JP2000159135A - パワーステアリング装置 - Google Patents
パワーステアリング装置Info
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- JP2000159135A JP2000159135A JP10334296A JP33429698A JP2000159135A JP 2000159135 A JP2000159135 A JP 2000159135A JP 10334296 A JP10334296 A JP 10334296A JP 33429698 A JP33429698 A JP 33429698A JP 2000159135 A JP2000159135 A JP 2000159135A
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- Japan
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- steering
- torque
- neutral position
- driver
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パワーステアリング装置に関し、道路条件や
車両条件に応じてハンドルの中立位置を変化させること
によりドライバの操舵負担を軽減できるようにする。 【解決手段】 ドライバのハンドル操舵時の操舵トルク
の大きさに応じて補助操舵トルクを出力することにより
ドライバのハンドル操舵をアシストするとともに、走行
中の道路条件及び／又は車両条件を走行条件検出手段３
により検出し、走行条件検出手段３の出力に基づき目標
中立位置演算手段１０６によりハンドルの目標中立位置
を演算して、演算された目標中立位置に応じて補正手段
１１２により補助操舵トルクの補正を行なう。
車両条件に応じてハンドルの中立位置を変化させること
によりドライバの操舵負担を軽減できるようにする。 【解決手段】 ドライバのハンドル操舵時の操舵トルク
の大きさに応じて補助操舵トルクを出力することにより
ドライバのハンドル操舵をアシストするとともに、走行
中の道路条件及び／又は車両条件を走行条件検出手段３
により検出し、走行条件検出手段３の出力に基づき目標
中立位置演算手段１０６によりハンドルの目標中立位置
を演算して、演算された目標中立位置に応じて補正手段
１１２により補助操舵トルクの補正を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車において、
ドライバの操舵操作を油圧アクチュエータの油圧力又は
モータの回転力によりアシストする、パワーステアリン
グ装置に関する。
ドライバの操舵操作を油圧アクチュエータの油圧力又は
モータの回転力によりアシストする、パワーステアリン
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車において、ドライバの
ハンドルの操作時に、ドライバが付与する操舵トルクと
は別の補助操舵トルクを付与し、ドライバの操舵トルク
をアシストして操舵操作時のドライバの負担を軽減する
パワーステアリング装置が知られている。
ハンドルの操作時に、ドライバが付与する操舵トルクと
は別の補助操舵トルクを付与し、ドライバの操舵トルク
をアシストして操舵操作時のドライバの負担を軽減する
パワーステアリング装置が知られている。
【０００３】補助操舵トルクの付与手段としては、油圧
アクチュエータや電動モータが一般に用いられている
が、共に、補助操舵トルクの大きさをドライバが入力す
る操舵トルクや車速に応じて制御するようになってい
る。具体的には、ドライバの操舵トルクが小さい時、ま
た、車速が小さい時には、大きな補助操舵トルクを付与
してドライバの操舵負担を軽減し、逆に、ドライバの操
舵トルクが大きい時や車速が大きい時には、補助操舵ト
ルクによるアシストを低減して、しっかりした手応えの
ある操舵感が得られるような制御が行なわれている。
アクチュエータや電動モータが一般に用いられている
が、共に、補助操舵トルクの大きさをドライバが入力す
る操舵トルクや車速に応じて制御するようになってい
る。具体的には、ドライバの操舵トルクが小さい時、ま
た、車速が小さい時には、大きな補助操舵トルクを付与
してドライバの操舵負担を軽減し、逆に、ドライバの操
舵トルクが大きい時や車速が大きい時には、補助操舵ト
ルクによるアシストを低減して、しっかりした手応えの
ある操舵感が得られるような制御が行なわれている。
【０００４】従来のパワーステアリング装置では、この
補助操舵トルクによる操舵アシストを、機械的構造によ
り決まった中立位置を基準に行なっていた。
補助操舵トルクによる操舵アシストを、機械的構造によ
り決まった中立位置を基準に行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハンドルを
一定の操舵角に保持しようとする場合、その操舵位置が
ハンドルの中立位置からずれる程、ドライバに加わる反
力、即ち、ハンドルを中立位置に戻そうとする力は大き
くなる。このため、一定の傾斜角を有するカント路が長
く続くような道路を走行する場合や、タイヤが片減りし
ているような場合等では、ドライバは常時ハンドルに当
て舵をして一定の操舵位置に保持する必要があるため、
その操舵位置と中立位置とのずれが大きい程ドライバの
負担は大きかった。
一定の操舵角に保持しようとする場合、その操舵位置が
ハンドルの中立位置からずれる程、ドライバに加わる反
力、即ち、ハンドルを中立位置に戻そうとする力は大き
くなる。このため、一定の傾斜角を有するカント路が長
く続くような道路を走行する場合や、タイヤが片減りし
ているような場合等では、ドライバは常時ハンドルに当
て舵をして一定の操舵位置に保持する必要があるため、
その操舵位置と中立位置とのずれが大きい程ドライバの
負担は大きかった。
【０００６】このような課題に対して従来より種々の提
案があり、例えば、特開平７−２９１１３４号公報に開
示された技術では、錘をハンドルに取り付け、ハンドル
全体の重心点をその回転中心から所定量だけ偏心させる
ことにより、重心点の偏心により発生する回転モーメン
トにより路面カントによる回転トルクを相殺するように
している。しかしながら、この技術では、ハンドル自体
の重量が大きくなってしまい、頻繁な操舵操作を行なう
場合にはハンドルに生じる慣性力が大きくなりドライバ
の負担が大きい。
案があり、例えば、特開平７−２９１１３４号公報に開
示された技術では、錘をハンドルに取り付け、ハンドル
全体の重心点をその回転中心から所定量だけ偏心させる
ことにより、重心点の偏心により発生する回転モーメン
トにより路面カントによる回転トルクを相殺するように
している。しかしながら、この技術では、ハンドル自体
の重量が大きくなってしまい、頻繁な操舵操作を行なう
場合にはハンドルに生じる慣性力が大きくなりドライバ
の負担が大きい。
【０００７】したがって、機械的構造を変えるのではな
く、パワーステアリング装置が付与する補助操舵トルク
を制御することによって、一定の操舵角度でハンドルを
保持する際のドライバの操舵負担を軽減できるようにし
たい。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、道路条件や車両条件に応じてハンドルの中立位置を
変化させることによりドライバの操舵負担を軽減できる
ようにした、パワーステアリング装置を提供することを
目的とする。
く、パワーステアリング装置が付与する補助操舵トルク
を制御することによって、一定の操舵角度でハンドルを
保持する際のドライバの操舵負担を軽減できるようにし
たい。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、道路条件や車両条件に応じてハンドルの中立位置を
変化させることによりドライバの操舵負担を軽減できる
ようにした、パワーステアリング装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明のパワーステアリング装置で
は、ドライバのハンドル操舵時の操舵トルクの大きさに
応じて補助操舵トルクを出力することによりドライバの
ハンドル操舵をアシストするとともに、走行中の道路条
件及び／又は車両条件を走行条件検出手段により検出
し、走行条件検出手段の出力に基づき目標中立位置演算
手段によりハンドルの目標中立位置を演算して、演算さ
れた目標中立位置に応じて補正手段により補助操舵トル
クの補正を行なう。
に、請求項１記載の本発明のパワーステアリング装置で
は、ドライバのハンドル操舵時の操舵トルクの大きさに
応じて補助操舵トルクを出力することによりドライバの
ハンドル操舵をアシストするとともに、走行中の道路条
件及び／又は車両条件を走行条件検出手段により検出
し、走行条件検出手段の出力に基づき目標中立位置演算
手段によりハンドルの目標中立位置を演算して、演算さ
れた目標中立位置に応じて補正手段により補助操舵トル
クの補正を行なう。
【０００９】また、請求項２記載の本発明のパワーステ
アリング装置では、走行条件検出手段としてハンドルの
操舵角を検出する操舵角検出手段をそなえ、目標中立位
置演算手段は、操舵角検出手段で検出された過去所定時
間内の操舵角情報の中から所要の操舵角情報を選定し、
選定した操舵角情報の平均値に基づき目標中立位置を演
算する。
アリング装置では、走行条件検出手段としてハンドルの
操舵角を検出する操舵角検出手段をそなえ、目標中立位
置演算手段は、操舵角検出手段で検出された過去所定時
間内の操舵角情報の中から所要の操舵角情報を選定し、
選定した操舵角情報の平均値に基づき目標中立位置を演
算する。
【００１０】この補正された補助操舵トルクの付与によ
り、ハンドルの中立位置は道路条件及び／又は車両条件
に応じた位置に変更され、ドライバの操舵負担が軽減さ
れる。
り、ハンドルの中立位置は道路条件及び／又は車両条件
に応じた位置に変更され、ドライバの操舵負担が軽減さ
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態
としてのパワーステアリング装置を示すものであるが、
本パワーステアリング装置は、従来のパワーステアリン
グ装置と同様に、ドライバのハンドル操舵時の操舵トル
クと自車両の車速とに応じて補助操舵トルクの大きさを
制御しながらも、カント路等の道路条件やタイヤの片減
り等の車両条件に応じてハンドル中立位置を変化させド
ライバの操舵負担の軽減を図ったものである。
施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態
としてのパワーステアリング装置を示すものであるが、
本パワーステアリング装置は、従来のパワーステアリン
グ装置と同様に、ドライバのハンドル操舵時の操舵トル
クと自車両の車速とに応じて補助操舵トルクの大きさを
制御しながらも、カント路等の道路条件やタイヤの片減
り等の車両条件に応じてハンドル中立位置を変化させド
ライバの操舵負担の軽減を図ったものである。
【００１２】また、本実施形態では、直流モータ１１の
回転トルクによってドライバの操舵操作をアシストする
電動パワーステアリング装置として本発明のパワーステ
アリング装置を構成した場合について説明する。このた
め、図１に示すように、本パワーステアリング装置で
は、ドライバがハンドルを操舵操作する際の操舵トルク
Ｔd を検出する操舵トルクセンサ１と、自車両の車速Ｖ
を検出する車速センサ２とがそなえられるとともに、車
両条件、即ち、ドライバの操舵操作時のハンドル角（操
舵角）θを検出する走行条件検出手段としての操舵角セ
ンサ（操舵角検出手段）３と、車体に作用する横加速度
を検出する横加速度センサ４と、ウインカの作動を検出
するためのウインカスイッチ（ウインカＳＷ）５とがそ
なえられている。
回転トルクによってドライバの操舵操作をアシストする
電動パワーステアリング装置として本発明のパワーステ
アリング装置を構成した場合について説明する。このた
め、図１に示すように、本パワーステアリング装置で
は、ドライバがハンドルを操舵操作する際の操舵トルク
Ｔd を検出する操舵トルクセンサ１と、自車両の車速Ｖ
を検出する車速センサ２とがそなえられるとともに、車
両条件、即ち、ドライバの操舵操作時のハンドル角（操
舵角）θを検出する走行条件検出手段としての操舵角セ
ンサ（操舵角検出手段）３と、車体に作用する横加速度
を検出する横加速度センサ４と、ウインカの作動を検出
するためのウインカスイッチ（ウインカＳＷ）５とがそ
なえられている。
【００１３】そして、これらのセンサ類１〜５の検出情
報に基づいてパワーステアリング機構１０を制御する制
御手段１００がそなえられており、制御手段１００は、
直流モータ１１へ供給する電流値を制御することによ
り、センサ１〜３の検出情報に基づき設定した補助操舵
トルクをパワーステアリング機構１０から発生させるよ
うになっている。
報に基づいてパワーステアリング機構１０を制御する制
御手段１００がそなえられており、制御手段１００は、
直流モータ１１へ供給する電流値を制御することによ
り、センサ１〜３の検出情報に基づき設定した補助操舵
トルクをパワーステアリング機構１０から発生させるよ
うになっている。
【００１４】なお、パワーステアリング機構１０は、図
１に示すように、直流モータ１１と、直流モータ１１の
出力軸に連結されたウォーム軸１２ａ及びウォーム軸１
２ａと噛み合って駆動されるウォームホイール軸１２ｂ
からなる減速機１２と、ウォームホイール軸１２ｂと、
ラック軸１４の歯部１４ａに噛み合うピニオン軸１３と
をそなえている。このような構成により、パワーステア
リング機構１０では、直流モータ１１で発生する回転ト
ルクを減速機１２において増幅させ、補助操舵トルクと
してピニオン軸１３を介してラック軸１４に伝達するこ
とにより、ドライバの操舵操作をアシストするようにな
っている。なお、ドライバがハンドルを操舵することで
生じる操舵トルクは、図示しないステアリングシャフト
を介してラック軸１４に伝達されるようになっている。
１に示すように、直流モータ１１と、直流モータ１１の
出力軸に連結されたウォーム軸１２ａ及びウォーム軸１
２ａと噛み合って駆動されるウォームホイール軸１２ｂ
からなる減速機１２と、ウォームホイール軸１２ｂと、
ラック軸１４の歯部１４ａに噛み合うピニオン軸１３と
をそなえている。このような構成により、パワーステア
リング機構１０では、直流モータ１１で発生する回転ト
ルクを減速機１２において増幅させ、補助操舵トルクと
してピニオン軸１３を介してラック軸１４に伝達するこ
とにより、ドライバの操舵操作をアシストするようにな
っている。なお、ドライバがハンドルを操舵することで
生じる操舵トルクは、図示しないステアリングシャフト
を介してラック軸１４に伝達されるようになっている。
【００１５】ここで、制御手段１００の内部構成及び機
能について詳述すると、制御手段１００には、ローパス
フィルタ１０５，目標中立位置演算手段１０６，モータ
電流値算出駆動手段１１０がそなえられている。そし
て、この制御手段１００には、上述の各センサ類１〜５
の検出情報が入力されるようになっており、目標中立位
置演算手段１０６，モータ電流値算出駆動手段１１０で
は、これらの検出情報、即ち、操舵トルクＴd ，車速
Ｖ，操舵角θ，横加速度Ｇ，ウインカのオン／オフに基
づき処理を行なうようになっている。
能について詳述すると、制御手段１００には、ローパス
フィルタ１０５，目標中立位置演算手段１０６，モータ
電流値算出駆動手段１１０がそなえられている。そし
て、この制御手段１００には、上述の各センサ類１〜５
の検出情報が入力されるようになっており、目標中立位
置演算手段１０６，モータ電流値算出駆動手段１１０で
は、これらの検出情報、即ち、操舵トルクＴd ，車速
Ｖ，操舵角θ，横加速度Ｇ，ウインカのオン／オフに基
づき処理を行なうようになっている。
【００１６】まず、モータ電流値算出駆動手段１１０に
ついて説明すると、モータ電流値算出駆動手段１１０
は、直流モータ１１に供給すべき電流値を算出し、算出
した電流を直流モータ１１に供給して駆動する機能を有
しており、モータ電流値算出手段１１１，モータ電流値
補正手段（補正手段）１１２，モータ駆動手段１１３か
ら構成されている。
ついて説明すると、モータ電流値算出駆動手段１１０
は、直流モータ１１に供給すべき電流値を算出し、算出
した電流を直流モータ１１に供給して駆動する機能を有
しており、モータ電流値算出手段１１１，モータ電流値
補正手段（補正手段）１１２，モータ駆動手段１１３か
ら構成されている。
【００１７】モータ電流値算出手段１１１は、直流モー
タ１１に供給すべき電流値を算出する手段である。直流
モータ１１では、供給された電流値の大きさに比例した
回転トルクＴr が発生し、ラック軸１４には、この回転
トルクＴr が増幅されて補助操舵トルクＴとして付与さ
れるようになる。このため、モータ電流値算出手段１０
７では、まず、ラック軸１４に付与すべき基本補助操舵
トルクＴ0 を設定し、その基本補助操舵トルクＴ0 の大
きさに応じた電流値を算出するようになっている。
タ１１に供給すべき電流値を算出する手段である。直流
モータ１１では、供給された電流値の大きさに比例した
回転トルクＴr が発生し、ラック軸１４には、この回転
トルクＴr が増幅されて補助操舵トルクＴとして付与さ
れるようになる。このため、モータ電流値算出手段１０
７では、まず、ラック軸１４に付与すべき基本補助操舵
トルクＴ0 を設定し、その基本補助操舵トルクＴ0 の大
きさに応じた電流値を算出するようになっている。
【００１８】ここでの基本補助操舵トルクＴ0 の大きさ
は、従来の電動パワーステアリング装置と同様に、操舵
トルクＴd と車速Ｖとに応じたマップにより設定される
ようになっている〔即ち、Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ
（Ｔd ）〕。つまり、操舵トルクＴd が小さい時、ま
た、車速Ｖが小さい時には、大きなアシストによりドラ
イバの操舵負担を軽減し、操舵トルクＴd が大きくなる
に連れ、また、車速Ｖが大きくなるに連れ、アシストを
低減してしっかりした手応えのある操舵感が得られるよ
うな基本補助操舵トルクＴ0 の設定となっているのであ
る。
は、従来の電動パワーステアリング装置と同様に、操舵
トルクＴd と車速Ｖとに応じたマップにより設定される
ようになっている〔即ち、Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ
（Ｔd ）〕。つまり、操舵トルクＴd が小さい時、ま
た、車速Ｖが小さい時には、大きなアシストによりドラ
イバの操舵負担を軽減し、操舵トルクＴd が大きくなる
に連れ、また、車速Ｖが大きくなるに連れ、アシストを
低減してしっかりした手応えのある操舵感が得られるよ
うな基本補助操舵トルクＴ0 の設定となっているのであ
る。
【００１９】次に、モータ電流値補正手段１１２は、モ
ータ電流値算出手段１１１で算出された電流値に走行路
の条件に応じた補正電流を加算し、この補正電流による
保舵補助トルクΔＴによって補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ
0 ＋ΔＴ）を適宜制御する手段である。具体的には、モ
ータ電流値補正手段１１２は、目標中立位置演算手段１
０６で演算されたハンドルの目標中立操舵角（目標中立
位置）θobj に基づき補正トルクΔＴを算出し、保舵補
助トルクΔＴに応じた補正電流を設定するようになって
いる。
ータ電流値算出手段１１１で算出された電流値に走行路
の条件に応じた補正電流を加算し、この補正電流による
保舵補助トルクΔＴによって補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ
0 ＋ΔＴ）を適宜制御する手段である。具体的には、モ
ータ電流値補正手段１１２は、目標中立位置演算手段１
０６で演算されたハンドルの目標中立操舵角（目標中立
位置）θobj に基づき補正トルクΔＴを算出し、保舵補
助トルクΔＴに応じた補正電流を設定するようになって
いる。
【００２０】目標中立位置演算手段１０６では、目標中
立操舵角θobj を、操舵角センサ３から周期的に入力さ
れる操舵角θの過去所定時間の平均値に基づき演算する
ようになっている。ただし、操舵角センサ３と目標中立
位置演算手段１０６との間には、ローパスフィルタ１０
５が設けられているため、速い操舵角変化の領域の情報
は排除され、緩やかな操舵領域の操舵角情報のみが抽出
されて目標中立位置演算手段１０６に入力されるように
なっている。
立操舵角θobj を、操舵角センサ３から周期的に入力さ
れる操舵角θの過去所定時間の平均値に基づき演算する
ようになっている。ただし、操舵角センサ３と目標中立
位置演算手段１０６との間には、ローパスフィルタ１０
５が設けられているため、速い操舵角変化の領域の情報
は排除され、緩やかな操舵領域の操舵角情報のみが抽出
されて目標中立位置演算手段１０６に入力されるように
なっている。
【００２１】また、目標中立位置演算手段１０６には、
横加速度センサ４からは横加速度Ｇの測定値が入力さ
れ、ウインカＳＷ５からはウインカの作動を示すウイン
カ信号が入力されるようになっており、目標中立位置演
算手段１０６では、横加速度Ｇが所定値（例えば、０．
２Ｇ）以上のときや、ウインカ信号が入力されていると
きに測定された操舵角θは、演算の対象から排除するよ
うになっている。これは、横加速度Ｇが所定値以上の場
合や、ウインカ信号が入力される場合は、例えば、ドラ
イバの故意による急旋回や右左折，レーンチェンジ等
の、定常的でない範囲の旋回の可能性が高いため、この
ような範囲のデータを排除したものである。
横加速度センサ４からは横加速度Ｇの測定値が入力さ
れ、ウインカＳＷ５からはウインカの作動を示すウイン
カ信号が入力されるようになっており、目標中立位置演
算手段１０６では、横加速度Ｇが所定値（例えば、０．
２Ｇ）以上のときや、ウインカ信号が入力されていると
きに測定された操舵角θは、演算の対象から排除するよ
うになっている。これは、横加速度Ｇが所定値以上の場
合や、ウインカ信号が入力される場合は、例えば、ドラ
イバの故意による急旋回や右左折，レーンチェンジ等
の、定常的でない範囲の旋回の可能性が高いため、この
ような範囲のデータを排除したものである。
【００２２】従って、例えば、図２に示すように、操舵
角センサ３からローパスフィルタ１０５を介して操舵角
θの測定値が所定の周期で入力され、過去所定時間ｔ0
内にθ(1) からθ(n) までのｎ点の操舵角測定値が得ら
れた場合、目標中立位置演算手段１０６は、横加速度が
０．２Ｇを越えている間のθ(i) からθ(j) まで、及
び、ウインカ信号が入力されている間のθ(k) からθ
(l) までを排除して、残りの〔ｎ−（ｊ−ｉ＋１）−
（ｌ−ｋ＋１）〕点の操舵角θの平均値から目標中立操
舵角θobj を算出するようになっている。
角センサ３からローパスフィルタ１０５を介して操舵角
θの測定値が所定の周期で入力され、過去所定時間ｔ0
内にθ(1) からθ(n) までのｎ点の操舵角測定値が得ら
れた場合、目標中立位置演算手段１０６は、横加速度が
０．２Ｇを越えている間のθ(i) からθ(j) まで、及
び、ウインカ信号が入力されている間のθ(k) からθ
(l) までを排除して、残りの〔ｎ−（ｊ−ｉ＋１）−
（ｌ−ｋ＋１）〕点の操舵角θの平均値から目標中立操
舵角θobj を算出するようになっている。
【００２３】なお、目標中立操舵角θobj には、上限値
θlimit 及び下限値−θlimit （例えば、θlimit ＝５
ｄｅｇ）が設けられており、過去所定時間における操舵
角θの平均値がこれらの上限値θlimit 又は下限値−θ
limit を越える場合には、目標中立操舵角θobj は上限
値θlimit 又は下限値−θlimit に設定されるようにな
っている。
θlimit 及び下限値−θlimit （例えば、θlimit ＝５
ｄｅｇ）が設けられており、過去所定時間における操舵
角θの平均値がこれらの上限値θlimit 又は下限値−θ
limit を越える場合には、目標中立操舵角θobj は上限
値θlimit 又は下限値−θlimit に設定されるようにな
っている。
【００２４】モータ電流値補正手段１１２では、このよ
うにして目標中立位置演算手段１０６で演算される目標
中立操舵角θobj に基づき、例えば、図３に示すように
して保舵補助トルクΔＴを設定するようになっている。
図３において、直線Ａは、カント等のない平坦路におけ
るハンドル操舵角θとその操舵角θを維持するためにド
ライバが加えるべき保舵トルクＴa との関係を示したも
のである。この場合は、操舵角θが０となるハンドル位
置、即ち、車両が直進するときのハンドル位置が中立位
置となり、操舵角θが中立位置（θ＝０）からずれるに
従い大きな保舵トルクＴa が必要となる。つまり、直線
Ａの傾きをＫとすると、保舵トルクＴa はＴa ＝Ｋ×θ
で表される。したがって、カント路を走行している場合
のように一定のハンドル操舵角θを保持するような場合
には、ドライバは、常に一定の保舵トルクＴa （Ｔa ＝
Ｋ×θ）を加え続けなければならず負担が大きい。
うにして目標中立位置演算手段１０６で演算される目標
中立操舵角θobj に基づき、例えば、図３に示すように
して保舵補助トルクΔＴを設定するようになっている。
図３において、直線Ａは、カント等のない平坦路におけ
るハンドル操舵角θとその操舵角θを維持するためにド
ライバが加えるべき保舵トルクＴa との関係を示したも
のである。この場合は、操舵角θが０となるハンドル位
置、即ち、車両が直進するときのハンドル位置が中立位
置となり、操舵角θが中立位置（θ＝０）からずれるに
従い大きな保舵トルクＴa が必要となる。つまり、直線
Ａの傾きをＫとすると、保舵トルクＴa はＴa ＝Ｋ×θ
で表される。したがって、カント路を走行している場合
のように一定のハンドル操舵角θを保持するような場合
には、ドライバは、常に一定の保舵トルクＴa （Ｔa ＝
Ｋ×θ）を加え続けなければならず負担が大きい。
【００２５】そこで、モータ電流値補正手段１１２で
は、目標中立操舵角θobj が入力されると、この目標中
立操舵角θobj における保舵トルクＴa が０となるよう
に、即ち、、操舵角θが目標中立操舵角θobj となる位
置が中立位置となるように、ドライバが加える保舵トル
クＴa をアシストするように保舵補助トルクΔＴを設定
するようになっている。
は、目標中立操舵角θobj が入力されると、この目標中
立操舵角θobj における保舵トルクＴa が０となるよう
に、即ち、、操舵角θが目標中立操舵角θobj となる位
置が中立位置となるように、ドライバが加える保舵トル
クＴa をアシストするように保舵補助トルクΔＴを設定
するようになっている。
【００２６】この場合、ハンドル操舵角θと保舵トルク
Ｔa との関係を示す直線Ｂは、直線ＡをＸ軸方向にθ
obj だけ平行移動したものとなり、設定された保舵補助
トルクΔＴの値は直線ＢのＹ切片に対応している。つま
り、保舵補助トルクΔＴはΔＴ＝−Ｋ×θobj で示され
る値に設定されるようになっており、これにより、一定
の操舵角θを維持するためにドライバが加えるべき保舵
トルクＴa は、Ｔa ＝Ｋ×（θ−θobj ）となる。な
お、直線Ｃ，Ｄはそれぞれ、目標中立操舵角θobjが上
限値θlimit ，下限値−θlimit に設定された場合のハ
ンドル操舵角θと保舵トルクＴa との関係を示してお
り、それぞれのＹ切片が保舵補助トルクΔＴの最大値及
び最小値に対応している。
Ｔa との関係を示す直線Ｂは、直線ＡをＸ軸方向にθ
obj だけ平行移動したものとなり、設定された保舵補助
トルクΔＴの値は直線ＢのＹ切片に対応している。つま
り、保舵補助トルクΔＴはΔＴ＝−Ｋ×θobj で示され
る値に設定されるようになっており、これにより、一定
の操舵角θを維持するためにドライバが加えるべき保舵
トルクＴa は、Ｔa ＝Ｋ×（θ−θobj ）となる。な
お、直線Ｃ，Ｄはそれぞれ、目標中立操舵角θobjが上
限値θlimit ，下限値−θlimit に設定された場合のハ
ンドル操舵角θと保舵トルクＴa との関係を示してお
り、それぞれのＹ切片が保舵補助トルクΔＴの最大値及
び最小値に対応している。
【００２７】モータ電流値補正手段１１２では、このよ
うにして設定された保舵補助トルクΔＴに応じた補正電
流を算出し、モータ電流値算出手段１１１で算出された
電流値に加算するようになっている。こうして、モータ
電流値算出手段１１１で算出され、モータ電流値補正手
段１１２で適宜の補正が施された電流値は、モータ駆動
手段１１３に入力されるようになっている。モータ駆動
手段１１３は、入力された電流値に応じた電流を直流モ
ータ１１に供給するようになっており、直流モータ１１
が出力する回転トルクが減速機１２で増幅されて、補助
操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ0 ＋ΔＴ）としてラック軸１４に
入力されるようになっている。
うにして設定された保舵補助トルクΔＴに応じた補正電
流を算出し、モータ電流値算出手段１１１で算出された
電流値に加算するようになっている。こうして、モータ
電流値算出手段１１１で算出され、モータ電流値補正手
段１１２で適宜の補正が施された電流値は、モータ駆動
手段１１３に入力されるようになっている。モータ駆動
手段１１３は、入力された電流値に応じた電流を直流モ
ータ１１に供給するようになっており、直流モータ１１
が出力する回転トルクが減速機１２で増幅されて、補助
操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ0 ＋ΔＴ）としてラック軸１４に
入力されるようになっている。
【００２８】本発明の一実施形態としてのパワーステア
リング装置は上述のごとく構成されているので、例え
ば、図４に示すようなフローで、走行路の条件に応じた
ハンドル操舵角の中立位置の制御が行なわれる。まず、
本パワーステアリング装置では、操舵トルクセンサ１，
車速センサ２，操舵角センサ３，横加速度センサ４によ
り、操舵トルクＴd ，車速Ｖ，操舵角θ，横加速度Ｇを
検出し、また、ウインカＳＷ５によりウインカの作動を
検出する（ステップＳ１００）。
リング装置は上述のごとく構成されているので、例え
ば、図４に示すようなフローで、走行路の条件に応じた
ハンドル操舵角の中立位置の制御が行なわれる。まず、
本パワーステアリング装置では、操舵トルクセンサ１，
車速センサ２，操舵角センサ３，横加速度センサ４によ
り、操舵トルクＴd ，車速Ｖ，操舵角θ，横加速度Ｇを
検出し、また、ウインカＳＷ５によりウインカの作動を
検出する（ステップＳ１００）。
【００２９】そして、モータ電流値算出手段１１１で
は、測定した操舵トルクＴd と車速Ｖとに基づき基本補
助操舵トルクＴ0 を設定する。即ち、操舵トルクＴd が
小さい時、また、車速Ｖが小さい時には大きなアシスト
が得られ、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、また、
車速Ｖが大きくなるに連れアシスト量が減少するように
基本補助操舵トルクＴ0 〔Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ
（Ｔd ）〕を設定する。そして、この基本補助操舵トル
クＴ0 に対応した回転トルクを発生させるべく直流モー
タ１１に供給すべき電流値を算出する（ステップＳ１１
０）。
は、測定した操舵トルクＴd と車速Ｖとに基づき基本補
助操舵トルクＴ0 を設定する。即ち、操舵トルクＴd が
小さい時、また、車速Ｖが小さい時には大きなアシスト
が得られ、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、また、
車速Ｖが大きくなるに連れアシスト量が減少するように
基本補助操舵トルクＴ0 〔Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ
（Ｔd ）〕を設定する。そして、この基本補助操舵トル
クＴ0 に対応した回転トルクを発生させるべく直流モー
タ１１に供給すべき電流値を算出する（ステップＳ１１
０）。
【００３０】一方、目標中立位置演算手段１０６では、
まず、操舵角センサ３からローパスフィルタ１０５を介
して所定の周期で入力される操舵角θの測定値から、横
加速度が所定値（例えば、０．２Ｇ）を越えているとき
の測定値と、ウインカ信号が入力されている間の測定値
とを排除し、残りの操舵角θの測定値を中立操舵角の演
算のための情報として抽出する（ステップＳ１２０）。
まず、操舵角センサ３からローパスフィルタ１０５を介
して所定の周期で入力される操舵角θの測定値から、横
加速度が所定値（例えば、０．２Ｇ）を越えているとき
の測定値と、ウインカ信号が入力されている間の測定値
とを排除し、残りの操舵角θの測定値を中立操舵角の演
算のための情報として抽出する（ステップＳ１２０）。
【００３１】そして、抽出した操舵角θの測定値の過去
所定時間における平均値を算出し、目標中立操舵角θ
obj とする。ただし、目標中立操舵角θobj には、上限
値θli mit 及び下限値−θlimit （例えば、θlimit ＝
５ｄｅｇ）が設けられており、過去所定時間における操
舵角θの平均値がこれらの上限値θlimit 又は下限値−
θlimit を越える場合には、目標中立操舵角θobj は上
限値θlimit 又は下限値−θlimit に設定される（ステ
ップＳ１３０）。
所定時間における平均値を算出し、目標中立操舵角θ
obj とする。ただし、目標中立操舵角θobj には、上限
値θli mit 及び下限値−θlimit （例えば、θlimit ＝
５ｄｅｇ）が設けられており、過去所定時間における操
舵角θの平均値がこれらの上限値θlimit 又は下限値−
θlimit を越える場合には、目標中立操舵角θobj は上
限値θlimit 又は下限値−θlimit に設定される（ステ
ップＳ１３０）。
【００３２】基本補助操舵トルクＴ0 に対応した電流値
が算出され、また、目標中立操舵角θobj が算出される
と、モータ電流値補正手段１１２では、目標中立操舵角
θob j に応じて保舵補助トルクΔＴを設定し、保舵補助
トルクΔＴに応じた補正電流を基本補助操舵トルクＴ0
に対応した電流値に加算する。これにより、パワーステ
アリング装置１０からラック軸１４へは、基本補助操舵
トルクＴ0 〔Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ（Ｔd ）〕に
保舵補助トルクΔＴ（ΔＴ＝−Ｋ×θobj ）が加算され
た値の補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ0 ＋ΔＴ）が出力さ
れ、ドライバは車速Ｖや操舵トルクＴd に応じた操舵ア
シストが受けられるとともに、ハンドルの中立位置が走
行路や車両の条件に応じて変化するので、保舵時の負担
も軽減される（ステップＳ１４０）。
が算出され、また、目標中立操舵角θobj が算出される
と、モータ電流値補正手段１１２では、目標中立操舵角
θob j に応じて保舵補助トルクΔＴを設定し、保舵補助
トルクΔＴに応じた補正電流を基本補助操舵トルクＴ0
に対応した電流値に加算する。これにより、パワーステ
アリング装置１０からラック軸１４へは、基本補助操舵
トルクＴ0 〔Ｔ0 ＝ｍａｐ（Ｖ）＋ｍａｐ（Ｔd ）〕に
保舵補助トルクΔＴ（ΔＴ＝−Ｋ×θobj ）が加算され
た値の補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｔ0 ＋ΔＴ）が出力さ
れ、ドライバは車速Ｖや操舵トルクＴd に応じた操舵ア
シストが受けられるとともに、ハンドルの中立位置が走
行路や車両の条件に応じて変化するので、保舵時の負担
も軽減される（ステップＳ１４０）。
【００３３】このように、本パワーステアリング装置に
よれば、過去の所定時間における操舵角θの平均値に基
づき目標中立操舵角θobj を演算し、操舵角θがこの目
標中立操舵角θobj にあるときの保舵トルクＴa が０と
なるように、保舵補助トルクΔＴを設定するようになっ
ているので、カント路が長く続くような道路条件や、タ
イヤが片減りしたような車両条件における、ドライバの
操舵負担が軽減されるという利点がある。
よれば、過去の所定時間における操舵角θの平均値に基
づき目標中立操舵角θobj を演算し、操舵角θがこの目
標中立操舵角θobj にあるときの保舵トルクＴa が０と
なるように、保舵補助トルクΔＴを設定するようになっ
ているので、カント路が長く続くような道路条件や、タ
イヤが片減りしたような車両条件における、ドライバの
操舵負担が軽減されるという利点がある。
【００３４】また、目標中立操舵角θobj の演算にあた
っては、ローパスフィルタ１０５によって緩やかな操舵
領域の操舵角情報のみを抽出し、さらに、横加速度Ｇが
所定値以上の場合やウインカが作動しているときの操舵
角情報を排除するようになっているので、ふらつき運転
やレーンチェンジ等の道路条件や車両条件とは関係ない
操舵成分を除去することができ、正確な目標中立操舵角
θobj の演算を可能にすることができる。
っては、ローパスフィルタ１０５によって緩やかな操舵
領域の操舵角情報のみを抽出し、さらに、横加速度Ｇが
所定値以上の場合やウインカが作動しているときの操舵
角情報を排除するようになっているので、ふらつき運転
やレーンチェンジ等の道路条件や車両条件とは関係ない
操舵成分を除去することができ、正確な目標中立操舵角
θobj の演算を可能にすることができる。
【００３５】また、本パワーステアリング装置は、機械
構成としては従来の電動パワーステアリング装置の構成
をそのまま利用することができるため、低コストで上述
の効果が得られるとともに、フェイルセーフについても
従来の電動パワーステアリング装置と同様の処理によっ
て行なうことができる利点もある。なお、本発明は上述
した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。例えば、上述の実施形態では、ハンドルの操舵角θ
の履歴から、操舵角の平均値という、間接的に路面の傾
斜角や車体の傾斜角をあらわすパラメータを演算し、そ
れに応じて保舵補助トルクΔＴを設定するようになって
いるが、走行条件検出手段として傾斜計をそなえ、この
傾斜計により直接路面の傾斜角や車体の傾斜角を計測
し、計測した傾斜角に応じて保舵補助トルクΔＴを設定
するようにしてもよい。また、路面の傾斜角情報につい
ては、ナビゲーション情報やビーコン等の路車間通信に
よって入手するようにしてもよい。
構成としては従来の電動パワーステアリング装置の構成
をそのまま利用することができるため、低コストで上述
の効果が得られるとともに、フェイルセーフについても
従来の電動パワーステアリング装置と同様の処理によっ
て行なうことができる利点もある。なお、本発明は上述
した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。例えば、上述の実施形態では、ハンドルの操舵角θ
の履歴から、操舵角の平均値という、間接的に路面の傾
斜角や車体の傾斜角をあらわすパラメータを演算し、そ
れに応じて保舵補助トルクΔＴを設定するようになって
いるが、走行条件検出手段として傾斜計をそなえ、この
傾斜計により直接路面の傾斜角や車体の傾斜角を計測
し、計測した傾斜角に応じて保舵補助トルクΔＴを設定
するようにしてもよい。また、路面の傾斜角情報につい
ては、ナビゲーション情報やビーコン等の路車間通信に
よって入手するようにしてもよい。
【００３６】さらに、上述の実施形態では、本発明のパ
ワーステアリング装置を電動パワーステアリング装置に
適用した場合について説明したが、油圧式パワーステア
リング装置へ適用することも可能である。この場合は、
例えば、油圧機構と並列に電動モータをそなえ、その電
動モータの回転トルクを操舵角に応じて制御するように
すればよい。
ワーステアリング装置を電動パワーステアリング装置に
適用した場合について説明したが、油圧式パワーステア
リング装置へ適用することも可能である。この場合は、
例えば、油圧機構と並列に電動モータをそなえ、その電
動モータの回転トルクを操舵角に応じて制御するように
すればよい。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のパワーステアリング装置によれば、走行中の道路
条件及び／又は車両条件に応じて演算された目標中立位
置に応じて補助操舵トルクの補正が行なわれるようにな
っているので、ハンドルの中立位置が道路条件及び／又
は車両条件に応じた位置に変更され、ドライバの保舵時
の負担が軽減されるという利点がある。
発明のパワーステアリング装置によれば、走行中の道路
条件及び／又は車両条件に応じて演算された目標中立位
置に応じて補助操舵トルクの補正が行なわれるようにな
っているので、ハンドルの中立位置が道路条件及び／又
は車両条件に応じた位置に変更され、ドライバの保舵時
の負担が軽減されるという利点がある。
【００３８】また、請求項２記載の本発明のパワーステ
アリング装置によれば、過去所定時間内の操舵角情報の
中から所要の操舵角情報を選定し、選定した操舵角情報
の平均値に基づき演算された目標中立位置に応じて補助
操舵トルクの補正が行なわれるようになっているので、
一定の傾斜角のカント路が長く続くような走行条件や、
タイヤが片減りしたような車両条件における、ドライバ
の操舵負担が軽減されるという利点がある。
アリング装置によれば、過去所定時間内の操舵角情報の
中から所要の操舵角情報を選定し、選定した操舵角情報
の平均値に基づき演算された目標中立位置に応じて補助
操舵トルクの補正が行なわれるようになっているので、
一定の傾斜角のカント路が長く続くような走行条件や、
タイヤが片減りしたような車両条件における、ドライバ
の操舵負担が軽減されるという利点がある。
【図１】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置の構成を示す機能ブロック図である。
グ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置にかかる目標中立操舵角θobj の算出について説
明するための図である。
グ装置にかかる目標中立操舵角θobj の算出について説
明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置にかかる目標中立操舵角θobj に応じた保舵補助
トルクΔＴの設定例を示す図である。
グ装置にかかる目標中立操舵角θobj に応じた保舵補助
トルクΔＴの設定例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置の処理の流れを示すフローチャートである。
グ装置の処理の流れを示すフローチャートである。
１ 操舵トルクセンサ ２ 車速センサ ３ 操舵角センサ（走行条件検出手段としての操舵角検
出手段） ４ 横加速度センサ ５ ウインカＳＷ １０ パワーステアリング機構 １１ 直流モータ １２ 減速機 １３ ピニオン軸 １４ ラック軸 １００ 制御手段 １０５ ローパスフィルタ １０６ 目標中立位置演算手段 １１０ モータ電流値算出駆動手段 １１１ モータ電流値算出手段 １１２ モータ電流値補正手段（補正手段） １１３ モータ駆動手段
出手段） ４ 横加速度センサ ５ ウインカＳＷ １０ パワーステアリング機構 １１ 直流モータ １２ 減速機 １３ ピニオン軸 １４ ラック軸 １００ 制御手段 １０５ ローパスフィルタ １０６ 目標中立位置演算手段 １１０ モータ電流値算出駆動手段 １１１ モータ電流値算出手段 １１２ モータ電流値補正手段（補正手段） １１３ モータ駆動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC01 DA03 DA15 DA19 DA23 DA29 DA83 DA87 DA88 DA91 DC04 DC09 DC12 DC33 DC35 DD02 EB11 EB13 EC02 EC23 GG01 3D033 CA03 CA11 CA13 CA14 CA16 CA17 CA21 CA24
Claims (2)
- 【請求項１】 ドライバのハンドル操舵時の操舵トルク
の大きさに応じて補助操舵トルクを出力し、該補助操舵
トルクによってドライバのハンドル操舵をアシストする
パワーステアリング装置において、 走行中の道路条件及び／又は車両条件を検出する走行条
件検出手段と、 該走行条件検出手段の出力に基づき該ハンドルの目標中
立位置を演算する目標中立位置演算手段と、 該目標中立位置演算手段で演算された該目標中立位置に
応じて該補助操舵トルクを補正する補正手段とをそなえ
たことを特徴とする、パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 該走行条件検出手段が、該ハンドルの操
舵角を検出する操舵角検出手段からなり、 該目標中立位置演算手段は、該操舵角検出手段で検出さ
れた過去所定時間内の操舵角情報の中から選定される所
要の操舵角情報の平均値に基づき目標中立位置を演算す
ることを特徴とする、請求項１記載のパワーステアリン
グ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33429698A JP3614005B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33429698A JP3614005B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000159135A true JP2000159135A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3614005B2 JP3614005B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=18275765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33429698A Expired - Fee Related JP3614005B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3614005B2 (ja) |
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-
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- 1998-11-25 JP JP33429698A patent/JP3614005B2/ja not_active Expired - Fee Related
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