JP2001219865A

JP2001219865A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2001219865A
Application number: JP2000032965A
Authority: JP
Inventors: Eiki Noro; 栄樹野呂; Yoshinobu Mukai; 良信向
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-14
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP3666793B2

Abstract

(57)【要約】【課題】腕の疲労からくるドライバの疲れを大幅に軽
減して快適な長距離走行を行うことのできる電動パワー
ステアリング装置を提供すること。【解決手段】電動パワーステアリング装置１は、車両
のステアリング系２に補助操舵トルクを付加する電動機
８とステアリング系２の手動操舵トルクを検出する操舵
トルクセンサＴＳと、ステアリング系２の操舵回転速度
を検出する操舵回転速度センサＮＳと、操舵トルクセン
サＴＳからの手動操舵トルク信号Ｔに対応するトルク制
御量Ｄ_Tから操舵回転速度センサＮＳからの操舵回転速
度量Ｄ_Nを減衰補正した値に基づいて電動機８を制御す
る制御手段１２を含んでなる。そして、車両のオートク
ルーズ状態を検出するＡＣ設定手段２１を設け、制御手
段１２は、オートクルーズ状態が検出されたときには、
操舵回転速度量Ｄ_Nに対応する値を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機パワーをス
テアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減
する電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、電動機
の駆動力を直接利用してドライバの操舵力をアシストす
る。電動パワーステアリング装置を搭載した車両は広く
一般に普及しており、この電動パワーステアリング装置
により、ステアリングホイールの動きが軽快になり、ド
ライバは強い力でステアリング操作を行う必要がなくな
る。

【０００３】ところで、高速道路などでは、オートクル
ーズ装置によるクルーズコントロール（cruise contro
l）の下、車両を走行させることがある。オートクルー
ズ装置は定速走行装置であり、ドライバが希望する速度
に車速をセットすると車速制御がなされ、ドライバがア
クセル操作をしなくてもその速度を維持して車両を走行
させることができる。なお、オートクルーズ装置には、
車速制御に加えて車間距離を制御するものもある。いず
れにしても、このオートクルーズ装置により、ドライバ
はアクセルペダルから足をはずすことができるので、長
距離走行時における足の疲れが大幅に低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動パ
ワーステアリング装置及びオートクルーズ装置は、ドラ
イバに代わってステアリング操作をするものではないた
め、ドライバはステアリングホイール（いわゆるハンド
ル）から手を放すことができない。一方、高速道路など
では、路面からの振動がステアリング系を通してドライ
バの腕に伝わる。また、横風を受けた場合には、ステア
リングホイールが意図しないで動いてしまうことがある
ので、この動きを抑えてステアリングホイールを一定の
位置に保つ必要がある。このため、ドライバは腕に疲労
を生じやすく、長距離の快適な走行が困難になる。

【０００５】そこで、本発明は、ドライバの疲れ、殊に
腕の疲労からくる疲れを大幅に軽減して快適な長距離走
行を行うことのできる電動パワーステアリング装置を提
供することを主たる課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意研究を行い、高速走行時などにお
けるステアリング系を通しての振動の防止には、操舵回
転速度検出手段からの信号に対応する値（いわゆるダン
ピング補正量）を増加することが効果的であることを見
い出し、本発明を完成するに至ったものである。即ち、
上記課題を解決した本発明の電動パワーステアリング装
置は、車両のステアリング系に補助操舵トルクを付加す
る電動機と、前記ステアリング系の手動操舵トルクを検
出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系の操舵
回転速度を検出する操舵回転速度検出手段と、前記操舵
トルクセンサからの信号に対応する値から操舵回転速度
検出手段からの信号に対応する値を減衰補正した値に基
づいて電動機を制御する制御手段と、を含んでなる。そ
して、この電動パワーステアリング装置は、前記車両の
オートクルーズ状態を検出する検出手段を設け、この制
御手段はオートクルーズ状態が検出されたときには、前
記操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を増加
させることを特徴とする電動パワーステアリング装置と
した。

【０００７】つまり、ステアリングホイール（ステアリ
ング系）が回転する際には、その回転速度が速いほど補
助操舵トルクを減衰してアシスト量を減らすように減衰
補正する制御がなされるが、オートクルーズ状態では、
さらに積極的に減衰補正を行い、補助操舵トルクを大き
く減衰する。この場合において、前者の操舵トルクセン
サからの信号に対応する値よりも、後者の操舵回転検出
手段からの信号に対応する値の方が、絶対値として大き
くなることも許容する。即ち、減衰補正した後の値がゼ
ロ以下となることも許容する。このようにすることで、
ドライバの自発的な意思ではなく、路面からの振動など
によりステアリングホイールが回転などする際には、回
転速度に応じてその動きに対するアシスト量を一層減ら
す方向に、さらには、積極的にその動きを抑制しようと
する方向に、電動機による補助操舵トルクが作用する。
これにより、路面からの振動などでステアリングホイー
ルが回転・振動しようとする際に、回転力・振動力が減
衰される。なお、本発明の電動パワーステアリング装置
は、オートクルーズ装置との協調制御を行うという、従
来にない構成を有するものであり、オートクルーズ状態
での安定した走行時において必要となる外乱タフネスの
向上、例えば路面からの振動の入力の大幅な軽減や横風
に対する安定を実現し、もって快適な長距離走行を可能
とするものである。

【０００８】ちなみに、ここでいう減衰補正とは、電動
機の回転方向と逆方向へ補正することを意味する。した
がって、通常操舵時のように手動操舵トルクの方向と電
動機の回転方向が同じ場合には減算補正であるが、ステ
アリングホイールが車輪によって中立位置に戻されるよ
うな手動操舵トルクの方向と電動機の回転方向が逆方向
の場合（横風の場合も）には加算補正になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の電動
パワーステアリング装置を、図面を参照して詳細に説明
する。なお、本実施の形態において、「オートクルー
ズ」は「ＡＣ」と省略して記載する。

【００１０】本実施の形態の電動パワーステアリング装
置は、ドライバの手動操舵トルクをアシストするため
に、電動機の駆動力で補助操舵トルク（補助操舵力）を
発生させる。そのために、電動パワーステアリング装置
は、ドライバの手動操舵トルク（操舵力）を検出する操
舵トルクセンサ、及びこの操舵トルクセンサからの信号
に対応するトルク制御量により電動機を制御する制御手
段を備える。また、本実施の形態の電動パワーステアリ
ング装置は、操舵回転速度を検出する操舵回転速度セン
サを備え、制御手段は、操舵回転速度センサからの信号
に対応する回転速度制御量をトルク制御量から減衰補正
して電動機を制御する。加えて、本実施形態の電動パワ
ーステアリング装置は、走行モードとして、通常制御を
行う「通常モード」のほか、ＡＣ状態における外乱タフ
ネスさを向上するための「ＡＣモード」を備える。その
ために、ＡＣ状態を検出する検出手段を備える。そし
て、制御手段は、ＡＣ状態が検出されたときには、減衰
補正を増加する。なお、本実施の形態の電動パワーステ
アリング装置が適用される車両は、ＡＣ装置を搭載す
る。そして、このＡＣ装置（車両）における走行状態
（ＡＣ状態及び非ＡＣ状態）は、ＡＣ＿ＥＣＵの制御
下、ドライバの意思に基づいてＡＣスイッチにより切り
換えられる。ここで、「ＡＣモード」及び「通常モー
ド」は電動パワーステアリング装置の走行モードに対し
て使用し、「ＡＣ状態」及び「非ＡＣ状態」はＡＣ装置
又は車両の走行状態に対して使用する。

【００１１】〔全体構成〕まず、図１〜図４を参照し
て、電動パワーステアリング装置１の全体構成について
説明する。ここで、図１は電動パワーステアリング装置
の全体構成図、図２は電動パワーステアリング装置の電
気系統におけるブロック構成図、図３は電動機駆動手段
の回路図である。図４は、制御手段が備えるマップ類を
示すグラフである。

【００１２】図１に示すように、電動パワーステアリン
グ装置１は、ドライバによるステアリングホイール３の
操舵時に、手動操舵力発生手段（ステアリング系）２に
よってマニュアルステアリングで前輪Ｗ，Ｗを転動させ
て車両の向きを変える。さらに、電動パワーステアリン
グ装置１は、制御手段１２からの電動機制御信号Ｖ_Oに
基づいて電動機駆動手段１３で電動機電圧Ｖ_Mを発生
し、この電動機電圧Ｖ_Mで電動機８を駆動して補助操舵
トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段
２による手動操舵力を軽減する。

【００１３】手動操舵力発生手段２は、ステアリングホ
イール３に一体に設けられたステアリング軸４に連結軸
５を介してステアリング・ギアボックス６内に設けたラ
ック＆ピニオン機構７のピニオン７ａが連結される。な
お、連結軸５は、その両端に自在継手５ａ，５ｂを備え
る。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン７ａに噛み合
うラック歯７ｂがラック軸９に形成され、ピニオン７ａ
とラック歯７ｂの噛み合いにより、ピニオン７ａの回転
をラック軸９の横方向の往復運動とする。さらに、ラッ
ク軸９には、その両端にタイロッド１０，１０を介し
て、転動輪としての左右の前輪Ｗ，Ｗが連結される。

【００１４】電動パワーステアリング装置１は、補助操
舵トルクを発生させるために、電動機８が、ラック軸９
と同軸上に配設される。そして、電動機８の回転がラッ
ク軸９と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して
推力に変換され、この推力をラック軸９（ボールねじ軸
１１ａ）に作用させる。

【００１５】制御手段１２は、操舵トルクセンサＴＳ、
操舵回転速度センサＮＳ、及び電動機電流検出手段１４
の検出信号Ｔ，Ｎ，Ｉ_MO、並びに車両の走行状態（ＡＣ
状態・非ＡＣ状態）を示すＡＣ信号Ｓ（Ｈレベル信号・
Ｌレベル信号）が入力される。そして、制御手段１２
は、検出信号Ｔ，Ｎ，Ｉ_MOに基づいて電動機８に流す電
動機電流Ｉ_Mの大きさと方向を決定し、電動機駆動手段
１３に電動機制御信号Ｖ_Oを出力する。また、ＡＣ信号
Ｓに応じて、電動パワーステアリング装置１の走行モー
ドを「ＡＣモード」及び「通常モード」に設定する。な
お、制御手段１２は、各種演算や処理などを行う演算手
段、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段などで
構成される。これらの点の詳細については後述する。

【００１６】操舵トルクセンサＴＳは、ステアリング・
ギアボックス６内に配設され、ドライバによる手動操舵
トルク（操舵力）の大きさと方向を検出する。そして、
操舵トルクセンサＴＳは、検出した手動操舵トルクに対
応した手動操舵トルク信号Ｔを制御手段１２に送信す
る。

【００１７】操舵回転速度センサＮＳは、ステアリング
軸４に設けられ、当該ステアリング軸４の回転速度の大
きさと方向に対応した操舵回転速度を検出する。そし
て、操舵回転速度センサＮＳは、検出した操舵回転速度
に対応した操舵回転速度信号Ｎを制御手段１２に送信す
る。なお、操舵回転速度は、電動機８の電圧を検出する
電動機電圧検出手段を設ければ、この電動機電圧検出手
段と後述の電動機電流検出手段１４からの信号に基づい
て演算により求めることもできる。

【００１８】電動機駆動手段１３は、制御手段１２が出
力した電動機制御信号Ｖ_Oに基づいた電動機電圧Ｖ_Mを電
動機８に供給し、電動機８を駆動する。電動機駆動手段
１３は、例えば、図３に示すような４個の電界効果トラ
ンジスタ（以下「パワーＦＥＴ」という）１３ａ₁，１
３ａ₂，１３ａ₃，１３ａ₄のスイッチング素子からなる
ブリッジ回路１３ａ及びゲート駆動回路１３ｂで構成さ
れる。パワーＦＥＴ１３ａ₁，１３ａ₂，１３ａ₃，１３
ａ₄の各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制御信
号Ｖ_Oが入力されると、電動機制御信号Ｖ_Oに基づいて電
動機８に電動機電圧Ｖ_Mが供給される。すると、電動機
８には電動機電流Ｉ_Mが流れ、電動機８は電動機電流Ｉ_M
に比例した補助操舵トルクを発生し、ドライバのステア
リング操作をアシストする。

【００１９】電動機電流検出手段１４は、電動機８に対
して直列に接続された抵抗又はホール素子などを備え、
電動機８に実際に流れる電動機電流Ｉ_Mの大きさと方向
を検出する。そして、電動機電流検出手段１４は、電動
機電流Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOを制御手段１
２にフィードバック（負帰還）する。

【００２０】車両の走行状態をＡＣ状態にするＡＣスイ
ッチＳＷは、ステアリングホイール３の近辺に設けられ
ドライバの意思により操作される。ＡＣスイッチＳＷ
は、例えばトグルスイッチ（toggle switch）で構成さ
れ、ＯＮ状態とＯＦＦ状態に切り換わる。

【００２１】ＡＣ装置のＡＣ＿ＥＣＵ３０は、ＡＣスイ
ッチＳＷがＯＮ状態であること、ブレーキペダルが踏み
込まれていないことなどを条件に車両の走行状態をＡＣ
状態に設定して、ドライバがセットした希望車速になる
ように車速制御を行う。このＡＣ＿ＥＣＵ３０は、ＡＣ
状態ではＨレベルのＡＣ信号ＳをＡＣモード設定手段２
１に送信し、非ＡＣ状態ではＬレベルのＡＣ信号ＳをＡ
Ｃモード設定手段２１に送信する。

【００２２】次に、図２を参照して制御手段１２の構成
について、さらに説明する。制御手段１２は、ＡＣモー
ド設定手段２１、トルク制御量変換手段２２、回転速度
制御量変換手段２３、トルク減衰係数変換手段２４、係
数設定手段２５、乗算手段２６、目標電流信号設定手段
２７、偏差演算手段２８、及び駆動制御手段２９を含ん
で構成される。

【００２３】このうち、回転速度制御量変換手段２３、
トルク減衰係数変換手段２４、係数設定手段２５及び乗
算手段２６により減衰補正を行うが、減衰補正の値は、
係数設定手段２５が出力する係数Ｋの値により変化す
る。

【００２４】ＡＣモード設定手段２１は、図示しない操
舵回転速度比較手段、及び論理信号生成手段を含んで構
成される。操舵回転速度比較手段は、コンパレータなど
の比較器又はソフト制御の比較機能を備え、操舵回転速
度センサＮＳが出力する操舵回転速度信号Ｎの値と、予
め設定してある基準操舵回転速度とを比較する。そし
て、論理信号生成手段は、操舵回転速度比較手段の比較
結果、及びＡＣ＿ＥＣＵ３０からのＡＣ信号Ｓに基づい
て、ＡＣモードを設定する場合はＨレベルの論理信号Ｈ
_Oを、通常モードを設定する場合（ＡＣモードを解除す
る場合）はＬレベルの論理信号Ｈ_Oを生成する。生成し
た論理信号Ｈ_Oは、係数設定手段２５に出力する。な
お、制御手段１２は、手動操舵トルク信号Ｔ、及び操舵
回転速度信号Ｎをデジタル変換する図示しないＡＤ変換
手段を備え、ＡＣモード設定手段２１などの当該信号を
必要とする各手段には、ＡＤ変換された操舵回転速度信
号Ｎなどが入力される。

【００２５】このＡＣモード設定手段２１が特許請求の
範囲の検出手段を兼ねるが、ＡＣモード設定手段２１
が、ＡＣモードを設定する場合、及びＡＣモードを解除
する場合については、後述する。

【００２６】ちなみに、操舵回転速度比較手段における
基準操舵回転速度は、路面からの振動などを軽減すると
いう点からは大きな値が好ましいが、あまり大きな値に
設定するとドライバの意図したステアリング操作、殊
に、操舵回転速度が速いステアリング操作に支障が生じ
る。したがって、緊急回避行動などを考慮して、ドライ
バのステアリング操作に支障がない程度の大きさに設定
される。

【００２７】トルク制御量変換手段２２は、図示しない
ＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算など
に基づいて設定した、例えば図４（ａ）のマップ１に示
すような、手動操舵トルク信号Ｔとトルク制御量Ｄ_Tの
対応するデータを記憶している。そして、手動操舵トル
ク信号Ｔが入力されると、これをアドレスとして直ちに
対応するトルク制御量Ｄ_Tを読み出し、目標電流信号設
定手段２７に出力するようになっている。なお、トルク
制御量変換手段２２は、図示しない車速センサからの車
速信号を読み込み、手動操舵トルクＴが同一でも車速が
早くなるほどトルク制御量Ｄ_Tが小さくなるようなマッ
プを用い、トルク制御量Ｄ_Tを読み出して出力するよう
にしてもよい。

【００２８】回転速度制御量変換手段２３も、図示しな
いＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算な
どに基づいて設定した、例えば図４（ｂ）のマップ２に
示すような、操舵回転速度信号Ｎとトルク制御量Ｄ_Nの
対応するデータを記憶している。そして、操舵回転速度
信号Ｎが入力されると、これをアドレスとして直ちに対
応する回転速度制御量Ｄ_Nを読み出し、乗算手段２６に
出力するようになっている。

【００２９】この回転速度制御量変換手段２３と、以下
に説明するトルク減衰係数変換手段２４、及び乗算手段
２６は、いわゆるダンピング補正を行うものであり、ド
ライバによるステアリング操作の速度が早くなると（操
舵回転速度信号Ｎが大きくなると）、補助操舵トルクに
よるアシスト量を減らすように作用する。但し、マップ
２に示すように、操舵回転速度信号Ｎが所定の値以上に
なると回転速度制御量Ｄ_Nが小さくするようにして、緊
急回避時におけるステアリング操作を軽快なものにして
いる。なお、図示しない車速センサからの車速信号に応
じてダンピング補正量を変化させてもよい。この場合、
車速が早くなるほどダンピング補正量を大きくして、補
助操舵トルクによるアシスト量を減らすようにする。

【００３０】トルク減衰係数変換手段２４は、図示しな
いＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算な
どに基づいて設定した、例えば図４（ｃ）のマップ３に
示すような、手動操舵トルク信号Ｔとトルク減衰係数Ｒ
_Tの対応するデータを記憶している。そして、手動操舵
トルク信号Ｔが入力されると、これをアドレスとして直
ちに対応するトルク減衰係数Ｒ_Tを読み出し、乗算手段
２６に出力するようになっている。このトルク減衰係数
変換手段２４は、手動操舵トルクＴが大きくなるとダン
ピング補正量を小さくして、補助操舵トルクによるアシ
スト量が減らないようにする。

【００３１】係数設定手段２５は、図示しない論理回路
などを備える。そして、ＡＣモード設定手段２１からの
論理信号Ｈ_Oを入力して、論理信号Ｈ_OがＬレベルの通常
モードの場合は係数Ｋ＝１を、論理信号Ｈ_OがＨレベル
のＡＣモードの場合は係数Ｋ＝１．５を、乗算手段２６
に出力する。即ち、ＡＣモードの場合には、係数Ｋの値
を増すことでダンピング補正量を通常モードの場合より
も大きくして、補助操舵トルクによるアシスト量を減ら
したり、あるいは補助操舵トルクを逆の方向に作用させ
る。ここで、ＡＣモードにおける係数Ｋは、１よりも大
きい値であればよい。ちなみに、この係数Ｋの値を１に
近く設定すると（例えば係数Ｋ＜１．２）、ＡＣモード
時の路面からの振動などを充分減衰することができな
い。一方、Ｋの値を大きく設定すると（例えば係数Ｋ＞
２．０）、逆方向の補助操舵トルクが大きく作用しすぎ
て好ましくない。なお、係数Ｋは、図４に示すマップの
設定の仕方によっても変化する。このため、係数Ｋは、
マップなどに応じて適宜設定される。

【００３２】乗算手段２６は、図示しない乗算器又はソ
フト制御の乗算機能を備える。そして、回転速度制御量
変換手段２３が出力する回転速度制御量Ｄ_N、トルク減
衰係数変換手段２４が出力するトルク減衰係数Ｒ_T、及
び係数設定手段２５が出力する係数Ｋを入力して乗算
し、補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を目標電流信号設定手段２
７に出力する。

【００３３】目標電流信号設定手段２７は、図示しない
加減算手段及び電流信号設定手段を備える。加減算手段
は、図示しない加減算器又はソフト制御の加減算機能を
備え、トルク制御量Ｄ_Tから補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を
減衰して減衰値を求める。即ち、手動操舵トルクの方向
と電動機８の回転方向が同じ場合は、トルク制御量Ｄ _T
から補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を減算｛Ｄ_T−（Ｄ_N×Ｒ_T
×Ｋ）｝し、異なる場合はトルク制御量Ｄ_Tに補正値
（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を加算｛Ｄ_T＋（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）｝
し、それぞれ減衰値を求める。なお、減衰値は、通常モ
ードの場合はＤ_T±（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔１〕）になり、Ａ
Ｃモードの場合はＤ_T±（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔１．５〕）に
なる。したがって、ＡＣモードの場合の方が、電動機８
の回転方向への補助操舵トルクは小さくなる。つまり、
ＡＣモードの場合の方が、電動機８が回転しづらくなる
（補助操舵トルクが逆の方向に作用することもある）。

【００３４】目標電流信号設定手段２７が備える電流信
号設定手段は、図示しないＲＯＭなどの記憶手段を備
え、実験結果又は論理演算などに基づいて設定した前記
減算値と目標電流信号Ｉ_MSの対応するデータを記憶して
いる。そして、電流信号設定手段は、減算値をアドレス
として対応する目標電流信号Ｉ_MSを読み出し、偏差演算
手段２８に出力する。ちなみに、目標電流信号Ｉ_MSは、
電動機８に流すことができる最大電流が規定されている
ので、最大目標電流以下に設定される。なお、絶対値ベ
ースで、トルク制御量Ｄ_Tの値よりも補正値（Ｄ_N×Ｒ_T
×Ｋ）の値の方が大きくなって、逆の極性の目標電流信
号Ｉ_MSが出力されることも許容する。この場合、現実に
電動機８が実際に逆回転するか否かは別として、ステア
リングホイール３（ステアリング軸４）の回転方向とは
逆方向に電動機８を回転させようとする電動機電圧Ｖ_M
が供給される。

【００３５】偏差演算手段２８は、減算器又はソフト制
御の減算機能を備え、目標電流信号設定手段２７からの
目標電流信号Ｉ_MSと電動機電流検出手段１４からの電動
機電流信号Ｉ_MOが入力され、偏差信号ΔＩ_M（＝Ｉ_MS−
Ｉ_MO）を駆動制御手段２９に出力する。

【００３６】駆動制御手段２９は、ＰＩＤコントロー
ラ、ＰＷＭ信号発生手段及び論理回路などを備え、偏差
演算手段２８からの偏差信号ΔＩ_Mが入力され、電動機
制御信号Ｖ_Oを電動機駆動手段１３に出力する。駆動制
御手段２９は、まず偏差信号ΔＩ_MにＰ（比例）、Ｉ
（積分）及びＤ（微分）制御を行い、さらに偏差信号Δ
Ｉ_Mの大きさ及び極性に対応した図３に示すＰＷＭ信号
Ｖ_PWM、オン信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFFを生成し、電動機
制御信号Ｖ_Oとして電動機駆動手段１３に出力する。そ
して、電動機駆動手段１３が出力する電動機電圧Ｖ_Mが
電動機８に供給され、電動機８が駆動する。

【００３７】ちなみに、電動機制御手段１３において、
ＰＷＭ信号Ｖ_PWMは、ブリッジ回路１３ａを構成するパ
ワーＦＥＴ１３ａ₁のゲートＧ１又はパワーＦＥＴ１３
ａ₂のゲートＧ２に入力され（図３参照）、偏差信号Δ
Ｉ_Mの大きさに応じてパワーＦＥＴ１３ａ₁又はパワーＦ
ＥＴ１３ａ₂をＰＷＭ駆動する信号として作用する。な
お、ＰＷＭ信号Ｖ_PWMがゲートＧ１かゲートＧ２のどち
らのゲートに入力されるかは、偏差信号ΔＩ_Mの極性に
よって決まる。また、ゲートＧ１又はゲートＧ２のうち
ＰＷＭ信号Ｖ_PWMが入力されないゲートにはオフ信号Ｖ
_OFFが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ₁又はパワーＦＥＴ
１３ａ₂はＯＦＦされる。そして、ゲートＧ１にＰＷＭ
信号Ｖ_PWMが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ａ₄
のゲートＧ４にオン信号Ｖ_ONが入力され、パワーＦＥＴ
１３ａ₄がＯＮ駆動される。他方、ゲートＧ２にＰＷＭ
信号Ｖ_PWMが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ａ₃
のゲートＧ３にオン信号Ｖ_ONが入力され、パワーＦＥＴ
１３ａ₃がＯＮ駆動される。

【００３８】〔制御ロジック〕次に、ＡＣモード設定手
段における制御ロジックを、図５を参照して説明する。
図５は、ＡＣモード設定手段の制御ロジックの一例を示
す図である。なお、この説明において、図１などを適宜
参照する。

【００３９】（ＡＣモード設定ロジック）図５（ａ）
に示すように、ＡＣモード設定手段２１は、「ＡＣ状
態」、「操舵回転速度所定値未満」、という２つの条件
が満たされた場合に、ＡＣモードを設定する（Ｈレベル
の論理信号Ｈ_Oを出力；係数Ｋ＝１．５）。

【００４０】ここで、(1)「ＡＣ状態」という条件は、
車両の「ＡＣ状態」における減衰補正（ダンピング補正
量）を大きくして、ドライバの疲れを軽減するためとい
う理由により定められる。なお、「ＡＣ状態」の設定
は、ドライバによるＡＣスイッチＳＷのＯＮ操作を前提
として、ＡＣ＿ＥＣＵ３０が諸条件を加味して行う。ち
なみに、「ＡＣ状態」の場合は、ＡＣモード設定手段２
１には、ＨレベルのＡＣ信号Ｓが入力されている。

【００４１】(2)「操舵回転速度所定値未満」という条
件は、路面からの振動や横風によるステアリングホイー
ル３の動き（回転）は、操舵回転速度がさほど大きくな
ることがないからという理由により定められる。また、
操舵回転速度が大きい場合は、ドライバに操舵意思があ
るものとして、補助操舵トルクを作用してアシストする
のが便宜であるという理由にもよる。ここでの所定値
は、ＡＣモード設定手段２１が備える操舵回転速度比較
手段における基準操舵回転速度に対応するものである。
なお、「操舵回転速度所定値未満」という条件を、「手
動操舵トルク所定値未満」という条件に置き換えてもよ
い。また、「手動操舵トルク所定値未満」という条件
を、ＡＣモード設定ロジックに加えてもよい（図５(ａ)
破線部参照）。ドライバの意図しないステアリングホイ
ール３の動きは、手動操舵トルクが小さいからである。
この場合は、ＡＣモード設定手段２１に、操舵回転速度
比較手段に類する手動操舵トルク比較手段を設け、「手
動操舵トルク所定値未満」という条件を判断するのが好
ましい。

【００４２】（ＡＣモード解除ロジック）次に、図５
（ｂ）に示すように、ＡＣモード設定手段２１は、「非
ＡＣ状態」、「操舵回転速度定値以上」、という条件の
うちいずれか１つの条件が満たされた場合に、ＡＣモー
ドを解除して通常モードにする（Ｌレベルの論理信号Ｈ
_Oを出力；係数Ｋ＝１）。

【００４３】ここで、(1)「非ＡＣ状態」という条件
は、ＡＣモードは、「ＡＣ状態」における疲労を軽減す
ることを目的として設定されるものであり、また、「非
ＡＣ状態」では、様々な操作がなされるので、電動パワ
ーステアリング装置１におけるＡＣモードを解除するの
が便宜であるという理由により定められる。なお、車両
の走行状態が「ＡＣ状態」から「非ＡＣ状態」に切り換
わるのは、ドライバにより、ＡＣスイッチＳＷがＯＦＦ
状態にされた場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた場
合、アクセルペダルが踏み込まれた場合などである。

【００４４】(2)「操舵回転速度所定値以上」という条
件は、所定値以上の操舵回転速度の場合は、ドライバに
操舵意思があるものとして、補助操舵トルクを作用して
アシストするのが便宜であるという理由により定められ
る。これにより、例えば緊急回避を容易に行なうことが
できるようになる。ここでの所定値は、前記した基準操
舵回転速度に対応するものである。なお、ＡＣモード設
定ロジックに準じて、「手動操舵トルク所定値以上」と
いう条件を、ＡＣモード解除ロジックに加えてもよい
（図５(b)破線部参照）。この場合も、ＡＣモード設定
手段２１に、操舵回転速度比較手段に類する手動操舵ト
ルク比較手段を設け、「手動操舵トルク所定値以上」と
いう条件を判断するのが好ましい。

【００４５】ちなみに、電動パワーステアリング装置１
（ＡＣモード設定手段２１）が独自に判断して、ブレー
キペダルが踏み込まれた場合に、ＡＣモードの解除を独
自に行う構成としてもよい。ステアリング操作が行われ
る前にブレーキペダルが踏み込まれることが多いからで
ある。また、アクセルペダルの踏み込みに基づいて、Ａ
Ｃモードの解除を独自に行う構成としてもよい。

【００４６】〔動作・作用〕次に、本実施形態の電動パ
ワーステアリング装置の動作・作用について、図１〜図
５及び図６を参照して説明する。図６は、制御の一例を
示すフローチャートである。

【００４７】（走行モードの設定）制御手段１２は、
ＡＣ信号Ｓ、手動操舵トルク信号Ｔ、操舵回転速度信号
Ｎなどを読み込む（Ｓ１）。ＡＣモード設定手段２１
は、ＡＣ信号Ｓ、手動操舵トルク信号Ｔなどに基づいて
電動パワーステアリング装置１における走行モード（Ａ
Ｃモード・通常モード）を設定する（Ｓ２）。また、ト
ルク制御量変換手段２２は、読み込んだ手動操舵トルク
信号Ｔに基づいて、トルク制御量Ｄ_Tを決定して出力す
る（Ｓ３）。

【００４８】（通常モード）ステップＳ４において、
通常モードと判断された場合、つまりステップ３でＡＣ
モード設定手段２１によりＡＣモードが設定されなかっ
た場合は、係数設定手段２５にＬレベルの論理信号Ｈ_O
が入力されるので、係数設定手段２５は係数Ｋ＝１を設
定する（Ｓ５）。

【００４９】後段の乗算手段２６には、回転速度制御量
変換手段２３からの回転速度制御量Ｄ_N、トルク減衰係
数変換手段２４からのトルク減衰係数信号Ｒ_T、及び係
数設定手段２５からの係数Ｋ＝１が入力される。そし
て、乗算手段２６は、補正値（Ｄ _N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１〕）
を乗算して算出し（Ｓ７）、目標電流信号設定手段２７
に供給する。

【００５０】次に、目標電流信号設定手段２７は、先
ず、トルク制御量Ｄ_Tから補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝
１〕）を減衰して減衰値を求め（Ｓ８）、この減衰値に
基づいて目標電流信号Ｉ_MSを設定し（Ｓ９）、偏差演算
手段２８に出力する。

【００５１】続いて、偏差演算手段２８は、目標電流信
号Ｉ_MS及び電動機電流検出手段１４からの電動機電流信
号Ｉ_MOが入力され、偏差信号ΔＩ_M（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を
駆動制御手段２９に出力する（Ｓ１０）。駆動制御手段
２９は、偏差信号ΔＩ_Mに基づいて、電動機制御信号Ｖ_O
を電動機駆動手段１３に出力する（Ｓ１１）。

【００５２】そして、電動機駆動手段１３は、電動機電
圧Ｖ_Mを電動機８に出力する（Ｓ１２）。これにより、
電動機８は、通常どおりに補助操舵トルクを発生して、
ドライバのステアリング操作をアシストする（Ｓ１
３）。なお、フローチャートにおけるステップＳ１４
は、ドライバがイグニッションスイッチを切った場合な
どである。

【００５３】（ＡＣモード）一方、ステップＳ４にお
いて、ＡＣモードと判断された場合、つまりステップ２
でＡＣモード設定手段２１によりＡＣモードが設定され
た場合は、係数設定手段２５は通常モードよりも５０％
大きな係数Ｋ＝１．５を設定する（Ｓ６）。

【００５４】後段の乗算手段２６は、通常モードと同様
にして補正値を乗算により算出し（Ｓ７）、目標電流信
号設定手段２７に出力する。なお、ＡＣモードでの補正
値は（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１．５〕）であり、通常モード
の５０％増しの値になる。

【００５５】次に、目標電流信号設定手段２７では、通
常モードと同様にしてトルク制御量から補正値を減衰し
て減衰値を求める（Ｓ８）。ここで補正値は、通常モー
ド時の補正値よりも大きなＤ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１．５〕で
ある。したがって、減衰値は、通常モードよりも絶対値
として小さくなる。このため、ＡＣモード時の目標電流
信号Ｉ_MSは、通常モード時の目標電流信号Ｉ_MSよりも絶
対値として小さくなる（Ｓ９）。よって、アシストされ
る場合でも、通常モードよりも補助操舵トルクによるア
シスト量が小さくなる（正確にいうと、電動機８の回転
方向への補助操舵トルクが小さくなる）。あるいは、ト
ルク制御量Ｄ_Tの値に対して、補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ
〔＝１．５〕）の方が大きくなる場合は、ステップＳ９
において、目標電流信号Ｉ_MSが負の値（極性が逆）にな
る。このような場合は、実際に電動機８が逆回転するか
否かは別として、ステアリングホイール３の動きを抑制
するような補助操舵トルクが、ステアリング系２に入力
される。

【００５６】以下、通常モードと同様にして各ステップ
（Ｓ１１からＳ１３）の処理がなされるが、ＡＣモード
においては、電動機８が作動して補助操舵トルクを発生
しても、アシスト量が通常モード時よりも大幅に小さく
なる。あるいは、電動機８がステアリングホイール３の
動きを抑制しようとする方向に補助トルクを発生する。
よって、路面からの振動が減衰されドライバの腕に伝わ
りづらくなる。あるいは、トンネルの出口などで横風を
受けても、急にハンドルが動いてしまうということが生
じづらくなる。

【００５７】なお、ＡＣモードは、前記の通り、ドライ
バがＡＣスイッチＳＷをＯＦＦ状態にした場合やドライ
バが早い操舵回転速度によりステアリング操作をした場
合などに解除され、通常モードに移行する（図５(b)参
照）。これにより、円滑な走行を行なうことができる。
しかも、ＡＣモードが維持された状態であっても、ドラ
イバがステアリング操作をゆっくり行った場合は、操舵
回転速度が小さいため（つまり乗算手段２６で求められ
る補正値が小さくなるため）、通常モード時と変わりな
いような補助操舵トルクにより、ドライバの手動操舵力
がアシストされる。よって、ドライバは、ＡＣモード下
でも、支障なくステアリング操作を行なうことができ
る。ちなみに、操舵回転速度が小さい状態でのステアリ
ング操作は、手動操舵トルクの大小を問わず、また、高
速走行時・通常走行時を問わず、ドライバの意思に基づ
くステアリング操作時によく見られるものである。

【００５８】以上説明した本発明は、上記実施の形態に
限定されることなく広く変形実施することができる。例
えば、ＡＣモードの設定及び解除は、手動操舵トルクセ
ンサの検出値に基づいて行ってもよい。また、速度セン
サを設けて、車速に応じていわゆるダンピング補正量を
変化させてもよい。また、本発明の電動パワーステアリ
ング装置は、ピニオンアシスト方式やラックアシスト方
式などの方式を問わず適用することができる。また例え
ば、ドライバのステアリング操作によりＡＣモードが解
除されて通常モードに切り換わる場合には、係数Ｋの値
をＡＣモード時の大きな値から通常モード時の小さな値
へと、徐々に減らして行く構成としてもよい。このよう
にすることで、ＡＣモードから通常モードへの移行を滑
らかにし、ドライバが受ける違和感を小さくすることが
できる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オートクルーズ状態では、操舵回転速度検出手段からの
信号に対応する値を増加させる。このため、ドライバの
自発的な意思ではなく、路面からの振動などによりステ
アリングホイールが回転などする際には、回転速度に応
じてその動きに対するアシスト量を一層減らす方向に、
さらには、積極的にその動きを抑制しようとする方向
に、電動機による補助操舵トルクが作用する。これによ
り、路面からの振動などでステアリングホイールが回転
・振動しようとする際に、回転力・振動力が減衰され
る。よって、ドライバは、不快な振動から逃れることが
できたり、ステアリングハンドルを強く握り締めたりす
ることが不要となる。したがって、本発明の電動パワー
ステアリング装置によれば、ドライバの腕の疲労からく
る疲れを大幅に軽減して快適な長距離走行を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図である。

【図２】図１の電動パワーステアリング装置の電気
系統におけるブロック構成図である。

【図３】図２の電動機駆動手段の回路図である。

【図４】図２の制御手段が備えるマップ類の一例で
あり、（ａ）は手動操舵トルク信号−トルク制御量のマ
ップ１、（ｂ）は操舵回転速度信号−回転速度制御量の
マップ２、（ｃ）は手動操舵トルク信号−トルク減衰係
数のマップ３である。

【図５】図２の制御手段におけるＡＣモード設定手
段の制御ロジックの一例であり、（ａ）はＡＣモード設
定ロジック、（ｂ）はＡＣモード解除ロジックである。

【図６】本実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の制御フローチャートの一例である。

【符号の説明】

１電動パワーステアリング装置２ステアリング系（手動操舵力発生手段）８電動機１２制御手段２１ＡＣモード設定手段（検出手段）ＴＳ操舵トルクセンサＴ手動操舵トルク信号（手動操舵トルク）ＮＳ操舵回転速度センサ（操舵回転速度検出手段）Ｎ操舵回転速度信号（操舵回転速度）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D032 CC04 DA09 DA15 DA23 DA64 DA91 DB01 DC01 DC02 DC03 DD10 DD17 EA01 EB12 EC23 FF10 GG01 3D033 CA03 CA12 CA16 CA19 CA21 CA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のステアリング系に補助操舵トル
クを付加する電動機と、前記ステアリング系の手動操舵
トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリン
グ系の操舵回転速度を検出する操舵回転速度検出手段
と、前記操舵トルクセンサからの信号に対応する値から
操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を減衰補
正した値に基づいて電動機を制御する制御手段と、を含
んでなる電動パワーステアリング装置であって、前記車両のオートクルーズ状態を検出する検出手段を設
け、前記制御手段はオートクルーズ状態が検出されたと
きには、前記操舵回転速度検出手段からの信号に対応す
る値を増加させることを特徴とする電動パワーステアリ
ング装置。