JP2003165457A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2003165457A JP2001367876A JP2001367876A JP2003165457A JP 2003165457 A JP2003165457 A JP 2003165457A JP 2001367876 A JP2001367876 A JP 2001367876A JP 2001367876 A JP2001367876 A JP 2001367876A JP 2003165457 A JP2003165457 A JP 2003165457A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクが、舵輪側からの入力によるものか、
舵取機構側からの入力によるものかを判定し、その判定
結果に基づき、操舵補助用のモータを駆動制御出来る電
動パワーステアリング装置の提供。 【解決手段】 車両の舵輪と舵取機構とを連結する操舵
軸の回転角度を、軸長方向の異なる位置にて検出し、検
出した回転角度の差に基づき操舵軸に加わるトルクを算
出し、算出したトルクの方向及び大きさに応じて、操舵
補助用のモータを駆動制御する電動パワーステアリング
装置。回転角度に基づき(S1)、それぞれの検出位置
での操舵軸の角速度を算出する手段(S2a)と、その
算出した角速度間の関係に基づき、トルクが、舵輪側か
らの入力によるものか、舵取機構からの入力によるもの
かを判定する判定手段(S11〜13,15)とを備
え、その判定結果に基づき、モータを駆動制御する(S
14,15a)構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、舵取りの為に車両
の操舵軸に加えられるトルクを検出し、検出したトルク
に基づいて、操舵補助用のモータを駆動制御する電動パ
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】舵取り操作の為に舵輪(ステアリングホ
イール)に加えられるトルクの検出結果に基づいて操舵
補助用のモータを駆動し、モータの回転力を舵取機構に
伝えて操舵を補助する構成とした電動パワーステアリン
グ装置は、操舵補助力の発生源として油圧アクチュエー
タを用いる油圧パワーステアリング装置と比較して、車
速の高低,操舵の頻度等、走行状態に応じた補助力特性
の制御が容易であるという利点を有しており、近年、そ
の適用範囲が拡大する傾向にある。
【0003】このような電動パワーステアリング装置に
おいては、舵輪に加えられるトルクを検出する必要があ
る。一般的に、舵輪と舵取機構とを連結する操舵軸の中
途において、軸長方向に離隔した2か所の回転角度を検
出することにより、トルクを検出することが出来る。即
ち、舵取り操作中の操舵軸には、舵輪に加えられるトル
クの作用により捩れが生じており、この捩れは、前述し
た2か所での検出角度の差に対応するから、この差を用
いてトルクを求めることが出来る。
【0004】このように求められるトルクの算出精度
は、舵輪側の入力軸と舵取機構側の出力軸とを細径のト
ーションバーを介して連結して操舵軸を構成し、トルク
の作用時に、入力軸と出力軸との間に、トーションバー
の捩れを伴って大きな回転角度差が生じるようにしてお
き、両軸の連結部においてそれぞれの回転角度を検出す
ることにより高めることが出来る。
【0005】本願出願人は、電動パワーステアリング装
置におけるトルクの検出に好適なトルク検出装置を、特
開2000−352502公報等に提案している。この
装置は、対象となる回転軸の周方向に複数並設され、軸
長方向に対してそれぞれが略等角度傾斜する磁性体製の
ターゲットと、これらの外側に対向配置され、各ターゲ
ットの通過に応じて変化する出力を発する磁気センサ
(MRセンサ)とを備えるセンサユニットを、入力軸及
び出力軸の連結部にそれぞれ備えて構成されている。
【0006】この構成では、センサユニットの磁気セン
サが、入力軸及び出力軸の周上に並ぶ複数のターゲット
のそれぞれが通過する間、ターゲットの傾斜に対応する
傾きを有して線形に変化する電圧を出力する。従って、
入力軸及び出力軸の回転角度を、それぞれに対応する磁
気センサの出力電圧に基づいて非接触にて検出すること
が出来、舵輪の操作により入力軸に加えられるトルク
は、入力軸及び出力軸に対応する磁気センサの出力差と
して与えられる両軸の回転角度の差に基づいて算出され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電動パワー
ステアリング装置における操舵補助用のモータ制御にお
いては、舵輪に加えられるトルクの大きさに加えて、こ
のトルクの方向、即ち、左右いずれの方向に操舵がなさ
れているかを検出する必要がある。上述したように構成
されたトルク検出装置においては、入力軸の回転角度と
出力軸の回転角度とを比較して、入力軸が先行している
方向にトルクが加えられていると判定するようにしてい
る。
【0008】一方、走行中の車両の操舵軸には、舵取り
操作に応じて舵輪側の入力軸から加わる正規の入力トル
ク(操舵トルク)と共に、操向用車輪に加わる路面反力
が、舵取機構側の出力軸からの入力トルク(以下逆入力
トルクという)として作用している。例えば、直進走行
中の保舵状態において、路面上の凹凸への乗り上げによ
り、大きな逆入力トルクが加えられたとき、これが上述
したように構成されたトルク検出装置により検出される
ことがある。
【0009】ところが、以上のような逆入力トルクは、
正規の入力である操舵トルクの場合とは逆に、出力軸の
側が先行する状態で加えられる。その結果、トルク検出
装置の検出結果に基づく上述した方向判定が、逆入力ト
ルクの要因となっている路面反力の作用による操向用車
輪の付勢の向きと同向きの操舵トルクが加えられている
かのように行われる。その為、このトルク検出に応じて
操舵補助用のモータが駆動されたとき、モータの駆動力
が逆入力トルクと同向きに舵取機構に加えられ、運転者
に本来の逆入力トルクが助長された状態で体感され、操
舵感覚の悪化を招くという問題があった。
【0010】このような問題に関連する技術として、本
願出願人は、特願2000−214724号において、
車両の舵取機構と舵輪とを連結する操舵軸の回転角度を
軸長方向の異なる位置にて検出し、その検出結果に基づ
いて夫々の検出位置での操舵軸の角速度を算出する手段
と、車両の走行速度を検出する車速センサと、算出した
角加速度と検出した車速との間に所定の相関関係が成立
するとき、操舵トルクの算出結果により決定されるモー
タの駆動方向を逆転する制御手段とを備える「電動パワ
ーステアリング装置」を提案している。
【0011】また、本願出願人は、特開平10−258
756号公報において、制御装置からの指令信号に基づ
きアクチュエータが操舵力を発生させる自動操舵モード
と、ドライバーが操舵力を発生させる通常操舵モードと
の間で、操舵モードを切り換え可能であり、ステアリン
グシャフトのステアリングホイール側での回転角に対応
する値を時系列に求める手段と、ステアリングシャフト
の車輪側での回転角に対応する値を時系列に求める手段
とが設けられ、ステアリングホイール側での回転角の変
化が、車輪側での回転角の変化に先行する時、その付加
操舵力はドライバーにより付加されたと判断し、車輪側
での回転角の変化が、ステアリングホイール側での回転
角の変化に先行する時、その付加操舵力は車両に外部か
ら付加されたと判断し、付加操舵力がドライバーにより
付加されたと判断し、その付加操舵力に対応する値が設
定値以上である時に、自動操舵モードから通常操舵モー
ドに切り換える「車両のステアリング装置」を提案して
いる。
【0012】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、第1発明では、トルクが、舵輪側か
らの入力によるものか、舵取機構側からの入力によるも
のかを判定し、その判定結果に基づき、操舵補助用のモ
ータを駆動制御出来る電動パワーステアリング装置を提
供することを目的とする。第2〜5発明では、車両の走
行状況をより細かく判定し、判定手段が判定した走行状
況に基づき、操舵補助用のモータを駆動制御出来る電動
パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る電動パワ
ーステアリング装置は、車両の舵輪と車輪側の舵取機構
とを連結する操舵軸の回転角度を、軸長方向の異なる位
置にて検出し、検出した回転角度の差に基づいて前記操
舵軸に加わるトルクを算出し、算出したトルクの方向及
び大きさに応じた補助力を前記舵取機構に加えるべく、
該舵取機構に付設された操舵補助用のモータを駆動制御
する電動パワーステアリング装置において、前記回転角
度に基づき、それぞれの検出位置での前記操舵軸の角速
度又は角加速度を算出する算出手段と、該算出手段が算
出した角速度間の関係又は角加速度間の関係に基づき、
前記トルクが、前記舵輪側からの入力によるものか、前
記舵取機構側からの入力によるものかを判定する判定手
段とを備え、該判定手段の判定結果に基づき、前記モー
タを駆動制御すべくなしてあることを特徴とする。
【0014】この電動パワーステアリング装置では、車
両の舵輪と車輪側の舵取機構とを連結する操舵軸の回転
角度を、軸長方向の異なる位置にて検出し、検出した回
転角度の差に基づいて操舵軸に加わるトルクを算出し、
算出したトルクの方向及び大きさに応じた補助力を舵取
機構に加えるべく、舵取機構に付設された操舵補助用の
モータを駆動制御する。算出手段が、検出した回転角度
に基づき、それぞれの検出位置での操舵軸の角速度又は
角加速度を算出し、判定手段が、その算出した角速度間
の関係又は角加速度間の関係に基づき、トルクが、舵輪
側からの入力によるものか、舵取機構側からの入力によ
るものかを判定し、この判定手段の判定結果に基づき、
モータを駆動制御する。これにより、トルクが、舵輪側
からの入力によるものか、舵取機構側からの入力による
ものかを判定し、その判定結果に基づき、操舵補助用の
モータを駆動制御出来る電動パワーステアリング装置を
実現することが出来る。
【0015】第2発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記車両が走行する速度に関連する値を検出する
速度関連値検出手段を更に備え、前記判定手段は、前記
角速度間の関係又は角加速度間の関係と、前記速度関連
値検出手段が検出した値とに基づき、前記車両の走行状
況を判定し、前記判定手段が判定した走行状況に基づ
き、前記モータを駆動制御すべくなしてあることを特徴
とする。
【0016】この電動パワーステアリング装置では、速
度関連値検出手段が、車両が走行する速度に関連する値
を検出し、判定手段が、算出した角速度間の関係又は角
加速度間の関係と、速度関連値検出手段が検出した値と
に基づき、車両の走行状況を判定し、判定手段が判定し
た走行状況に基づき、操舵補助用のモータを駆動制御す
る。これにより、車両の走行状況をより細かく判定し、
判定手段が判定した走行状況に基づき、操舵補助用のモ
ータを駆動制御出来る電動パワーステアリング装置を実
現することが出来る。
【0017】第3発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記判定手段は、前記角速度又は角加速度の舵輪
側の方が大きく、前記回転角度の何れもが所定角度より
大きく、前記速度関連値検出手段が検出した値が第1関
連値より小さいときは、前記トルクが前記舵輪側からの
入力によるものと判定し、前記モータの出力を増加させ
るべくなしてあることを特徴とする。
【0018】この電動パワーステアリング装置では、判
定手段が、角速度又は角加速度の舵輪側の方が大きく、
回転角度の何れもが所定角度より大きく、速度関連値検
出手段が検出した値が第1関連値より小さいときは、ト
ルクが舵輪側からの入力によるものと判定し、モータの
出力を増加させる。これにより、停車時又は極低速時の
舵輪の据え切り時に、操舵補助力を増加させることが出
来る電動パワーステアリング装置を実現することが出来
る。
【0019】第4発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記車両の横揺れを検出する横揺れ検出手段と、
前記角速度の何れもが第1角速度より大きく、前記速度
関連値検出手段が検出した値が、前記第1関連値より大
きい第2関連値より大きく、かつ該第2関連値より大き
い第3関連値より小さく、前記横揺れ検出手段が検出し
た横揺れが所定値より大きいときに、前記回転角度をそ
れぞれ積算する各積算手段とを更に備え、該各積算手段
の各積算値の何れもが所定積算値より大きいときに、前
記判定手段は、前記トルクが前記舵輪側からの入力によ
るものと判定し、前記モータの出力を増加させるべくな
してあることを特徴とする。
【0020】この電動パワーステアリング装置では、横
揺れ検出手段が、車両の横揺れを検出し、角速度の何れ
もが第1角速度より大きく、速度関連値検出手段が検出
した値が、第1関連値より大きい第2関連値より大き
く、かつ第2関連値より大きい第3関連値より小さく、
横揺れ検出手段が検出した横揺れが所定値より大きいと
きに、各積算手段が、検出した回転角度をそれぞれ積算
する。判定手段は、各積算手段の各積算値の何れもが所
定積算値より大きいときに、トルクが舵輪側からの入力
によるものと判定し、モータの出力を増加させる。これ
により、車両が山岳路を走行しているときに、操舵補助
力を増加させることが出来る電動パワーステアリング装
置を実現することが出来る。
【0021】第5発明に係る電動パワーステアリング装
置は、前記判定手段は、前記角速度の舵輪側が、前記第
1角速度より小さい第2角速度より小さく、前記角速度
又は前記角加速度の舵取機構側が、それぞれの所定値よ
り大きく、前記速度関連値検出手段が検出した値が前記
第3関連値より大きいときは、前記トルクが前記舵取機
構側からの入力によるものと判定し、前記トルクを打ち
消すべく、前記モータを駆動制御すべくなしてあること
を特徴とする。
【0022】この電動パワーステアリング装置では、判
定手段は、角速度の舵輪側が、第1角速度より小さい第
2角速度より小さく、角速度又は角加速度の舵取機構側
が、それぞれの所定値より大きく、速度関連値検出手段
が検出した値が第3関連値より大きいときは、トルクが
舵取機構側からの入力によるものと判定し、そのトルク
を打ち消すように、操舵補助用のモータを駆動制御す
る。これにより、車両が高速走行中にキックバックを受
けたときに、運転者がハンドルを取られないように、そ
のキックバックを打ち消すことが出来る電動パワーステ
アリング装置を実現することが出来る。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係る電動パワーステア
リング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図で
ある。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸(図
示せず)に加えられたトルクを検出するトルクセンサ1
が検出し出力したトルク検出信号が、演算処理回路10
により処理され、演算処理回路10により処理作成され
たトルク信号と、操舵軸の舵輪側及び図示しない舵取機
構側の各絶対舵角信号とが、制御部2へ与えられる。ま
た、車両の速度を検出する車速センサ11が検出し出力
した車速信号と、車両の横揺れを検出するヨーレートセ
ンサ12が検出したヨーレート信号とが、制御部2へ与
えられる。
【0024】制御部2から出力されるリレー制御信号が
リレー駆動回路5へ入力され、リレー駆動回路5は、リ
レー制御信号に従ってフェイルセーフリレー接点5aを
オン又はオフさせる。制御部2は、トルク信号、車速信
号、ヨーレート信号及び後述するモータ電流信号に基づ
き、内蔵するアシスト制御部8内のトルク/電流テーブ
ル8aを参照することにより、モータ電流目標値を作成
する。尚、車速信号は、これに限らず、車両の速度に関
連する値、例えば、エンジンの回転数又は車輪の回転
数、また電動車両の場合はモータの回転数等を示す信号
であっても良い。
【0025】制御部2は、作成したモータ電流目標値を
PWM信号及び回転方向指示信号としてモータ駆動回路
3へ与える。モータ駆動回路3は、フェイルセーフリレ
ー接点5aを通じて、車載バッテリーPの電源電圧が印
加され、与えられたモータ電流目標値に基づき、操舵補
助用モータ4を回転駆動させる。操舵補助用モータ4に
流れるモータ電流は、モータ電流検出回路7により検出
され、モータ電流信号として制御部2に与えられ、モー
タ電流のフィードバック制御に使用される。
【0026】図2は、トルクセンサ1の要部構成例を模
式的に示す模式図である。このトルクセンサ1は、上端
を操舵輪15(ステアリングホイール)に連結された入
力軸16と、下端を舵取機構のピニオン18に連結され
た出力軸17とを、細径のトーションバー19を介して
同軸上に連結し、操舵輪15と舵取機構とを連結する操
舵軸13が構成されており、入力軸16及び出力軸17
の連結部近傍は以下のように構成されている。
【0027】入力軸16には、出力軸17との連結側端
部近傍に、円板形をなすターゲット板20が同軸上に外
嵌固定されており、ターゲット板20の外周面には、磁
性体製の凸起であるターゲット21が、例えば36個、
周方向に等間隔で突設されている。このターゲット21
は、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からなり、
環状の平歯車がターゲット板20及びターゲット21を
構成している。
【0028】上述したのと同様のターゲット21を備え
たターゲット板20が、出力軸17の入力軸16との連
結側端部近傍にも外嵌固定されており、出力軸17側の
ターゲット板20の各ターゲット21と、入力軸16側
のターゲット板20の各ターゲット21とは周方向に整
合されて並設されている。尚、前記歯は、入力軸16,
出力軸17を磁性体製とし、入力軸16,出力軸17の
周面を歯切り加工することにより形成されてもよい。
【0029】入力軸16には、ターゲット板20の操舵
輪15側に、ターゲット板20と略同形状のターゲット
板22が更に同軸上に外嵌固定されており、ターゲット
板22の外周面には、磁性体製の凸起であるターゲット
23が、周方向に突設されている。このターゲット23
は、ターゲット板22の外周面に1周分、螺旋状に設け
られている。
【0030】ターゲット板20,22の外側には、それ
ぞれの外周のターゲット21,23の外縁を臨むように
センサボックス14が配設されている。センサボックス
14は、入力軸16及び出力軸17を支承するハウジン
グ等の動かない部位に固定支持されている。センサボッ
クス14の内部には、入力軸16側のターゲット21の
周方向に異なる部位に対向する磁気センサ1A,1B
と、出力軸17側のターゲット21の周方向に異なる部
位に対向する磁気センサ2A,2Bとが、周方向位置を
正しく合わせて収納され、ターゲット板22のターゲッ
ト23の部位に対向する磁気センサ1Cが収納されてい
る。
【0031】磁気センサ1A,2A,1B,2B,1C
は、磁気抵抗効果素子(MR素子)等、磁界の作用によ
り電気的特性(抵抗)が変化する特性を有する素子を用
い、対向するターゲット21,23の近接する部位に応
じて検出信号が変わるように構成されたセンサであり、
これらの検出信号は、センサボックス14外部又は内部
のマイクロプロセッサを用いてなる演算処理回路10に
与えられている。
【0032】磁気センサ1A,2A,1B,2Bは、各
ターゲット21の通過に応じて、それぞれ図3(a)
(b)に示すような三角波又はサイン波に近似した検出
信号を出力する。この検出信号は、上昇から下降に又は
下降から上昇に転換する付近で非線形的な変化率が最大
となるが、後述する信号処理方法により補間することが
出来る。一方、磁気センサ1Cは、ターゲット23の通
過に応じて、図3(c)に示すような一方向に上昇又は
下降する波形の検出信号を出力する。この検出信号は、
ターゲット板22が1回転する都度、1周期分を出力す
る。
【0033】このような構成のトルクセンサ1では、各
磁気センサ1A,1B(2A,2B)は、対応するター
ゲット21がそれぞれとの対向位置を通過する間、図3
(a)(b)に示すように、入力軸16(出力軸17)
の回転角度の変化に応じて、上昇し下降する検出信号を
出力する。
【0034】磁気センサ1A,1Bの検出信号は、これ
らに対応するターゲット21が設けられた入力軸16の
回転角度に対応するものとなり、磁気センサ2A,2B
の検出信号は、これらが対向するターゲット3が設けら
れた出力軸17の回転角度に対応するものとなる。従っ
て、演算処理回路10は、磁気センサ1A,1Bの検出
信号から入力軸16の相対回転角度を算出することがで
き、演算処理回路10及び磁気センサ1A,1Bは入力
軸16の回転角度検出装置として作動する。また、演算
処理回路10は、磁気センサ2A,2Bの検出信号から
出力軸17の相対回転角度を算出することが出来る。
【0035】入力軸16にトルクが加わった場合、磁気
センサ1A,1Bの各検出信号と磁気センサ2A,2B
の各検出信号とには差が生じる。磁気センサ1A,2A
と磁気センサ1B,2Bとは、ターゲット板20の周方
向に、例えば電気角90°位相が異なっている。それぞ
れの検出信号は、上昇及び下降の転換点である極大値及
び極小値で非線形的な変化率が最大となるが、位相が異
なっている為、相互に補間させることが出来る。尚、補
間が可能であれば、異なる位相角度は電気角1°〜36
0°未満の何れでも良い。
【0036】ここで、磁気センサ1Aの検出信号と磁気
センサ2Aの検出信号との差、又は磁気センサ1Bの検
出信号と磁気センサ2Bの検出信号との差は、入力軸1
6と出力軸17との相対回転角度の差(相対角変位)に
対応するものとなる。この相対角変位は、入力軸16に
加わるトルクの作用下において、入力軸16と出力軸1
7とを連結するトーションバー19に生じる捩れ角度に
対応する。従って、前述した検出信号の差に基づいて入
力軸16に加わるトルクを算出することができる。
【0037】一方、磁気センサ1Cは、ターゲット23
の通過に応じて、図3(c)に示すような一方向に上昇
又は下降する波形の検出信号を出力し、検出信号は、タ
ーゲット板22が1回転する都度、1周期分を出力する
ので、検出信号とターゲット板22の回転位置とを対応
させることが出来る。従って、磁気センサ1Cの検出信
号から、舵輪15及び入力軸16の舵角中点からの絶対
舵角を求めることが出来、上述した相対角変位から、出
力軸17の舵角中点からの絶対舵角も容易に求めること
が出来、演算処理回路10は、算出したトルク信号と、
入力軸16及び出力軸17の絶対舵角信号とを出力す
る。
【0038】図4は、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の構成を示す断面図である。この電動パワース
テアリング装置は、操舵輪15に連結される入力軸32
(16)と、入力軸32にトーションバー19を介して
同軸的に連結される出力軸34(17)と、操舵輪15
を回転することによって入力軸32に加わるトルクをト
ーションバー19に生じる捩れによって検出するセンサ
30と、制御部2が、センサ30が検出したトルクに基
づき、モータ駆動回路3を介して駆動する操舵補助用の
モータ4とを備え、モータ4の回転を減速歯車機構37
を介して出力軸34及び出力軸34に連結される伝達手
段を介して舵取機構(図示せず)に伝達するように構成
されている。
【0039】入力軸32はトーションバー19の一端部
が挿入された筒部32aと、筒部32aの外周面に嵌合
固定された上述したターゲット(及びターゲット板)2
1,23とを有しており、筒部32aの一端がニードル
軸受39を介してハウジング40内に回転可能に支持さ
れている。出力軸34は筒部32aの他端部及びトーシ
ョンバー19の他端部が挿入された筒形に形成されてい
る。この出力軸34の一端部には、入力軸32側のター
ゲット21と隣り合う上述したターゲット21を有して
おり、軸長方向の途中が転がり軸受42,43を介して
ハウジング40内に回転可能に支持されている。
【0040】以下に、このような構成の電動パワーステ
アリング装置の動作を、それを示す図5,6のフローチ
ャートを参照しながら説明する。制御部2は、先ずパラ
メータ類の初期化を行い(S1)、次いで、車速センサ
11からの車速v、演算処理回路10からのトルク信
号、入力軸16及び出力軸17の各絶対舵角θ1 ,θ2
を読み込む(S2)。制御部2は、次に、絶対舵角
θ1 ,θ2 に基づき、入力軸16及び出力軸17の各角
速度の絶対値|θ1 ′|,|θ2 ′|を演算する(S2
a)。
【0041】制御部2は、次に、車速vが、0に近い所
定車速V1(第1関連値)より大きいか否かを判定し
(S3)、車速vが所定車速V1より大きくないとき
は、後述する積算値s3 ,s4 をリセットした(S7)
後、後述する計時時間Tが0であるか否かを判定する
(S8)。制御部2は、計時時間Tが0であるときは
(S8)、入力軸16の角速度の絶対値|θ1 ′|が、
出力軸17の角速度の絶対値|θ2 ′|より大きいか否
かを判定し(S11)、入力軸16の角速度の絶対値|
θ1 ′|の方が大きいときは、入力軸16及び出力軸1
7の各回転角度の絶対値|θ1 |,|θ2 |が、所定角
度Θ1よりそれぞれ大きいか否かを判定する(S1
2)。
【0042】制御部2は、入力軸16及び出力軸17の
各回転角度の絶対値|θ1 |,|θ 2 |が、所定角度Θ
1よりそれぞれ大きいときは(S12)、後述する積算
値s 1 ,s2 の少なくとも一方が、所定積算値S1より
大きいか否かを判定する(S13)。制御部2は、積算
値s1 ,s2 の両方が、所定積算値S1より大きくない
ときは、停車時又は極低速時の舵輪の据え切りが行われ
ているとして、操舵補助力(アシスト力)を増加させ
(S14)、入力軸16及び出力軸17の各回転角度の
絶対値|θ1 |,|θ2 |の積算値s1 ,s2 を演算し
た(S15)後、操舵補助を実行して(S15a)、次
のサンプリングを行う(S1)。
【0043】制御部2は、積算値s1 ,s2 の少なくと
も一方がが、所定積算値S1より大きいときは(S1
3)、長時間にわたり据え切りを行っているとして、積
算値s 1 ,s2 をリセットした(S16)後、モータ電
流駆動回路6及びモータ4の焼き付きを防止する為の冷
却期間Tの計時を開始し(S17)、通常の操舵補助
(アシスト力を増加させない)を実行して(S15
a)、次のサンプリングを行う(S1)。
【0044】制御部2は、計時時間Tが0でないときは
(S8)、モータ電流駆動回路6及びモータ4の焼き付
きを防止する為の冷却期間中であるとして、冷却期間T
が所定の冷却期間T1に達したか否かを判定し(S
9)、冷却期間Tが所定の冷却期間T1に達していると
きは、冷却期間Tをリセットした(S10)後、入力軸
16の角速度の絶対値|θ1 ′|が、出力軸17の角速
度の絶対値|θ2 ′|より大きいか否かを判定する(S
11)。
【0045】制御部2は、冷却期間Tが所定の冷却期間
T1に達していないとき(S9)、入力軸16の角速度
の絶対値|θ1 ′|が、出力軸17の角速度の絶対値|
θ2′|より大きくないとき(S11)、又は入力軸1
6及び出力軸17の各回転角度の絶対値|θ1 |,|θ
2 |が、所定角速度Θ1よりそれぞれ大きくないとき
(S12)は、通常の操舵補助(アシスト力を増加させ
ない)を実行して(S15a)、次のサンプリングを行
う(S1)。
【0046】制御部2は、車速vが、0に近い所定車速
V1より大きいときは(S3)、冷却期間T及び後述す
る積算値s1 ,s2 をリセットした(S4)後、車速v
が、所定車速V1より大きい所定車速V2(第2関連
値)より大きいか否かを判定し(S5)、車速vが、所
定車速V2より大きいときは、車速vが、所定車速V2
より大きい所定車速V3(第3関連値)より更に大きい
か否かを判定する(S6)。制御部2は、車速vが、所
定車速V3より大きくないときは(S6)、入力軸16
の角速度の絶対値|θ1 ′|が、所定角速度Θ2(第1
角速度)より大きいか否かを判定し(S18)、所定角
速度Θ2より大きいときは、出力軸17の角速度の絶対
値|θ2 ′|が所定角速度Θ2より大きいか否かを判定
する(S19)。
【0047】制御部2は、車速vが、出力軸17の角速
度の絶対値|θ2 ′|が所定角速度Θ2より大きいとき
は(S19)、ヨーレートセンサ12からのヨーレート
Gが所定値G1より大きいか否かを判定する(S2
0)。制御部2は、ヨーレートGが所定値G1より大き
いときは(S20)、入力軸16及び出力軸17の各回
転角度の絶対値|θ1 |,|θ2 |の積算値s3 ,s 4
を演算した(S21)後、積算値s3 ,s4 の両方が所
定積算値S2より大きいか否かを判定する(S22,2
3)。
【0048】制御部2は、積算値s3 ,s4 の両方が所
定積算値S2より大きいときは(S22,23)、車両
が山岳路を走行しているとして、アシスト力を増加させ
(S24)、操舵補助を実行して(S24a)、次のサ
ンプリングを行う(S1)。制御部2は、車速vが、所
定車速V2より大きくないとき(S5)、入力軸16の
角速度の絶対値|θ1 ′|が、所定角速度Θ2より大き
くないとき(S18)、出力軸17の角速度の絶対値|
θ2 ′|が所定角速度Θ2より大きくないとき(S1
9)、ヨーレートGが所定値G1より大きくないとき
(S20)、又は積算値s3 ,s4 の少なくとも一方が
所定積算値S2より大きくないとき(S22,23)
は、通常の操舵補助(アシスト力を増加させない)を実
行して(S24a)、次のサンプリングを行う(S
1)。
【0049】制御部2は、車速vが、所定車速V3より
大きいときは(S6)、積算値s3,s4 をリセットし
た(S25)後、入力軸16の角速度の絶対値|θ1
|が、0に近い所定角速度Θ3(第2角速度)より大き
いか否かを判定し(S26)、所定角速度Θ3より大き
くないときは、出力軸17の角速度の絶対値|θ2 ′|
が所定角速度Θ4(所定値)より大きいか否かを判定す
る(S27)。制御部2は、出力軸17の角速度の絶対
値|θ2 ′|が所定角速度Θ4より大きいときは(S2
7)、車両が高速走行中にキックバックを受けたとし
て、運転者がハンドルを取られないように、そのキック
バックを打ち消すキックバック逆反力を出力して(S2
8)、操舵補助を実行して(S24a)、次のサンプリ
ングを行う(S1)。
【0050】制御部2は、入力軸16の角速度の絶対値
|θ1 ′|が、0に近い所定角速度Θ3より大きいとき
(S26)、又は出力軸17の角速度の絶対値|θ2
|が所定角速度Θ4より大きくないときは(S27)通
常の操舵補助(アシスト力を増加させない)を実行して
(S24a)、次のサンプリングを行う(S1)。尚、
上述した実施の形態1では、入力軸16の角速度の絶対
値|θ1 ′|、及び出力軸17の角速度の絶対値|
θ2 ′|を用いたが、これらの角速度の絶対値に代え
て、入力軸16の角加速度の絶対値|θ1 ″|、及び出
力軸17の角加速度の絶対値|θ2 ″|を用いても、同
様のことを行うことが出来る。
【0051】実施の形態2.図7は、本発明に係る電動
パワーステアリング装置のトルクセンサの要部構成例を
模式的に示す模式図である。このトルクセンサ1aは、
上述したトルクセンサ1(図2)から、ターゲット板2
2及びターゲット23を省き、センサボックス14から
は磁気センサ1Cを省いてセンサボックス14aとした
構成であり、演算処理回路10aからは、トルク信号
と、入力軸16及び出力軸17の各相対舵角信号とが出
力される。
【0052】この電動パワーステアリング装置の実施の
形態2の要部構成を示すブロック図は、上述した本発明
に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態1の要
部構成を示すブロック図(図1)と、トルクセンサ1が
トルクセンサ1aであることを除いて同様である。図8
は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を
示す断面図である。この電動パワーステアリング装置
は、上述した電動パワーステアリング装置(図4)の構
成から、センサ30及びターゲット23を省き、センサ
30aとした構成である。
【0053】このような構成の電動パワーステアリング
装置では、制御部2は、演算処理回路10aからの入力
軸16及び出力軸17の各相対舵各信号に基づき、例え
ば、車両が所定速度以上で所定時間以上、入力軸16及
び出力軸17の変位差が略生じない状態で走行したとき
の、入力軸16及び出力軸17の位置を舵角中点として
記憶し、以後、その舵角中点を基準にして、入力軸16
及び出力軸17の絶対舵角θ1 ,θ2 を演算する。その
他の構成及び動作は、上述した本発明に係る電動パワー
ステアリング装置の実施の形態1の構成及び動作と同様
であるので、説明を省略する。
【0054】
【発明の効果】第1発明に係る電動パワーステアリング
装置によれば、トルクが、舵輪側からの入力によるもの
か、舵取機構側からの入力によるものかを判定し、その
判定結果に基づき、操舵補助用のモータを駆動制御出来
る電動パワーステアリング装置を実現することが出来
る。
【0055】第2発明に係る電動パワーステアリング装
置によれば、車両の走行状況をより細かく判定し、判定
手段が判定した走行状況に基づき、操舵補助用のモータ
を駆動制御出来る電動パワーステアリング装置を実現す
ることが出来る。
【0056】第3発明に係る電動パワーステアリング装
置によれば、停車時又は極低速時の舵輪の据え切り時
に、操舵補助力を増加させることが出来る電動パワース
テアリング装置を実現することが出来る。
【0057】第4発明に係る電動パワーステアリング装
置によれば、車両が山岳路を走行しているときに、操舵
補助力を増加させることが出来る電動パワーステアリン
グ装置を実現することが出来る。
【0058】第5発明に係る電動パワーステアリング装
置によれば、車両が高速走行中にキックバックを受けた
ときに、運転者がハンドルを取られないように、そのキ
ックバックを打ち消すことが出来る電動パワーステアリ
ング装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実
施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図2】トルクセンサの要部構成例を模式的に示す模式
図である。
【図3】トルクセンサの各磁気センサの検出信号を示す
波形図である。
【図4】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構
成を示す断面図である。
【図5】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動
作を示すフローチャートである。
【図6】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動
作を示すフローチャートである。
【図7】本発明に係る電動パワーステアリング装置のト
ルクセンサの要部構成例を模式的に示す模式図である。
【図8】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構
成を示す断面図である。
【符号の説明】
1,1a トルクセンサ 2 制御部 3 モータ駆動回路 4 操舵補助用モータ 8 アシスト制御部 8a トルク/電流テーブル 10,10a 演算処理回路 11 車速センサ(速度関連値検出手段) 12 ヨーレートセンサ(横揺れ検出手段) 14,14a センサボックス 15 舵輪(ステアリングホイール) 16,32 入力軸(操舵軸) 17,34 出力軸(操舵軸) 30,30a 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 101:00 B62D 101:00 119:00 119:00 137:00 137:00 Fターム(参考) 2F051 AA01 AB05 BA03 3D032 CC02 CC10 DA15 DA24 DA33 DA63 DA64 DB03 DB05 DC09 DC29 DC33 DD10 DD17 EB11 EC23 GG01 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21 CA28

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の舵輪と車輪側の舵取機構とを連結
    する操舵軸の回転角度を、軸長方向の異なる位置にて検
    出し、検出した回転角度の差に基づいて前記操舵軸に加
    わるトルクを算出し、算出したトルクの方向及び大きさ
    に応じた補助力を前記舵取機構に加えるべく、該舵取機
    構に付設された操舵補助用のモータを駆動制御する電動
    パワーステアリング装置において、 前記回転角度に基づき、それぞれの検出位置での前記操
    舵軸の角速度又は角加速度を算出する算出手段と、該算
    出手段が算出した角速度間の関係又は角加速度間の関係
    に基づき、前記トルクが、前記舵輪側からの入力による
    ものか、前記舵取機構側からの入力によるものかを判定
    する判定手段とを備え、該判定手段の判定結果に基づ
    き、前記モータを駆動制御すべくなしてあることを特徴
    とする電動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記車両が走行する速度に関連する値を
    検出する速度関連値検出手段を更に備え、前記判定手段
    は、前記角速度間の関係又は角加速度間の関係と、前記
    速度関連値検出手段が検出した値とに基づき、前記車両
    の走行状況を判定し、前記判定手段が判定した走行状況
    に基づき、前記モータを駆動制御すべくなしてある請求
    項1記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項3】 前記判定手段は、前記角速度又は角加速
    度の舵輪側の方が大きく、前記回転角度の何れもが所定
    角度より大きく、前記速度関連値検出手段が検出した値
    が第1関連値より小さいときは、前記トルクが前記舵輪
    側からの入力によるものと判定し、前記モータの出力を
    増加させるべくなしてある請求項2記載の電動パワース
    テアリング装置。
  4. 【請求項4】 前記車両の横揺れを検出する横揺れ検出
    手段と、前記角速度の何れもが第1角速度より大きく、
    前記速度関連値検出手段が検出した値が、前記第1関連
    値より大きい第2関連値より大きく、かつ該第2関連値
    より大きい第3関連値より小さく、前記横揺れ検出手段
    が検出した横揺れが所定値より大きいときに、前記回転
    角度をそれぞれ積算する各積算手段とを更に備え、該各
    積算手段の各積算値の何れもが所定積算値より大きいと
    きに、前記判定手段は、前記トルクが前記舵輪側からの
    入力によるものと判定し、前記モータの出力を増加させ
    るべくなしてある請求項2又は3記載の電動パワーステ
    アリング装置。
  5. 【請求項5】 前記判定手段は、前記角速度の舵輪側
    が、前記第1角速度より小さい第2角速度より小さく、
    前記角速度又は前記角加速度の舵取機構側が、それぞれ
    の所定値より大きく、前記速度関連値検出手段が検出し
    た値が前記第3関連値より大きいときは、前記トルクが
    前記舵取機構側からの入力によるものと判定し、前記ト
    ルクを打ち消すべく、前記モータを駆動制御すべくなし
    てある請求項2〜4の何れかに記載の電動パワーステア
    リング装置。
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