JP2002284027A

JP2002284027A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2002284027A
Application number: JP2001088472A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Takamatsu; 孝修高松; Tomoyasu Kada; 友保嘉田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】スピードを出して後退中に急操舵した場合、前
進時よりもアシスト力が大きいと、ドライバが予想した
よりも大きな車両挙動が発生し、修正が困難となり、危
険である。【解決手段】車両後退時に、操舵トルクＴの変化速度ま
たは変化加速度がしきい値以上である場合に、しきい値
未満の場合と比べて操舵補助力を減少させる（Ｓ４）。【効果】急操舵時に、ハンドルが軽くなりすぎるのを防
止して、車両の挙動を抑え、安全運転に寄与することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵トルクに応じ
た操舵補助力をステアリング機構に伝達することによっ
て操舵補助を行う車両用操舵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】運転者のステアリング操作を補助する車
両用操舵装置が用いられている。車両後退時は、片手で
操舵するものであるから、前進時と同じステアリングの
補助力（アシスト力）を設定していたのでは、ドライバ
に重量感を与えることになる。そこで、後退時に、大き
なアシスト力を与えることにより、後退時のドライバの
操舵補助を容易にすることのできる制御内容が提案され
ている（特開平10-297517号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の制御によれば、
確かに後退時の運転は楽になるが、スピードを出して後
退するときに急操舵した場合、前進時よりもアシスト力
が大きいと、ドライバが予想したよりも大きな車両挙動
が発生し、修正が困難となり、危険である。このような
後退時に、操舵を適切に行うことのできる車両用操舵装
置が求められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
車両用操舵装置は、車両後退検出手段(23)と、操舵トル
ク検出手段(10)と、操舵トルク検出手段によって検出さ
れた操舵トルクの変化速度または変化加速度を求める演
算手段(24)と、車両後退時に、演算手段によって求めら
れた操舵トルクの変化速度または変化加速度がしきい値
以上である場合に、しきい値未満の場合と比べて操舵補
助力を減少させる操舵補助力補正手段とを備えたもので
ある。

【０００５】前記の構成によれば、後退時に操舵トルク
の急増を検出すれば、操舵補助力（アシスト力）を相対
的に減少させることになる。したがって、急操舵時に、
ハンドルが軽くなりすぎるのを防止して、車両の挙動を
抑え、安全運転に寄与することができる。前記操舵トル
クの変化速度または変化加速度に基づく制御に代えて、
操舵角の変化速度または変化加速度に基づく制御を行う
ようにしてもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、電動パワーステアリング装
置を例にとって、本発明の実施の形態を、添付図面を参
照しながら詳細に説明する。図１は、電動パワーステア
リング装置の基本的な構成を示す概念図である。この電
動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、操舵補助力を与えるための装置
である。

【０００７】ステアリング機構１は、運転者によって操
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４と、ピニオン４
に歯合するラックギヤ部５ａを有し車両の左右方向（車
幅方向）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に連結され
ている。８はキングピンを示す。

【０００８】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４及びラック軸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の転舵が行われる。
ステアリング軸３は、ステアリングホイール２に連結さ
れた入力軸３Ａと、ピニオン４に連結された出力軸３Ｂ
とに分割されている。入力軸３Ａと出力軸３Ｂとは、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及
び大きさに応じて捩れを生じるトーションバー９によっ
て結合されている。トーションバー９に関連して、入力
軸３Ａと出力軸３Ｂとの相対角度変位を検出することに
よって、操舵トルクの方向及び大きさを検出するトルク
センサ１０が配置されている。また、出力軸３Ｂに関連
して、この出力軸３Ｂの回転角を検出することによりス
テアリング機構の転舵角を検出する転舵角センサ１１が
設けられている。

【０００９】出力軸３Ｂ又はラック軸５のいずれかに
は、減速機構１２を介して電動モータ１３が結合され、
電動モータ１３が発生するトルクは、減速機構１２によ
って所定の減速比で減速されて、ステアリング機構１に
操舵補助力として伝達されるようになっている。この電
動モータ１３に関連して、電動モータ１３に実際に流れ
る電流（モータ電流）を検出するための電流検出回路１
４が設けられている。電動モータ１３は、電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）２０によって制御されるようになってい
る。電子制御ユニット２０は、トルクセンサ１０によっ
て検出される操舵トルクＴ等に基づいて、電動モータ１
３の目標電流値を定める。電子制御ユニット２０は、電
流検出回路１４の出力信号を参照して、目標電流が流れ
るように、電動モータ１３をフィードバック制御する。

【００１０】電子制御ユニット２０は、トルクセンサ１
０が出力するトルク信号を受けて、その検出信号の位相
を進めて系を安定化させるための位相補償部２１と、こ
の位相補償部２１から出力される操舵トルクＴに基づ
き、操舵トルクＴの方向及び大きさに応じた基本目標電
流値ｉを定める基本目標電流値設定部２２と、変速機の
シフトレバー状態信号（図示せず）に基づいて車両の後
退走行を判定する後退判定部２３と、操舵トルクＴの変
化速度、又は変化加速度を演算し、しきい値よりも大き
いかどうかを判定する操舵トルク変化速度又は加速度判
定部２４と、トルク補正電流Δｉを演算する補正電流演
算部２５とを備えている。

【００１１】基本目標電流値ｉと、トルク補正電流Δｉ
とは、加算部２７によって加算され、この加算部２７の
出力が、電動モータ１３の目標電流値として減算部２８
に与えられるようになっている。減算部２８は、加算部
２７からの目標電流値（ｉ＋Δｉ）と電流検出回路１４
によって検出されたモータ電流Ｉとの偏差を求め、この
偏差をモータ制御部２９に与える。このモータ制御部２
９は、例えばＰＩ（比例積分）制御演算を行うＰＩ制御
部と、このＰＩ制御部の出力に基づいてＰＷＭ（パルス
幅変調）制御のためのデューティを定めるデューティ設
定部と、このデューティ設定部によって設定されたデュ
ーティのパルス幅駆動信号を生成するパルス幅制御部と
を含むものであってもよい。

【００１２】図２は、後退走行時に急操舵が発生したと
きの、目標電流値ｉを補正する処理を説明するためのフ
ローチャートである。図３は、アシスト制御に用いる操
舵トルクＴ対目標電流値ｉのグラフである。まず、シフ
トレバー状態信号に基づいて、車両後退状態かどうかを
判定する（ステップＳ１）。後退状態であれば、操舵ト
ルクＴの変化速度又は変化加速度の絶対値がしきい値と
なる正の定数Ｔ0より大きいかどうか判定することによ
り、左又は右への急操舵状態を判定する（ステップＳ
２）。定数Ｔ0以下であれば、すなわち、急操舵でなけ
れば、従来どおり、正のトルク補正電流Δｉ₁を発生さ
せて、ステアリングのアシスト力を前進走行時よりも増
大させる（ステップＳ３；図３参照）。前記定数Ｔ0
は、車両後退時に、車両の挙動不安定が通常発生する程
度のトルクの変化速度又は変化加速度に応じて決定すれ
ばよい。

【００１３】正の定数Ｔ0より大きい場合、すなわち急
操舵の場合、前記のようにアシスト力を増大させると、
ステアリングが軽くなって危険なので、ステップＳ３の
場合よりも、アシスト力を相対的に減少させる（ステッ
プＳ４）。すなわち、トルク補正電流Δｉを、ステップ
Ｓ３で発生させるトルク補正電流Δｉ₁よりも小さな値
（負の値であってもよい）Δｉ₂に選ぶ（図３参照。図
３ではΔｉ₂＜０の場合を示している）。

【００１４】そして、加算部２７で、前記トルク補正電
流Δｉを基本目標電流値ｉに加算して、減算部２８に与
える。モータ制御部２９は、この加算された目標電流値
（ｉ＋Δｉ）及び電流検出回路１４によって検出された
モータ電流Ｉに対応したモータ電流駆動信号を出力す
る。このとき、電子制御ユニット２０は、警告信号を出
力して、車内に備えたスピーカから音声や信号を出して
もよく、車内の表示部に警告文字を表示させてもよい。

【００１５】以上の電子制御ユニット２０は、マイクロ
コンピュータを有するものであって、以上説明した電子
制御ユニット２０の機能の全部又は一部は、プログラム
ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたプログラムをコンピュ
ータが実行することにより実現される。以上のように、
この実施形態によれば、後退時、操舵トルクＴが急増し
たときに、目標電流値ｉを減少させることができるの
で、後退時のハンドルを重くすることができ、車両の挙
動不安定をなくすことができる。

【００１６】以上で、本発明の実施の形態を説明した
が、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものでは
ない。例えば、上述の実施形態では、後退時、操舵トル
クＴの変化速度、又は変化加速度を演算し、しきい値よ
りも大きいかどうかを判定することにより、アシスト力
を調整していた。しかし、転舵角センサ１１によって検
出される出力軸回転角θvの変化速度、又は変化加速度
を演算し、しきい値よりも大きいかどうかを判定するこ
とにより、アシスト力を調整することもできる。この場
合のしきい値の設定は、車両後退時に、車両の挙動不安
定が通常発生する程度の転舵角の変化速度又は変化加速
度に応じて決定すればよい。

【００１７】また、上述の実施形態では、電動パワース
テアリング装置を例として説明したが、本発明は、ステ
アリングホイールとステアリング機構とが機械的に切り
離されたＳＢＷ(Steer by Wire)ステアリング装置にも
適用することが可能である。その他、本発明の範囲内
で、種々の変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用操舵装置の基本的な構成を示す
概念図である。

【図２】後退走行時に急操舵が発生したときの、目標電
流値ｉを補正する処理を説明するためのフローチャート
である。

【図３】制御マップとして用いる操舵トルクＴ対目標電
流値ｉのグラフである。

【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３ステアリング軸３Ａ入力軸３Ｂ出力軸４ピニオン５ラック軸１０トルクセンサ１１転舵角センサ１２減速機構１３電動モータ１４電流検出回路２０電子制御ユニット２３後退判定部２４操舵トルク変化速度又は加速度判定部２５補正電流演算部２７加算部２８減算部２９モータ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵トルクに応じた操舵補助力をステアリ
ング機構に与える車両用操舵装置であって、車両後退検出手段と、操舵トルク検出手段と、操舵トル
ク検出手段によって検出された操舵トルクの変化速度ま
たは変化加速度を求める演算手段と、車両後退時に、演
算手段によって求められた操舵トルクの変化速度または
変化加速度がしきい値以上である場合に、しきい値未満
の場合と比べて操舵補助力を減少させる操舵補助力補正
手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】操舵トルクに応じた操舵補助力をステアリ
ング機構に与える車両用操舵装置であって、車両後退検出手段と、操舵角検出手段と、操舵角検出手
段によって検出された操舵角の変化速度または変化加速
度を求める演算手段と、車両後退時に、演算手段によっ
て求められた操舵角の変化速度または変化加速度がしき
い値以上である場合に、しきい値未満の場合と比べて操
舵補助力を減少させる操舵補助力補正手段とを備えたこ
とを特徴とする車両用操舵装置。