JP2000095128A

JP2000095128A - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2000095128A
Application number: JP10265215A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sakamaki; 正彦酒巻; Hirosuke Kachi; 宏亮賀治
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: EP0987164B1; JP3648392B2; EP0987164A3; BR9904210A; EP0987164A2; US6244372B1; DE69929010D1; DE69929010T2

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な操舵フィーリングを達成しながら省エネ
ルギー性を向上できるパワーステアリング装置を提供す
る。【解決手段】モータ停止時の絶対舵角θに応じて、モー
タを起動するまでの舵角変化量である第１および第２の
起動しきい値ｄθ１，ｄθ２が定められる。舵角中点θ
０から離れる方向への操舵である往き操舵時に適用され
る第１の起動しきい値ｄθ１は、絶対舵角θが大きいほ
ど小さい値とされる。舵角中点θ０に向かう方向への操
舵である戻り操舵時には、セルフアライメント力を利用
できるので、操舵補助はさほど必要ではない。そこで、
戻り操舵時に適用される第２の起動しきい値ｄθ２は、
絶対舵角θが大きいほど大きな値とされる。第１および
第２の起動しきい値ｄθ１，ｄθ２の和は、いずれの絶
対舵角θにおいても、ほぼ一定の値「２Ａ」である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
駆動されるポンプの発生油圧によりステアリング機構に
操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリング機構に結合されたパワーシ
リンダにオイルポンプからの作動油を供給することによ
って、ステアリングホイールの操作を補助するパワース
テアリング装置が知られている。オイルポンプは、電動
モータによって駆動され、その回転速度に応じた操舵補
助力がパワーシリンダから発生される。

【０００３】電動モータの駆動制御は、たとえば、ステ
アリングホイールの舵角に基づいて行われる。すなわ
ち、ステアリングホイールに関連して設けられた舵角セ
ンサの出力に基づいて舵角が求められ、この舵角に基づ
いて電動モータの駆動が制御される。さらに具体的に
は、ステアリングホイールの舵角が舵角中点付近に設定
されたモータ停止範囲に収まっていれば、操舵補助は不
要であるとみなして、電動モータは停止される。一方、
ステアリングホイールの舵角がモータ停止範囲外にある
場合には、電動モータが駆動されて操舵補助力が発生さ
れる。

【０００４】舵角中点の検出は、たとえば、舵角センサ
が出力する舵角データをサンプリングし、最頻出舵角デ
ータが舵角中点に相当するとみなすことにより達成され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
固定的に設定されたモータ停止範囲外の舵角値が検出さ
れたことに応答して電動モータを起動するようにしてい
るが、このモータ停止範囲を広く設定すると、電動モー
タの起動遅れにより、キャッチアップ（引っかかり感）
が起こり、操舵フィーリングが損なわれる。そのため、
モータ停止範囲を狭く設定しているのが実状であるが、
これにより、電動モータの起動感度が過敏になってい
て、省エネルギー性が損なわれているという問題があ
る。すなわち、たとえば、路面の凹凸やその他の原因に
よるステアリングのふれが生じた場合でさえも、電動モ
ータが不必要に起動されてしまうことがあった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、操舵フィーリン
グを向上することができるパワーステアリング装置を提
供することである。また、本発明の他の目的は、省エネ
ルギー性の向上を図ることができるパワーステアリング
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モー
タにより駆動されるポンプの発生油圧によって操舵補助
力を発生させるパワーステアリング装置において、舵角
中点からの舵角を検出するための舵角検出手段（舵角セ
ンサ１１、ＣＰＵ３１および図２のステップＳ２）と、
電動モータが停止している状態において、上記舵角検出
手段による舵角検出値の変化量が所定の起動しきい値を
超えたことを条件に、上記電動モータを起動する起動制
御手段（ＣＰＵ３１、図２のステップＳ３，Ｓ４）と、
上記起動しきい値を、電動モータが停止したときの上記
舵角検出手段による舵角検出値に応じて設定する起動し
きい値設定手段（ＣＰＵ３１および図３のステップＴ
２）とを含み、この起動しきい値設定手段は、舵角中点
から離れる方向への操舵である往き操舵時に適用される
第１の起動しきい値と、舵角中点へ向かう方向への操舵
である戻り操舵時に適用される第２の起動しきい値と
を、これらの第１および第２の起動しきい値の和がほぼ
一定となるように、舵角検出値に応じて設定するもので
あることを特徴とするパワーステアリング装置である。

【０００８】なお、括弧内は、後述の実施形態における
対応構成要素等を表す。以下、この項において同じであ
る。舵角が中点付近の値をとるときには、ステアリング
ホイールの遊び角の範囲外に舵角が変化するまでの舵角
変化量は比較的大きい。すなわち、舵角中点から離れる
往き操舵時において操舵補助が必要とされるまでの舵角
変化量は大きい。それに対して、舵角が比較的大きい場
合には、往き操舵の開始後、速やかに大きな操舵補助力
が必要となる。

【０００９】一方、舵角が大きい場合には、車輪からの
逆入力によって、舵角を舵角中点へと戻そうとするセル
フアライメント力がステアリング機構に作用する。その
ため、舵角が大きければ大きいほど、舵角中点へと向か
う戻り操舵時における操舵補助の緊急性は低い。そこ
で、この発明では、往き操舵時および戻り操舵時にそれ
ぞれ適用される第１および第２の起動しきい値の和（絶
対値の和）がほぼ一定値となるように、電動モータが停
止したときの舵角に応じて上記第１および第２の起動し
きい値が設定される。そして、舵角変化量が第１または
第２の起動しきい値を超えたことを条件に、電動モータ
を起動するようにしている。

【００１０】したがって、たとえば、モータ停止時の舵
角が中点付近の値を有するときには往き操舵時用の第１
の起動しきい値を大きく、かつ、戻り操舵時用の第２の
起動しきい値を小さく設定し、モータ停止時の舵角が比
較的大きい場合には、往き操舵時用の第１の起動しきい
値を小さく、かつ、戻り操舵時用の第２の起動しきい値
を大きく設定することができる。

【００１１】これにより、舵角中点付近では無用に電動
モータが起動されることがなく、かつ、舵角が大きいと
きの往き操舵に関しては、速やかに大きな操舵補助力を
発生させることができる。また、戻り操舵に関しては、
舵角が大きいほど大きな起動しきい値が設定されるの
で、セルフアライメント力を有効に利用して、電動モー
タの電力消費を抑制できる。こうして、省エネルギー性
の向上と、操舵フィーリングの向上とを併せて達成する
ことができる。

【００１２】なお、上記起動制御手段は、上記舵角検出
手段による舵角検出値および上記起動しきい値設定手段
により設定される起動しきい値に基づいて、停止状態の
上記電動モータを起動すべき舵角である起動舵角を求め
るための起動舵角演算手段（ＣＰＵ３１および図３のス
テップＴ３，Ｔ４）と、上記電動モータが停止している
場合に、上記舵角検出手段による舵角検出値が上記起動
舵角演算手段により求められた起動舵角に達したことを
条件に、上記電動モータを起動する手段（ＣＰＵ３１お
よび図２のステップＳ３，Ｓ４）とを含むものであって
もよい（請求項２）。

【００１３】また、上記起動しきい値設定手段は、モー
タ停止時の上記舵角検出手段による舵角検出値が大きな
値であるほど、往き操舵時に適用される第１の起動しき
い値を小さく設定し、戻り操舵時に適用される第２の起
動しきい値を大きく設定するものであることが好ましい
（請求項３）。この発明の１つの実施形態では、上記パ
ワーステアリング装置は、車速を検出する車速検出手段
（車速センサ１３）をさらに含み、上記起動しきい値設
定手段は、上記車速検出手段により検出された車速が大
きくなるほど大きくなるように、起動しきい値を設定す
る（請求項４）。

【００１４】これにより、低速走行時にはモータの起動
が速やかに行われ、高速走行時にはモータの起動感度が
鈍くなる。これにより、操舵補助があまり必要でない高
速走行時には電動モータの不必要な起動が防止される一
方、低速走行時には速やかに操舵補助が開始される。こ
れにより、省エネルギー性および操舵フィーリングが併
せて向上される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的
な構成を示す概念図である。このパワーステアリング装
置は、車両のステアリング機構１に関連して設けられ、
このステアリング機構１に操舵補助力を与えるためのも
のである。

【００１６】ステアリング機構１は、ドライバによって
操作されるステアリングホイール２と、このステアリン
グホイール２に連結されたステアリング軸３と、ステア
リング軸３の先端に設けられたピニオンギア４と、ピニ
オンギア４に噛合するラックギア部５ａを有し、車両の
左右方向に延びたラック軸５とを備えている。ラック軸
５の両端にはタイロッド６がそれぞれ結合されており、
このタイロッド６は、それぞれ、操舵輪としての前左右
輪ＦＬ，ＦＲを支持するナックルアーム７に結合されて
いる。ナックルアーム７は、キングピン８まわりに回動
可能に設けられている。

【００１７】この構成により、ステアリングホイール２
が操作されてステアリング軸３が回転されると、この回
転がピニオンギア４およびラック軸５によって車両の左
右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、
ナックルアーム７のキングピン８まわりの回動に変換さ
れ、これによって、前左右輪ＦＬ，ＦＲの転舵が達成さ
れる。

【００１８】ステアリング軸３には、ステアリングホイ
ール２に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応
じてねじれを生じるトーションバー９と、トーションバ
ー９のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化す
る油圧制御弁２３とが組み込まれている。油圧制御弁２
３は、ステアリング機構１に操舵補助力を与えるパワー
シリンダ２０に接続されている。パワーシリンダ２０
は、ラック軸５に一体的に設けられたピストン２１と、
ピストン２１によって区画された一対のシリンダ室２０
ａ，２０ｂとを有しており、シリンダ室２０ａ，２０ｂ
は、それぞれ、オイル供給／帰還路２２ａ，２２ｂを介
して、油圧制御弁２３に接続されている。

【００１９】油圧制御弁２３は、さらに、リザーバタン
ク２５およびオイルポンプ２６を通るオイル循環路２４
の途中部に介装されている。オイルポンプ２６は、電動
式のモータ２７によって駆動され、リザーバタンク２５
に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁２３に
供給する。余剰分の作動油は、油圧制御弁２３からオイ
ル循環路２４を介してリザーバタンク２５に帰還され
る。

【００２０】油圧制御弁２３は、トーションバー９に一
方方向のねじれが加わった場合には、オイル供給／帰還
路２２ａ，２２ｂのうちの一方を介してパワーシリンダ
２０のシリンダ室２０ａ，２０ｂのうちの一方に作動油
を供給する。また、トーションバー９に他方方向のねじ
れが加えられた場合には、オイル供給／帰還路２２ａ，
２２ｂのうちの他方を介してシリンダ室２０ａ，２０ｂ
のうちの他方に作動油を供給する。トーションバー９に
ねじれがほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁
２３は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリン
ダ２０に供給されることなく、オイル循環路２４を循環
する。

【００２１】パワーシリンダ２０のいずれかのシリンダ
室に作動油が供給されると、ピストン２１が車幅方向に
沿って移動する。これにより、ラック軸５に操舵補助力
が作用することになる。油圧制御弁に関連する構成例
は、たとえば、特開昭５９−１１８５７７号公報に詳し
く開示されている。

【００２２】モータ２７の駆動は、電子制御ユニット３
０によって制御される。電子制御ユニット３０は、ＣＰ
Ｕ３１と、ＣＰＵ３１のワークエリアなどを提供するＲ
ＡＭ３２と、ＣＰＵ３１の動作プログラムを記憶したＲ
ＯＭ３３と、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２およびＲＯＭ３３
を相互接続するバス３４とを備えるマイクロコンピュー
タを含む。

【００２３】電子制御ユニット３０には、舵角センサ１
１から出力される舵角データが与えられるようになって
いる。舵角センサ１１は、ステアリングホイール２に関
連して設けられており、イグニッションキースイッチが
導通されてエンジンが始動したときのステアリングホイ
ール２の舵角を初期値「０」として、この初期値からの
相対舵角に対応し、かつ操舵方向に応じた符号の舵角デ
ータを出力する。

【００２４】また、電子制御ユニット３０には、モータ
２７に流れる電流を検出する電流検出回路１２からの電
流データが与えられるようになっている。電流データ
は、モータ２７の消費電流値（モータ電流）に比例した
値を有する。さらに、電子制御ユニット３０には、車速
センサ１３から出力される車速データが与えられるよう
になっている。車速センサ１３は、車両の速度を直接的
に検出するものでもよく、また、車輪に関連して設けら
れた車輪速センサの出力パルスに基づいて車両の速度を
計算により求めるものであってもよい。

【００２５】電子制御ユニット３０は、舵角センサ１
１、電流検出回路１２および車速センサ１３からそれぞ
れ与えられる舵角データ、電流データおよび車速データ
に基づいて、モータ２７の駆動を制御する。図２は、モ
ータ２７の駆動制御を説明するためのフローチャートで
ある。ＣＰＵ３１は、まず、モータ２７が停止している
か否かを判断する（ステップＳ１）。この判断は、たと
えば、モータ２７が起動されたときにセットされ、モー
タ２７が停止されたときにリセットされるフラグを用い
て行うことができる。

【００２６】モータ２７が停止状態であれば（ステップ
Ｓ１のＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、舵角センサ１１から出
力された舵角データに基づいて、舵角中点θ０を基準と
した絶対舵角θを求める（ステップＳ２）。舵角中点θ
０は、車両が直進しているときのステアリングホイール
２の舵角である。たとえば、ＣＰＵ３１は、イグニッシ
ョンキースイッチが導通された後に、舵角センサ１１か
ら出力される舵角データをサンプリングし、舵角データ
値のヒストグラムを作成する。そして、ＣＰＵ３１は、
所定のサンプリング数のデータが収集された後に最頻出
舵角データを求め、この最頻出舵角データを舵角中点θ
０の舵角データとみなす。こうして求められた舵角中点
θ０の舵角データは、ＲＡＭ３２に格納される。ＣＰＵ
３１は、ステップＳ２において、舵角センサ１１からの
舵角データおよびＲＡＭ３２に保持されている舵角中点
θ０の舵角データに基づいて、絶対舵角θを求める。

【００２７】ＣＰＵ３１は、さらに、上記のようにして
求められた絶対舵角θがＲＡＭ３２に記憶されている起
動舵角θｔ以上であるか否かを判断する（ステップＳ
３）。起動舵角θｔは、モータ２７を起動すべきステア
リングホイール２の絶対舵角に相当する。この起動舵角
θｔは、直前にモータ２７が停止したときの絶対舵角に
基づいて、後述する起動舵角演算処理により求められ、
ＲＡＭ３２に記憶されている。

【００２８】絶対舵角θおよび起動舵角θｔには、たと
えば、舵角中点θ０よりも右側の舵角に対しては正の符
号、左側の舵角に対しては負の符号が付されている。し
たがって、ステップＳ３の判断は、正確には、絶対舵角
θおよび起動舵角θｔの各絶対値を比較して行う必要が
ある。ただし、ここでは、説明を簡単にするために、絶
対舵角θおよび起動舵角θｔがいずれも正の値を有する
ものとする。

【００２９】絶対舵角θが起動舵角θｔに達していない
と判断されると（ステップＳ３のＮＯ）、プログラムは
ステップＳ１に戻る。一方、絶対舵角θが起動舵角θｔ
に達しているならば（ステップＳ３のＹＥＳ）、ＣＰＵ
３１は、モータ２７を起動する（ステップＳ４）。モー
タ２７の回転速度は、ステアリングホイール２の舵角速
度Ｖθに応じて決定される。すなわち、ＣＰＵ３１は、
舵角センサ１１から出力される舵角データに基づいて、
舵角の時間変化率である舵角速度Ｖθを求める（ステッ
プＳ５）。次いで、この求められた舵角速度Ｖθが所定
の第１しきい値ＶＴ１（ＶＴ１＝10(degree/sec)）以下
であるか否かを判断する（ステップＳ６）。舵角速度Ｖ
θが第１しきい値ＶＴ１以下であれば（ステップＳ６の
ＹＥＳ）、モータ回転速度Ｒが所定の第１回転速度Ｒ１
（たとえばＲ１＝1800(rpm) ）となるように、モータ２
７が駆動される（ステップＳ７）。すなわち、舵角速度
Ｖθが第１しきい値ＶＴ１以下である場合には、モータ
２７は、舵角速度Ｖθの値によらずに、一定の第１回転
速度Ｒ１で駆動される。

【００３０】舵角速度Ｖθが第１しきい値ＶＴ１を超え
ている場合には（ステップＳ６のＮＯ）、ＣＰＵ３１
は、舵角速度Ｖθが第１しきい値ＶＴ１よりも大きな第
２しきい値ＶＴ２（たとえばＶＴ２＝600(degree/sec)
）未満であるか否かを判断する（ステップＳ８）。舵
角速度Ｖθが第２しきい値ＶＴ２未満であれば（ステッ
プＳ８のＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、舵角速度Ｖθの値に
応じたモータ回転速度Ｒでモータ２７を駆動する（ステ
ップＳ９）。すなわち、舵角速度Ｖθが第１しきい値Ｖ
Ｔ１よりも大きく、かつ、第２しきい値ＶＴ２未満であ
る領域では、ＣＰＵ３１は、舵角速度Ｖθに対してモー
タ回転速度Ｒが第１回転速度Ｒ１と第２回転速度Ｒ２
（Ｒ２＞Ｒ１）との間でほぼリニアに変化するように、
モータ回転速度Ｒを定める。

【００３１】舵角速度Ｖθが第２しきい値ＶＴ２以上で
あるならば（ステップＳ８のＮＯ）、ＣＰＵ３１は、モ
ータ回転速度Ｒが所定の第２回転速度Ｒ２（たとえばＲ
２＝6000(rpm) ）になるように、モータ２７を駆動する
（ステップＳ１０）。すなわち、舵角速度Ｖθが第２し
きい値ＶＴ２以上であれば、モータ２７は、舵角速度Ｖ
θの値によらずに、一定の第２回転速度Ｒ２で駆動され
る。

【００３２】ステップＳ１において、モータ２７が駆動
されていると判断されれば、ＣＰＵ３１は、舵角センサ
１１から出力される舵角データに基づいて舵角速度Ｖθ
を求め（ステップＳ１１）、この求められた舵角速度Ｖ
θが所定の停止しきい値ＶＳ（たとえばＶＳ＝１０(deg
ree/sec)）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１
２）。舵角速度Ｖθが停止しきい値ＶＳを超えていれば
（ステップＳ１２のＮＯ）、プログラムはステップＳ６
に移行し、ＣＰＵ３１は、舵角速度Ｖθの値に基づいて
モータ回転速度Ｒを決定し、この決定されたモータ回転
速度Ｒでモータ２７を駆動する。

【００３３】舵角速度Ｖθが停止しきい値ＶＳ以下であ
れば（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、電流
検出回路１２から出力される電流データに基づいてモー
タ電流値Ｉｍを求める（ステップＳ１３）。そして、こ
の求められたモータ電流値Ｉｍが、モータ停止範囲ΔＩ
内にあるか否かが判断される（ステップＳ１４）。モー
タ停止範囲ΔＩは、操舵補助が不要な状態であるモータ
電流値Ｉｍの範囲であり、後述するモータ停止範囲設定
処理によって定められる。モータ電流値Ｉｍがモータ停
止範囲ΔＩ内の値を有するならば（ステップＳ１４のＹ
ＥＳ）、ＣＰＵ３１は、モータ電流値Ｉｍがモータ停止
範囲ΔＩ内にある状態が一定時間（たとえば、１〜３
秒）継続したか否かを判断する（ステップＳ１５）。こ
の判断が肯定されれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ス
テアリングホイール２はほとんど操舵されていないと考
えることができるから、ＣＰＵ３１は、モータ２７を停
止させる（ステップＳ１６）。その後、ＣＰＵ３１は、
起動舵角θｔを求めるための起動舵角演算処理を実行す
る（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１４またはス
テップＳ１５の判断が否定されれば、ＣＰＵ３１は、ス
テップＳ６からの処理を行ってモータ回転速度Ｒを定
め、その回転速度でモータ２７を駆動する。

【００３４】図３は、起動舵角演算処理を示すフローチ
ャートである。ＣＰＵ３１は、舵角センサ１１から出力
された舵角データに基づいて、モータ停止時の絶対舵角
θを求める（ステップＴ１）。次いで、車速センサ１３
から出力される車速データに基づいて車速Ｖを取得し、
この車速Ｖに応じた起動しきい値ｄθを求める（ステッ
プＴ２）。起動しきい値ｄθは、モータ２７を起動する
際のトリガとなる舵角変化量である。つまり、舵角変化
量が起動しきい値ｄθに達すると、モータ２７が起動さ
れる。ただし、この実施形態では、起動しきい値ｄθ
は、右方向への転舵に対しては正の値をとり、左方向へ
の転舵に対しては負の値をとる。

【００３５】起動しきい値ｄθは、具体的には、上記取
得された車速Ｖに応じた第１定数Ａおよび第２定数Ｂを
下記(＋Ｒ)式、(＋Ｌ)式、(−Ｌ)式、または(−Ｒ)式に
代入して求められる。すなわち、右側にステアリングが
切られた状態（モータ停止時の絶対舵角θが正の値を有
する場合）においては、さらに右方向に転舵される場合
（舵角中点θ０から離れる往き操舵）には、(＋Ｒ)式が
適用されて第１の起動しきい値ｄθ１が求められ、左方
向に転舵される場合（舵角中点θ０に向かう戻り操舵）
には、(＋Ｌ)式が適用されて第２の起動しきい値ｄθ２
が求められる。一方、左側にステアリングが切られた状
態（モータ停止時の絶対舵角θが負の値を有する場合）
においては、さらに左方向に転舵される場合（往き操
舵）には、(−Ｌ)式が適用されて第１の起動しきい値ｄ
θ１が求められ、右方向に転舵される場合（戻り操舵）
には、(−Ｒ)式が適用されて第２の起動しきい値ｄθ２
が求められる。

【００３６】［舵角θが正の場合］ｄθ１＝Ａ−（θ／Ｂ） …（＋Ｒ）右方向転舵（往き操舵）ｄθ２＝−Ａ−（θ／Ｂ）…（＋Ｌ）左方向転舵（戻り操舵）［舵角θが負の場合］ｄθ１＝−Ａ＋（θ／Ｂ）…（−Ｌ）左方向転舵（往き操舵）ｄθ２＝Ａ＋（θ／Ｂ） …（−Ｒ）右方向転舵（戻り操舵）第１定数Ａおよび第２定数Ｂは、モータ２７の起動感度
を決定するための要素であり、車速Ｖと定数ＡおよびＢ
とを対応付けたテーブルがＲＯＭ３３に予め記憶されて
いる。定数Ａは、起動しきい値ｄθ（ｄθ１またはｄθ
２）の最大絶対値であり、定数Ｂは、同じ起動しきい値
ｄθをとることになる舵角値の数に対応する。

【００３７】舵角θは、たとえば、舵角センサ１１が一
定角度の転舵ごとにパルスを出力するものである場合に
は、このパルスによりアップカウントまたはダウンカウ
ントされるカウンタの値により表されてもよい。このよ
うな場合には、定数Ｂは、同じ起動しきい値ｄθをとる
ことになるカウント値の数に対応していてもよい。な
お、ＡおよびＢは、いずれも正の値を有するものとす
る。

【００３８】起動しきい値ｄθの最大絶対値Ａまたは−
Ａは、θ＝０の場合の起動しきい値ｄθの値、すなわ
ち、舵角中点からの起動しきい値の絶対値である。上記
(＋Ｒ)式、(＋Ｌ)式、(−Ｌ)式および(−Ｒ)式から明ら
かなように、往き操舵時と戻り操舵時とでは、起動舵角
が「２Ａ」（＝｜ｄθ１−ｄθ２｜）だけ異なることに
なる。すなわち、いずれの舵角θにおいても、往き操舵
時と戻り操舵時との起動舵角の差は、ほぼ一定である。

【００３９】そして、絶対舵角θの絶対値が増加する方
向への操舵である往き操舵に適用される第１の起動しき
い値ｄθ１は、絶対舵角θの絶対値が大きくなるほど小
さな絶対値をとる。その一方で、絶対舵角θの絶対値が
減少する方向への操舵である戻り操舵に適用される第２
の起動しきい値ｄθ２は、絶対舵角θの絶対値が大きく
なるほど大きな絶対値をとる。

【００４０】なお、車速Ｖが「０」の場合、つまり停車
している場合には、上記(＋Ｒ)式、(＋Ｌ)式、(−Ｌ)式
および(−Ｒ)式に基づいて起動しきい値ｄθを求めるの
ではなく、予め定められている最小起動しきい値を起動
しきい値ｄθとする。ＣＰＵ３１は、モータ停止時の絶
対舵角θと第１の起動しきい値ｄθ１とを加算し、第１
起動舵角θｔ１を求める（ステップＴ３）。この第１起
動舵角θｔ１は、モータ２７が停止している状態で往き
操舵が行われたときに、モータ２７を起動すべき絶対舵
角である。

【００４１】さらに、ＣＰＵ３１は、モータ停止時の絶
対舵角θと第２の起動しきい値ｄθ２とを加算して、第
２起動舵角θｔ２を求める（ステップＴ４）。この第２
起動舵角θｔ２は、モータ２７が停止している状態で戻
り操舵が行われたときに、モータ２７を起動すべき絶対
舵角である。ＣＰＵ３１は、上記のようにして求められ
た第１起動舵角θｔ１および第２起動舵角θｔ２をＲＡ
Ｍ３２に保持させる（ステップＴ５）。

【００４２】なお、上記図２における起動舵角θｔと
は、第１起動舵角θｔ１および第２起動舵角θｔ２を総
称したものである。図４(a)(b)は、第１定数Ａおよび第
２定数Ｂを説明するための図である。第１定数Ａは、所
定の車速領域ごとに設定され、対応する車速領域におい
て求められるべき起動しきい値ｄθの絶対値の最大値に
相当する。具体的には、図４(a)に示すように、車速Ｖ
がＶ１（たとえばＶ１＝30(km/h)）未満の場合には、第
１定数ＡはＡ１（たとえばＡ１＝１）に設定されてい
る。また、車速ＶがＶ１以上Ｖ２（たとえばＶ２＝60(k
m/h)）未満の場合には、第１定数ＡはＡ２（たとえばＡ
２＝３）に設定されている。さらに、車速ＶがＶ２以上
の場合には、第１定数ＡはＡ３（たとえばＡ３＝６）に
設定されている。

【００４３】第２定数Ｂは、所定の車速領域ごとに設定
され、対応する車速領域において同じ起動しきい値ｄθ
をとる絶対舵角値の数に相当する。具体的には、図４
(b)に示すように、車速ＶがＶ１未満の場合には、第２
定数ＢはＢ１（たとえばＢ１＝１）に設定されている。
また、車速ＶがＶ１以上Ｖ２未満の場合には、第２定数
ＢはＢ２（たとえばＢ２＝２）に設定されている。さら
に、車速ＶがＶ２以上の場合には、第２定数ＢはＢ３
（たとえばＢ３＝３）に設定されている。

【００４４】なお、第１定数Ａおよび第２定数Ｂを図４
に示すように階段状に設定するのではなく、たとえば、
車速ＶがＶ２未満の場合には、二点鎖線で示すように、
車速Ｖに対してほぼリニアに変化するように設定しても
よい。第１定数Ａを車速が大きいほど大きく設定するこ
とにより、起動しきい値ｄθの絶対値は、車速が大きい
ほど大きく設定される。また、第２定数Ｂを車速が大き
いほど大きく設定することにより、モータ停止時の絶対
舵角θの絶対値の増加に伴う起動しきい値ｄθの絶対値
の減少の割合が少なくなる。したがって、モータ停止時
の絶対舵角θの絶対値が比較的大きい場合であっても、
モータ２７を起動させるためには、比較的大きな舵角変
化が必要とされることになる。これにより、車速が大き
いときには、不必要なモータ起動が防がれ、車速が小さ
なときには起動感度が高まるから、速やかに操舵補助力
を発生させることができる。

【００４５】図５および図６は、絶対舵角θと起動舵角
θｔとの関係を示す図であり、第１定数Ａおよび第２定
数Ｂがそれぞれ「５」および「３」である場合の絶対舵
角θと起動舵角θｔとの関係が示されている。図５は、
モータ停止時の舵角θが正の場合を示し、図６は、モー
タ停止時の舵角θが負の場合を示している。図５および
図６においては、モータ停止時の絶対舵角θをシンボル
「●」で表し、転舵方向を矢印の方向で表し、起動しき
い値ｄθ（ｄθ１またはｄθ２）をシンボル「●」から
の矢印の長さで表し、起動舵角θｔ（θｔ１またはθｔ
２）を矢印の先端で表している。また、縦線は、絶対舵
角θを表している。

【００４６】図５および図６から明らかなように、往き
操舵時用の第１の起動しきい値ｄθ１の絶対値は、モー
タ停止時における絶対舵角θの絶対値が大きな値である
ほど小さくなるようになっている。すなわち、モータ停
止時における絶対舵角θの絶対値が大きな値であるほど
モータ２７の起動感度が良くされている。これは、次の
理由による。

【００４７】絶対舵角θが舵角中点θ０の近傍の値であ
る場合には、ステアリングホイール２の遊び角の範囲を
超えてステアリングホイール２が操作されたときにのみ
操舵補助を行えばよい。したがって、第１の起動しきい
値ｄθ１を大きくしておくことにより、舵角中点付近に
おける過剰な操舵補助を抑制でき、省エネルギー性を向
上できる。これに対して、絶対舵角θが大きな値である
場合には、速やかに操舵補助を行うことにより、良好な
操舵フィーリングが得られる。

【００４８】また、図５および図６から明らかなよう
に、戻り操舵時用の第２の起動しきい値ｄθ２の絶対値
は、モータ停止時における絶対舵角θの絶対値が大きな
値であるほど大きくなるようになっている。すなわち、
モータ停止時における絶対舵角θの絶対値が小さな値の
場合の方が、起動感度が良くされている。その理由は、
次のとおりである。

【００４９】すなわち、ステアリングを切った状態で車
両を走行させると、ステアリング機構には、車輪からの
逆入力によって、ステアリングの舵角を舵角中点へと戻
すセルフアライメント力が働く。このセルフアライメン
ト力は、舵角中点付近においては小さく、舵角が大きく
なるほど大きい。したがって、戻り操舵に関しては、舵
角が大きい場合には操舵補助がさほど必要ではなく、舵
角が小さい場合の方が速やかな操舵補助が必要とされる
のである。このようにして、セルフアライメント力を有
効に利用して省エネルギー化を図ることができるととも
に、操舵フィーリングの向上が併せて達成される。

【００５０】往き操舵時と戻り操舵時との起動舵角θｔ
１，θｔ２の差がいずれの舵角においても一定値「２
Ａ」をとるのは、トーションバー９に働くトルクが小さ
い範囲を不感帯として、モータ２７を過敏に起動させな
いようにするためである。トーションバー９にほとんど
ねじれが加わっていない中立状態に対応する舵角は、モ
ータ停止時の絶対舵角θとの関係において、図５および
図６において二点鎖線で示すとおりである。これから理
解されるように、各絶対舵角θにおける往き操舵時およ
び戻り操舵時の起動舵角θｔ１，θｔ２間の舵角区間に
おいては、ステアリングホイール２に加えられるトルク
が小さいので、トーションバー９に加わるねじれ量が少
なく、操舵補助を要しない。

【００５１】図７は、モータ２７の起動感度（起動しき
い値ｄθの絶対値が小さいほど起動感度が高い。）と車
速Ｖとの関係を説明するための図である。この図７から
明らかなように、モータ２７の起動感度は、モータ停止
時における絶対舵角θが同じ値であっても、車速Ｖに応
じて変化するようになっている。具体的には、高速走行
時にはモータ２７の起動感度は小さく、低速走行時には
モータ２７の起動感度は大きくされている。これは、高
速走行時には操舵補助力があまり必要ではないのに対し
て、低速走行時には速やかに操舵補助を行う必要がある
からである。

【００５２】なお、車速Ｖが０の停車時には、上述のよ
うに、起動しきい値ｄθは予め定められた最小値にされ
るから、絶対舵角θの値とは無関係に、モータ２７の起
動感度は一定にされる。これは、停車時にいわゆる据え
切りが行われた場合には、大きな操舵補助力が必要であ
るので、絶対舵角θがどのような値であっても速やかに
操舵補助を行うことが好ましいからである。

【００５３】図８は、モータ停止範囲ΔＩの設定処理を
説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ３１は、
モータ電流値Ｉｍを常時モニタする（ステップＵ１）。
このモータ電流値Ｉｍに基づいて、ＣＰＵ３１は、モー
タ２７が無負荷状態である場合のモータ電流値である無
負荷電流値Ｉ０を求める（ステップＵ２）。そして、こ
の求められた無負荷電流値Ｉ０を利用して、ＣＰＵ３１
は、モータ停止範囲ΔＩを設定する（ステップＵ３）。
具体的には、ＣＰＵ３１は、求められた無負荷電流値Ｉ
０と、この無負荷電流値Ｉ０に、車両の仕様に応じて予
め定められた電流しきい値ｄＩを加算した値Ｉ０＋ｄＩ
との間の範囲をモータ停止範囲ΔＩとして設定する。

【００５４】図９は、操舵トルクＴとモータ電流値Ｉｍ
との対応関係を示すグラフである。横軸に操舵トルクＴ
がとられ、縦軸にモータ電流値Ｉｍがとられている。モ
ータ電流値Ｉｍは、操舵トルクＴが０の付近では、Ｔ＝
０の点を頂点とする曲線で表すことができる。操舵トル
クＴが０の場合にはモータ２７は無負荷状態であるか
ら、モータ電流値Ｉｍの極小値が無負荷電流値Ｉ０に対
応すると言える。

【００５５】一方、ステアリングホイール２に対して操
舵補助力を与える必要のないトルクの範囲は、車両の仕
様により定まる。このトルク範囲が、０を中心にトルク
しきい値Ｔ１，−Ｔ１によって挟まれた範囲である場
合、これらのトルクしきい値Ｔ１，−Ｔ１に対応するモ
ータ電流値と無負荷電流値Ｉ０との差が予め求められて
電流しきい値ｄＩとして設定される。そして、無負荷電
流値Ｉ０と、この無負荷電流値Ｉ０に電流しきい値ｄＩ
を加算した値Ｉ０＋ｄＩとの間の範囲をステアリングホ
イール２が操舵されていない範囲、すなわちモータ停止
範囲ΔＩと判断することができる。上記電流しきい値ｄ
Ｉは、たとえば車種ごとに予め求められてＲＯＭ３３に
格納されている。

【００５６】無負荷電流値Ｉ０は、主として作動油の温
度によって変動する。すなわち、たとえば作動油の温度
が低い場合には、作動油の粘性は高いから、作動油の温
度が高い場合に比べてモータ２７の負荷は大きくなる。
したがって、モータ電流値Ｉｍは、作動油の温度が低い
場合には大きな値をとる。つまり、図９のＩｍ−Ｔ曲線
は、上方にスライドし、無負荷電流値Ｉ０も大きくな
る。

【００５７】そこで、この実施形態では、無負荷電流値
Ｉ０を演算により求め、求められた無負荷電流値Ｉ０
と、この無負荷電流値Ｉ０にＲＯＭ３３に格納されてい
る電流しきい値ｄＩを加算した値Ｉ０＋ｄＩとの間の範
囲が、モータ停止範囲ΔＩとして設定される。無負荷電
流値Ｉ０の演算は、たとえば、サンプリングしたモータ
電流値Ｉｍのうち最頻出電流値を求めることによって達
成される。より具体的には、ＣＰＵ３１は、モータ回転
速度Ｒが一定であり、非操舵状態であることを条件とし
て、電流検出回路１２から出力される電流データを一定
時間（たとえば10(min) 〜１(hour)）にわたってサンプ
リングする。このサンプリングによって得られた電流デ
ータに基づいて求められるモータ電流値Ｉｍは、正規分
布をなす。この場合、操舵トルクＴが０の場合のモータ
電流値Ｉｍが最頻出電流値となるから、この最頻出電流
値を無負荷電流値Ｉ０として求める。

【００５８】このような演算以外に、たとえば、モータ
回転速度Ｒが一定であり、非操舵状態であることを条件
として、一定時間または一定回数にわたってサンプリン
グされたモータ電流値Ｉｍの中から最小値を求め、この
求められた最小値を無負荷電流値Ｉ０としてもよい。以
上のようにこの実施形態によれば、往き操舵に関して
は、モータ停止時における絶対舵角θの絶対値が大きな
値を有する場合ほど、舵角変化に対するモータ２７の起
動感度が良くされるから、舵角中点付近における無用な
モータ起動が抑制されるうえ、絶対舵角θが大きいとき
には速やかに操舵補助力を発生させることができる。こ
れにより、省エネルギー性を向上でき、かつ、キャッチ
アップ（引っかかり感）が発生することもない。

【００５９】そして、戻り操舵に関しては、モータ停止
時における絶対舵角θの絶対値が大きな値を有するほ
ど、舵角変化に対するモータ２７の起動感度が低くされ
る。したがって、絶対舵角θが大きい状態のときには、
セルフアライメント力を有効に利用して無駄な操舵補助
を抑制することができるので、省エネルギー性を向上で
きる。また、舵角中点付近における戻り操舵に関して
は、比較的速やかに操舵補助が行われるので、操舵フィ
ーリングも良好である。

【００６０】また、大きな操舵補助力が必要となる低速
走行時には、モータ２７の起動感度を良くし、高速走行
時には起動感度を鈍くしているから、これによっても、
省エネルギー性の向上と操舵フィーリングの向上とを併
せて図ることができる。その他、特許請求の範囲に記載
された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るパワーステアリング
装置の基本的な構成を示す概念図である。

【図２】モータの駆動制御を説明するためのフローチャ
ートである。

【図３】起動舵角を求めるための起動舵角演算処理を示
すフローチャートである。

【図４】第１定数および第２定数の設定例を説明するた
めの図である。

【図５】モータ停止時の舵角が正の値の場合における舵
角と起動舵角との関係を示す図である。

【図６】モータ停止時の舵角が負の値の場合における舵
角と起動舵角との関係を示す図である。

【図７】モータの起動感度と車速との関係を説明するた
めの図である。

【図８】モータ停止範囲設定処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】モータ電流値と操舵トルクとの関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ステアリング機構２ステアリングホイール９トーションバー１１舵角センサ１２電流検出回路１３車速センサ２０パワーシリンダ２６オイルポンプ２７モータ３０電子制御ユニット３１ＣＰＵ

フロントページの続きＦターム(参考） 3D032 CC05 CC08 CC12 CC49 DA03 DA23 DA63 DB02 DB03 DC08 DC22 DD01 DE10 EA01 EB06 EC03 EC23 3D033 CA03 CA13 CA17 CA20 CA21 CA32 DB02 EB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータにより駆動されるポンプの発生
油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリン
グ装置において、舵角中点からの舵角を検出するための舵角検出手段と、電動モータが停止している状態において、上記舵角検出
手段による舵角検出値の変化量が所定の起動しきい値を
超えたことを条件に、上記電動モータを起動する起動制
御手段と、上記起動しきい値を、電動モータが停止したときの上記
舵角検出手段による舵角検出値に応じて設定する起動し
きい値設定手段とを含み、この起動しきい値設定手段は、舵角中点から離れる方向
への操舵である往き操舵時に適用される第１の起動しき
い値と、舵角中点へ向かう方向への操舵である戻り操舵
時に適用される第２の起動しきい値とを、これらの第１
および第２の起動しきい値の和がほぼ一定となるよう
に、舵角検出値に応じて設定するものであることを特徴
とするパワーステアリング装置。
【請求項２】上記起動制御手段は、上記舵角検出手段による舵角検出値および上記起動しき
い値設定手段により設定される起動しきい値に基づい
て、停止状態の上記電動モータを起動すべき舵角である
起動舵角を求めるための起動舵角演算手段と、上記電動モータが停止している場合に、上記舵角検出手
段による舵角検出値が上記起動舵角演算手段により求め
られた起動舵角に達したことを条件に、上記電動モータ
を起動する手段とを含むことを特徴とする請求項１記載
のパワーステアリング装置。
【請求項３】上記起動しきい値設定手段は、モータ停止
時の上記舵角検出手段による舵角検出値が大きな値であ
るほど、往き操舵時に適用される第１の起動しきい値を
小さく設定し、戻り操舵時に適用される第２の起動しき
い値を大きく設定するものであることを特徴とする請求
項１または２記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】車速を検出する車速検出手段をさらに含
み、上記起動しきい値設定手段は、上記車速検出手段により
検出された車速が大きいほど大きくなるように、起動し
きい値を設定するものであることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載のパワーステアリング装置。