JP2002160657A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両が走行する路面状態等に応じて運転者が選
択する走行モードの情報を利用することによって、より
適切な操舵補助を可能とし、これにより操舵フィーリン
グを向上する。 【解決手段】アシスト制御部１１は、トルクセンサ５お
よび車速センサ６の出力だけでなく、オートマチックモ
ード設定スイッチ７の設定状態に基づいて、電動モータ
Ｍの目標電流値を定める。オートマチックモード設定ス
イッチ７において、圧雪路等での走行に適したスノーモ
ードが設定されているときには、その他のトランスミッ
ションモードのときよりも小さな目標電流値が設定され
るようにアシスト特性を変更する。これにより、電動モ
ータＭからステアリング機構３に与えられる操舵補助力
が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータを駆
動力の発生源としたパワーステアリング装置に関する。
このようなパワーステアリング装置には、電動モータの
発生トルクをギア機構を介してステアリング機構に伝達
するものや、電動モータによりオイルポンプを駆動し、
このオイルポンプの発生油圧によってステアリング機構
に操舵補助力を与える構成のものが含まれる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両のステアリング機構に電
動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵
の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられて
いる。電動モータは、ステアリングホイールに加えられ
た操舵トルクや車速に応じて定められた目標電流値に基
づいて駆動制御されるようになっている。そのために、
操舵トルクを検出するトルクセンサや、車速を検出する
車速センサからのセンサ信号が、電動パワーステアリン
グ装置用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に入力されるよ
うになっている。

【０００３】目標電流値の設定に車速情報を用いること
によって、高速走行中には目標電流値を小さく設定して
操舵補助力を小さくし、低速走行中（停止状態を含む）
には目標電流値を大きく設定して、とくに駐停車時にお
いて大きな操舵補助力が発生されるようにしている。こ
れにより、いずれの車速域においても、適度な路面反力
を感じながらステアリング操作を行うことができ、良好
な操舵フィーリングが実現される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車速のみを考
慮しても、路面状態によっては、必ずしも良好な操舵フ
ィーリングを得ることができない。たとえば、圧雪路の
ように摩擦係数が極めて低い路面では、低速走行時であ
っても路面から受ける反力は小さいから、アスファルト
路面を走行しているときよりも操舵補助力を小さくしな
ければ、良好な操舵フィーリングが得られない。

【０００５】一方、たとえば、オートマチックトランス
ミッション車両のなかには、運転者によるスイッチ操作
によって、トランスミッションモードを、ノーマルモー
ド、スポーツモードおよびスノーモードなどに変更可能
なものがある。ノーマルモードは、一般ドライバーがア
スファルト路を走行する場合を考慮したトランスミッシ
ョンモードである。スポーツモードは、たとえば加速性
を重視したトランスミッションモードである。また、ス
ノーモードは、２速発進により、圧雪路上での発進時に
おけるホイールスピンを防ぎ、速やかな発進を実現する
トランスミッションモードである。

【０００６】スノーモードが選択されるときには、圧雪
路その他の摩擦係数が低い路面を走行中である蓋然性が
極めて高い。したがって、このトランスミッションモー
ドの選択状況を利用すれば、適切な操舵補助が行えると
考えられる。そこで、この発明の目的は、車両が走行す
る路面状態等に応じて運転者が選択する走行モードの情
報を利用することによって、より適切な操舵補助を可能
とし、これにより操舵フィーリングの向上を図ったパワ
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、車両のス
テアリング機構（３）に操舵補助力を与えるパワーステ
アリング装置であって、操舵補助力の発生源としての電
動モータ（Ｍ）と、車両の操向のための操作部材（１）
の操舵量を検出する操舵量検出手段（５）と、たとえ
ば、車両が走行する路面状態等に応じて運転者が選択す
る車両の走行モード（たとえば、トランスミッションモ
ード）を検出する走行モード検出手段（１０，Ｓ１）
と、上記操舵量検出手段によって検出される操舵量およ
び上記走行モード検出手段によって検出される走行モー
ドに基づいて、電動モータの目標駆動値を設定する目標
駆動値設定手段（１１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）と、この目
標駆動値設定手段によって設定された目標駆動値に基づ
いて電動モータを駆動制御するモータ制御手段（１２，
Ｓ５）とを含むことを特徴とするパワーステアリング装
置である。なお、括弧内の英数字は、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。

【０００８】この発明によれば、運転者が選択する走行
モードが検出され、この走行モードを加味して、電動モ
ータの目標駆動値が設定される。すなわち、たとえば、
操舵量検出手段によって検出される操舵量に対する目標
駆動値の特性であるアシスト特性が、走行モードに応じ
て変化させられる。これによって、路面状態等に対応し
た操舵補助力をステアリング機構に与えることができる
から、操舵フィーリングを向上することができる。

【０００９】なお、上記操舵量検出手段は、操舵トルク
を検出するトルクセンサを含んでいてもよく、操舵角ま
たは操舵角速度を検出するものであってもよい。操舵角
速度の検出は、操作部材の操舵角を検出する操舵角セン
サの出力を時間微分することによって求めることができ
る。請求項２記載の発明は、上記走行モード検出手段
は、オートマチックトランスミッション車両におけるト
ランスミッションモードを設定するモード設定スイッチ
（７）の設定状態を検出するものであることを特徴する
請求項１記載のパワーステアリング装置である。

【００１０】この発明によれば、オートマチックトラン
スミッション車両に設けられたトランスミッションモー
ド設定用のモード設定スイッチの設定状態を検出するこ
とによって、車両の走行モードが検出される。したがっ
て、簡易な構成で、走行モードを検出できるから、簡単
な構成で路面状態に対応した操舵補助を実現できる。モ
ード設定スイッチは、たとえば、ノーマルモードおよび
スノーモードを設定できるものであってもよい。スノー
モード（たとえば、２速発進モード）が選択されたとき
には、ノーマルモードが選択されたときよりも、目標駆
動値が小さく設定されることが好ましい。これにより、
圧雪路などのように摩擦係数の小さい路面を走行すると
きには、操舵補助力を小さくすることができるので、良
好な操舵フィーリングを得ることができる。

【００１１】

【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、この
発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の電気
的構成を示すブロック図である。操作部材としてのステ
アリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステア
リングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械
的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータ
Ｍから操舵補助力が伝達されるようになっている。

【００１２】ステアリングシャフト２は、ステアリング
ホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング
機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、
これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバ
ー４によって互いに連結されている。トーションバー４
は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、こ
のねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検
出されるようになっている。

【００１３】トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａ
と出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変
化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されてい
る。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１
０（ＥＣＵ：電子制御ユニット）に入力されている。こ
のコントローラ１０には、さらに、車速センサ６からの
信号も入力されるようになっている。このパワーステア
リング装置が搭載された車両は、オートマチックトラン
スミッション型の車両であり、運転者の好み等に応じて
トランスミッション特性を設定するためのオートマチッ
クモード設定スイッチ７が設けられている。このオート
マチックモード設定スイッチ７の設定状態は、ライン８
からコントローラ１０に取り込まれて検出されるように
なっている。

【００１４】オートマチックモード設定スイッチ７を操
作することによって、たとえば、トランスミッションモ
ードを、ノーマルモード、スポーツモードおよびスノー
モードの３種類のうちのいずれかに設定することができ
る。ノーマルモードは、一般ドライバーがアスファルト
路を走行する場合を考慮したトランスミッションモード
である。スポーツモードは、たとえば加速性を重視した
トランスミッションモードである。また、スノーモード
は、２速発進により、圧雪路等での発進時におけるホイ
ールスピンを防ぎ、速やかな発進を実現するトランスミ
ッションモードである。

【００１５】コントローラ１０は、マイクロコンピュー
タなどを含む構成となっていて、トルクセンサ５が出力
するトルク信号、車速センサ６が出力する車速信号およ
びオートマチックモード設定スイッチ７によって設定さ
れたトランスミッションモードに応じて、電動モータＭ
の目標電流値（目標駆動値）を定めるアシスト制御部１
１と、このアシスト制御部１１によって定められた目標
電流値を達成するように電動モータＭを駆動制御するモ
ータ制御部１２とを備えている。

【００１６】アシスト制御部１１は、トルクセンサ５に
よって検出される操舵トルクが大きいほど、大きな目標
電流値を設定する。より具体的には、操舵トルクが微小
な範囲はいわゆる不感帯として目標電流値を零とする。
この不感帯外の操舵トルクに対しては、操舵トルクの増
加に応じて、零から予め定める上限値までたとえばリニ
アに変化するように目標電流値を定める。この目標電流
値の操舵トルクに対する変化を表す特性はアシスト特性
と呼ばれる。

【００１７】アシスト制御部１１は、車速域に応じてア
シスト特性を変更する。すなわち、低速走行中（車速が
零の場合を含む。）には、操舵トルクに対する目標電流
値の立ち上がりが比較的急峻になるようにアシスト特性
を設定し、小さな操舵トルクに対しても大きな操舵補助
力がステアリング機構３に与えられるようにする。これ
に対して、高速走行中には、操舵トルクに対する目標電
流値の立ち上がりが比較的緩慢になるようにアシスト特
性を設定し、操舵補助力を小さく抑える。このようにし
て、車速域に応じてアシスト特性を変更する車速感応制
御を行うことによって、運転者は、いずれの車速域にお
いても、適度な路面反力を感じながら、快適なステアリ
ング操作を行うことができる。

【００１８】また、アシスト制御部１１は、オートマチ
ックモード設定スイッチ７の設定状態に応じて、アシス
ト特性を変更する。より具体的には、スノーモードが設
定されているときには、ノーマルモードおよびスポーツ
モードのときよりも、操舵トルクに対する目標電流値の
立ち上がりが緩慢になるようにアシスト特性を設定す
る。これにより、スノーモードが設定されると、目標電
流値が低めに設定されるから、ステアリング機構３に与
えられる操舵補助力が小さく抑えられる。

【００１９】スノーモードが設定されるときは、圧雪路
上を走行中のように、路面の摩擦係数が小さい場合であ
ると考えられるから、操舵補助力を小さくすることによ
って、低摩擦係数路面からの路面反力をステアリングホ
イール１に伝達しつつ、良好な操舵補助を実現できる。
これによって、低摩擦係数路面上での走行時において
も、良好な操舵フィーリングを実現できる。図２は、コ
ントローラ１０の動作を説明するためのフローチャート
である。まず、トルクセンサ５および車速センサ６から
のトルク信号および車速信号が取り込まれ、さらにライ
ン８を介して、オートマチックモード設定スイッチ７の
設定状態（トランスミッションモード）が検出される
（ステップＳ１）。

【００２０】そして、スノーモードが選択されているか
否かが判断され（ステップＳ２）、スノーモードが選択
されていれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、低摩擦係数
（μ）路面に適したアシスト特性に従って目標電流値が
定められる（ステップＳ３）。また、スノーモードが選
択されていなければ（ステップＳ２のＮＯ）、たとえば
乾いたアスファルト路面に適合させて設定された通常の
アシスト特性に従って目標電流値が定められる（ステッ
プＳ４）。

【００２１】こうして、ステップＳ３またはＳ４で目標
電流値が定められると、この目標電流値が達成されるよ
うに電動モータＭの駆動制御が行われる（ステップＳ
５）。以上、この発明の一実施形態について説明した
が、この発明は、他の形態で実施することもできる。た
とえば、上述の実施形態では、電動モータの発生トルク
がステアリング機構３に伝達される構成のパワーステア
リング装置を例にとったが、電動モータによって駆動さ
れるオイルポンプの発生油圧をステアリング機構に伝達
して操舵補助を行う構成のパワーステアリング装置に対
してもこの発明を適用することができる。すなわち、こ
のような構成の場合にも、電動モータの回転速度により
操舵補助力が変化するから、オートマチックモード設定
スイッチの設定状態を検出して、トランスミッションモ
ードに対応した目標駆動値を定めることによって、路面
状態に対応した適切な操舵補助を行うことができる。

【００２２】また、オートマチックモード設定スイッチ
７によって設定可能なトランスミッションモードには、
ノーマルモード、スポーツモードおよびスノーモード以
外のモードが含まれていてもよい。たとえば、山岳路走
行に適したトランスミッションモードが設定可能である
とすれば、これに応じて、大きな目標電流値が設定され
る山岳路走行用アシスト特性に変更することとすれば、
カーブが連続する山岳路における運転者の操舵負担を軽
減できる。

【００２３】その他、特許請求の範囲に記載された事項
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】この発明の一実施形態に係るパワーステアリン
グ装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】電動モータの駆動制御に関連する処理を説明す
るためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ３ ステアリング機構 ５ トルクセンサ ６ 車速センサ ７ オートマチックモード設定スイッチ １０ コントローラ １１ アシスト制御部 １２ モータ制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ６２Ｄ 119:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の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であって、 操舵補助力の発生源としての電動モータと、 車両の操向のための操作部材の操舵量を検出する操舵量
   検出手段と、 運転者が選択する車両の走行モードを検出する走行モー
   ド検出手段と、 上記操舵量検出手段によって検出される操舵量および上
   記走行モード検出手段によって検出される走行モードに
   基づいて、電動モータの目標駆動値を設定する目標駆動
   値設定手段と、 この目標駆動値設定手段によって設定された目標駆動値
   に基づいて電動モータを駆動制御するモータ制御手段と
   を含むことを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】上記走行モード検出手段は、オートマチッ
   クトランスミッション車両におけるトランスミッション
   モードを設定するモード設定スイッチの設定状態を検出
   するものであることを特徴する請求項１記載のパワース
   テアリング装置。