JP2003002222A - 電動パワーステアリング装置およびその制御法 - Google Patents

電動パワーステアリング装置およびその制御法

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JP2003002222A JP2001185930A JP2001185930A JP2003002222A JP 2003002222 A JP2003002222 A JP 2003002222A JP 2001185930 A JP2001185930 A JP 2001185930A JP 2001185930 A JP2001185930 A JP 2001185930A JP 2003002222 A JP2003002222 A JP 2003002222A
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方のタイヤ空気圧が低下して左右のバラン
スが崩れた場合においても直進性が良好で、右旋回時と
左旋回時とで操舵力に差が生じない電動パワーステアリ
ング装置を得る。 【解決手段】 車速検出手段３６と、操舵角を検出する
操舵角検出手段３５と、操舵トルクを検出する操舵トル
ク検出手段３４と、右側車輪の速度を検出する右車輪速
検出手段３７と、左側車輪の速度を検出する左車輪速検
出手段３８と、電動機２６の駆動電流を演算するモータ
駆動電流演算手段４２と、車両が直進走行状態を保つた
めに必要な補正トルクを算出して操舵トルク値と加算
し、モータ駆動電流演算手段４２に与える補正トルク演
算手段４０とを備え、補正トルク演算手段４０が、左右
の車輪のいずれか一方のタイヤ空気圧の低下による両車
輪の車輪速差と、操舵角と、車速とから補正トルクを算
出するようにした。

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、電動機のトルク
により操舵力をアシストするものにおいて、左右のタイ
ヤの空気圧のバランスが崩れた場合においても良好な操
舵性が得られる電動パワーステアリング装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置は車両の運
転者による操舵力と車速とを検出し、操舵力と車速とに
応じたアシストトルクを電動機からステアリング機構に
与えて操舵性を改善するものである。車両に必要な操舵
力は車速の上昇と共に低下するが、車速以外にもタイヤ
の空気圧によっても変動し、タイヤ空気圧の低下により
操舵が重くなると共に、左右のタイヤ空気圧のバランス
が崩れた場合には左右の操舵力に差が生じて直進性が損
なわれる。このために、タイヤ空気圧が低下したときに
おける操舵性の改善に対しては各種の技術が提案されて
おり、例えば、特開平６−２８６６３２号公報に開示さ
れた技術もその一つである。
【０００３】図１３は、この公報に開示された従来技術
の構成を示すものである。図において、車両１の左右の
前輪２ａおよび２ｂは車両の駆動輪であり、左右の後輪
３ａおよび３ｂは従動輪である。車両１の前部にはエン
ジン４が搭載されており、エンジン４からの駆動トルク
は自動変速機５と差動装置６とを経由して左駆動軸７ａ
と左前輪２ａ、および、右駆動軸７ｂと右前輪２ｂに伝
達される。左右の前輪２ａおよび２ｂと左右の後輪３ａ
および３ｂとには各車輪の回転速度を検出する車輪速セ
ンサ９ａ〜９ｄが設けられ、車輪速センサ９ａ〜９ｄの
出力は空気圧判定制御装置８に入力される。
【０００４】空気圧判定制御装置８にはこの他、操舵角
センサ１０とブレーキスイッチ１１と走行距離計１２と
初期設定スイッチ１３などセンサやスイッチからの信号
が供給される。初期設定スイッチ１３はタイヤ空気圧を
判定するための初期設定を行うものであり、タイヤ空気
圧の低下時には空気圧判定制御装置８がワーニングラン
プ１４を点灯して警報するように構成される。車輪速セ
ンサ９ａ〜９ｄは、例えば、ブレーキデスクに隣接して
設けられた図示しない検出用ディスクに形成された検出
部を電磁ピックアップなどにより検出するように構成さ
れる。空気圧判定制御装置８に設けられたマイクロコン
ピュータのＲＯＭには、タイヤ空気圧判定制御の制御プ
ログラムやマップが予め格納されており、ＲＡＭには制
御に必要なメモリ類が設けられている。なお、パワース
テアリング装置の動作はパワーステアリング制御装置１
５により制御される。
【０００５】このように構成された従来の電動パワース
テアリング装置においては、四つの車輪速センサ９ａ〜
９ｄで検出される車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４に基いてタイヤ
空気圧を判定し、操舵のアシストを行うものである。ま
ず、車両の使用開始時や、タイヤを交換したときなどに
おいては、初期設定スイッチ１３を操作してタイヤの製
造誤差や特性のバラツキを補償するための補償係数の初
期設定を行う。運転中においては、空気圧判定制御装置
８が各車輪の車輪速を補償係数で修正しながら計測し、
車輪速の差からいずれかのタイヤ空気圧に異常（低下）
があると判定した場合には、ワーニングランプ１４を介
して警報を出力すると共に、パワーステアリング制御装
置１５に励磁電流変更指令を出力し、図示しない電動機
によるアシストトルクを増大させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来技術で
は、タイヤ空気圧の低下時において、警報を出力するこ
とと、操舵のアシストトルクを増加させることのみの対
策であり、タイヤ空気圧の低下に伴う操舵の重さは軽減
されるが、左右のタイヤ空気圧のバランスの崩れに伴う
諸問題まで解決するものではなかった。例えば、左前輪
２ａのタイヤ空気圧が低下した場合、ハンドルは左側に
とられるので直進走行のためには常に右側に操舵トルク
を加え続けねばならず、また、ハンドル操作は右旋回時
には重く、左旋回時には軽くなってアンバランスを生
じ、操舵フィーリングが極めて悪くなる。上記の従来例
においては単にアシストトルクを増加させるのみである
から、このようなアンバランス時の操舵フィーリングは
改善されず、直進時には常に操舵トルクを加え続けるこ
とが必要であり、操舵トルクが左旋回時と右旋回時とで
異なったものとなるものであった。
【０００７】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、タイヤ空気圧が低下して左右のバラ
ンスが崩れた場合においても直進性が良好であり、右旋
回時と左旋回時とにおいて操舵力に差が生ずることがな
く、操舵フィーリングの良好な電動パワーステアリング
装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電動パ
ワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する車
速検出手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出す
る操舵角検出手段と、ステアリングホイールの操舵トル
クを検出する操舵トルク検出手段と、車両の右側車輪の
速度を検出する右車輪速検出手段と、車両の左側車輪の
速度を検出する左車輪速検出手段と、操舵トルクに対応
して電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手
段と、車両が直進走行状態を保つために必要な補正トル
クを算出して操舵トルクと加算し、モータ駆動電流演算
手段に与える補正トルク演算手段とを備え、補正トルク
演算手段が、右車輪と左車輪とのいずれか一方のタイヤ
空気圧の低下に起因する両車輪の車輪速差と、操舵角
と、車速とから補正トルクを算出するようにしたもので
ある。
【０００９】また、補正トルク演算手段が、車輪速差
と、車速と、操舵角とから、車両のタイヤ空気圧が正常
な状態で直進走行するときの操舵角に対する補正操舵角
を算出し、補正操舵角により修正した操舵角がステアリ
ングホイールの中立位置にあると判定されたとき、操舵
トルク検出手段が検出する操舵トルクの値を補正トルク
とするようにしたものである。さらに、補正トルク演算
手段が、車輪速差と、車速と、操舵角とから自車両の走
行経路を推定し、自車両の走行経路がほぼ直進走行状態
であると判断されたとき、操舵トルク検出手段が検出す
る操舵トルクの値を補正トルクとするようにしたもので
ある。
【００１０】さらにまた、補正トルク演算手段が、車輪
速差と、操舵トルクと、車速とからステアリングホイー
ルの中立位置において車両が直進走行するためのトルク
値を算出し、算出されたトルク値を補正トルクとするよ
うにしたものである。また、補正トルク演算手段が、車
輪速差と、操舵トルクと、車速とからステアリングホイ
ールの操舵角を推定し、この推定した操舵角がステアリ
ングホイールの中立位置近傍にあると判断されたとき、
操舵トルク検出手段が検出する操舵トルクを補正トルク
とするようにしたものである。
【００１１】さらに、補正トルク演算手段が、車輪速差
と、車速と、操舵トルクまたは操舵角との時間当たりの
変化量を検知し、それぞれの変化量が所定値以下のと
き、補正トルクを算出するようにしたものである。さら
にまた、車速を、右車輪速検出手段と左車輪速検出手段
とが検出する左右の車輪速の平均値から得るようにした
ものである。
【００１２】また、補正トルク演算手段が、車輪速差
と、車速と、操舵トルクまたは操舵角との時間当たりの
変化量を検知し、それぞれの変化量が所定値以下のと
き、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルクの値を補
正トルクとするようにしたものである。さらに、補正ト
ルク演算手段が、車速、または、左右の車輪速が所定値
以上のとき、補正トルクを算出するようにしたものであ
る。
【００１３】また、この発明に係わる電動パワーステア
リング装置の制御法は、車両の走行速度とステアリング
ホイールの操舵トルクとから操舵のアシストトルクを算
出すると共に、車両の右側車輪と左側車輪とのいずれか
一方のタイヤ空気圧が低下したことに起因する両車輪の
車輪速差と、ステアリングホイールの操舵トルク、ある
いは、ステアリングホイールの操舵角とから車両が直進
走行するために必要な補正トルクを算出し、アシストト
ルクと補正トルクとを加算した値の駆動トルクを電動機
から得るようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１ないし図６
は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリ
ング装置を説明するためのもので、図１は、電動パワー
ステアリング装置を制御する制御装置の機能ブロック
図、図２は、電動パワーステアリング装置の構成図、図
３は、タイヤ空気圧のアンバランス時における操舵性を
説明する説明図、図４は、制御テーブルの一例を示すも
のであり、図５と図６とは、操舵トルク算出時における
処理の一例を示すフローチャートである。
【００１５】まず、図２の構成図にて電動パワーステア
リング装置の構成を説明すると、車両のステアリング系
は、ステアリングホイール２０と、ステアリング軸２１
と、ステアリング軸２１とは自在継ぎ手２２ａおよび２
２ｂにより連結され、ピニオン２３とラック２４ａとか
らなるラック＆ピニオン２５と、ラック２４ａを有して
ステアリングホイール２０の操作により左右に移動する
ラック軸２４と、ラック軸２４とは同軸的に設けられた
電動機２６と、電動機２６の回転出力を軸方向の力に転
換してラック軸２４に加えるボールネジ機構２７と、ラ
ック軸２４の左右の動きを車両の車輪２８に伝達するタ
イロッド２９と、ステアリング軸２１に加えられる操舵
トルクを検出するトルクセンサ３０と、操舵速度を検出
する操舵速センサ３１と、操舵角を検出する操舵角セン
サ３２と、操舵トルクや操舵角などを入力してアシスト
トルクを算出し、電動機２６に出力する制御装置３３と
から構成されている。
【００１６】ステアリングホイール２０が操作される
と、この操舵トルクがラック＆ピニオン２５に伝達さ
れ、ラック軸２４が左右に移動してタイロッド２９を介
して車輪２８の角度を変位させると共に、このときの操
舵トルクと操舵角とがトルクセンサ３０と操舵角センサ
３２とに検出されて制御装置３３に入力される。制御装
置３３はこれらの各センサからの入力によりアシストト
ルクを演算し、アシストトルクに見合った出力電流を電
動機２６に加え、電動機２６の回転はボールネジ機構２
７により軸方向の力に転換されてラック軸２４に加えら
れ、ラック軸２４の左右の移動にアシスト力を働かせる
ことにより運転者によるステアリングホイール２０の操
作を軽減する。
【００１７】この発明の実施の形態１における制御装置
３３には図１に示すような機能が付与されている。トル
クセンサ３０により検出された操舵トルクは操舵トルク
検出手段３４に入力され、操舵角センサ３２により検出
された操舵角は操舵角検出手段３５に入力される。ま
た、図２には図示しないが、車両には車速センサと、左
右の車輪２８に設けられた車輪速センサ（各車輪に個別
に設けられた車速、または、回転速度センサ）を有して
おり、車速センサからの信号は車速検出手段３６に入力
され、右車輪速センサからの信号は右車輪速検出手段３
７に、左車輪速センサからの信号は左車輪速検出手段３
８に入力される。なお、以降の説明においては、車輪速
センサが各車輪の走行速度を検出するものとする。
【００１８】右車輪速検出手段３７と左車輪速検出手段
３８とで検出された左右の車輪速は減算器３９に入力さ
れ、減算器３９からは左右の車輪の速度差が車輪速差と
して出力される。補正トルク演算手段４０は、この車輪
速差と操舵角とから補正すべきトルクを算出するもの
で、減算器３９の出力と操舵角検出手段３５の出力と車
速検出手段３６の出力とを入力し、車輪速差と操舵角と
から車速に対応した補正トルクを算出する。この補正ト
ルクは、車両の左右の車輪のタイヤ空気圧の差から生ず
る操舵力差を補償するものであり、詳細は後述する。
【００１９】補正トルク演算手段４０の出力する補正ト
ルクと操舵トルク検出手段３４の出力とは加算器４１に
て加算され、この加算されたトルク値がモータ電流演算
手段４２に入力されて演算結果がモータ駆動手段４３に
出力され、電動機２６を駆動する。電動機２６の回転出
力は上記したようにボールネジ機構２７により軸方向の
力に転換されてラック軸２４に伝達され、操舵トルクを
アシストすると共に、左右の車輪のタイヤ空気圧のアン
バランスに伴う左右の操舵トルクのアンバランスと直進
性とを補正する。
【００２０】図３と図４とにより、この発明の実施の形
態１による電動パワーステアリング装置の動作内容を説
明すると、図３の（ａ）はタイヤ空気圧が左右の車輪２
８が共に正常であり、直進走行状態における車輪２８と
ステアリングホイール２０の状態を示すものである。左
右の車輪２８のタイヤ空気圧が正常であり、両車輪のバ
ラツキ差が補正してあるものとすれば、減算器３９の出
力である車輪速差はゼロｋｍ／ｈであり、ステアリング
ホイール２０には外的なトルクが加わらず、補正トルク
演算手段４０の出力である補正トルクはゼロＮ・ｍであ
る。
【００２１】図３の（ｂ）に示すように、例えば、左側
の車輪のタイヤ空気圧が低下している場合には、車軸の
中心から接地面までの距離に差ができるため、ステアリ
ングホイールが中立状態であっても左側の車輪の車速が
見かけ上高くなって左右の車輪速には差が生じ、運転者
が操舵力を加え続けない限りステアリングホイール２０
は図に示すように左に切られたのと同一の状態となって
車両は左に旋回する。直進を保つためには運転者はステ
アリングホイール２０を図とは反対の右側に操舵して操
舵トルクを保持し続ける必要があり、また、車両を旋回
させる場合においても右側への操舵と左側への操舵とで
操舵トルクに差が生じることになる。
【００２２】補正トルク演算手段４０が演算する補正ト
ルクは、この左右の車輪のタイヤ空気圧に差が生じた場
合における直進走行時の操舵力と、旋回時における左右
の操舵トルクの差に相当するものであり、補正トルク演
算手段４０には図４に示すような制御テーブルが保持さ
れており、この制御テーブルを用いて補正トルクを演算
する。図４の制御テーブルは、車輪速差と操舵角とに対
応した補正トルクの値Ｃｍｎが書き込まれており、車速
に対応して複数の制御テーブルが保持され、車速検出手
段３６から入力される車速により制御テーブルが切り替
えられるようにされる。車速に対応して複数の制御テー
ブルが備えられるのは、車輪２８の回転による遠心力で
車輪２８の半径が変化するためである。
【００２３】図４に示すように、補正トルクは定数Ｃｍ
ｎ（ｍ＝０〜１０、ｎ＝０〜１０）で表され、この値は
車輪速差と車速と操舵角とにより一義的に決めることが
できる。また、制御テーブルは車速に対応して多数の制
御テーブルを備えることもできるし、車速に対して段階
的に制御テーブルを設けて各制御テーブル間の車速に対
しては補間演算することもできる。補正トルク演算手段
４０は、車輪速差と操舵角と車速とから制御テーブルを
参照して補正トルクの値を読み取り、これを出力するこ
とにより、直進時における運転者の操舵力をほぼ０に
し、旋回時における左右の操舵トルクが均等になるよう
に補正する。
【００２４】補正トルク演算手段４０には車速が入力さ
れるが、この車速は車速検出手段３６を排除し、左右の
車輪速の平均値から得ることもでき、これにより入力回
路を簡素化することができる。また、空気圧の低下によ
り操舵力がアンバランスになるのは操舵輪（通常は前輪
である）だけでなく、非操舵輪のタイヤ空気圧のアンバ
ランスでも直進性が妨げられるので、車輪速センサは操
舵輪に装着するだけでなく、非操舵輪について同様の検
出を行い、結果により操舵輪の操作を行うことが有効で
ある。
【００２５】さらに、後述するように、補正トルク演算
手段４０が車速、または、車輪速が所定値以上のときに
補正トルクを求めるようにすることにより、車輪速が安
定する領域でのみ補正トルクを求めることができ、補正
精度をより高めることができる。このように、補正トル
クを含むアシストトルクを電動機２６から得ることによ
り、一方の車輪のタイヤ空気圧が低下している場合でも
運転者が操舵トルクを加え続けることなく直進性が保た
れ、また、旋回時においても左右の操舵力に差が生ずる
ことがなく、良好な操舵フィーリングが得られることに
なる。
【００２６】補正トルク演算手段４０による補正トルク
の算出は、図５のフローチャトに示すように処理するこ
とにより、不安定条件を排除することができる。すなわ
ち、図５において、まず、ステップ５０１において車速
検出手段３６から車速を入力して車速の時間当たりの変
化量を検知し、変化量が所定値以下であればステップ５
０２に進む。ステップ５０２では操舵角検出手段３５か
ら入力する操舵角の時間当たりの変化量を検知し、操舵
角の変化量が所定値以下であればステップ５０３に進
む。ステップ５０３では減算器３９から入力する車輪速
差の時間当たりの変化量を検知し、変化量が所定値以下
であればステップ５０４に進む。ステップ５０４では入
力された車速と操舵角と車輪速差とから補正トルクを演
算し、加算器４１に出力する。
【００２７】ステップ５０１ないしステップ５０３にお
いて、車速と操舵角と車輪速差とのいずれかの変化量が
所定値以上であればステップ５０５に進み、前回算出し
た補正トルクの値を今回の補正トルクとして使用する。
この処置は、加速中であるとか、旋回中であるとか、悪
路走行中の場合には補正トルクの算出を禁止し、外乱を
排除してより正確な補正トルクを求めるものであり、こ
れにより操舵フィーリングの向上が図れることになる。
【００２８】また、上記のように、補正トルクを、車速
が所定値以下のときには算出せず、前回の値を使用する
ことにより、より安定した補正トルクを得ることができ
る。図６のフローチャートはこの処理を示すもので、補
正トルク演算手段４０が車速検出手段３６から車速を入
力し、ステップ６０１にてこの車速が所定値と比較され
る。車速が所定値以上であればステップ６０２に進み、
図４に示したテーブルの使用により補正トルクを算出
し、車速が所定値以下であればステップ６０３に進んで
前回算出した補正トルクの値を今回の補正トルクとす
る。このように補正トルクの算出を車速が所定値以上の
ときのみに限定することにより、車輪速差などの検出精
度が高まり、より高精度の補正トルクを得ることができ
る。なお、以上の説明においてはピニオンアシスト方式
の構成に対する適用について説明したが、コラムアシス
ト方式に対して適用しても同一効果が得られるものであ
る。
【００２９】実施の形態２．図７は、この発明の実施の
形態２による電動パワーステアリング装置に使用する制
御装置の機能ブロック図、図８は制御テーブルの一例を
示すものである。図７において、補正トルク演算手段４
５には、右車輪速検出手段３７と左車輪速検出手段３８
との差である車輪速差と、操舵角検出手段３５の出力
と、車速検出手段３６の出力と、操舵トルク検出手段３
４の出力とが入力される。このように、補正トルク演算
手段４５に操舵トルク検出手段３４の出力が入力される
こと以外は実施の形態１の図１と同様である。
【００３０】補正トルク演算手段４５には図８に示す制
御テーブルが保有されており、この制御テーブルのＣｍ
ｎの値には車輪速差と操舵角とに対応する補正操舵角が
書き込まれている。この補正操舵角は、左右のタイヤ空
気圧がアンバランス状態で車輪速差がゼロでない状態に
おいて車両が直進走行するための操舵角と、左右のタイ
ヤ空気圧がバランス状態で車輪速差がゼロである状態に
おいて車両が直進走行するための操舵角との差の値が補
正値として使用されるものである。
【００３１】補正トルク演算手段４５は車輪速差と操舵
角とを入力して制御テーブルを参照し、補正操舵角を求
める。求めた補正操舵角により修正した操舵角がステア
リングホイール２０の中立位置の近傍にあれば、現在、
車両は直進状態にあると判断し、操舵トルク検出手段３
４から得た操舵トルクは、タイヤ空気圧が正常でなく一
方が低下しているときに運転者が直進するために操作す
る操舵トルクであると判断する。
【００３２】従って、このときの操舵トルクを補正トル
クとして出力することにより、運転者は操舵トルクを加
え続ける必要がなくなり、操舵フィーリングを向上させ
ることができる。また、補正トルク演算手段４５は実施
の形態１にて示した図５と図６のフローチャートによる
処理を行い、補正トルクに代わって補正操舵角を求める
ことにより、より精度良く補正操舵角を求めることがで
きる。
【００３３】実施の形態３．図９は、この発明の実施の
形態３による電動パワーステアリング装置に使用する制
御テーブルの一例を示すものであり、この実施の形態に
よる電動パワーステアリング装置は、実施の形態２の電
動パワーステアリング装置に対し、補正トルク演算手段
４５が保有する制御テーブルが変わるものであり、その
ために補正トルク演算手段４５の補正トルクを得る演算
内容が変わるものである。以下に補正トルク演算手段４
５の演算と制御テーブルとについて説明する。
【００３４】補正トルク演算手段４５は図９に示すよう
な制御テーブルを保有している。この制御テーブルには
車輪速度差と操舵角とに対応した車両の走行経路がＣｍ
ｎとして書き込まれている。車輪の一方のタイヤ空気圧
が低下した場合には操舵力を加えなければ車両の走行経
路は所定の旋回半径を持つことになるが、この旋回半径
は操舵角により修正される。車輪速度差と操舵角とから
車両の走行経路である旋回半径Ｃｍｎを求め、このＣｍ
ｎの値から直進走行を判別するものである。図９の制御
テーブルはこのような旋回半径の数値が書き込まれたも
のである。
【００３５】補正トルク演算手段４５は、車輪速差と操
舵角とが入力されると制御テーブルを参照し、入力され
た車輪速差と操舵角とに対応する旋回半径を読み出す。
読み出された旋回半径が充分大きな値であれば、車両の
走行経路は直進走行状態にあると判断され、その時点で
の操舵トルクを補正トルクとして出力する。これによ
り、運転者は操舵トルクを加え続ける必要がなくなるも
のであり、それ以外は実施の形態２と同様であり、同様
の効果が得られるものである。
【００３６】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
よる電動パワーステアリング装置は、実施の形態２にて
使用した図７と同様の制御装置を使用し、制御テーブル
を使用することなく補正トルクを得るものである。すな
わち、車輪２８のタイヤ空気圧にアンバランスがある場
合に、所定の走行条件における直進状態において、操舵
トルク検出手段３４から操舵トルクを検出し、このとき
の操舵トルクを補正トルクとするものである。
【００３７】補正トルク演算手段４５は、実施の形態１
の図５のフローチャートにて説明したように、車輪速差
と操舵角と車速とを入力して時間当たりの変化量を検出
し、それぞれの変化量が所定値以下であるときに操舵ト
ルク検出手段３４の出力から操舵トルクを検出する。こ
のときの操舵トルクは車両が安定して直進走行している
状態での操舵トルクであるから、タイヤ空気圧が正常で
なく一方が低下しているときに運転者が直進するために
操作する操舵トルクであると判断し、検出された操舵ト
ルクの値を補正トルクの値として加算器４１に出力し、
加算結果に基づきモータ駆動電流演算手段４２が電動機
２６の駆動電流を算出する。
【００３８】このように補正トルクを決定することによ
り、補正トルク演算手段４５に制御テーブルを保有させ
ることなく、車両が加速中や旋回中や悪路走行中などの
条件を避けた状態において補正トルクを決定することが
でる。また、この補正トルクを加算器４１で加算してア
シストトルクとするので、車両の直進性と、左右に旋回
するときの操舵力のバランスとを良好なものとすること
ができる。
【００３９】実施の形態５．図１０ないし図１２は、こ
の発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装
置を説明するためのもので、図１０は、電動パワーステ
アリング装置を制御する制御装置の機能ブロック図、図
１１は、制御テーブルの一例を示すものであり、図１２
は、操舵トルク算出処理の一例を示すフローチャートで
ある。
【００４０】図１０において、操舵トルク検出手段３４
にはトルクセンサ３０から操舵トルクが入力され、車速
検出手段３６には車速センサの車速が入力される。ま
た、右車輪速検出手段３７には右車輪速センサからの信
号が、左車輪速検出手段３８には左車輪速センサからの
信号は入力される。右車輪速検出手段３７と左車輪速検
出手段３８との出力は減算器３９に加えられ、右側車輪
と左側車輪との速度差が車輪速差として出力され、この
車輪速差と操舵トルク検出手段３４の出力と車速検出手
段３６の出力とが補正トルク演算手段４６に入力され
る。
【００４１】補正トルク演算手段４６には図１１に示す
ような車輪速差と操舵トルクとに対応する補正トルクの
制御テーブルが複数保持されており、複数の制御テーブ
ルはそれぞれの車速に対応して設けられる。制御テーブ
ルには車輪速差と操舵トルクとに対応して車両を直進走
行させるための補正トルクがＣｍｎとして書き込まれて
おり、補正トルク演算手段４６は車輪速差と操舵トルク
と車速とを入力してこの補正トルクを読み出し、加算器
４１に出力する。加算器４１はこの補正トルクと操舵ト
ルクとを加算してモータ電流演算手段４２に出力し、モ
ータ電流が演算されてモータ駆動手段４３に出力され、
電動機２６が駆動される。
【００４２】図１２は制御テーブルから補正トルクを読
み出すときの処理を示すもので、ステップ１２０１にお
いて補正トルク演算手段４６が入力する車輪速差の変化
量を検出し、変化量が所定値以下であればステップ１２
０２に進む。ステップ１２０２では車速の変化量を検知
し、同様に変化量が所定値以下であればステップ１２０
３に進む。ステップ１２０３では操舵トルクの変化量を
検知し、変化量が所定値以下であればステップ１２０４
において補正トルクを制御テーブルから読み出す。少な
くとも一つのステップにおいて変化量が所定値以上であ
ればステップ１２０５に進んで前回の補正トルク値を今
回の補正トルクとする。
【００４３】このように処理することにより、ステップ
１２０４に進むときは悪路走行中や旋回中ではなく、車
両は安定して直進中であると判定され、直進時における
タイヤ空気圧のアンバランスに伴う必要操舵トルクを補
正し、運転者による操舵力を軽減することができる。な
お、車速検出手段３６が出力し、制御テーブルを探索す
るときの車速、および、ステップ１２０２にて変化量を
検知する車速は車速センサによらず、右車輪速検出手段
３７の出力と左車輪速検出手段３８の出力との平均値と
することもできる。なお、以上の処理を実施の形態１の
図６に示したように、車速が所定値以上の状態にて行う
ことにより高精度に補正トルクを求めることができる。
【００４４】実施の形態６．図１３は、この発明の実施
の形態６による電動パワーステアリング装置の制御内容
を示すフローチャート、図１４は制御テーブルの一例で
あり、図１４の制御テーブルには車輪速差と操舵トルク
に対応した直進走行のための操舵角がＣｍｎとして書き
込まれている。また、この実施の形態における制御装置
は実施の形態５にて示した図１０と同様である。補正ト
ルク演算手段４６は、まず、ステップ１３０１において
車輪速差の変化量と車速の変化量とを検知し、それぞれ
が所定値より小さいと判定されるとステップ１３０２に
進み、車輪速差と操舵トルクと車速とから図１４のテー
ブルにより操舵角を読み出す。続いてステップ１３０３
に進み、読み出した操舵角がステアリングホイール２０
の中立位置近傍にあるかどうかを判断し、中立位置近傍
にあると判定されればステップ１３０４に進み、そのと
きの操舵トルクの値を補正トルクとして補正トルク演算
手段４６から加算器４１に出力する。
【００４５】ステップ１３０１にてそれぞれの変化量が
所定値以上であると判断された場合と、ステップ１３０
３にて操舵角が中立位置近傍にないと判定されたときに
はステップ１３０５に進み、前回得た操舵トルクの値を
今回の補正トルクとする。このように制御することによ
り、車両が安定して直進状態にある場合のみ補正トルク
を得ることになり、補正トルクの精度を高めることがで
きることになる。この処理を車速が所定値以上の状態に
て行うことにより、より高精度に補正トルクを求めるこ
とができるのは実施の形態５と同様である。
【００４６】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の電動
パワーステアリング装置およびその制御法において、請
求項１に記載の発明によれば、車速検出手段と、操舵角
検出手段と、右車輪速検出手段と、左車輪速検出手段
と、操舵トルク値に対応して電動機の駆動電流を演算す
るモータ駆動電流演算手段と、車両が直進走行状態を保
つために必要な補正トルクを算出して操舵トルク値と加
算し、モータ駆動電流演算手段に加える補正トルク演算
手段とを備え、補正トルク演算手段が、右車輪と左車輪
とのいずれか一方のタイヤ空気圧の低下に起因する両車
輪の車輪速差と、操舵角と、車速とから補正トルクを算
出するようにしたので、一方の車輪のタイヤ空気圧が低
下している場合でも運転者が操舵トルクを加え続けるこ
となく直進性が保たれ、旋回時においても左右の操舵力
に差が生ずることがなく、良好な操舵フィーリングが得
られるものである。
【００４７】また、請求項２に記載の発明によれば、補
正トルク演算手段が、車輪速差と、車速と、操舵角とか
ら車両が正常な状態で直進走行するときの操舵角に対す
る補正操舵角を算出し、補正操舵角により修正した操舵
角がステアリングホイールの中立位置にあると判定した
とき、検出された操舵トルクの値を補正トルクとするよ
うにしたので、車両が直進走行していると推定されると
きの操舵トルクの値を補正トルクしてアシストすること
ができ、操舵フィーリングを向上させることができるも
のである。
【００４８】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
補正トルク演算手段が、車速と、車輪速差と、操舵角と
から自車両の走行経路を推定し、自車両の走行経路がほ
ぼ直進走行状態であると判断したとき、検出された操舵
トルクの値を補正トルクとするようにしたので、請求項
２の場合と同様に、車両が直進走行していると推定され
るときの操舵トルクの値を補正トルクしてアシストする
ことができ、操舵フィーリングを向上させることができ
るものである。
【００４９】さらにまた、請求項４に記載の発明によれ
ば、補正トルク演算手段が、車輪速差と、操舵トルク
と、車速とから、ステアリングホイールの中立位置にお
いて車両が直進走行するためのトルク値を算出し、算出
されたトルク値を補正トルクとするようにしたので、運
転者が操舵トルクを加え続けなくても直進性が保たれ、
旋回時においても左右の操舵力に差が生ずることがな
く、良好な操舵フィーリングが得られるものである。
【００５０】また、請求項５に記載の発明によれば、補
正トルク演算手段が、車輪速差と、操舵トルクと、車速
とからステアリングホイールの操舵角を推定し、この推
定した操舵角がステアリングホイールの中立位置近傍に
あると判断されたとき、検出された操舵トルクを補正ト
ルクとするようにしたので、車両が直進走行していると
推定されるときの操舵トルク値を補正トルクしてアシス
トすることができ、操舵フィーリングを向上させること
ができるものである。
【００５１】さらに、請求項６に記載の発明によれば、
補正トルク演算手段が、車速と、車輪速差と、操舵トル
クまたは操舵角との時間当たりの変化量を検知し、それ
ぞれの変化量が所定値以下のとき、補正トルクを算出す
るようにしたので、走行条件による外乱を排除して正確
な補正トルクを求めることができるものである。さらに
また、請求項７に記載の発明によれば、車速を、右車輪
速検出手段と左車輪速検出手段とが検出する左右の車輪
速の平均値から得るようにしたので、制御装置に車速セ
ンサからの信号入力を必要とせず、入力処理回路を簡素
化することができるものである。
【００５２】また、請求項８に記載の発明によれば、補
正トルク演算手段が、車輪速差と、車速と、操舵トルク
との時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が
所定値以下のとき、操舵トルク検出手段が検出する操舵
トルクを補正トルクとするようにしたので、容易に補正
トルクを求めることができ、また、求めた補正トルクは
外乱を排除した正確なものとすることができるものであ
る。さらに、請求項９に記載の発明によれば、補正トル
ク演算手段が、車速、または、左右の車輪速が所定値以
上のとき、補正トルクを算出するようにしたので、車輪
速が安定する領域でのみ補正トルクを求めることがで
き、精度をより高めることができるものである。
【００５３】また、請求項１０に記載の発明によれば、
車両の走行速度と操舵トルクとから操舵のアシストトル
クを算出すると共に、車両の右側車輪と左側車輪とのい
ずれか一方のタイヤ空気圧が低下したことに起因する両
車輪の車輪速差と、操舵トルク、あるいは、操舵角とか
ら車両が直進走行するために必要な補正トルクを算出
し、アシストトルクと補正トルクとを加算した値の駆動
トルクを電動機から得るようにしたので、車両の右側車
輪と左側車輪とのいずれか一方のタイヤ空気圧が低下し
た状態においても運転者が操舵力を加えることなく直進
性が保たれ、旋回時においても左右の操舵力にバランス
崩れのない電動パワーステアリング装置の制御法が得ら
れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の操舵性を説明する説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の制御テーブルの一例を示すものであ
る。
【図５】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の処理の一例を示すフローチャートであ
る。
【図６】 この発明の実施の形態１による電動パワース
テアリング装置の処理の一例を示すフローチャートであ
る。
【図７】 この発明の実施の形態２による電動パワース
テアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による電動パワース
テアリング装置の制御テーブルの一例を示すものであ
る。
【図９】 この発明の実施の形態３による電動パワース
テアリング装置の制御テーブルの一例を示すものであ
る。
【図１０】 この発明の実施の形態５による電動パワー
ステアリング装置の制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による電動パワー
ステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものであ
る。
【図１２】 この発明の実施の形態５による電動パワー
ステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートで
ある。
【図１３】 この発明の実施の形態６による電動パワー
ステアリング装置の処理の一例を示すフローチャートで
ある。の
【図１４】 この発明の実施の形態６による電動パワー
ステアリング装置の制御テーブルの一例を示すものであ
る。
【図１５】 従来の電動パワーステアリング装置の構成
図である。
【符号の説明】
２０ ステアリングホイール、２１ ステアリング軸、
２２ａ、２２ｂ 自在継ぎ手、２３ ピニオン、２４
ラック軸、２４ａ ラック、２５ ラック＆ピニオン、
２６ 電動機、２７ ボールネジ機構、２８ 車輪、２
９ タイロッド、３０ トルクセンサ、３１ 操舵速セ
ンサ、３２ 操舵角センサ、３３ 制御装置、３４ 操
舵トルク検出手段、３５ 操舵角検出手段、３６ 車速
検出手段、３７ 右車輪速検出手段、３８ 左車輪速検
出手段、３９ 減算器、４０、４５、４６ 補正トルク
演算手段、４１ 加算器、４２ モータ駆動電流演算手
段、４３ モータ駆動手段。
───────────────────────────────────────────────────── 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 117:00 Ｂ６２Ｄ 117:00 119:00 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC02 CC08 CC48 DA03 DA09 DA15 DA23 DA24 DC08 DC33 DC34 EA01 EB08 EB11 EC23 GG01 3D033 CA02 CA13 CA16 CA17 CA19 CA21 CA24

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の走行速度を検出する車速検出手
    段、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検
    出手段、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出
    する操舵トルク検出手段、前記車両の右側車輪の速度を
    検出する右車輪速検出手段、前記車両の左側車輪の速度
    を検出する左車輪速検出手段、前記操舵トルクに対応し
    て電動機の駆動電流を演算するモータ駆動電流演算手
    段、前記車両が直進走行状態を保つために必要な補正ト
    ルクを算出して前記操舵トルクと加算し、前記モータ駆
    動電流演算手段に与える補正トルク演算手段を備え、前
    記補正トルク演算手段が、前記右車輪と前記左車輪との
    いずれか一方のタイヤ空気圧の低下に起因する両車輪の
    車輪速差と、前記操舵角と、前記車速とから前記補正ト
    ルクを算出することを特徴とする電動パワーステアリン
    グ装置。
  2. 【請求項２】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記車速と、前記操舵角とから、前記車両のタイ
    ヤ空気圧が正常な状態で直進走行するときの操舵角に対
    する補正操舵角を算出し、前記補正操舵角により修正し
    た操舵角が前記ステアリングホイールの中立位置にある
    と判定されたとき、前記操舵トルク検出手段が検出する
    前記操舵トルクの値を補正トルクとすることを特徴とす
    る請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項３】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記車速と、前記操舵角とから自車両の走行経路
    を推定し、前記走行経路がほぼ直進走行状態であると判
    断されたとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前記
    操舵トルクの値を補正トルクとすることを特徴とする請
    求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
  4. 【請求項４】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記操舵トルクと、前記車速とから、前記ステア
    リングホイールの中立位置において車両が直進走行する
    ためのトルク値を算出し、算出されたトルク値を補正ト
    ルクとすることを特徴とする請求項１に記載の電動パワ
    ーステアリング装置。
  5. 【請求項５】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記操舵トルクと、前記車速とから前記ステアリ
    ングホイールの操舵角を推定し、この推定した操舵角が
    前記ステアリングホイールの中立位置近傍にあると判断
    されたとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前記操
    舵トルクを補正トルクとすることを特徴とする請求項１
    に記載の電動パワーステアリング装置。
  6. 【請求項６】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記車速と、前記操舵トルクまたは前記操舵角と
    の時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が所
    定値以下のとき、前記補正トルクを算出することを特徴
    とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電動
    パワーステアリング装置。
  7. 【請求項７】 前記車速を、前記右車輪速検出手段と前
    記左車輪速検出手段とが検出する左右の車輪速の平均値
    から得ることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれ
    か一項に記載の電動パワーステアリング装置。
  8. 【請求項８】 前記補正トルク演算手段が、前記車輪速
    差と、前記車速と、前記操舵トルクまたは前記操舵角と
    の時間当たりの変化量を検知し、それぞれの変化量が所
    定値以下のとき、前記操舵トルク検出手段が検出する前
    記操舵トルクの値を補正トルクとすることを特徴とする
    請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
  9. 【請求項９】 前記補正トルク演算手段が、前記車速、
    または、前記左右の車輪速が所定値以上のとき、前記補
    正トルクを算出することを特徴とする請求項１〜請求項
    ８のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装
    置。
  10. 【請求項１０】 車両の走行速度とステアリングホイー
    ルの操舵トルクとから操舵のアシストトルクを算出する
    と共に、前記車両の右側車輪と左側車輪とのいずれか一
    方のタイヤ空気圧が低下したことに起因する両車輪の車
    輪速差と、前記ステアリングホイールの操舵トルク、あ
    るいは、前記ステアリングホイールの操舵角とから前記
    車両が直進走行するために必要な補正トルクを算出し、
    前記アシストトルクと前記補正トルクとを加算した値の
    駆動トルクを電動機から得ることを特徴とする電動パワ
    ーステアリング装置の制御法。
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