JP2001130433A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- JP2001130433A JP2001130433A JP31804799A JP31804799A JP2001130433A JP 2001130433 A JP2001130433 A JP 2001130433A JP 31804799 A JP31804799 A JP 31804799A JP 31804799 A JP31804799 A JP 31804799A JP 2001130433 A JP2001130433 A JP 2001130433A
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- steering
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 後退時にも操舵上の違和感を運転者に与えず
に済むように改良された車両用操舵装置を提供する。 【解決手段】 反力トルク決定手段２２が決定した反力
トルク値の制御手段への入力を、車両進行方向の判別手
段３１での判別結果に応じて禁止するもの、あるいは、
反力トルク決定手段が決定した反力トルクの作用方向を
車両の進行方向に応じて逆向きにするものとする。これ
により、後退時には反力トルクが作用しないか、または
後退時にも適正な方向の反力トルクが作用するようにで
きる。
に済むように改良された車両用操舵装置を提供する。 【解決手段】 反力トルク決定手段２２が決定した反力
トルク値の制御手段への入力を、車両進行方向の判別手
段３１での判別結果に応じて禁止するもの、あるいは、
反力トルク決定手段が決定した反力トルクの作用方向を
車両の進行方向に応じて逆向きにするものとする。これ
により、後退時には反力トルクが作用しないか、または
後退時にも適正な方向の反力トルクが作用するようにで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用操舵装置に
関し、特に手動転舵力に対する付加転舵力を電動機で発
生するように構成された車両用操舵装置に関するもので
ある。
関し、特に手動転舵力に対する付加転舵力を電動機で発
生するように構成された車両用操舵装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】運転者の操舵力を軽減するための所謂パ
ワーステアリング装置として、ステアリングホイールに
加わる手動操舵力を電動機で補助するように構成すると
共に、ステアリングホイールに運転者が加えた操舵トル
クの検出信号の増幅度を車速や道路状況などに応じて変
化させることにより、最適な操舵トルクが常に得られる
ように電動機の出力を増減するようにしたものが知られ
ている（特公昭５０−３３５８４号公報など参照）。
ワーステアリング装置として、ステアリングホイールに
加わる手動操舵力を電動機で補助するように構成すると
共に、ステアリングホイールに運転者が加えた操舵トル
クの検出信号の増幅度を車速や道路状況などに応じて変
化させることにより、最適な操舵トルクが常に得られる
ように電動機の出力を増減するようにしたものが知られ
ている（特公昭５０−３３５８４号公報など参照）。
【０００３】この従来のパワーステアリング装置は、運
転者が操舵して初めて電動機が補助操舵トルクを発生す
るように構成されている。従って、走行中に強い横風を
受けたり、轍路を走行したりして車両の実走行ラインが
目標走行ラインを外れてしまう場合のような外乱による
転舵に対しては、このパワーステアリング装置の電動機
は駆動トルクを発生しない。しかも上記従来のパワース
テアリング装置は、一般に車両の横加速度並びにヨーレ
イトの一時的な増大に対しては補助操舵トルクが小さく
なるようにしている。そのため、外乱による車両の偏向
を抑えるためには、運転者自身がステアリングホイール
を操作しなければならないのだが、その偏向が大きけれ
ば大きいほど、修正に要する手動操舵トルクが大きくな
るという不都合があった。
転者が操舵して初めて電動機が補助操舵トルクを発生す
るように構成されている。従って、走行中に強い横風を
受けたり、轍路を走行したりして車両の実走行ラインが
目標走行ラインを外れてしまう場合のような外乱による
転舵に対しては、このパワーステアリング装置の電動機
は駆動トルクを発生しない。しかも上記従来のパワース
テアリング装置は、一般に車両の横加速度並びにヨーレ
イトの一時的な増大に対しては補助操舵トルクが小さく
なるようにしている。そのため、外乱による車両の偏向
を抑えるためには、運転者自身がステアリングホイール
を操作しなければならないのだが、その偏向が大きけれ
ば大きいほど、修正に要する手動操舵トルクが大きくな
るという不都合があった。
【０００４】そこで、例えば特開平５−１０５１００号
公報には、ヨーレート、横加速度などの車両挙動の検出
値に基づいて反力トルク値を決定すると共に、手動操舵
トルク値などに基づいて補助トルク値を決定し、これら
の反力トルク値と補助トルク値とに基づいて電動機の駆
動トルクを制御するようにしたものが提案されている。
公報には、ヨーレート、横加速度などの車両挙動の検出
値に基づいて反力トルク値を決定すると共に、手動操舵
トルク値などに基づいて補助トルク値を決定し、これら
の反力トルク値と補助トルク値とに基づいて電動機の駆
動トルクを制御するようにしたものが提案されている。
【０００５】この構成によれば、横風や路面の轍などに
よる外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高めて車
両の走行安定性を向上することができ、しかも雪道など
のようにタイヤと路面間の摩擦係数が低い路面での走行
時や低速走行時にも、ステアリングホイールの操舵力を
最適化し得る。
よる外乱が車両に作用した際の偏向抑制性能を高めて車
両の走行安定性を向上することができ、しかも雪道など
のようにタイヤと路面間の摩擦係数が低い路面での走行
時や低速走行時にも、ステアリングホイールの操舵力を
最適化し得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記構成の
車両用操舵装置においては、ヨーレートの向きに応じて
反力トルクの方向を定めている。ところが、車両の後退
時には、ヨーレートの向きが操向車輪の転舵方向とは逆
になる。そのため、後退時には反力トルクの作用方向が
前進時と逆転してしまい、後退時のステアリングホイー
ルの操舵力が運転者の意に反するものになるという欠点
がある。
車両用操舵装置においては、ヨーレートの向きに応じて
反力トルクの方向を定めている。ところが、車両の後退
時には、ヨーレートの向きが操向車輪の転舵方向とは逆
になる。そのため、後退時には反力トルクの作用方向が
前進時と逆転してしまい、後退時のステアリングホイー
ルの操舵力が運転者の意に反するものになるという欠点
がある。
【０００７】本発明は、このような従来技術に課せられ
た問題点を解消するべく案出されたものであり、その主
な目的は、後退時にも操舵上の違和感を運転者に与えず
に済むように改良された車両用操舵装置を提供すること
にある。
た問題点を解消するべく案出されたものであり、その主
な目的は、後退時にも操舵上の違和感を運転者に与えず
に済むように改良された車両用操舵装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、車両の操向車輪（６）に手
動転舵力を加えるための手動操舵手段（ステアリングホ
イール１）と、手動操舵トルクの検出手段（１２）と、
操向車輪に付加転舵力を加えるための電動機（９）と、
操舵トルクの検出値に基づいて付加転舵力に含まれる補
助トルク成分を決定するための補助トルク決定手段（２
１）と、車両挙動の検出手段（操舵角速度センサ１１、
ヨーレイトセンサ１５）の検出値に基づいて付加転舵力
に含まれる反力トルク成分を決定するための反力トルク
決定手段（２２）と、補助トルク値と反力トルク値との
合算値をもって電動機を制御するための制御手段（操舵
制御ユニット１７）とを有する車両用操舵装置におい
て、反力トルク決定手段が決定した反力トルク値の制御
手段への入力を、車両進行方向の判別手段（３１）での
判別結果に応じて禁止するための禁止手段（スイッチ３
２）をも有することを特徴とするもの、あるいは、反力
トルク決定手段が決定した反力トルクの作用方向を車両
の進行方向に応じて逆向きにするための切換手段（３
４）をも有することを特徴とするものとした。
ために、本発明においては、車両の操向車輪（６）に手
動転舵力を加えるための手動操舵手段（ステアリングホ
イール１）と、手動操舵トルクの検出手段（１２）と、
操向車輪に付加転舵力を加えるための電動機（９）と、
操舵トルクの検出値に基づいて付加転舵力に含まれる補
助トルク成分を決定するための補助トルク決定手段（２
１）と、車両挙動の検出手段（操舵角速度センサ１１、
ヨーレイトセンサ１５）の検出値に基づいて付加転舵力
に含まれる反力トルク成分を決定するための反力トルク
決定手段（２２）と、補助トルク値と反力トルク値との
合算値をもって電動機を制御するための制御手段（操舵
制御ユニット１７）とを有する車両用操舵装置におい
て、反力トルク決定手段が決定した反力トルク値の制御
手段への入力を、車両進行方向の判別手段（３１）での
判別結果に応じて禁止するための禁止手段（スイッチ３
２）をも有することを特徴とするもの、あるいは、反力
トルク決定手段が決定した反力トルクの作用方向を車両
の進行方向に応じて逆向きにするための切換手段（３
４）をも有することを特徴とするものとした。
【０００９】これによれば、後退時には反力トルクが作
用しないようにすることや、あるいは、後退時にも適正
な方向の反力トルクを作用させるようにすることが可能
となる。
用しないようにすることや、あるいは、後退時にも適正
な方向の反力トルクを作用させるようにすることが可能
となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。
明について詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用された車両用操舵装
置の概略構成を示す。この操舵装置は、ステアリングホ
イール１に一体結合されたステアリングシャフト２に自
在継手を有する連結軸３を介して連結され、ステアリン
グホイール１を介して手動操舵力が加えられるピニオン
４、及びピニオン４に噛合して車幅方向に往復動し得る
と共にタイロッド５を介して操向車輪としての左右の前
輪６のナックルアーム７にその両端が連結されたラック
軸８を有するラック・アンド・ピニオン機構と、電動パ
ワーステアリング装置としての補助操舵力をラック軸８
に加えるべく、ラック軸８の中間部に同軸的に配役され
た電動機９とからなっている。
置の概略構成を示す。この操舵装置は、ステアリングホ
イール１に一体結合されたステアリングシャフト２に自
在継手を有する連結軸３を介して連結され、ステアリン
グホイール１を介して手動操舵力が加えられるピニオン
４、及びピニオン４に噛合して車幅方向に往復動し得る
と共にタイロッド５を介して操向車輪としての左右の前
輪６のナックルアーム７にその両端が連結されたラック
軸８を有するラック・アンド・ピニオン機構と、電動パ
ワーステアリング装置としての補助操舵力をラック軸８
に加えるべく、ラック軸８の中間部に同軸的に配役され
た電動機９とからなっている。
【００１２】ラック・アンド・ピニオン機構のピニオン
４の近傍には、ステアリングホイール１の回転角速度を
検出するための操舵角速度センサ１１と、ピニオン４に
作用する手動操舵トルクを検出するための操舵トルクセ
ンサ１２とが設けられている。そしてこれら２つのセン
サ１１・１２の信号出力は、車両のヨーレイト（ヨーイ
ング角速度）に対応した信号を出力するためにヨーレイ
トセンサ１５と、車両の走行速度に対応した信号を出力
するための車速センサ１６の出力信号と共に、電動機９
の出力を制御するための操舵制御ユニット１７に入力さ
れている。
４の近傍には、ステアリングホイール１の回転角速度を
検出するための操舵角速度センサ１１と、ピニオン４に
作用する手動操舵トルクを検出するための操舵トルクセ
ンサ１２とが設けられている。そしてこれら２つのセン
サ１１・１２の信号出力は、車両のヨーレイト（ヨーイ
ング角速度）に対応した信号を出力するためにヨーレイ
トセンサ１５と、車両の走行速度に対応した信号を出力
するための車速センサ１６の出力信号と共に、電動機９
の出力を制御するための操舵制御ユニット１７に入力さ
れている。
【００１３】図２に示されるように、操舵制御ユニット
１７内には、電動パワーステアリング装置としての通常
の補助トルク成分を演算するための補助トルク決定手段
２１と、外乱入力に対して車両挙動を安定化するべくラ
ック・アンド・ピニオン機構のラック軸８に加える反力
トルク成分を演算するための反力トルク決定手段２２
と、補助トルク決定手段２１および反力トルク決定手段
２２から出力される各トルク値に応じて電動機９に与え
る目標電流を設定する目標電流決定手段２３と、その目
標電流に応じて電動機９に流す電流を制御する出力電流
制御手段２４とが設けられている。
１７内には、電動パワーステアリング装置としての通常
の補助トルク成分を演算するための補助トルク決定手段
２１と、外乱入力に対して車両挙動を安定化するべくラ
ック・アンド・ピニオン機構のラック軸８に加える反力
トルク成分を演算するための反力トルク決定手段２２
と、補助トルク決定手段２１および反力トルク決定手段
２２から出力される各トルク値に応じて電動機９に与え
る目標電流を設定する目標電流決定手段２３と、その目
標電流に応じて電動機９に流す電流を制御する出力電流
制御手段２４とが設けられている。
【００１４】補助トルク決定手段２１には、操舵角速度
センサ１１、トルクセンサ１２、及び車速センサ１６の
各検出信号が入力しており、これらに応じて目標補助ト
ルクＡＴが決定される。また反力トルク決定手段２２に
は、車両挙動検出手段としての操舵角速度センサ１１、
ヨーレイトセンサ１５、及び車速センサ１６の各検出信
号が入力しており、これらに応じて目標反力トルクＣＴ
が決定される。そして出力電流制御手段２４からの電流
制御信号が、操舵制御ユニット１７と電動機９との間に
設けられた駆動回路２５に入力され、駆動回路２５から
電動機９に対して駆動電流が供給され、かつ駆動回路２
５と出力電流制御手段２４との間で出力電流のフィード
バック制御が行われるようになっている。
センサ１１、トルクセンサ１２、及び車速センサ１６の
各検出信号が入力しており、これらに応じて目標補助ト
ルクＡＴが決定される。また反力トルク決定手段２２に
は、車両挙動検出手段としての操舵角速度センサ１１、
ヨーレイトセンサ１５、及び車速センサ１６の各検出信
号が入力しており、これらに応じて目標反力トルクＣＴ
が決定される。そして出力電流制御手段２４からの電流
制御信号が、操舵制御ユニット１７と電動機９との間に
設けられた駆動回路２５に入力され、駆動回路２５から
電動機９に対して駆動電流が供給され、かつ駆動回路２
５と出力電流制御手段２４との間で出力電流のフィード
バック制御が行われるようになっている。
【００１５】次に車両の進行方向判別手段３１について
説明する。
説明する。
【００１６】進行方向判別手段３１は、操舵トルクセン
サ１２からの操舵トルク信号とヨーレイトセンサ１５か
らのヨーレイト信号とから、現在の操舵トルク信号とヨ
ーレイト信号との関係が、図３に示すどの象限に存在す
るか判別し、第１象限→第２象限または第３象限→第４
象限の変化を検出をしたときは車両が後退していると判
断し、第２象限→第１象限または第４象限→第３象限の
変化を検出をしたときは車両が前進していると判断す
る。そしてこの判断結果を、禁止手段をなすスイッチ３
２に出力し、前進のときはスイッチ３２を閉じて通常の
補助トルク成分に反力トルク成分を加算する制御を行
い、後退の時はスイッチ３２を開いて補助トルク成分の
みを発生するように電動機９を制御する。
サ１２からの操舵トルク信号とヨーレイトセンサ１５か
らのヨーレイト信号とから、現在の操舵トルク信号とヨ
ーレイト信号との関係が、図３に示すどの象限に存在す
るか判別し、第１象限→第２象限または第３象限→第４
象限の変化を検出をしたときは車両が後退していると判
断し、第２象限→第１象限または第４象限→第３象限の
変化を検出をしたときは車両が前進していると判断す
る。そしてこの判断結果を、禁止手段をなすスイッチ３
２に出力し、前進のときはスイッチ３２を閉じて通常の
補助トルク成分に反力トルク成分を加算する制御を行
い、後退の時はスイッチ３２を開いて補助トルク成分の
みを発生するように電動機９を制御する。
【００１７】進行方向の判別は、図４に示すように、シ
フトポジションセンサ３３からの後退信号、つまり後退
灯を点灯させるリレーの接点などを用いても良い。また
シフトポジションセンサ３３からの信号のみでも制御可
能ではあるが、この信号と上記の進行方向判別手段３１
の信号とを故障診断手段３５に入力し、ここで両者の信
号間の矛盾を検知した時は、進行方向判別手段３１かシ
フトポジションセンサ３３のいずれかの故障と判断し、
スイッチ３２を開いて反力成分が加わらないようにすれ
ば、より一層信頼性を高められる。
フトポジションセンサ３３からの後退信号、つまり後退
灯を点灯させるリレーの接点などを用いても良い。また
シフトポジションセンサ３３からの信号のみでも制御可
能ではあるが、この信号と上記の進行方向判別手段３１
の信号とを故障診断手段３５に入力し、ここで両者の信
号間の矛盾を検知した時は、進行方向判別手段３１かシ
フトポジションセンサ３３のいずれかの故障と判断し、
スイッチ３２を開いて反力成分が加わらないようにすれ
ば、より一層信頼性を高められる。
【００１８】上記は、単に反力トルク成分が後退時は加
わらないようにしたが、この禁止手段３２に替えて、図
５に示すように、後退判別信号を切換手段３４に入力
し、後退時には反力トルクの符号を反転させることによ
り、反力トルクの作用方向が前進時の逆になるようにし
ても良い。またこれの場合も、図６に示すように、シフ
トポジションセンサ３３からの後退信号と進行方向判別
手段３１からの信号とを故障診断手段３５に入力し、故
障判断を行うようにすることができる。
わらないようにしたが、この禁止手段３２に替えて、図
５に示すように、後退判別信号を切換手段３４に入力
し、後退時には反力トルクの符号を反転させることによ
り、反力トルクの作用方向が前進時の逆になるようにし
ても良い。またこれの場合も、図６に示すように、シフ
トポジションセンサ３３からの後退信号と進行方向判別
手段３１からの信号とを故障診断手段３５に入力し、故
障判断を行うようにすることができる。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明によれば、車両の進行
方向を判別するための専用のセンサを設けずに、後退時
に反力トルク成分が操舵トルクに加わらないようにした
り、あるいは後退時の反力トルク成分の方向を適正化し
たりすることができるので、システム構成の複雑化を招
かずに後退時の操舵上の違和感を払拭する上に大きな効
果を奏することができる。
方向を判別するための専用のセンサを設けずに、後退時
に反力トルク成分が操舵トルクに加わらないようにした
り、あるいは後退時の反力トルク成分の方向を適正化し
たりすることができるので、システム構成の複雑化を招
かずに後退時の操舵上の違和感を払拭する上に大きな効
果を奏することができる。
【図１】本発明が適用される車両用操舵装置の概略構成
図
図
【図２】本発明の請求項１に関わる制御系のブロック図
【図３】進行方向判別に関わる説明図
【図４】本発明の請求項１に関わる制御系の変形例を示
すブロック図
すブロック図
【図５】本発明の請求項２に関わる制御系のブロック図
【図６】本発明の請求項２に関わる制御系の変形例を示
すブロック図
すブロック図
１ ステアリングホイール ６ 前輪 ９ 電動機 １１ 操舵角速度センサ １２ 操舵トルクセンサ １５ ヨーレイトセンサ １７ 操舵制御ユニット ２１ 補助トルク決定手段 ２２ 反力トルク決定手段 ３１ 進行方向判別手段 ３２ スイッチ（禁止手段） ３４ 切換手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC03 CC04 CC08 CC33 DA09 DA15 DA23 DA33 DA64 DA95 DB07 DB11 DC28 DD17 DE09 DE20 EA01 EB11 EB12 EC23 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA19 CA28 CA32
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の操向車輪に手動転舵力を加えるた
めの手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操舵
トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、前記操
向車輪に付加転舵力を加えるための電動機と、前記操舵
トルク検出手段の検出値に基づいて前記付加転舵力に含
まれる補助トルク成分を決定するための補助トルク決定
手段と、ヨーレイトを含む前記車両の挙動を検出するた
めの車両挙動検出手段と、該車両挙動検出手段の検出値
に基づいて前記付加転舵力に含まれる反力トルク成分を
決定するための反力トルク決定手段と、前記補助トルク
値と前記反力トルク値との合算値をもって前記電動機を
制御するための制御手段とを有する車両用操舵装置にお
いて、 車両の進行方向を判別するための進行方向判別手段と、 前記反力トルク決定手段が決定した反力トルク値の前記
制御手段への入力を前記進行方向判別手段での判別結果
に応じて禁止するための禁止手段とを有することを特徴
とする車両用操舵装置。 - 【請求項２】 車両の操向車輪に手動転舵力を加えるた
めの手動操舵手段と、該手動操舵手段に加えられた操舵
トルクを検出するための操舵トルク検出手段と、前記操
向車輪に付加転舵力を加えるための電動機と、前記操舵
トルク検出手段の検出値に基づいて前記付加転舵力に含
まれる補助トルク成分を決定するための補助トルク決定
手段と、ヨーレイトを含む前記車両の挙動を検出するた
めの車両挙動検出手段と、該車両挙動検出手段の検出値
に基づいて前記付加転舵力に含まれる反力トルク成分を
決定するための反力トルク決定手段と、前記補助トルク
値と前記反力トルク値との合算値をもって前記電動機を
制御するための制御手段とを有する車両用操舵装置にお
いて、 車両の進行方向を判別するための進行方向判別手段と、 前記反力トルク決定手段が決定した反力トルクの作用方
向を前記進行方向判別手段での判別結果に応じて逆向き
にするための切換手段とを有することを特徴とする車両
用操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31804799A JP2001130433A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 車両用操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31804799A JP2001130433A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 車両用操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001130433A true JP2001130433A (ja) | 2001-05-15 |
Family
ID=18094909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31804799A Withdrawn JP2001130433A (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | 車両用操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001130433A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2010073367A1 (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | パワーステアリング装置 |
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-
1999
- 1999-11-09 JP JP31804799A patent/JP2001130433A/ja not_active Withdrawn
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