JP2002308131A - 車輌用パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輌の状態や経時変化に拘らず操舵フィーリ
ングを最適なフィーリングに維持する。 【解決手段】 車輌の横加速度Ｇyに対する操舵トルク
Ｔのリサージュ波形のヒステリシス幅Ａが求められ（Ｓ
３０〜７０）、ヒステリシス幅Ａに基づき補正トルクＴ
eが演算され（Ｓ８０）、ヒステリシス幅Ａと補正トル
クＴeとの和として演算される操舵機構の摩擦トルクＴf
に基づき補助操舵トルクＴa演算用のマップが選択され
ると共に係数Ｋigが演算され（Ｓ１００、１１０）、マ
ップより操舵トルクＴに基づき基本補助操舵トルクＴab
が演算され（Ｓ２１０）、車速Ｖに基づき車速係数Ｋv
が演算され（Ｓ２２０）、操舵トルクの微分値Ｔd及び
車速Ｖに基づき慣性補償トルクＴiが演算され（Ｓ２３
０、２４０）、補助操舵トルクＴaがＫvとＴabとの積及
びＫigとＴiとの積の和として演算され（Ｓ２５０）、
該補助操舵トルクにて補助操舵される（Ｓ２６０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車輌の
ステアリング装置に係り、更に詳細にはパワーステアリ
ング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌のパワーステアリング装
置の一つとして、例えば特開平４−２１５５６３号公報
に記載されている如く、アクチュエータとしての電気モ
ータにより補助操舵トルクを発生し、運転者の操舵操作
を補助するよう構成された電動式パワーステアリング装
置に於いて、操舵トルク及び操舵速度を検出し、補助操
舵制御前後の検出値に基づき補正補助操舵制御量を演算
し、該補正補助操舵制御量にて補助操舵制御量を補正す
るよう構成された電動式パワーステアリング装置が従来
より知られている。

【０００３】かかる電動式パワーステアリング装置によ
れば、操舵トルク及び操舵速度が検出され、補助操舵制
御前後の検出値に基づき補正補助操舵制御量が演算さ
れ、補助操舵制御量が補正補助操舵制御量にて補正され
るので、電気モータの経時変化によるパワーステアリン
グ装置の特性の低下を補償し、これにより電気モータの
経時変化に拘わらず初期の操舵感覚を維持することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、パワーステア
リング装置は運転者が感じる操舵反力を低減して運転者
が容易に操舵操作することを可能にするものであり、操
舵反力はステアリングホイールより操舵輪までの操舵機
構による反力と、操舵輪と路面との間に作用する力によ
る反力との和であり、車輌の状態や経時変化により変化
する。

【０００５】特に操舵輪と路面との間に作用する力によ
る反力が操舵反力の主要な成分であり、操舵輪のセルフ
アライニングトルク、操舵輪と路面との間の摩擦力等よ
りなる。セルフアライニングトルクは主として車輌の旋
回状況により決定され、操舵輪と路面との間の摩擦力は
主としてタイヤの摩耗、タイヤの種類やサイズ、路面の
性状等によって異なる値になる。一方操舵機構による反
力は主として操舵機構の摩擦力であり、この摩擦力は経
時的に変化し、新車時に最も大きく、車輌の走行距離の
増大につれて漸次減少する。

【０００６】しかるに上述の従来の電動式パワーステア
リング装置に於いては、補助操舵トルクを発生する電気
モータの経時変化によるパワーステアリング装置の特性
の低下を補償することはできるが、上述の如き車輌の状
態や経時変化に起因する操舵反力の変動に対処すること
ができず、そのため車輌の状態や経時変化に起因する操
舵フィーリングの変化を防止することができないという
問題がある。

【０００７】尚、上述の経時変化に起因する操舵反力の
変動は、油圧式パワーステアリング装置よりも減速歯車
の如き機械的摩擦を生じる部品が多い電動式パワーステ
アリング装置に於いて顕著であるが、上述の車輌の状態
に起因する操舵反力の変動はパワーステアリング装置の
種類、例えば電動式であるか油圧式であるかに関係なく
存在する。

【０００８】本発明は、操舵トルクに応じてアクチュエ
ータにより補助操舵トルクを発生し運転者の操舵操作を
補助するよう構成された従来のパワーステアリング装置
に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、
本発明の主要な課題は、車輌の状態や経時変化に起因す
る操舵反力の変動に応じて補助操舵制御量を最適化する
ことにより、車輌の状態や経時変化に拘らず操舵フィー
リングを最適なフィーリングに維持することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の主要な課題は、本
発明によれば、補助操舵トルクを発生するアクチュエー
タと、操舵トルクを検出する手段と、少なくとも操舵ト
ルクに基づく補助操舵制御量にて前記アクチュエータの
補助操舵トルクを制御する制御手段とを有する車輌用パ
ワーステアリング装置に於いて、車輌の横加速度を検出
する手段と、車輌の横加速度に対する操舵トルクのリサ
ージュ波形のヒステリシス幅を求める手段とを有し、前
記制御手段は前記ヒステリシス幅に基づき前記補助操舵
制御量を補正することを特徴とする車輌用パワーステア
リング装置（請求項１の構成）、又は補助操舵トルクを
発生するアクチュエータと、操舵トルクを検出する手段
と、少なくとも操舵トルクに基づく補助操舵制御量にて
前記アクチュエータの補助操舵トルクを制御する制御手
段とを有する車輌用パワーステアリング装置に於いて、
車輌の横加速度を検出する手段と、車輌の横加速度に対
する操舵トルクのリサージュ波形のヒステリシス幅を求
める手段とを有し、前記制御手段は基準値と前記ヒステ
リシス幅との関係に基づき前記補助操舵制御量を補正す
ることを特徴とする車輌用パワーステアリング装置（請
求項２の構成）、又は補助操舵トルクを発生するアクチ
ュエータと、操舵トルクを検出する手段と、少なくとも
操舵トルクに基づく補助操舵制御量にて前記アクチュエ
ータの補助操舵トルクを制御する制御手段とを有する車
輌用パワーステアリング装置に於いて、操舵角を検出す
る手段と、車輌の横加速度を検出する手段と、操舵角に
対する操舵トルクのリサージュ波形の第一のヒステリシ
ス幅を求める手段と、車輌の横加速度に対する操舵トル
クのリサージュ波形の第二のヒステリシス幅を求める手
段とを有し、前記制御手段は前記第一のヒステリシス幅
と前記第二のヒステリシス幅との関係に基づき前記補助
操舵制御量を補正することを特徴とする車輌用パワース
テアリング装置（請求項３の構成）によって達成され
る。

【００１０】一般に、図５に示されている如く、操舵機
構の摩擦トルクは操舵角（θ）に対する操舵トルク
（Ｔ）のリサージュ波形のヒステリシス幅（Ａ）、即ち
操舵角が０であるときの操舵トルクの偏差により表わさ
れ、ヒステリシス幅（Ａ）は操舵機構の摩擦トルクの変
化に応じて変化する。しかし車輌が旋回走行する際には
車体のスリップ角の影響により操舵角の変化に対し横加
速度（Ｇy）の変化が遅れて現われるので、操舵トルク
の変化も操舵角の変化に対し遅れて生じ、また横加速度
及び操舵トルクの変化の遅れは車速（Ｖ）が高くなるに
つれて大きくなり、従って図７に於いて破線にて示され
ている如く、操舵機構の摩擦トルクは見かけ上車速が高
くなるにつれて漸次減少する。そのため車速が変化する
と、恰も操舵機構の摩擦トルクが変化したようになり、
摩擦トルクを高精度に推定することができない。

【００１１】上記問題に対処するための一つの手段とし
て、車速に対する摩擦トルクの変化を予め実験的に測定
し、その測定結果に基づいて摩擦トルクを補正する方法
も考えられるが、タイヤの摩耗やタイヤの交換等により
操舵輪と路面との間に作用する力が変化すると、車速の
変化に伴う摩擦トルクの変化勾配も変化してしまい、従
ってこの方法によっては摩擦トルクを正確に推定するこ
とが困難であり、そのため操舵フィーリングを最適なフ
ィーリングに維持するに必要な補助操舵制御量を正確に
演算することが困難である。

【００１２】これに対し図６に示されている如く、車輌
の横加速度に対する操舵トルクのリサージュ波形のヒス
テリシス幅（Ｂ）により操舵機構の摩擦トルクを推定す
れば、ヒステリシス幅（Ｂ）は操舵機構の摩擦トルクの
変化に応じて変化するが、図７に於いて実線にて示され
ている如く車速に拘らず実質的に一定であり、よってヒ
ステリシス幅（Ｂ）によれば摩擦トルクを正確に推定す
ることができることが判った。従って少なくとも操舵ト
ルクに基づき演算される補助操舵制御量をヒステリシス
幅（Ｂ）に応じて補正すれば、操舵機構の経時変化に拘
らず操舵フィーリングを最適なフィーリングに維持する
に必要な補助操舵制御量を正確に演算することができ
る。

【００１３】尚、車輌の横加速度に対する操舵トルクの
リサージュ波形のヒステリシス幅（Ｂ）により推定され
る操舵機構の摩擦トルクが車速に拘らず実質的に一定で
あるのは、操舵トルク及び車輌の横力は操舵輪のコーナ
リングフォースに応じて変化し、車輌の横加速度は車輌
の横力により決定されるので、操舵トルク及び車輌の横
加速度の変化には実質的に位相差がないことによるもの
と考えられる。

【００１４】また本願に於いて、リサージュ波形のヒス
テリシス幅は基準となる変量が０であるときの他方の変
量の二つの値の偏差の大きさを意味し、例えば操舵角
（θ）に対する操舵トルク（Ｔ）のリサージュ波形のヒ
ステリシス幅（Ａ）は基準となる操舵角が０であるとき
の操舵トルクの二つの値の偏差の大きさである。

【００１５】上記請求項１の構成によれば、車輌の横加
速度に対する操舵トルクのリサージュ波形のヒステリシ
ス幅が求められ、該ヒステリシス幅に基づき補助操舵制
御量が補正されるので、操舵機構の摩擦トルクに応じて
正確に補助操舵制御量を補正することができ、これによ
り操舵機構の経時変化や操舵輪と路面との間の力伝達特
性の変化に拘わらず操舵フィーリングを最適なフィーリ
ングに維持するに必要な補助操舵制御量にて過不足なく
適正に補助操舵することが可能になる。

【００１６】また一般に、図８に示されている如く、操
舵角に対する操舵トルクのリサージュ波形のヒステリシ
ス幅（Ａ）は車輪と路面との間の力伝達特性が小さいほ
ど車速の増大に伴う減少率が高い。従って或る車速につ
いて操舵角に対する操舵トルクのリサージュ波形を形成
し、そのヒステリシス幅を予め設定された基準値と比較
し、少なくとも操舵トルクに基づき演算される補助操舵
制御量を比較結果に応じて補正することにより、経時変
化による操舵機構の摩擦トルクの変化や、タイヤの交
換、摩耗等による車輪と路面との間の力伝達特性の変化
に拘らず操舵フィーリングを最適なフィーリングに維持
するに必要な補助操舵量を正確に演算することができ
る。

【００１７】上記請求項２の構成によれば、車輌の横加
速度に対する操舵トルクのリサージュ波形のヒステリシ
ス幅が求められ、基準値とヒステリシス幅との関係に基
づき補助操舵制御量が補正されるので、経時変化による
操舵機構の摩擦トルクの変化や車輪と路面との間の力伝
達特性の変化に応じて正確に補助操舵制御量を補正する
ことができ、これにより操舵機構の経時変化や車輪と路
面との間の力伝達特性の変化に拘わらず操舵フィーリン
グを最適なフィーリングに維持するに必要な補助操舵制
御量にて過不足なく適正に補助操舵することが可能にな
る。

【００１８】また前述の如く、操舵角に対する操舵トル
クのリサージュ波形のヒステリシス幅（Ａ）は車輪と路
面との間の力伝達特性が小さいほど車速の増大に伴う減
少率が高いのに対し、車輌の横加速度に対する操舵トル
クのリサージュ波形のヒステリシス幅（Ｂ）は車速に拘
らず実質的に一定である。従って図９に示されている如
く、或る車速について操舵角に対する操舵トルクのリサ
ージュ波形を形成すると共にそのヒステリシス幅を求
め、また車輌の横加速度に対する操舵トルクのリサージ
ュ波形を形成すると共にそのヒステリシス幅を求め、こ
れらのヒステリシス幅の偏差の大ききを判定し、少なく
とも操舵トルクに基づき演算される補助操舵制御量を判
定結果に応じて補正することにより、経時変化による操
舵機構の摩擦トルクの変化や車輪と路面との間の力伝達
特性の変化に拘わらず操舵フィーリングを最適なフィー
リングに維持するに必要な補助操舵制御量を正確に演算
することができる。

【００１９】上記請求項３の構成によれば、操舵角に対
する操舵トルクのリサージュ波形の第一のヒステリシス
幅が求められ、車輌の横加速度に対する操舵トルクのリ
サージュ波形の第二のヒステリシス幅が求められ、第一
のヒステリシス幅と第二のヒステリシス幅との関係に基
づき補助操舵制御量が補正されるので、経時変化による
操舵機構の摩擦トルクの変化や車輪と路面との間の力伝
達特性の変化に応じて正確に補助操舵制御量を補正する
ことができ、これにより操舵機構の経時変化や車輪と路
面との間の力伝達特性の変化に拘わらず操舵フィーリン
グを最適なフィーリングに維持するに必要な補助操舵制
御量にて過不足なく適正に補助操舵することが可能にな
る。

【００２０】

【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好まし
い態様によれば、上記請求項１乃至３の構成に於いて、
アクチュエータは電気モータを含み、電気モータの回転
トルクにより補助操舵トルクを発生するよう構成される
（好ましい態様１）。

【００２１】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１乃至３の構成に於いて、ヒステリシス
幅を求める手段は所定の車速域について対応するリサー
ジュ波形のヒステリシス幅を求めるよう構成される（好
ましい態様２）。

【００２２】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１乃至３の構成に於いて、ヒステリシス
幅を求める手段は所定の操舵角速度域について対応する
リサージュ波形のヒステリシス幅を求めるよう構成され
る（好ましい態様３）。

【００２３】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１乃至３の構成に於いて、補助操舵制御
量は操舵トルクに基づく補助操舵トルクと操舵トルクの
変化率に基づく慣性補償トルクとを含み、制御手段は補
助操舵トルク若しくは慣性補償トルクを補正するよう構
成される（好ましい態様４）。

【００２４】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項１の構成に於いて、制御手段はヒステリ
シス幅に基づき操舵機構の摩擦トルクに対する補正トル
クを演算し、ヒステリシス幅と補正トルクとの和として
操舵機構の摩擦トルクを演算し、操舵機構の摩擦トルク
に基づき補助操舵制御量を補正するよう構成される（好
ましい態様５）。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明す
る。

【００２６】第一の実施形態 図１は電動式パワーステアリング装置として構成された
本発明による車輌用パワーステアリング装置の第一の実
施形態を示す概略構成図である。

【００２７】図１に於て、１０FL及び１０FRはそれぞれ
車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれ
ぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動
輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは
運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答し
て駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワ
ーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイ
ロッド２０L及び２０Rを介して操舵される。

【００２８】ステアリングホイール１４はステアリング
シャフト２２によりステアリングギヤボックス２４に接
続されており、ステアリングシャフト２２には歯車減速
機構２６によりパワーユニット２８が駆動接続されてい
る。パワーユニット２８はモータ３０を有している。尚
歯車減速機構２６とパワーユニット２８との間にはそれ
らの駆動接続状態を制御するクラッチが設けられていて
もよい。

【００２９】図示の実施形態に於ては、ステアリングシ
ャフト２２には操舵トルクＴを検出するトルクセンサ３
２及び操舵角θを検出する操舵角センサ３４が設けられ
ており、トルクセンサ３２及び操舵角センサ３４の出力
は電子制御装置３６へ入力される。また電子制御装置３
６には車速センサ３８により検出された車速Ｖを示す信
号及び横加速度センサ４０により検出された車輌の横加
速度Ｇyを示す信号も入力される。尚図示の実施形態に
於けるトルクセンサ３２はステアリングホイール１４と
歯車減速機構２６との間にて操舵トルクＴを検出する。

【００３０】電子制御装置３６は図２に示された補助操
舵制御フローを記憶しており、操舵トルクＴ、操舵角
θ、車速Ｖ、横加速度Ｇyに基づき図２に示された制御
ルーチンに従って操舵トルクに基づく補助操舵制御量に
てパワーユニット２８を制御することにより補助操舵ト
ルクを制御し、これにより補助操舵トルクによって運転
者の操舵操作を補助し、特に歯車減速機構２６等の摩耗
に伴う摩擦トルクの変化に応じて補助操舵制御量を最適
に増減する。

【００３１】尚図１には詳細に示されていないが、電子
制御装置３６は中央処理ユニット（ＣＰＵ）とリードオ
ンリメモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）と入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性の
コモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュー
タ及び駆動回路よりなっていてよい。またトルクセンサ
３２、操舵角センサ３４、横加速度センサ４０はそれぞ
れ車輌の左旋回方向への操舵の場合を正として操舵トル
クＴ、操舵角θ、横加速度Ｇyを検出する。

【００３２】次に図２に示されたフローチャートを参照
して図示の実施形態に於ける補助操舵制御について説明
する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図
には示されていないイグニッションスイッチの閉成によ
り開始される。

【００３３】まずステップ１０に於いては後述の図７に
示されたグラフに対応するマップが初期値（例えば実
線）に設定され、ステップ２０に於いては操舵トルクＴ
を示す信号等の読み込みが行われ、ステップ３０に於い
てはＶ1及びＶ2をそれぞれ正の定数（Ｖ1＜Ｖ2）として
車速ＶがＶ1＜Ｖ＜Ｖ2を満たす所定の範囲内にあるか否
かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのま
まステップ２１０へ進み、肯定判別が行われたときには
ステップ４０へ進む。

【００３４】ステップ４０に於いては操舵角θの微分値
として操舵角速度θdが演算されると共に、θd1及びθd
2をそれぞれ正の定数（θd1＜θd2）として、操舵角速
度θdがθd1＜θd＜θd2を満たす所定の範囲内にあるか
否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはその
ままステップ２１０へ進み、肯定判別が行われたときに
はステップ５０へ進む。

【００３５】ステップ５０に於いては車輌の横加速度Ｇ
yに対する操舵トルクＴの関係として車輌の横加速度Ｇy
及び操舵トルクＴが図には示されていないメモリに記憶
され、ステップ６０に於いてはステップ５０に於いて記
憶されたデータに基づき横加速度Ｇyに対する操舵トル
クＴのリサージュ波形が完成したか否かの判別が行わ
れ、否定判別が行われたときにはそのままステップ２１
０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ７０へ
進む。

【００３６】ステップ７０に於いては図６に示されてい
る如く車輌の横加速度Ｇyに対する操舵トルクＴのリサ
ージュ波形に基づきヒステリシス幅Ｂが演算されると共
に、メモリに記憶されている車輌の横加速度Ｇy及び操
舵トルクＴのデータがクリアされる。

【００３７】ステップ８０に於いては図１０に示されて
いる如く現在選択されている後述の図１１に示されたグ
ラフに対応するマップよりヒステリシス幅Ｂに基づき電
動式パワーステアリング装置１６による補助操舵トルク
に対応する補正トルクＴeが演算され、ステップ９０に
於いてはヒステリシス幅Ｂ及び補正トルクＴeの和とし
てステアリングホイール１４より左右の前輪１０FL、１
０FRまでの操舵機構の摩擦トルクＴfが下記の式１に従
って演算される。 Ｔf＝Ｂ＋Ｔe ……（１）

【００３８】ステップ１００に於いては摩擦トルクＴf
に基づき図１１に示されたグラフに対応するマップが選
択され、ステップ１１０に於いては摩擦トルクＴfに基
づき図１２に示されたグラフに対応するマップより後述
の慣性補償トルクＴiに対する係数Ｋigが演算される。
尚図１２に於いて、Ｔfoは摩擦トルクの標準値（正の定
数）を示している。

【００３９】ステップ２１０に於いてはステップ１１０
に於いて選択された図１１に示されたグラフに対応する
マップより操舵トルクＴに基づき基本補助操舵トルクＴ
abが演算され、ステップ２２０に於いては車速Ｖに基づ
き図１３に示されたグラフに対応するマップより車速係
数Ｋvが演算される。

【００４０】ステップ２３０に於いては操舵トルクＴの
変化率として操舵トルクＴの微分値Ｔdが演算されると
共に、操舵トルクＴの微分値Ｔdに基づき図１４に示さ
れたグラフに対応するマップより基本慣性補償トルクＴ
ibが演算される。

【００４１】ステップ２４０に於いては車速Ｖに基づき
図には示されていないマップより車速係数Ｋibが演算さ
れると共に、下記の式２に従って慣性補償トルクＴiが
演算される。 Ｔi＝Ｋib・Ｔib ……（２）

【００４２】ステップ２５０に於いては補助操舵トルク
Ｔaが下記の式３に従って演算され、ステップ２６０に
於いては補助操舵トルクＴaに基づきパワーユニット２
８のモータ３０が制御されることにより電動式パワース
テアリング装置１６による補助操舵トルクが上記Ｔaに
なるよう制御される。 Ｔa＝Ｋv・Ｔab＋Ｋig・Ｔi ……（３）

【００４３】かくして図示の第一の実施形態によれば、
ステップ３０〜６０に於いて所定の車速範囲及び所定の
操舵角速度の範囲について車輌の横加速度Ｇyに対する
操舵トルクＴのリサージュ波形が形成され、ステップ７
０に於いてリサージュ波形のヒステリシス幅Ｂが求めら
れ、ステップ８０に於いてヒステリシス幅Ｂに基づき補
正トルクＴeが演算され、ステップ９０に於いて操舵機
構の摩擦トルクＴfがヒステリシス幅Ｂと補正トルクＴe
との和として演算される。

【００４４】そしてステップ１００に於いて摩擦トルク
Ｔfに基づき補助操舵トルクＴaを演算するためのマップ
が選択され、ステップ１１０に於いて摩擦トルクＴfに
基づき慣性補償トルクＴiに対する係数Ｋigが演算さ
れ、ステップ２１０に於いて選択されたマップより操舵
トルクＴに基づき基本補助操舵トルクＴabが演算され、
ステップ２２０に於いて車速Ｖに基づき車速係数Ｋvが
演算され、ステップ２３０に於いて操舵トルクＴの微分
値Ｔdに基づき基本慣性補償トルクＴibが演算され、ス
テップ２４０に於いて車速Ｖに基づき車速係数Ｋibが演
算されると共に、車速係数Ｋibと基本慣性補償トルクＴ
ibとの積として慣性補償トルクＴiが演算され、ステッ
プ２５０に於いて補助操舵トルクＴaが車速係数Ｋvと基
本補助操舵トルクＴabとの積及び係数Ｋigと慣性補償ト
ルクＴiとの積の和として演算され、ステップ２６０に
於いて補助操舵トルクＴaにて補助操舵される。

【００４５】従って図示の第一の実施形態によれば、車
輌の横加速度Ｇyに対する操舵トルクＴのリサージュ波
形のヒステリシス幅Ｂに基づき操舵機構の摩擦トルクＴ
fが求められ、基本補助操舵トルクＴabを演算するため
のマップ及び慣性補償トルクＴiを演算するための係数
Ｋigが摩擦トルクＴfに応じて最適化されるので、操舵
機構の経時変化に伴う摩擦トルクの変化に拘らず操舵フ
ィーリングを最適なフィーリングに維持することができ
る。

【００４６】特に図示の第一の実施形態によれば、操舵
機構の摩擦トルクＴfは電動式パワーステアリング装置
１６による補助操舵トルクの影響が排除された値として
正確に演算されるので、補助操舵トルクの影響が排除さ
れない場合に比して操舵機構の摩擦トルクＴfを正確に
演算することができ、これにより最適な操舵フィーリン
グの維持を適正に行うことができる。

【００４７】第二の実施形態 図３は本発明による車輌用パワーステアリング装置の第
二の実施形態に於ける補助操舵制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。尚図３に於いて図２に示されたステ
ップと同一のステップには図２に於いて付されたステッ
プ番号と同一のステップ番号が付されている。

【００４８】この第二の実施形態に於いては、ステップ
１０〜４０及びステップ２１０〜２６０は上述の第一の
実施形態の場合と同様の要領にて実行され、ステップ４
０に於いて肯定判別が行われた場合に実行されるステッ
プ１２０に於いては操舵角θに対する操舵トルクＴの関
係として操舵角θ及び操舵トルクＴが図には示されてい
ないメモリに記憶され、ステップ１３０に於いては図５
に示されている如く操舵角θに対する操舵トルクＴのリ
サージュ波形が完成したか否かの判別が行われ、否定判
別が行われたときにはそのままステップ２１０へ進み、
肯定判別が行われたときにはステップ１４０へ進む。

【００４９】ステップ１４０に於いては操舵角θに対す
る操舵トルクＴのリサージュ波形のヒステリシス幅Ａが
演算されると共に、メモリに記憶されている操舵角θ及
び操舵トルクＴのデータがクリアされ、ステップ１５０
に於いては予め設定された基準値Ａ0（正の定数）を基
準としてヒステリシス幅Ａの変化量ΔＡ（＝Ａ−Ａ0）
が演算される。尚基準値Ａ0は車速Ｖが０であるときの
ヒステリシス幅Ａの値に限定されるものではない。

【００５０】ステップ１６０に於いてはヒステリシス幅
の変化量ΔＡに基づき図１５に示されたグラフに対応す
るマップが選択され、ステップ１７０に於いてはヒステ
リシス幅の変化量ΔＡに基づき図１６に示されたグラフ
に対応するマップより後述の慣性補償トルクＴiに対す
る係数Ｋigが演算され、しかる後ステップ２１０へ進
む。尚図１６に於いて、ΔＡoはヒステリシスＡの変化
量ΔＡの標準値（正の定数）を示している。

【００５１】かくして図示の第二の実施形態によれば、
ステップ１２０〜１４０に於いて操舵角θに対する操舵
トルクＴのリサージュ波形のヒステリシス幅Ａが演算さ
れ、ステップ１５０に於いて基準値Ａ0に対するヒステ
リシス幅Ａの変化量ΔＡが演算され、ステップ１６０に
於いてヒステリシス幅の変化量ΔＡに基づきマップが選
択され、ステップ１７０に於いてヒステリシス幅の変化
量ΔＡに基づき慣性補償トルクＴiに対する係数Ｋigが
演算される。

【００５２】従って図示の第二の実施形態によれば、操
舵角θに対する操舵トルクＴのリサージュ波形のヒステ
リシス幅Ａの基準値Ａ0に対する変化量ΔＡに応じて、
基本補助操舵トルクＴabを演算するためのマップ及び慣
性補償トルクＴiを演算するための係数Ｋigが最適化さ
れるので、操舵機構の経時変化に伴う摩擦トルクの変化
や、タイヤの摩耗、交換等に起因する車輪と路面との間
の力伝達特性の変化に拘らず操舵フィーリングを最適な
フィーリングに維持することができる。

【００５３】第三の実施形態 図４は本発明による車輌用パワーステアリング装置の第
三の実施形態に於ける補助操舵制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。尚図４に於いて図２に示されたステ
ップと同一のステップには図２に於いて付されたステッ
プ番号と同一のステップ番号が付されている。

【００５４】この第三の実施形態に於いては、ステップ
１０〜７０及びステップ２１０〜２６０は上述の第一の
実施形態の場合と同様の要領にて実行され、ステップ１
２０〜１４０は上述の第二の実施形態の場合と同様の要
領にて実行され、ステップ１４０の次に実行されるステ
ップ１８０に於いては車輌の横加速度Ｇyに対する操舵
トルクＴのリサージュ波形のヒステリシス幅Ｂと操舵角
θに対する操舵トルクＴのリサージュ波形のヒステリシ
ス幅Ａとの偏差としてヒステリシス幅の偏差ΔＨ（＝Ｂ
−Ａ）が演算される。

【００５５】ステップ１９０に於いてはヒステリシス幅
の偏差ΔＨに基づき図１７に示されたグラフに対応する
マップが演算され、ステップ２００に於いてはヒステリ
シス幅の偏差ΔＨに基づき図１８に示されたグラフに対
応するマップより後述の慣性補償トルクＴiに対する係
数Ｋigが演算され、しかる後ステップ２１０へ進む。尚
図１８に於いて、ΔＨoはヒステリシスの偏差ΔＨの標
準値（正の定数）を示している。

【００５６】かくして図示の第三の実施形態によれば、
ステップ１８０に於いて車輌の横加速度Ｇyに対する操
舵トルクＴのリサージュ波形のヒステリシス幅Ｂと操舵
角θに対する操舵トルクＴのリサージュ波形のヒステリ
シス幅Ａとの偏差としてヒステリシス幅の偏差ΔＨが演
算され、ステップ１９０に於いてヒステリシス幅の偏差
ΔＨに基づきマップが演算され、ステップ１７０に於い
てヒステリシス幅の偏差ΔＨに基づき慣性補償トルクＴ
iに対する係数Ｋigが演算される。

【００５７】従って図示の第三の実施形態によれば、上
述の第二の実施形態の場合と同様、基本補助操舵トルク
Ｔabを演算するためのマップ及び慣性補償トルクＴiを
演算するための係数Ｋigがヒステリシス幅の偏差ΔＨに
応じて最適化されるので、操舵機構の経時変化に伴う摩
擦トルクの変化や、タイヤの摩耗、交換等に起因する車
輪と路面との間の力伝達特性の変化に拘らず操舵フィー
リングを最適なフィーリングに維持することができる。

【００５８】特に図示の各実施形態によれば、基本補助
操舵トルクＴabを演算するためのマップ及び慣性補償ト
ルクＴiを演算するための係数Ｋigの両方が操舵機構の
摩擦トルクＴf等に応じて最適化されるので、マップ及
び係数Ｋigの一方のみが摩擦トルクＴf等に応じて最適
化される場合に比して、操舵フィーリングを一層最適な
フィーリングに維持することができる。

【００５９】また図示の各実施形態によれば、車輌の横
加速度Ｇに対する操舵トルクＴのリサージュ波形等のリ
サージュ波形は所定の車速範囲及び所定の操舵角速度の
範囲について形成されるので、車速の範囲若しくは操舵
角速度の範囲が限定されない場合に比して正確にリサー
ジュ波形を形成することができ、これにより操舵機構の
摩擦トルクＴf等を正確に演算することができ、従って
操舵フィーリングを一層最適なフィーリングに維持する
ことができる。

【００６０】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【００６１】例えば上述の各実施形態に於いては、補助
操舵制御量Ｔaは操舵トルクＴに基づく補助操舵トルク
Ｋv・Ｔabと慣性補償トルクＫig・Ｔiよりなっている
が、慣性補償トルクが省略されてもよく、また必要に応
じて操舵角θの変化率に基づくダンパ制御量若しくは操
舵角θに基づくステアリングホイールの戻り制御量が付
加され、これらの制御量が慣性補償制御量の場合と同様
操舵機構の摩擦トルクＴf等に応じて増減されるよう修
正されてもよい。

【００６２】また上述の第一及び第三の実施形態に於い
ては、車輌の横加速度Ｇyに対する操舵トルクＴのリサ
ージュ波形のヒステリシス幅Ｂが求められるようになっ
ているが、操舵角θに対するヨーレートの周波数応答及
び位相は車輌の横加速度Ｇyに近いので、車輌の横加速
度Ｇyに対する操舵トルクＴのリサージュ波形のヒステ
リシス幅Ｂの代わりに車輌のヨーレートに対する操舵ト
ルクＴのリサージュ波形のヒステリシス幅が使用されて
もよい。

【００６３】また上述の実施形態に於いては、電動式パ
ワーステアリング装置は電気モータにより操舵トルクを
発生するようになっているが、本発明は電気モータ以外
の電動式アクチュエータにより操舵トルクを発生する電
動式パワーステアリング装置に適用されてもよく、油圧
式パワーステアリング装置の如く電動式以外のパワース
テアリング装置に適用されてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の請求項１の構成によれば、車輌の横加速度に対する
操舵トルクのリサージュ波形のヒステリシス幅が求めら
れ、該ヒステリシス幅に基づき補助操舵制御量が補正さ
れるので、操舵機構の摩擦トルクに応じて正確に補助操
舵制御量を補正することができ、これにより操舵機構の
経時変化や車輪と路面との間の力伝達特性の変化に拘わ
らず操舵フィーリングを最適なフィーリングに維持する
ことができる。

【００６５】また本発明の請求項２又は３の構成によれ
ば、経時変化による操舵機構の摩擦トルクの変化や車輪
と路面との間の力伝達特性の変化に応じて正確に補助操
舵制御量を補正することができ、これにより操舵機構の
経時変化や車輪と路面との間の力伝達特性の変化に拘わ
らず操舵フィーリングを最適なフィーリングに維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動式パワーステアリング装置として構成され
た本発明による車輌用パワーステアリング装置の第一の
実施形態を示す概略構成図である。

【図２】第一の実施形態に於ける補助操舵制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図３】第二の実施形態に於ける補助操舵制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図４】第二の実施形態に於ける補助操舵制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図５】操舵角θに対する操舵トルクＴのリサージュ波
形及びそのヒステリシス幅Ａを示すグラフである。

【図６】車輌の横加速度Ｇyに対する操舵トルクＴのリ
サージュ波形及びそのヒステリシス幅Ｂを示すグラフで
ある。

【図７】車速Ｖに対する摩擦トルク（ヒステリシス幅）
Ａ及びＢの関係を示すグラフである。

【図８】タイヤがサマータイヤである場合及びスタッド
レスタイヤである場合について車速Ｖに対するヒステリ
シス幅Ａの関係を示すグラフである。

【図９】タイヤがサマータイヤである場合及びスタッド
レスタイヤである場合について車速Ｖに対するヒステリ
シス幅Ａ及びＢの関係を示すグラフである。

【図１０】ヒステリシス幅Ｂに基づき補助操舵トルクに
対応する補正トルクＴeを演算する要領を示す説明図で
ある。

【図１１】操舵トルクＴと操舵機構の摩擦トルクＴfに
応じて可変設定される基本補助操舵トルクＴabとの間の
関係を示すグラフである。

【図１２】摩擦トルクＴfと係数Ｋigとの間の関係を示
すグラフである。

【図１３】車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグ
ラフである。

【図１４】操舵トルクＴの微分値Ｔdと基本慣性補償ト
ルクＴibとの間の関係を示すグラフである。

【図１５】操舵トルクＴとヒステリシス幅Ａの変化量Δ
Ａに応じて可変設定される基本補助操舵トルクＴabとの
間の関係を示すグラフである。

【図１６】ヒステリシス幅Ａの変化量ΔＡと係数Ｋigと
の間の関係を示すグラフである。

【図１７】操舵トルクＴとヒステリシス幅の偏差ΔＨに
応じて可変設定される基本補助操舵トルクＴabとの間の
関係を示すグラフである。

【図１８】ヒステリシス幅の偏差ΔＨと係数Ｋigとの間
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０FR〜１０RL…車輪 １６…電動式パワーステアリング装置 ２８…パワーユニット ３２…トルクセンサ ３４…操舵角センサ ３６…電子制御装置 ３８…車速センサ ４０…横加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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 DA03 DA15 DA23 DA29 DC00 DC10 DC31 DD01 DD02 DE02 EB11 EC23 GG01 3D033 CA12 CA13 CA16 CA17 CA21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】補助操舵トルクを発生するアクチュエータ
   と、操舵トルクを検出する手段と、少なくとも操舵トル
   クに基づく補助操舵制御量にて前記アクチュエータの補
   助操舵トルクを制御する制御手段とを有する車輌用パワ
   ーステアリング装置に於いて、車輌の横加速度を検出す
   る手段と、車輌の横加速度に対する操舵トルクのリサー
   ジュ波形のヒステリシス幅を求める手段とを有し、前記
   制御手段は前記ヒステリシス幅に基づき前記補助操舵制
   御量を補正することを特徴とする車輌用パワーステアリ
   ング装置。
2. 【請求項２】補助操舵トルクを発生するアクチュエータ
   と、操舵トルクを検出する手段と、少なくとも操舵トル
   クに基づく補助操舵制御量にて前記アクチュエータの補
   助操舵トルクを制御する制御手段とを有する車輌用パワ
   ーステアリング装置に於いて、車輌の横加速度を検出す
   る手段と、車輌の横加速度に対する操舵トルクのリサー
   ジュ波形のヒステリシス幅を求める手段とを有し、前記
   制御手段は基準値と前記ヒステリシス幅との関係に基づ
   き前記補助操舵制御量を補正することを特徴とする車輌
   用パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】補助操舵トルクを発生するアクチュエータ
   と、操舵トルクを検出する手段と、少なくとも操舵トル
   クに基づく補助操舵制御量にて前記アクチュエータの補
   助操舵トルクを制御する制御手段とを有する車輌用パワ
   ーステアリング装置に於いて、操舵角を検出する手段
   と、車輌の横加速度を検出する手段と、操舵角に対する
   操舵トルクのリサージュ波形の第一のヒステリシス幅を
   求める手段と、車輌の横加速度に対する操舵トルクのリ
   サージュ波形の第二のヒステリシス幅を求める手段とを
   有し、前記制御手段は前記第一のヒステリシス幅と前記
   第二のヒステリシス幅との関係に基づき前記補助操舵制
   御量を補正することを特徴とする車輌用パワーステアリ
   ング装置。