rod 56. To change the steering.

【０００５】電動機制御手段６１は操舵トルク信号Ｔ_S
に基づいて電動機駆動手段６２に、例えばＰＷＭ（パル
ス幅変調）の電動機制御信号Ｖ_Oを供給し、電動機駆動
手段６２は、例えば４個のスイッチング素子（パワーＦ
ＥＴ等）で構成し、電動機制御信号Ｖ_Oに対応した電動
機電圧Ｖ_Mを発生し、操舵トルクＴの絶対値と方向に対
応した双方向の電動機電流Ｉ_Mで電動機５８を駆動す
る。[0005] The motor control means 61 provides a steering torque signal T _S.
The motor drive unit 62 based on, for example, supplies the motor control signal V _O of PWM (pulse width modulation), the motor drive means 62, for example, four switching elements (power F
Constituted by ET, etc.), the motor voltage V _M corresponding to the motor control signal V _O generated to drive the electric motor 58 in both directions of the motor current I _M which corresponds to the absolute value and direction of the steering torque T.

【０００６】電動機５８が発生する電動機トルクは、ハ
イポイドギア５４を介して倍力された操舵補助力（アシ
ストトルク）Ｔ_Mに変換され、ステアリング軸５３に作
用する。The motor torque generated by the motor 58 is converted into a steering assist force (assist torque) T _M boosted via the hypoid gear 54, and acts on the steering shaft 53.

【０００７】電動機電流検出手段６３は、電動機５８に
実際に流れる電動機電流Ｉ_Mを抵抗やホール素子などで
電圧に変換し、変換した電圧を対応する電動機電流信号
Ｉ_MFに変換して電動機制御手段６１に供給し、目標電流
信号Ｉ_MSにフィードバック（負帰還）する。[0007] motor current detector 63 converts the motor current I _M actually flowing through the electric motor 58 to the voltage such as a resistor or a Hall element, the corresponding motor current signal I is converted into _MF motor control unit the converted voltage It is supplied to the 61, to the feedback (negative feedback) to the target current signal I _MS.

【０００８】図４に従来の電動パワーステアリング装置
の要部ブロック構成図を示す。図４において、操舵トル
クセンサ５９は、ポテンショメータや差動トランスで構
成し、ステアリングホイール５２に加えられる操舵トル
クＴを、操舵トルクＴの大きさと方向に対応した操舵ト
ルク信号Ｔ_Sとして検出し、操舵トルク信号Ｔ_Sを電動機
制御手段６１に提供する。FIG. 4 shows a block diagram of a main part of a conventional electric power steering apparatus. 4, a steering torque sensor 59 is constituted by a potentiometer or a differential transformer, detects a steering torque T applied to the steering wheel 52 as a steering torque signal T _S corresponding to the magnitude and direction of the steering torque T, and performs steering. The torque signal T _S is provided to the motor control means 61.

【０００９】従来の操舵トルクセンサ５９は、ステアリ
ングホイール５２に加えられる操舵トルクＴを、大きさ
および方向を含め操舵トルクＴに比例した０Ｖから５Ｖ
の直流電圧の操舵トルク信号Ｔ_Sとして出力するよう構
成されている。The conventional steering torque sensor 59 converts the steering torque T applied to the steering wheel 52 from 0 V to 5 V proportional to the steering torque T, including the magnitude and direction.
Is output as the steering torque signal T _S of the DC voltage of.

【００１０】図５に従来の操舵トルクセンサの操舵トル
ク（Ｔ）−操舵トルク信号（Ｔ_S）特性図を示す。図５
において、操舵トルク信号Ｔ_Sは操舵トルクＴの大きさ
および方向（０〜１００Ｋｇ・ｆ・ｃｍ）に対応してリ
ニア（線形）に変化し、例えば操舵トルクＴが０（Ｋｇ
・ｆ・ｃｍ）の場合には操舵トルク信号Ｔ_Sは直流電圧
２.５Ｖに設定され、右操舵（時計方向）の操舵トルク
Ｔが１００（Ｋｇ・ｆ・ｃｍ）の場合には操舵トルク信
号Ｔ_Sは直流電圧５.０Ｖ、一方、左操舵（反時計方向）
の操舵トルクＴが１００（Ｋｇ・ｆ・ｃｍ）の場合には
操舵トルク信号Ｔ_Sは直流電圧０Ｖとなるよう設定され
ている。FIG. 5 shows a steering torque (T) -steering torque signal (T _S ) characteristic diagram of a conventional steering torque sensor. FIG.
In the steering torque signal T _S is in correspondence with the magnitude and direction of the steering torque T (0~100Kg · f · cm) varies linearly (linear), for example, the steering torque T is 0 (Kg
F · cm), the steering torque signal T _S is set to a DC voltage of 2.5 V, and when the right-hand steering (clockwise) steering torque T is 100 (Kg · f · cm), the steering torque signal T _S is set. T _S is DC voltage 5.0V, while left steering (counterclockwise)
When the steering torque T is 100 (Kg · f · cm), the steering torque signal T _S is set to have a DC voltage of 0V.

【００１１】また、図４において、電動機制御手段６１
は、不感帯領域生成手段７１、飽和領域生成手段７２を
備え、操舵トルクセンサ５９から供給されるリニア（線
形）特性の操舵トルク信号Ｔ_S（図５参照）に不感帯領
域および飽和領域が設定される。In FIG. 4, the motor control means 61
Includes a dead zone region generating unit 71 and a saturated region generating unit 72, and a dead zone region and a saturated region are set in a linear (linear) characteristic steering torque signal T _S (see FIG. 5) supplied from the steering torque sensor 59. .

【００１２】不感帯領域生成手段７１は、操舵トルクＴ
が０から０近傍の所定値Ｔ１までは操舵トルク信号Ｔ_S
が０となる非線形の不感帯領域を生成し、操舵トルク信
号Ｔ_S _Fを飽和領域生成手段７２に供給する。不感帯領域
生成手段７１を設けることによって０近傍の操舵トルク
Ｔに対しては電動機５８からステアリング系に補助操舵
力が作用しないように構成される。The dead zone area generating means 71 calculates the steering torque T
From 0 to a predetermined value T1 near 0, the steering torque signal T _S
Is generated, and a steering torque signal T _S _F is supplied to the saturation region generating means 72. By providing the dead zone region generating means 71, an auxiliary steering force is not applied to the steering system from the electric motor 58 for a steering torque T near zero.

【００１３】飽和領域生成手段７２は、操舵トルクＴが
大きくなって所定値Ｔ２以上では操舵トルク信号Ｔ_Sが
一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）となる非線形の飽和
領域を生成する。飽和領域生成手段７２を設けることに
よって所定値Ｔ２以上の操舵トルクＴの増加に対して操
舵トルク信号Ｔ_Sを一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）
に制限し、電動機５８からステアリング系に作用する補
助操舵力の最大値が制限するよう構成される。The saturation region generating means 72 generates a non-linear saturation region in which the steering torque signal T _S becomes a constant value T _S2 (or a constant value T _S1 ) when the steering torque T increases and exceeds a predetermined value T2. By providing the saturation region generating means 72, the steering torque signal T _{S is changed} to a constant value T _S2 (or a constant value T _S1 ) in response to an increase in the steering torque T equal to or more than the predetermined value T2.
And the maximum value of the auxiliary steering force acting on the steering system from the electric motor 58 is limited.

【００１４】図６に不感帯領域および飽和領域を設定し
た操舵トルク（Ｔ）−操舵トルク信号（Ｔ_S）特性図を
示す。図６において、操舵トルクＴが０から所定値Ｔ１
（左操舵の場合には、−Ｔ１）までは操舵トルクＴの増
加に対して操舵トルク信号Ｔ_Sが一定値０（Ｔ_S＝０）を
保持する非線形の不感帯領域Ｘが形成される。FIG. 6 shows a steering torque (T) -steering torque signal (T _S ) characteristic diagram in which a dead zone and a saturation region are set. In FIG. 6, the steering torque T is changed from 0 to a predetermined value T1.
(In the case of left steering is, -T1) until nonlinear dead zone X steering torque signal T _S is to maintain a constant value 0 (T _S = 0) with respect to an increase of the steering torque T is formed.

【００１５】操舵トルクＴが所定値Ｔ１を超えて所定値
Ｔ２を下回る（Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２）の範囲では、操舵トル
クＴの増加に対して操舵トルク信号Ｔ_Sが０から直線的
に増加して一定値Ｔ_S2（左操舵の−Ｔ２に対しては
Ｔ_S1）となる線形領域（アシスト領域）Ｙが形成され
る。In the range where the steering torque T exceeds the predetermined value T1 and falls below the predetermined value T2 (T1 <T <T2), the steering torque signal T _S increases linearly from 0 with respect to the increase of the steering torque T. Thus, a linear region (assist region) Y having a constant value T _S2 (T _S1 for −T2 for left steering) is formed.

【００１６】操舵トルクＴが所定値Ｔ２以上の増加（左
操舵の場合には、−Ｔ２以下）に対しては、操舵トルク
信号Ｔ_Sが一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）を保持す
る非線形の飽和領域Ｚが形成される。The steering torque T is increased more than a predetermined value T2 (in the case of left steering is -T2 below) for the holding steering torque signal T _S is a predetermined value T _S2 (or a constant value T _S1) A non-linear saturation region Z is formed.

【００１７】飽和領域生成手段７２は、図６に示す不感
帯領域Ｘ、線形領域（アシスト領域）Ｙおよび飽和領域
Ｚを有する操舵トルク信号Ｔ_Sを、操舵トルクＴに応じ
て電動機５８を駆動するための目標電流信号Ｉ_MSとして
偏差演算手段７３に供給する。The saturation region generating means 72 generates a steering torque signal T _S having a dead zone X, a linear region (assist region) Y and a saturation region Z shown in FIG. 6 to drive the electric motor 58 in accordance with the steering torque T. the supply to the deviation calculation unit 73 as the target current signal I _MS.

【００１８】偏差演算手段７３で、目標電流信号Ｉ_MSと
電動機電流検出手段６３から供給される電動機電流信号
Ｉ_MFの偏差ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MF）が演算され、制御信号
発生手段７４で、偏差ΔＩにＰＩＤ（比例、積分、微
分）制御を施すとともに、ＰＩＤ制御を施された偏差Δ
Ｉに基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生し、こ
のＰＷＭ信号を電動機制御信号Ｖ_Oとして出力し、電動
機駆動手段６２（例えば、ＦＥＴブリッジ回路）を駆動
制御することによって電動機５８がＰＷＭ駆動され、電
動機５８が発生する電動機トルクを操舵補助力としてス
テアリング系に作用させるよう構成されている。[0018] In the deviation calculation unit 73, the deviation ΔI between the target current signal I _MS and motor current motor current signal I _MF supplied from the detection means 63 (= I _MS -I _MF) is calculated, by the control signal generating means 74 , And PID (proportional, integral, differential) control on the deviation ΔI, and the deviation Δ
A PWM (pulse width modulation) signal is generated on the basis of I, this PWM signal is output as a motor control signal V _O , and the motor 58 is driven by controlling the driving of the motor driving means 62 (for example, an FET bridge circuit). The motor torque generated by the motor 58 is applied to the steering system as a steering assist force.

【００１９】図７に操舵トルクＴ−操舵補助力Ｔ_M特性
図を示す。なお、図７の操舵トルクＴ−操舵補助力Ｔ_M
の特性は、図６に示す操舵トルクＴ−操舵トルク信号Ｔ
_S（目標電流信号Ｉ_MS）の特性と同じ傾向となる。図７
において、操舵補助力Ｔ_Mは、操舵トルクＴが０から所
定値Ｔ１までは０（Ｔ_M＝０）の非線形の不感帯領域Ｘ
となり、ステアリング系に操舵補助を行わない。[0019] A steering torque T- steering assist force T _M characteristic diagram in FIG. Note that the steering torque T-steering assist force T _M shown in FIG.
Is a steering torque T-steering torque signal T shown in FIG.
It has the same tendency as the characteristic of _S (target current signal _IMS ). FIG.
, The steering assist force T _M is a non-linear dead zone region X of 0 (T _M = 0) when the steering torque T is from 0 to a predetermined value T1.
And no steering assist is provided to the steering system.

【００２０】また、操舵補助力Ｔ_Mは、操舵トルクＴが
所定値Ｔ１を超えて所定値Ｔ２を下回る範囲では、０か
ら一定値Ｔ_MUまで直線的に増加する線形領域Ｙとなり、
操舵トルクＴに対応してステアリング系に操舵補助（ア
シスト）を行う。In the range where the steering torque T exceeds the predetermined value T1 and falls below the predetermined value T2, the steering assist force T _M becomes a linear region Y that linearly increases from 0 to a constant value _TMU .
The steering assist is provided to the steering system in accordance with the steering torque T.

【００２１】さらに、操舵補助力Ｔ_Mは、操舵トルクＴ
が所定値Ｔ２以上では一定値Ｔ_MUを保持する一定の飽和
領域Ｚとなり、所定値Ｔ２以上の操舵トルクＴの増加に
対してステアリング系に作用する最大操舵補助（アシス
ト最大値）を一定値Ｔ_MUに制限する。Further, the steering assist force _TM is equal to the steering torque T
Is equal to or greater than the predetermined value T2, a constant saturation region Z is maintained in which the constant value _TMU is maintained. Restrict to _MU .

【００２２】[0022]

【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置は、操舵トルクセンサに図５に示される特
性のものを用いるため、電動パワーステアリング装置に
実際に必要とされる図６の操舵トルク信号を得るために
は制御手段に図４に示す不感帯領域発生手段や飽和領域
発生手段が必要となり、回路構成が複雑となって装置の
大型化やコストアップを招く課題がある。Since the conventional electric power steering apparatus uses a steering torque sensor having a characteristic shown in FIG. 5, a steering torque signal shown in FIG. 6 which is actually required for the electric power steering apparatus is used. In order to achieve this, the control means requires a dead zone region generating means and a saturated region generating means as shown in FIG.

【００２３】特に、制御手段をアナログ回路で構成する
場合には、制御手段全体に占める不感帯領域発生手段や
飽和領域発生手段の回路規模が大きくなって、構成が複
雑となり、装置の大型化、部品数の増加による故障率の
増大、およびコストアップなどの課題がある。In particular, when the control means is constituted by an analog circuit, the circuit scale of the dead zone area generating means and the saturation area generating means occupying the entire control means becomes large, the structure becomes complicated, the apparatus becomes large, and the parts become large. There are problems such as an increase in the failure rate due to an increase in the number and an increase in cost.

【００２４】また、制御手段をマイクロプロセッサを中
心に構成し、操舵トルクセンサに図５に示される特性の
ものを用いてマイクロプロセッサの制御で予めＲＯＭ等
のメモリに図６の特性を設定しておく構成も可能である
が、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ等の周辺部品およびソ
フトプログラミングが必要となって装置コストのアップ
を招く課題がある。Further, the control means is constituted mainly by a microprocessor, and the characteristics shown in FIG. 6 are previously set in a memory such as a ROM under the control of the microprocessor by using a steering torque sensor having the characteristics shown in FIG. Although a configuration is also possible, there is a problem that peripheral components such as a microprocessor and a ROM and software programming are required, which leads to an increase in device cost.

【００２５】本発明はこのような課題を解決するためな
されたもので、その目的は操舵トルクセンサ自体に不感
帯領域、線形領域および飽和領域を持たせ、制御手段を
構成が単純で部品点数が少ない低価格のアナログ回路で
構成することができる電動パワーステアリング装置を提
供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a steering torque sensor itself with a dead zone, a linear region, and a saturation region. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can be constituted by a low-cost analog circuit.

【００２６】[0026]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルク
検出手段は、操舵トルクに対応して線形の操舵トルク信
号を出力する線形領域と、非線形の操舵トルク信号を出
力する非線形領域を備えたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a steering torque detecting means of an electric power steering apparatus according to the present invention comprises: a linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to a steering torque; A nonlinear region for outputting a steering torque signal is provided.

【００２７】本発明に係る電動パワーステアリング装置
は、操舵トルクに対応して線形の操舵トルク信号を出力
する線形領域と、非線形の操舵トルク信号を出力する非
線形領域を有する操舵トルク検出手段を備えたので、制
御手段の回路構成を単純にすることができる。The electric power steering apparatus according to the present invention includes a steering torque detecting means having a linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to the steering torque and a non-linear region for outputting a non-linear steering torque signal. Therefore, the circuit configuration of the control means can be simplified.

【００２８】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第
１の所定値および第２の所定値から最大トルクまでは非
線形の操舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて
第２の所定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を
出力することを特徴とする。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention outputs a non-linear steering torque signal when the steering torque ranges from 0 to a first predetermined value and from the second predetermined value to a maximum torque. A linear steering torque signal is output in a range exceeding the first predetermined value and lower than the second predetermined value.

【００２９】本発明に係る電動パワーステアリング装置
の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第１の所
定値および第２の所定値から最大トルクまでは非線形の
操舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて第２の
所定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を出力す
ることができるので、センサ自体にアシスト線形領域と
ともに、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を設定
することができる。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention outputs a nonlinear steering torque signal when the steering torque is from 0 to a first predetermined value and from a second predetermined value to a maximum torque. Since the linear steering torque signal can be output in a range exceeding the predetermined value and falling below the second predetermined value, it is possible to set the assist dead zone region and the assist saturation region together with the assist linear region in the sensor itself.

【００３０】さらに、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、
非線形領域を導体で形成したポテンショメータで構成し
たことを特徴とする。Further, the steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention may be arranged such that:
The non-linear region is constituted by a potentiometer formed of a conductor.

【００３１】本発明に係る電動パワーステアリング装置
の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、非線形領
域を導体で形成したポテンショメータで構成したので、
単純な構成でセンサ自体にアシスト線形領域とともに、
アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせること
ができる。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention is constituted by a potentiometer in which the linear region is formed by a resistor and the nonlinear region is formed by a conductor.
With a simple configuration, the sensor itself has an assist linear region,
An assist dead zone region and an assist saturation region can be provided.

【００３２】また、本発明に係るポテンショメータは、
操舵トルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トル
ク信号および非線形の操舵トルク信号を出力することを
特徴とする。Further, the potentiometer according to the present invention comprises:
A linear steering torque signal and a non-linear steering torque signal are output corresponding to a rotation angle proportional to the steering torque.

【００３３】本発明に係るポテンショメータは、操舵ト
ルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トルク信号
および非線形の操舵トルク信号を出力することができる
ので、ハンドル操作に応じた回転角に対応して操舵に要
求される操舵トルク信号を発生することができる。The potentiometer according to the present invention can output a linear steering torque signal and a non-linear steering torque signal corresponding to a rotation angle proportional to the steering torque, and therefore can correspond to a rotation angle corresponding to a steering operation. Thus, a steering torque signal required for steering can be generated.

【００３４】さらに、本発明に係るポテンショメータ
は、抵抗体および導体を、回転角０を中心にして時計方
向と反時計方向に対称に配置したことを特徴とする。Further, the potentiometer according to the present invention is characterized in that the resistor and the conductor are arranged symmetrically in the clockwise and counterclockwise directions around the rotation angle 0.

【００３５】本発明に係るポテンショメータは、抵抗体
および導体を、回転角０を中心にして時計方向と反時計
方向に対称に配置したので、ハンドルを中立位置から時
計方向または反時計方向に操作しても、同じ特性の操舵
トルク信号を発生することができる。In the potentiometer according to the present invention, since the resistor and the conductor are arranged symmetrically in the clockwise and counterclockwise directions around the rotation angle 0, the handle is operated clockwise or counterclockwise from the neutral position. However, a steering torque signal having the same characteristics can be generated.

【００３６】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置は、制御手段をアナログ回路で構成したことを特
徴とする。Further, the electric power steering apparatus according to the present invention is characterized in that the control means is constituted by an analog circuit.

【００３７】本発明に係る電動パワーステアリング装置
は、センサ自体にアシスト線形領域とともに、アシスト
不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせた操舵トルク検
出手段を用いたので、制御手段をアナログ回路で単純に
構成することができる。The electric power steering apparatus according to the present invention uses the steering torque detecting means in which the sensor itself has an assist dead zone area and an assist saturation area in addition to the assist linear area, so that the control means is simply constituted by an analog circuit. can do.

【００３８】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電
動パワーステアリング装置の全体要部ブロック構成図で
ある。図１において、電動パワーステアリング装置１
は、操舵トルクセンサを構成する操舵トルク検出手段
２、制御手段３、電動機８を備える。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of the entire main part of an electric power steering apparatus according to the present invention. In FIG. 1, an electric power steering device 1
Is provided with a steering torque detecting means 2, a control means 3, and an electric motor 8 which constitute a steering torque sensor.

【００３９】また、制御手段３は、偏差演算手段５およ
び制御信号発生手段６からなる電動機制御手段４、電動
機駆動手段７、電動機電流検出手段９を備える。The control means 3 includes a motor control means 4 comprising a deviation calculating means 5 and a control signal generating means 6, a motor driving means 7, and a motor current detecting means 9.

【００４０】なお、図１において、電動機駆動手段７、
電動機電流検出手段９および電動機８は、それぞれ図４
に示す電動機駆動手段６２、電動機電流検出手段６３お
よび電動機５８と同一の構成および作用を有するので説
明を省略する。In FIG. 1, the motor driving means 7,
The motor current detecting means 9 and the motor 8 are respectively shown in FIG.
Has the same configuration and operation as those of the motor driving means 62, the motor current detecting means 63, and the motor 58 shown in FIG.

【００４１】操舵トルク検出手段２は操舵トルクセンサ
で構成し、操舵トルクＴの大きさと方向に対応して線形
の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力する線形領域と、操舵トル
クＴの大きさと方向に対応して非線形の操舵トルク信号
Ｔ_Sを出力する非線形領域を備えるよう構成する。The steering torque detecting means 2 comprises a steering torque sensor, and outputs a linear steering torque signal T _S corresponding to the magnitude and direction of the steering torque T, and corresponds to the magnitude and direction of the steering torque T. Then, a non-linear region for outputting a non-linear steering torque signal T _S is provided.

【００４２】なお、線形領域とは、操舵トルク信号Ｔ_S
が操舵トルクＴに比例する操舵範囲を意味し、非線形領
域とは、操舵トルク信号Ｔ_Sが操舵トルクＴの変化に拘
わりなく一定値を保持する操舵範囲を意味するものであ
る。The linear region is defined as the steering torque signal T _S.
Means a steering range proportional to the steering torque T, and the non-linear region means a steering range in which the steering torque signal T _S maintains a constant value regardless of a change in the steering torque T.

【００４３】非線形領域には、操舵トルクＴが０近傍の
場合に操舵トルク信号Ｔ_Sを０に保持してステアリング
系をアシストしない不感帯領域と、操舵トルクＴが大き
い場合に、操舵トルク信号Ｔ_Sの最大値を一定値に制限
してステアリング系へのアシスト力制限する飽和領域が
ある。The non-linear region includes a dead band region where the steering torque signal T _S is maintained at 0 when the steering torque T is _close to 0 and the steering system is not assisted, and a steering torque signal T _S when the steering torque T is large. There is a saturation region in which the maximum value of is limited to a constant value and the assist force to the steering system is limited.

【００４４】また、操舵検出手段２は、操舵トルクＴが
０から第１の所定値（図６に示す操舵トルクＴ１）まで
は、操舵トルクＴの増加に対して操舵トルク信号Ｔ_Sが
一定値０を保持する非線形の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力
するとともに、操舵トルクＴが第２の所定値（図６に示
す操舵トルクＴ２）以上でも操舵トルクＴが増加して最
大トルクまでは、操舵トルク信号Ｔ_Sが一定値（図６に
示すＴ_S2）を保持する一定の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力
する。When the steering torque T increases from 0 to a first predetermined value (the steering torque T1 shown in FIG. 6), the steering torque signal T _S becomes a constant value with respect to the increase of the steering torque T. A non-linear steering torque signal T _S that holds 0 is output, and even when the steering torque T is equal to or more than a second predetermined value (the steering torque T 2 shown in FIG. 6), the steering torque T increases until the maximum torque is reached. The signal T _S outputs a constant steering torque signal T _S which maintains a constant value (T _S2 shown in FIG. 6).

【００４５】一方、操舵検出手段２は、操舵トルクＴが
第１の所定値を超えて第２の所定値を下回る範囲（図６
に示すＴ１＜Ｔ＜Ｔ２）では、操舵トルクＴに比例した
線形の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力する。On the other hand, the steering detecting means 2 determines that the steering torque T exceeds the first predetermined value and falls below the second predetermined value (FIG. 6).
(T1 <T <T2), a linear steering torque signal T _S proportional to the steering torque T is output.

【００４６】さらに、操舵検出手段２は、線形領域を抵
抗体、非線形領域を導体で形成したポテンショメータで
構成する。Further, the steering detecting means 2 is constituted by a potentiometer in which a linear region is formed by a resistor and a non-linear region is formed by a conductor.

【００４７】図２は本発明に係るポテンショメータの構
成図である。図２において、ポテンショメータ１０は、
Ｏを中心とした扇形状の円周パターンで形成した可変抵
抗パターン１１、電圧検出パターン１２、回転軸１５の
回転に応じて可変抵抗パターン１１および電圧検出パタ
ーン１２を電気的に接続しながら回転移動する可動接点
部１３を備える。FIG. 2 is a configuration diagram of a potentiometer according to the present invention. In FIG. 2, the potentiometer 10 is
The variable resistance pattern 11, the voltage detection pattern 12, and the variable resistance pattern 11 and the voltage detection pattern 12 are rotationally moved in accordance with the rotation of the rotary shaft 15 in accordance with the rotation of the rotary shaft 15 formed in a fan-shaped circumferential pattern centered on O. The movable contact portion 13 is provided.

【００４８】可変抵抗パターン１１は、回転角０度（扇
形パターンの中心）を中心として可動接点部１３の時計
方向（例えば、右操舵方向）と反時計方向（例えば、左
操舵方向）に対称に導体１８Ａ（導体１８Ｂ）→抵抗体
１９Ａ（抵抗体１９Ｂ）→導体２０Ａ（２０Ｂ）→抵抗
体２１Ａ（抵抗体２１Ｂ）を配置する。The variable resistance pattern 11 is symmetrical about the rotation angle of 0 degree (the center of the sector pattern) in the clockwise direction (for example, right steering direction) and the counterclockwise direction (for example, left steering direction) of the movable contact portion 13. The conductor 18A (conductor 18B) → the resistor 19A (resistor 19B) → the conductor 20A (20B) → the resistor 21A (resistor 21B) are arranged.

【００４９】抵抗体１９Ａと１９Ｂは同じ抵抗値Ｒａで
形成し、抵抗体２１Ａと２１Ｂも同じ抵抗値Ｒｂで形成
する。また、導体１８Ａと１８Ｂは同じ面積および断面
積で形成し、導体２０Ａと２０Ｂも同じ面積および断面
積で形成する。The resistors 19A and 19B are formed with the same resistance value Ra, and the resistors 21A and 21B are formed with the same resistance value Rb. The conductors 18A and 18B have the same area and cross-sectional area, and the conductors 20A and 20B have the same area and cross-sectional area.

【００５０】また、可変抵抗パターン１１の左右終端部
には、それぞれ（＋）電極１６、（−）電極１７を形成
し、（＋）電極１６を５Ｖ電源、（−）電極１７を接地
（ＧＮＤ）に接続する。Further, a (+) electrode 16 and a (-) electrode 17 are formed at the left and right end portions of the variable resistance pattern 11, respectively. The (+) electrode 16 has a 5V power supply, and the (-) electrode 17 has a ground (GND). ).

【００５１】電圧検出パターン１２は導体で形成し、左
右いずれかの終端部を図１に示す電動機制御手段４に接
続してセンサ出力である操舵トルク信号Ｔ_Sを取り出
す。The voltage detection pattern 12 is formed of a conductor, and one of the left and right ends is connected to the motor control means 4 shown in FIG. 1 to extract a steering torque signal T _S which is a sensor output.

【００５２】可動接点部１３は、回転軸１５とともに回
転するよう構成し、可変抵抗パターン１１と電圧検出パ
ターン１２を電気的に接続するブラシ１４を設ける。The movable contact portion 13 is configured to rotate together with the rotating shaft 15, and is provided with a brush 14 for electrically connecting the variable resistance pattern 11 and the voltage detection pattern 12.

【００５３】なお、操舵トルク信号Ｔ_Sを最大５Ｖまた
は０Ｖで検出する場合、または抵抗体２１Ａおよび抵抗
体２１Ｂの抵抗値Ｒｂを外付けする場合には、抵抗体２
１Ａおよび抵抗体２１Ｂを形成しなくともよい。When the steering torque signal T _S is detected at a maximum of 5 V or 0 V, or when the resistances Rb of the resistors 21 A and 21 B are externally connected, the resistor 2
1A and the resistor 21B need not be formed.

【００５４】回転軸１５は、図示しない弾性部材を介し
てステアリングホイールに結合され、操舵トルクＴに比
例した回転角θで回転し、可動接点部１３を回転する。
例えば、ステアリングホイールを右方向（時計方向）に
操舵した場合には、回転軸１５も右方向（時計方向）に
回転し、一方、ステアリングホイールを左方向（反時計
方向）に操舵した場合には、回転軸１５も左方向（反時
計方向）に回転する。The rotating shaft 15 is connected to a steering wheel via an elastic member (not shown), rotates at a rotation angle θ proportional to the steering torque T, and rotates the movable contact portion 13.
For example, when the steering wheel is steered to the right (clockwise), the rotating shaft 15 also rotates to the right (clockwise). On the other hand, when the steering wheel is steered to the left (counterclockwise). , The rotation shaft 15 also rotates to the left (counterclockwise).

【００５５】電圧検出パターン１２から出力される操舵
トルク信号Ｔ_Sは、５Ｖ電圧を可変抵抗パターン１１の
全抵抗値（＝２Ｒａ＋２Ｒｂ）で割算した値に、ＧＮＤ
からブラシ１４までの抵抗値Ｒｘを乗算した値で検出す
ることができる。なお、操舵トルクＴが０で回転角が０
の場合には、操舵トルク信号Ｔ_Sは２.５Ｖで検出し、右
操舵（回転角がプラス）の場合には２.５Ｖから５.０Ｖ
の範囲、左操舵（回転角がマイナス）の場合には２.５
Ｖから０Ｖの範囲で検出する。The steering torque signal T _S output from the voltage detection pattern 12 is equal to the value obtained by dividing the 5V voltage by the total resistance value (= 2Ra + 2Rb) of the variable resistance pattern 11, to GND.
Can be detected by a value multiplied by the resistance value Rx from the brush 14 to the brush 14. Note that the steering torque T is 0 and the rotation angle is 0
In the case of, the steering torque signal T _S is detected at 2.5 V, and in the case of right steering (the rotation angle is positive), the steering torque signal T _S is detected from 2.5 V to 5.0 V
Range, 2.5 for left steering (negative rotation angle)
It is detected in the range from V to 0V.

【００５６】次に、ポテンショメータ１０の動作を図２
および図６に基づいて説明する。操舵トルクＴが０で回
転角θ＝０の場合は操舵トルク信号Ｔ_S＝２.５Ｖで検出
する。Next, the operation of the potentiometer 10 will be described with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. When the steering torque T is 0 and the rotation angle θ is 0, it is detected by the steering torque signal T _S = 2.5V.

【００５７】右操舵（時計方向）を行い、操舵トルクＴ
の増加に対応した回転角θ＝θ_X（操舵トルクＴは所定
値Ｔ１）までは、ブラシ１４は導体１８Ａ上を移動する
ので操舵トルク信号Ｔ_Sの変化はなく、操舵トルク信号
Ｔ_S＝２.５Ｖで検出する。Right steering (clockwise) is performed, and the steering torque T
Up to the rotation angle θ = θ _X (the steering torque T is the predetermined value T1) corresponding to the increase in the steering torque signal T _S , there is no change in the steering torque signal T _S because the brush 14 moves on the conductor 18A, and the steering torque signal T _S = 2 Detect at 0.5V.

【００５８】つまり、操舵トルクＴが小さい所定値Ｔ１
までは、操舵トルクＴが増加しても操舵トルク信号Ｔ_S
＝２.５Ｖに保持して非線形の不感帯領域Ｘを形成す
る。That is, when the steering torque T is smaller than the predetermined value T1.
Until the steering torque T increases, the steering torque signal T _S
= 2.5V to form a non-linear dead zone region X.

【００５９】続いて、操舵トルクＴが所定値Ｔ１を超え
て所定値Ｔ２を下回る範囲に対応した回転角θ＝θ_X＋
θ_Yまでは、ブラシ１４は抵抗体１９Ａ上を移動するの
で操舵トルク信号Ｔ_Sは２.５Ｖから線形的に増加し、一
定値Ｔ_S2での間で線形領域Ｙを形成する。Subsequently, the rotation angle θ = θ _X + corresponding to the range where the steering torque T exceeds the predetermined value T1 and falls below the predetermined value T2.
Up to θ _Y , the brush 14 moves on the resistor 19A, so that the steering torque signal T _S linearly increases from 2.5 V, and forms a linear region Y between the constant value T _S2 .

【００６０】操舵トルクＴが所定値Ｔ２以上になると、
ブラシ１４は導体２０Ａ上を移動して回転角θ＝θ_X＋
θ_Y＋θ_zのポイントＰ１（ストッパ）で停止され、操舵
トルク信号Ｔ_Sは一定値Ｔ_S2を保持して非線形の飽和領
域Ｚを形成する。When the steering torque T exceeds a predetermined value T2,
The brush 14 moves on the conductor 20A and rotates at a rotation angle θ = θ _X +
The operation is stopped at a point P1 (stopper) of θ _Y + θ _z , and the steering torque signal T _S maintains a constant value T _S2 to form a nonlinear saturation region Z.

【００６１】したがって、ポテンショメータ１０は、図
４に示す不感帯領域生成手段７１および飽和領域生成手
段７２を用いることなく、ポテンショメータ自体で図６
に示す操舵トルクＴ−操舵トルク信号Ｔ_S特性を有する
トルクセンサを実現することができる。Therefore, the potentiometer 10 can be configured as shown in FIG. 6 without using the dead zone region generating means 71 and the saturated region generating means 72 shown in FIG.
It is possible to realize a torque sensor having a steering torque T- steering torque signal T _S characteristic shown in.

【００６２】このように、ポテンショメータ１０は、操
舵トルクＴに比例した回転角θに対応して、導体１８Ａ
では不感帯領域、導体２１Ａでは飽和領域の非線形領域
を形成し、抵抗帯１９Ａでは線形領域を形成し、線形ま
たは非線形の操舵トルク信号Ｔ_S（目標電流信号Ｉ_MS）
を電動機制御手段４に出力する。As described above, the potentiometer 10 adjusts the conductor 18A in accordance with the rotation angle θ proportional to the steering torque T.
, A non-linear region of a saturation region is formed in the conductor 21A, a linear region is formed in the resistance band 19A, and a linear or non-linear steering torque signal T _S (target current signal _IMS ) is formed.
Is output to the motor control means 4.

【００６３】本発明のポテンショメータをトルクセンサ
に採用することにより、回路規模の大きな不感帯領域発
生手段や飽和領域発生手段が不要となり、制御手段の回
路規模が単純に構成できるので、制御手段をアナログ回
路で構成しても回路構成の単純化を図ることができる。By employing the potentiometer of the present invention as a torque sensor, there is no need for a dead band region generating means or a saturation region generating means having a large circuit scale, and the circuit scale of the control means can be simply configured. , The circuit configuration can be simplified.

【００６４】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
パワーステアリング装置は、操舵トルクに対応して線形
の操舵トルク信号を出力する線形領域と、非線形の操舵
トルク信号を出力する非線形領域を有する操舵トルク検
出手段を備え、制御手段の回路構成を単純にすることが
できるので、装置を簡素化して経済性を実現することが
できる。As described above, the electric power steering apparatus according to the present invention has a linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to a steering torque and a non-linear region for outputting a non-linear steering torque signal. Since the steering torque detecting means is provided and the circuit configuration of the control means can be simplified, the apparatus can be simplified and economy can be realized.

【００６５】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第
１の所定値および第２の所定値から最大トルクまでは非
線形の操舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて
第２の所定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を
出力することができ、センサ自体にアシスト線形領域と
ともに、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を設定
することができるので、従来制御手段に設けたアシスト
不感帯領域とアシスト飽和領域を形成する回路が不要と
なって装置の単純化および経済化を図ることができる。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention outputs a non-linear steering torque signal when the steering torque ranges from 0 to a first predetermined value and from the second predetermined value to a maximum torque. A linear steering torque signal can be output in a range exceeding the first predetermined value and lower than the second predetermined value, and the sensor itself can set an assist dead zone region and an assist saturation region together with an assist linear region. Therefore, the circuit for forming the assist dead zone region and the assist saturation region provided in the conventional control means becomes unnecessary, and the apparatus can be simplified and economical.

【００６６】さらに、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、
非線形領域を導体で形成したポテンショメータで構成
し、単純な構成でセンサ自体にアシスト線形領域ととも
に、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせる
ことができるので、操舵トルクセンサの高性能化と利便
性の向上を図ることができる。Further, the steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention may be arranged such that:
The non-linear region is composed of a potentiometer formed of a conductor, and the sensor itself can have an assist dead band region and an assist saturation region along with the assist linear region with a simple configuration. Improvement can be achieved.

【００６７】また、本発明に係るポテンショメータは、
操舵トルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トル
ク信号および非線形の操舵トルク信号を出力することが
でき、ハンドル操作に応じた回転角に対応して操舵に要
求される操舵トルク信号を発生することができるので、
操舵トルクセンサの単純化および高性能化を実現するこ
とができる。Further, the potentiometer according to the present invention
A linear steering torque signal and a nonlinear steering torque signal can be output according to the rotation angle proportional to the steering torque, and the steering torque signal required for steering is generated according to the rotation angle according to the steering wheel operation. So you can
Simplification and high performance of the steering torque sensor can be realized.

【００６８】さらに、本発明に係るポテンショメータ
は、抵抗体および導体を、回転角０を中心にして時計方
向と反時計方向に対称に配置し、ハンドルを中立位置か
ら時計方向または反時計方向に操作しても、同じ特性の
操舵トルク信号を発生することができるので、トルクセ
ンサを簡素化して大幅なコストダウンを実現することが
できる。Further, in the potentiometer according to the present invention, the resistor and the conductor are arranged symmetrically in the clockwise and counterclockwise directions around the rotation angle 0, and the handle is operated clockwise or counterclockwise from the neutral position. Even so, a steering torque signal having the same characteristics can be generated, so that the torque sensor can be simplified and a significant cost reduction can be realized.

【００６９】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置は、センサ自体にアシスト線形領域とともに、ア
シスト不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせた操舵ト
ルク検出手段を用い、制御手段をアナログ回路で単純に
構成することができるので、装置をコンパクトに構成し
て経済化を図ることができる。また、部品点数の削減に
より、故障率の低減を図ることができる。Further, the electric power steering apparatus according to the present invention uses steering torque detecting means in which the sensor itself has an assist dead zone area and an assist saturation area in addition to an assist linear area, and the control means is simply constituted by an analog circuit. Therefore, the apparatus can be made compact and economical. In addition, a reduction in the number of parts can reduce the failure rate.

【００７０】よって、アナログ回路に適し、構成が単純
で経済性に優れた電動パワーステアリング装置を提供す
ることができる。Therefore, it is possible to provide an electric power steering apparatus which is suitable for an analog circuit, has a simple configuration, and is excellent in economy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体要部ブロック構成図FIG. 1 is a block diagram of an overall main part of an electric power steering apparatus according to the present invention.

【図２】本発明に係るポテンショメータの構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a potentiometer according to the present invention.

【図３】従来の電動パワーステアリング装置の全体構成
図FIG. 3 is an overall configuration diagram of a conventional electric power steering device.

【図４】従来の電動パワーステアリング装置の要部ブロ
ック構成図FIG. 4 is a block diagram of a main part of a conventional electric power steering device.

【図５】従来の操舵トルクセンサの操舵トルク（Ｔ）−
操舵トルク信号（Ｔ_S）特性図FIG. 5 shows a steering torque (T) of a conventional steering torque sensor.
Steering torque signal (T _S) characteristic diagram

【図６】不感帯領域および飽和領域を設定した操舵トル
ク（Ｔ）−操舵トルク信号（Ｔ_S）特性図FIG. 6 is a characteristic diagram of a steering torque (T) -steering torque signal (T _S ) in which a dead zone and a saturation region are set.

【図７】操舵トルクＴ−操舵補助力Ｔ_M特性図[7] steering torque T- steering assist force T _M characteristic diagram

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…電動パワーステアリング装置、２…操舵トルク検出
手段、３…制御手段、４…電動機制御手段、５…偏差演
算手段、６…制御信号発生手段、７…電動機駆動手段、
８…電動機、９…電動機電流検出手段、１０…ポテンシ
ョメータ、１１…可変抵抗パターン、１２…電圧検出パ
ターン、１３…可動接点部、１４…ブラシ、１５…回転
軸、１６…（＋）電極、１７…（−）電極、１８Ａ，１
８Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ…導体、１９Ａ，１９Ｂ，２１
Ａ，２１Ｂ…抵抗体、Ｉ_M…電動機電流、Ｉ_MS…目標電
流信号、ΔＩ…偏差、Ｔ…操舵トルク、Ｔ_S…操舵トル
ク信号、Ｖ_M…電動機電圧、Ｖ_O…電動機制御信号、Ｘ…
不感帯領域、Ｙ…線形領域、Ｚ…飽和領域、θ，θ_X，
θ_Y，θ_z…回転角。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering torque detection means, 3 ... Control means, 4 ... Electric motor control means, 5 ... Deviation calculation means, 6 ... Control signal generation means, 7 ... Electric motor drive means,
8 ... motor, 9 ... motor current detecting means, 10 ... potentiometer, 11 ... variable resistance pattern, 12 ... voltage detection pattern, 13 ... movable contact, 14 ... brush, 15 ... rotary axis, 16 ... (+) electrode, 17 ... (-) electrode, 18A, 1
8B, 20A, 20B ... conductor, 19A, 19B, 21
A, 21B ... resistor, I _M ... motor current, I _MS ... target current signal, [Delta] I ... deviation, T ... steering torque, T _S ... steering torque signal, V _M ... motor voltage, V _O ... motor control signal, X …
Dead zone region, Y: linear region, Z: saturated region, θ, θ _X ,
θ _Y , θ _z ... rotation angles.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成８年９月１２日[Submission date] September 12, 1996

【手続補正１】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】電動パワーステアリング装置[Title of the Invention] Electric power steering device

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【０００２】[0002]

【００１２】不感帯領域生成手段７１は、操舵トルクＴ
が０から０近傍の所定値Ｔ１までは操舵トルク信号Ｔ_S
が０となる一定の不感帯領域を生成し、操舵トルク信号
Ｔ_SFを飽和領域生成手段７２に供給する。不感帯領域生
成手段７１を設けることによって０近傍の操舵トルクＴ
に対しては電動機５８からステアリング系に補助操舵力
が作用しないように構成される。The dead zone area generating means 71 calculates the steering torque T
From 0 to a predetermined value T1 near 0, the steering torque signal T _S
There generates a constant dead band region becomes 0, and supplies the steering torque signal T _SF in the saturation region generating means 72. By providing the dead zone region generating means 71, the steering torque T near zero can be obtained.
, The auxiliary steering force does not act on the steering system from the electric motor 58.

【００１３】飽和領域生成手段７２は、操舵トルクＴが
大きくなって所定値Ｔ２以上では操舵トルク信号Ｔ_Sが
一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）となる一定の飽和領
域を生成する。飽和領域生成手段７２を設けることによ
って所定値Ｔ２以上の操舵トルクＴの増加に対して操舵
トルク信号Ｔ_Sを一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）に
制限し、電動機５８からステアリング系に作用する補助
操舵力の最大値が制限するよう構成される。The saturation region generating means 72 generates a constant saturation region in which the steering torque signal T _S becomes a constant value T _S2 (or a constant value T _S1 ) when the steering torque T increases and exceeds a predetermined value T2. By providing the saturation region generating means 72, the steering torque signal T _S is limited to a constant value T _S2 (or a constant value T _S1 ) with respect to an increase in the steering torque T that is equal to or more than the predetermined value T2, and the electric motor 58 is connected to the steering system. The maximum value of the acting auxiliary steering force is configured to be limited.

【００１４】図６に不感帯領域および飽和領域を設定し
た操舵トルク（Ｔ）−操舵トルク信号（Ｔ_S）特性図を
示す。図６において、操舵トルクＴが０から所定値Ｔ１
（左操舵の場合には、−Ｔ１）までは操舵トルクＴの増
加に対して操舵トルク信号Ｔ_Sが一定値０（Ｔ_S＝０）を
保持する不感帯領域Ｘが形成される。FIG. 6 shows a steering torque (T) -steering torque signal (T _S ) characteristic diagram in which a dead zone and a saturation region are set. In FIG. 6, the steering torque T is changed from 0 to a predetermined value T1.
(In the case of left steering is, -T1) to the steering torque signal T _S is a predetermined value 0 (T _S = 0) that holds a non-sensitive zone region X with respect to increase of the steering torque T is formed.

【００１６】操舵トルクＴが所定値Ｔ２以上の増加（左
操舵の場合には、−Ｔ２以下）に対しては、操舵トルク
信号Ｔ_Sが一定値Ｔ_S2（または、一定値Ｔ_S1）を保持す
る一定の飽和領域Ｚが形成される。The steering torque T is increased more than a predetermined value T2 (in the case of left steering is -T2 below) for the holding steering torque signal T _S is a predetermined value T _S2 (or a constant value T _S1) A constant saturation region Z is formed.

【００１９】図７に操舵トルクＴ−操舵補助力Ｔ_M特性
図を示す。なお、図７の操舵トルクＴ−操舵補助力Ｔ_M
の特性は、図６に示す操舵トルクＴ−操舵トルク信号Ｔ
_S（目標電流信号Ｉ_MS）の特性と同じ傾向となる。図７
において、操舵補助力Ｔ_Mは、操舵トルクＴが０から所
定値Ｔ１までは一定値０（Ｔ_M＝０）の不感帯領域Ｘと
なり、ステアリング系に操舵補助を行わない。[0019] A steering torque T- steering assist force T _M characteristic diagram in FIG. Note that the steering torque T-steering assist force T _M shown in FIG.
Is a steering torque T-steering torque signal T shown in FIG.
It has the same tendency as the characteristic of _S (target current signal _IMS ). FIG.
In the steering assist force T _M is not sensitive zones X next from the steering torque T 0 to the predetermined value T1 constant value 0 (T _M = 0), it does not perform the steering assist to a steering system.

【００２２】[0022]

【００２６】[0026]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る電動パワーステアリング装置の操舵トルク
検出手段は、操舵トルクに対応して線形の操舵トルク信
号を出力する線形領域と、一定の操舵トルク信号を出力
する一定値領域を備えたことを特徴とする。Steering torque detection means of the electric power steering apparatus according to the present invention for solving the problems SUMMARY OF THE INVENTION comprises a linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to the steering torque, the constant It is characterized by having a constant value region for outputting a steering torque signal.

【００２７】本発明に係る電動パワーステアリング装置
は、操舵トルクに対応して線形の操舵トルク信号を出力
する線形領域と、一定の操舵トルク信号を出力する一定
値領域を有する操舵トルク検出手段を備えたので、制御
手段の回路構成を単純にすることができる。The electric power steering apparatus according to the present invention has a linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to a steering torque and a constant region for outputting a constant steering torque signal.
Since the steering torque detecting means having the value range is provided, the circuit configuration of the control means can be simplified.

【００２８】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第
１の所定値および第２の所定値から最大トルクまでは一
定の操舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて第
２の所定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を出
力することを特徴とする。Further, the steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention, one is from the steering torque is zero to the maximum torque from the first predetermined value and second predetermined value
A constant steering torque signal is output, and a linear steering torque signal is output in a range that exceeds a first predetermined value and falls below a second predetermined value.

【００２９】本発明に係る電動パワーステアリング装置
の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第１の所
定値および第２の所定値から最大トルクまでは一定の操
舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて第２の所
定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を出力する
ことができるので、センサ自体にアシスト線形領域とと
もに、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を設定す
ることができる。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention outputs a constant steering torque signal when the steering torque is from 0 to the first predetermined value and from the second predetermined value to the maximum torque. Since the linear steering torque signal can be output in a range exceeding the predetermined value and falling below the second predetermined value, it is possible to set the assist dead zone region and the assist saturation region together with the assist linear region in the sensor itself.

【００３０】さらに、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、
一定値領域を導体で形成したポテンショメータで構成し
たことを特徴とする。Further, the steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention may be arranged such that:
The constant value region is constituted by a potentiometer formed of a conductor.

【００３１】本発明に係る電動パワーステアリング装置
の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、一定値領
域を導体で形成したポテンショメータで構成したので、
単純な構成でセンサ自体にアシスト線形領域とともに、
アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせること
ができる。The steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention is constituted by a potentiometer in which the linear region is formed by a resistor and the constant value region is formed by a conductor.
With a simple configuration, the sensor itself has an assist linear region,
An assist dead zone region and an assist saturation region can be provided.

【００３２】また、本発明に係るポテンショメータは、
操舵トルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トル
ク信号および一定の操舵トルク信号を出力することを特
徴とする。Further, the potentiometer according to the present invention comprises:
A linear steering torque signal and a constant steering torque signal are output corresponding to a rotation angle proportional to the steering torque.

【００３３】本発明に係るポテンショメータは、操舵ト
ルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トルク信号
および一定の操舵トルク信号を出力することができるの
で、ハンドル操作に応じた回転角に対応して操舵に要求
される操舵トルク信号を発生することができる。The potentiometer according to the present invention can output a linear steering torque signal and a constant steering torque signal corresponding to the rotation angle proportional to the steering torque. Thus, a steering torque signal required for steering can be generated.

【００３８】[0038]

【００４１】操舵トルク検出手段２は操舵トルクセンサ
で構成し、操舵トルクＴの大きさと方向に対応して線形
の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力する線形領域と、操舵トル
クＴの大きさと方向に対応して一定の操舵トルク信号Ｔ
_Sを出力する一定値領域を備えるよう構成する。The steering torque detecting means 2 comprises a steering torque sensor, and outputs a linear steering torque signal T _S corresponding to the magnitude and direction of the steering torque T, and corresponds to the magnitude and direction of the steering torque T. And constant steering torque signal T
_It is configured to have a constant value area for outputting _S.

【００４２】なお、線形領域とは、操舵トルク信号Ｔ_S
が操舵トルクＴに比例する操舵範囲を意味し、一定値領
域とは、操舵トルク信号Ｔ_Sが操舵トルクＴの変化に拘
わりなく一定値を保持する操舵範囲を意味するものであ
る。The linear region is defined as the steering torque signal T _S.
There means steering range in proportion to the steering torque T, it is a constant value territory <br/> area, mean steering range to maintain a constant value without steering torque signal T _S is regardless of the change in the steering torque T is there.

【００４３】一定値領域には、操舵トルクＴが０近傍の
場合に操舵トルク信号Ｔ_Sを一定値０に保持してステア
リング系をアシストしない不感帯領域と、操舵トルクＴ
が大きい場合に、操舵トルク信号Ｔ_Sの最大値を一定値
に制限してステアリング系へのアシスト力制限する飽和
領域がある。In the constant value region, when the steering torque T is close to 0, the steering torque signal T _S is held at a constant value 0 and the steering system is not assisted.
Is large, there is a saturation region in which the maximum value of the steering torque signal T _S is limited to a constant value and the assist force to the steering system is limited.

【００４４】また、操舵検出手段２は、操舵トルクＴが
０から第１の所定値（図６に示す操舵トルクＴ１）まで
は、操舵トルクＴの増加に対して操舵トルク信号Ｔ_Sが
一定値０を保持する一定の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力す
るとともに、操舵トルクＴが第２の所定値（図６に示す
操舵トルクＴ２）以上でも操舵トルクＴが増加して最大
トルクまでは、操舵トルク信号Ｔ_Sが一定値（図６に示
すＴ_S2）を保持する一定の操舵トルク信号Ｔ_Sを出力す
る。When the steering torque T increases from 0 to a first predetermined value (the steering torque T1 shown in FIG. 6), the steering torque signal T _S becomes a constant value with respect to the increase of the steering torque T. 0 outputs the constant steering torque signal T _S that holds, up to a maximum torque steering torque T is a second predetermined value (steering torque T2 shown in FIG. 6) or even steering torque T is increased, the steering torque The signal T _S outputs a constant steering torque signal T _S which maintains a constant value (T _S2 shown in FIG. 6).

【００４６】さらに、操舵検出手段２は、線形領域を抵
抗体、一定値領域を導体で形成したポテンショメータで
構成する。Further, the steering detecting means 2 comprises a potentiometer in which the linear region is formed by a resistor and the constant value region is formed by a conductor.

【００５８】つまり、操舵トルクＴが小さい所定値Ｔ１
までは、操舵トルクＴが増加しても操舵トルク信号Ｔ_S
＝２.５Ｖに保持して一定の不感帯領域Ｘを形成する。That is, when the steering torque T is smaller than the predetermined value T1.
Until the steering torque T increases, the steering torque signal T _S
= 2.5 V to form a fixed dead zone X.

【００６０】操舵トルクＴが所定値Ｔ２以上になると、
ブラシ１４は導体２０Ａ上を移動して回転角θ＝θ_X＋
θ_Y＋θ_zのポイントＰ１（ストッパ）で停止され、操舵
トルク信号Ｔ_Sは一定値Ｔ_S2を保持して一定の飽和領域
Ｚを形成する。When the steering torque T exceeds a predetermined value T2,
The brush 14 moves on the conductor 20A and rotates at a rotation angle θ = θ _X +
is stopped at θ _Y + θ _z point P1 (the stopper), the steering torque signal T _S forms a constant saturation region Z retains a constant value T _S2.

【００６２】このように、ポテンショメータ１０は、操
舵トルクＴに比例した回転角θに対応して、導体１８Ａ
では不感帯領域、導体２１Ａでは飽和領域の一定値領域
を形成し、抵抗帯１９Ａでは線形領域を形成し、線形ま
たは一定の操舵トルク信号Ｔ _S（目標電流信号Ｉ_MS）を
電動機制御手段４に出力する。As described above, the potentiometer 10 is
The conductor 18A corresponds to the rotation angle θ proportional to the rudder torque T.
In the dead zone, and in the conductor 21A, in the saturation region.Constant valueregion
And a linear region is formed in the resistance band 19A.
OrConstantSteering torque signal T _S(Target current signal I_MS)
Output to the motor control means 4.

【００６４】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
パワーステアリング装置は、操舵トルクに対応して線形
の操舵トルク信号を出力する線形領域と、一定の操舵ト
ルク信号を出力する一定値領域を有する操舵トルク検出
手段を備え、制御手段の回路構成を単純にすることがで
きるので、装置を簡素化して経済性を実現することがで
きる。As described above, according to the present invention, an electric power steering apparatus according to the present invention, the linear region for outputting a linear steering torque signal corresponding to the steering torque, a constant value region for outputting a constant steering torque signal Is provided, and the circuit configuration of the control means can be simplified, so that the apparatus can be simplified and economy can be realized.

【００６５】また、本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の操舵トルク検出手段は、操舵トルクが０から第
１の所定値および第２の所定値から最大トルクまでは一
定の操舵トルク信号を出力し、第１の所定値を超えて第
２の所定値を下回る範囲では線形の操舵トルク信号を出
力することができ、センサ自体にアシスト線形領域とと
もに、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を設定す
ることができるので、従来制御手段に設けたアシスト不
感帯領域とアシスト飽和領域を形成する回路が不要とな
って装置の単純化および経済化を図ることができる。[0065] Further, a steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention, one is from the steering torque is zero to the maximum torque from the first predetermined value and second predetermined value
A constant steering torque signal is output, and a linear steering torque signal can be output in a range exceeding the first predetermined value and lower than the second predetermined value, and the sensor itself has an assist dead zone region as well as an assist linear region. Since the assist saturation region can be set, the circuit for forming the assist dead zone region and the assist saturation region provided in the conventional control means becomes unnecessary, and the apparatus can be simplified and economical.

【００６６】さらに、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の操舵トルク検出手段は、線形領域を抵抗体、
一定値領域を導体で形成したポテンショメータで構成
し、単純な構成でセンサ自体にアシスト線形領域ととも
に、アシスト不感帯領域とアシスト飽和領域を持たせる
ことができるので、操舵トルクセンサの高性能化と利便
性の向上を図ることができる。Further, the steering torque detecting means of the electric power steering apparatus according to the present invention may be arranged such that:
The constant value area is composed of a potentiometer formed of a conductor, and the sensor itself can have an assist dead zone area and an assist saturation area together with an assist linear area with a simple configuration. Can be improved.

【００６７】また、本発明に係るポテンショメータは、
操舵トルクに比例した回転角に対応して線形の操舵トル
ク信号および一定の操舵トルク信号を出力することがで
き、ハンドル操作に応じた回転角に対応して操舵に要求
される操舵トルク信号を発生することができるので、操
舵トルクセンサの単純化および高性能化を実現すること
ができる。Further, the potentiometer according to the present invention
A linear steering torque signal and a constant steering torque signal can be output according to the rotation angle proportional to the steering torque, and the steering torque signal required for steering is generated according to the rotation angle according to the steering wheel operation. Therefore, the simplification and high performance of the steering torque sensor can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図６】不感帯領域および飽和領域を設定した操舵トル
ク（Ｔ）−操舵トルク信号（Ｔ _S）特性図FIG. 6 shows a steering torque in which a dead zone and a saturation zone are set.
(T) -steering torque signal (T _S) Characteristic diagram

【符号の説明】１…電動パワーステアリング装置、２…操舵トルク検出
手段、３…制御手段、４…電動機制御手段、５…偏差演
算手段、６…制御信号発生手段、７…電動機駆動手段、
８…電動機、９…電動機電流検出手段、１０…ポテンシ
ョメータ、１１…可変抵抗パターン、１２…電圧検出パ
ターン、１３…可動接点部、１４…ブラシ、１５…回転
軸、１６…（＋）電極、１７…（−）電極、１８Ａ，１
８Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ…導体、１９Ａ，１９Ｂ，２１
Ａ，２１Ｂ…抵抗体、Ｉ_M…電動機電流、Ｉ_MS…目標電
流信号、ΔＩ…偏差、Ｔ…操舵トルク、Ｔ_S…操舵トル
ク信号、Ｖ_M…電動機電圧、Ｖ_O…電動機制御信号、Ｘ…
不感帯領域、Ｙ…線形領域、Ｚ…飽和領域、θ，θ_X，
θ_Y，θ_z…回転角。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering torque detecting means, 3 ... Control means, 4 ... Electric motor control means, 5 ... Deviation calculation means, 6 ... Control signal generating means, 7 ... Electric motor driving means.
8 ... motor, 9 ... motor current detecting means, 10 ... potentiometer, 11 ... variable resistance pattern, 12 ... voltage detection pattern, 13 ... movable contact, 14 ... brush, 15 ... rotary axis, 16 ... (+) electrode, 17 ... (-) electrode, 18A, 1
8B, 20A, 20B ... conductor, 19A, 19B, 21
A, 21B ... resistor, I _M ... motor current, I _MS ... target current signal, [Delta] I ... deviation, T ... steering torque, T _S ... steering torque signal, V _M ... motor voltage, V _O ... motor control signal, X …
Dead zone region, Y: linear region, Z: saturated region, θ, θ _X ,
θ _Y , θ _z ... rotation angles.

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】ステアリング系に入力される操舵トルク
を検出する操舵トルク検出手段と、この操舵トルク検出
手段が検出する操舵トルク信号に基づいて電動機を駆動
制御する制御手段と、前記電動機が発生する電動機トル
クを操舵補助力としてステアリング系に作用させる電動
パワーステアリング装置において、前記操舵トルク検出手段は、操舵トルクに対応して線形
の操舵トルク信号を出力する線形領域と、非線形の操舵
トルク信号を出力する非線形領域を備えたことを特徴と
する電動パワーステアリング装置。1. A steering torque detecting means for detecting a steering torque input to a steering system, a control means for driving and controlling an electric motor based on a steering torque signal detected by the steering torque detecting means, and the motor generates In an electric power steering apparatus that applies a motor torque to a steering system as a steering assist force, the steering torque detection unit outputs a linear steering torque signal corresponding to the steering torque and a non-linear steering torque signal. An electric power steering device comprising a non-linear region.

【請求項２】前記操舵トルク検出手段は、操舵トルク
が０から第１の所定値および第２の所定値から最大トル
クまでは非線形の操舵トルク信号を出力し、第１の所定
値を超えて第２の所定値を下回る範囲では線形の操舵ト
ルク信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電
動パワーステアリング装置。2. The steering torque detection means outputs a non-linear steering torque signal when the steering torque is from 0 to a first predetermined value and from a second predetermined value to a maximum torque. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a linear steering torque signal is output in a range below a second predetermined value.

【請求項３】前記操舵トルク検出手段は、線形領域を
抵抗体、非線形領域を導体で形成したポテンショメータ
で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記
載の電動パワーステアリング装置。3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein said steering torque detecting means is constituted by a potentiometer having a linear region formed by a resistor and a nonlinear region formed by a conductor.

【請求項４】前記ポテンショメータは、操舵トルクに
比例した回転角に対応して線形の操舵トルク信号および
非線形の操舵トルク信号を出力することを特徴とする請
求項３記載の電動パワーステアリング装置。4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the potentiometer outputs a linear steering torque signal and a non-linear steering torque signal corresponding to a rotation angle proportional to the steering torque.

【請求項５】前記抵抗体および前記導体は、回転角０
を中心にして時計方向と反時計方向に対称に配置したこ
とを特徴とする請求項３または請求項４記載の電動パワ
ーステアリング装置。5. The method according to claim 1, wherein the resistor and the conductor have a rotation angle of 0 °.
The electric power steering apparatus according to claim 3 or 4, wherein the electric power steering apparatus is arranged symmetrically in a clockwise direction and a counterclockwise direction with respect to the center.

【請求項６】前記制御手段をアナログ回路で構成した
ことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリン
グ装置。6. An electric power steering apparatus according to claim 1, wherein said control means is constituted by an analog circuit.