JP2003341540A - 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Info
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- JP2003341540A JP2003341540A JP2002152529A JP2002152529A JP2003341540A JP 2003341540 A JP2003341540 A JP 2003341540A JP 2002152529 A JP2002152529 A JP 2002152529A JP 2002152529 A JP2002152529 A JP 2002152529A JP 2003341540 A JP2003341540 A JP 2003341540A
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- input
- steering
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場
合でも、操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング
装置を提供する。 【解決手段】 駆動制御手段２１ｂにより、入力軸３２
及び出力軸３３のどちらが動的に優位であるかを角速度
等により判定し、外乱ではなくドライバ入力であって入
力軸３２への入力量が所定値以上であるとき、通常のア
シストマップにより求められる補助力より大きな補助力
を順アシスト方向に発生させるようにモータ６を駆動す
る。
合でも、操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング
装置を提供する。 【解決手段】 駆動制御手段２１ｂにより、入力軸３２
及び出力軸３３のどちらが動的に優位であるかを角速度
等により判定し、外乱ではなくドライバ入力であって入
力軸３２への入力量が所定値以上であるとき、通常のア
シストマップにより求められる補助力より大きな補助力
を順アシスト方向に発生させるようにモータ６を駆動す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動パワーステア
リング装置に関する。
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置で
は、操舵軸におけるトーションバーより入力側の入力軸
及び出力側の出力軸における舵角の相対差からトルクＴ
が算出される。そして、このトルクＴを小さくするよう
にモータを駆動して操舵補助力を生じさせる。従って、
ドライバの操舵負担は軽減され、軽い操舵力で操舵を行
うことができる。
は、操舵軸におけるトーションバーより入力側の入力軸
及び出力側の出力軸における舵角の相対差からトルクＴ
が算出される。そして、このトルクＴを小さくするよう
にモータを駆動して操舵補助力を生じさせる。従って、
ドライバの操舵負担は軽減され、軽い操舵力で操舵を行
うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
軽い操舵力であっても、例えば曲がりくねった山岳道を
長時間にわたって走行する場合などには、左右への頻繁
かつ急激な操舵・保舵が必要となり、ドライバの負担は
増大する。上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合で
も、操舵・保舵負担の軽い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。
軽い操舵力であっても、例えば曲がりくねった山岳道を
長時間にわたって走行する場合などには、左右への頻繁
かつ急激な操舵・保舵が必要となり、ドライバの負担は
増大する。上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合で
も、操舵・保舵負担の軽い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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、操舵部材から
操向車輪に至る操舵系にモータの回転力を付与して操舵
アシストを行う電動パワーステアリング装置において、
前記操舵部材に連結される入力軸と、前記入力軸にトー
ションバーを介在させて連結された出力軸と、前記入力
軸の回転に応じた信号を出力する入力軸回転検出手段
と、前記出力軸の回転に応じた信号を出力する出力軸回
転検出手段と、前記入力軸回転検出手段及び出力軸回転
検出手段の各出力に基づいて、前記入力軸と出力軸との
間で伝達されるトルク及び、前記入力軸及び出力軸のそ
れぞれについて角変位に基づく情報を算出する演算手段
と、前記トルクに応じた操舵補助力を求め、この補助力
を、前記モータを駆動することにより生じさせる駆動制
御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記情報から前
記入力軸及び出力軸のどちらが動的に優位であるかを判
定し、前記出力軸より入力軸の方が動的に優位な場合で
あって前記入力軸への入力量が所定値以上であるとき、
前記補助力よりさらに大きな補助力を順アシスト方向に
発生させるように前記モータを駆動するものである（請
求項１）。
操向車輪に至る操舵系にモータの回転力を付与して操舵
アシストを行う電動パワーステアリング装置において、
前記操舵部材に連結される入力軸と、前記入力軸にトー
ションバーを介在させて連結された出力軸と、前記入力
軸の回転に応じた信号を出力する入力軸回転検出手段
と、前記出力軸の回転に応じた信号を出力する出力軸回
転検出手段と、前記入力軸回転検出手段及び出力軸回転
検出手段の各出力に基づいて、前記入力軸と出力軸との
間で伝達されるトルク及び、前記入力軸及び出力軸のそ
れぞれについて角変位に基づく情報を算出する演算手段
と、前記トルクに応じた操舵補助力を求め、この補助力
を、前記モータを駆動することにより生じさせる駆動制
御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記情報から前
記入力軸及び出力軸のどちらが動的に優位であるかを判
定し、前記出力軸より入力軸の方が動的に優位な場合で
あって前記入力軸への入力量が所定値以上であるとき、
前記補助力よりさらに大きな補助力を順アシスト方向に
発生させるように前記モータを駆動するものである（請
求項１）。
【０００５】上記のように構成された電動パワーステア
リング装置（請求項１）では、出力軸より入力軸の方が
動的に優位な場合であって入力軸への入力量が所定値以
上であるとき、すなわち、外乱ではなくドライバ入力の
場合であって急激なハンドル操作がされている場合、駆
動制御手段は、通常の補助力よりさらに大きな補助力を
順アシスト方向に発生させるようにモータを駆動する。
この結果、通常の操舵補助よりも入出力軸間のトルクに
対する補助力が大きくなり、その分、ドライバの操舵ト
ルクが小さくなる。
リング装置（請求項１）では、出力軸より入力軸の方が
動的に優位な場合であって入力軸への入力量が所定値以
上であるとき、すなわち、外乱ではなくドライバ入力の
場合であって急激なハンドル操作がされている場合、駆
動制御手段は、通常の補助力よりさらに大きな補助力を
順アシスト方向に発生させるようにモータを駆動する。
この結果、通常の操舵補助よりも入出力軸間のトルクに
対する補助力が大きくなり、その分、ドライバの操舵ト
ルクが小さくなる。
【０００６】上記電動パワーステアリング装置（請求項
１）において、入力量の要素には、角変位及び角速度が
含まれ、双方が共に所定値以上である場合に、入力量が
所定値以上であるとするものであってもよい（請求項
２）。この場合、入力軸の角変位及び角速度が共に所定
値以上であることを条件としていることにより、ドライ
バが急激なハンドル操作をしている状態を確実に検出す
ることができる。
１）において、入力量の要素には、角変位及び角速度が
含まれ、双方が共に所定値以上である場合に、入力量が
所定値以上であるとするものであってもよい（請求項
２）。この場合、入力軸の角変位及び角速度が共に所定
値以上であることを条件としていることにより、ドライ
バが急激なハンドル操作をしている状態を確実に検出す
ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る電動パワーステアリング装置の構造を模式的に示す図
である。当該装置は、例えば自動車に搭載され、操舵部
材（ハンドル）１とピニオン２との間に、操舵軸３を介
在させたものである。操舵軸３は、その中心に設けられ
たトーションバー３１と、トーションバー３１の入力側
（上方）に固定された入力軸３２と、トーションバー３
１の出力側（下方）に固定された出力軸３３と、入力軸
３２に外嵌された第１ターゲット板３４と、出力軸３３
に固定された第２ターゲット板３５及び第３ターゲット
板３６とを備えている。入力軸３２と出力軸３３とは互
いに同軸に配置されているが、相互には直接接続され
ず、トーションバー３１を介して接続されている。ま
た、第１ターゲット板３４、第２ターゲット板３５及び
第３ターゲット板３６も、互いに同軸に配置されてい
る。
る電動パワーステアリング装置の構造を模式的に示す図
である。当該装置は、例えば自動車に搭載され、操舵部
材（ハンドル）１とピニオン２との間に、操舵軸３を介
在させたものである。操舵軸３は、その中心に設けられ
たトーションバー３１と、トーションバー３１の入力側
（上方）に固定された入力軸３２と、トーションバー３
１の出力側（下方）に固定された出力軸３３と、入力軸
３２に外嵌された第１ターゲット板３４と、出力軸３３
に固定された第２ターゲット板３５及び第３ターゲット
板３６とを備えている。入力軸３２と出力軸３３とは互
いに同軸に配置されているが、相互には直接接続され
ず、トーションバー３１を介して接続されている。ま
た、第１ターゲット板３４、第２ターゲット板３５及び
第３ターゲット板３６も、互いに同軸に配置されてい
る。
【０００８】上記各ターゲット板３４〜３６は、平歯車
状の形態を成し、磁性体から成る外周の歯が周方向に等
間隔で凹凸ターゲットを形成している。歯数は、第１タ
ーゲット板３４と第２ターゲット板３５とが同数Ｎ（例
えば３６）で、第３ターゲット板３６はＮとは互いに素
（１以外の公約数をもたない）である数（例えば３５）
である。なお、上記の各ターゲット板３４〜３６は、入
力軸３２や出力軸３３とは別体であって外嵌される構造
であるが、入力軸３２や出力軸３３を磁性体とし、対応
するターゲット板３４〜３６と一体に形成してもよい。
状の形態を成し、磁性体から成る外周の歯が周方向に等
間隔で凹凸ターゲットを形成している。歯数は、第１タ
ーゲット板３４と第２ターゲット板３５とが同数Ｎ（例
えば３６）で、第３ターゲット板３６はＮとは互いに素
（１以外の公約数をもたない）である数（例えば３５）
である。なお、上記の各ターゲット板３４〜３６は、入
力軸３２や出力軸３３とは別体であって外嵌される構造
であるが、入力軸３２や出力軸３３を磁性体とし、対応
するターゲット板３４〜３６と一体に形成してもよい。
【０００９】出力軸３３にはウオームホイール４が取り
付けられ、これが、モータ６の出力軸に取り付けられた
ウオーム５と噛み合っている。モータ６の回転は、ウオ
ーム５及びウオームホイール４を介してピニオン２に伝
達され、操舵補助力となる。ピニオン２の回転は、ラッ
ク７の直線運動に変換され、左右のタイロッド８を介し
て操向車輪９が転舵される。
付けられ、これが、モータ６の出力軸に取り付けられた
ウオーム５と噛み合っている。モータ６の回転は、ウオ
ーム５及びウオームホイール４を介してピニオン２に伝
達され、操舵補助力となる。ピニオン２の回転は、ラッ
ク７の直線運動に変換され、左右のタイロッド８を介し
て操向車輪９が転舵される。
【００１０】上記各ターゲット板３４〜３６の外周の歯
に対向して、３段２列に６個の磁気センサＡ１，Ｂ１，
Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３が配置され、これらはセンサボ
ックス１０に収められている。センサボックス１０は車
体の所定位置に固定されている。センサＡ１，Ｂ１は、
第１ターゲット板３４の外周の互いに異なる周方向位置
に対向して配置されている。同様に、センサＡ２，Ｂ２
は、第２ターゲット板３５の外周の互いに異なる周方向
位置に対向して配置され、センサＡ３，Ｂ３は、第３タ
ーゲット板３６の外周の互いに異なる周方向位置に対向
して配置されている。
に対向して、３段２列に６個の磁気センサＡ１，Ｂ１，
Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３が配置され、これらはセンサボ
ックス１０に収められている。センサボックス１０は車
体の所定位置に固定されている。センサＡ１，Ｂ１は、
第１ターゲット板３４の外周の互いに異なる周方向位置
に対向して配置されている。同様に、センサＡ２，Ｂ２
は、第２ターゲット板３５の外周の互いに異なる周方向
位置に対向して配置され、センサＡ３，Ｂ３は、第３タ
ーゲット板３６の外周の互いに異なる周方向位置に対向
して配置されている。
【００１１】上記磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３
は、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により抵
抗が変化する特性を有する素子を用いたもので、対向す
る各ターゲット板３４〜３６の外周の凹凸に応じて周期
的に変化する信号電圧を出力する。従って、磁気センサ
Ａ１，Ｂ１の出力は、入力軸３２及び第１ターゲット板
３４の角変位に対応したものとなり、磁気センサＡ２，
Ｂ２の出力は、出力軸３３及び第２ターゲット板３５の
角変位に対応したものとなる。同様に、磁気センサＡ
３，Ｂ３の出力は、出力軸３３及び第３ターゲット板３
６の角変位に対応したものとなる。
は、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により抵
抗が変化する特性を有する素子を用いたもので、対向す
る各ターゲット板３４〜３６の外周の凹凸に応じて周期
的に変化する信号電圧を出力する。従って、磁気センサ
Ａ１，Ｂ１の出力は、入力軸３２及び第１ターゲット板
３４の角変位に対応したものとなり、磁気センサＡ２，
Ｂ２の出力は、出力軸３３及び第２ターゲット板３５の
角変位に対応したものとなる。同様に、磁気センサＡ
３，Ｂ３の出力は、出力軸３３及び第３ターゲット板３
６の角変位に対応したものとなる。
【００１２】磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の出力
は、ＣＰＵを内蔵する制御装置２１に入力される。制御
装置２１は、ソフトウェア処理によって達成される演算
手段２１ａと、駆動制御手段２１ｂとを機能的に含んで
おり、演算手段２１ａにより、磁気センサＡ１，Ｂ１の
出力から入力軸３２及び第１ターゲット板３４の角変位
θ１が算出される。同様に、磁気センサＡ２，Ｂ２の出
力から出力軸３３及び第２ターゲット板３５の角変位θ
２が算出される。また、制御装置２１には、車速センサ
２２によって検出された車速の信号が入力される。モー
タ６は、制御装置２１によって駆動制御される。
は、ＣＰＵを内蔵する制御装置２１に入力される。制御
装置２１は、ソフトウェア処理によって達成される演算
手段２１ａと、駆動制御手段２１ｂとを機能的に含んで
おり、演算手段２１ａにより、磁気センサＡ１，Ｂ１の
出力から入力軸３２及び第１ターゲット板３４の角変位
θ１が算出される。同様に、磁気センサＡ２，Ｂ２の出
力から出力軸３３及び第２ターゲット板３５の角変位θ
２が算出される。また、制御装置２１には、車速センサ
２２によって検出された車速の信号が入力される。モー
タ６は、制御装置２１によって駆動制御される。
【００１３】図２は、上記トーションバー３１、入力軸
３２、出力軸３３、各ターゲット板３４〜３６、及び、
磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を模式的に表した図
である。第１ターゲット板３４は、入力軸３２と共に回
転し、外周の凹凸により磁気センサＡ１，Ｂ１の出力信
号が変化する。すなわち、第１ターゲット板３４と磁気
センサＡ１，Ｂ１とは、入力軸３２の回転に応じた信号
を出力する入力軸回転検出手段を構成している。ここ
で、磁気センサＡ１とＢ１との配置の、対向する凹凸に
対する電気角における位相差は、π／２であるように設
定されている。従って、磁気センサＡ１，Ｂ１からの出
力信号（電圧）は、図３に示すように、常にπ／２ずれ
ている。このようにする理由は、波形の極大値及び極小
値で非線形な変化が現れるため、２つの磁気センサＡ
１，Ｂ１の出力信号をπ／２ずらすことで、一方の信号
が非線形領域のときは他方の線形領域の信号を用いるこ
とができるからである。なお、位相差はπ／２に限定さ
れないことはいうまでもない。
３２、出力軸３３、各ターゲット板３４〜３６、及び、
磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を模式的に表した図
である。第１ターゲット板３４は、入力軸３２と共に回
転し、外周の凹凸により磁気センサＡ１，Ｂ１の出力信
号が変化する。すなわち、第１ターゲット板３４と磁気
センサＡ１，Ｂ１とは、入力軸３２の回転に応じた信号
を出力する入力軸回転検出手段を構成している。ここ
で、磁気センサＡ１とＢ１との配置の、対向する凹凸に
対する電気角における位相差は、π／２であるように設
定されている。従って、磁気センサＡ１，Ｂ１からの出
力信号（電圧）は、図３に示すように、常にπ／２ずれ
ている。このようにする理由は、波形の極大値及び極小
値で非線形な変化が現れるため、２つの磁気センサＡ
１，Ｂ１の出力信号をπ／２ずらすことで、一方の信号
が非線形領域のときは他方の線形領域の信号を用いるこ
とができるからである。なお、位相差はπ／２に限定さ
れないことはいうまでもない。
【００１４】同様に、第２ターゲット板３５は、出力軸
３３と共に回転し、外周の凹凸により磁気センサＡ２，
Ｂ２の出力信号が変化する。すなわち、第２ターゲット
板３５と磁気センサＡ２，Ｂ２とは、出力軸３３の回転
に応じた信号を出力する出力軸回転検出手段を構成して
いる。また同様に、磁気センサＡ２とＢ２との配置の、
対向する凹凸に対する電気角における位相差は、π／２
であるように設定されている。
３３と共に回転し、外周の凹凸により磁気センサＡ２，
Ｂ２の出力信号が変化する。すなわち、第２ターゲット
板３５と磁気センサＡ２，Ｂ２とは、出力軸３３の回転
に応じた信号を出力する出力軸回転検出手段を構成して
いる。また同様に、磁気センサＡ２とＢ２との配置の、
対向する凹凸に対する電気角における位相差は、π／２
であるように設定されている。
【００１５】一方、第３ターゲット板３６も、出力軸３
３と共に回転し、外周の凹凸により磁気センサＡ３，Ｂ
３の出力信号が変化する。また同様に、周方向における
磁気センサＡ３及びＢ３の位置は、それぞれ磁気センサ
Ａ２及びＢ２と同じである。ここで、第３ターゲット板
３６の歯数（＝３５）が第２ターゲット板３５の歯数
（＝３６）より１少ないことにより、磁気センサＡ３，
Ｂ３の出力は、磁気センサＡ２，Ｂ２の出力と比べて、
出力軸３３の回転量（２π／３６）当たりに（（２π／
３６）−（２π／３５））の位相ずれを生じ、出力軸３
３の１回転で元に戻る。従って、予め出力軸３３の絶対
回転位置と上記位相のずれとの関係を調べてテーブル化
しておくことにより、位相ずれから出力軸３３の絶対回
転位置を割り出すことができる。このようなテーブル
は、制御装置２１に内蔵されている。
３と共に回転し、外周の凹凸により磁気センサＡ３，Ｂ
３の出力信号が変化する。また同様に、周方向における
磁気センサＡ３及びＢ３の位置は、それぞれ磁気センサ
Ａ２及びＢ２と同じである。ここで、第３ターゲット板
３６の歯数（＝３５）が第２ターゲット板３５の歯数
（＝３６）より１少ないことにより、磁気センサＡ３，
Ｂ３の出力は、磁気センサＡ２，Ｂ２の出力と比べて、
出力軸３３の回転量（２π／３６）当たりに（（２π／
３６）−（２π／３５））の位相ずれを生じ、出力軸３
３の１回転で元に戻る。従って、予め出力軸３３の絶対
回転位置と上記位相のずれとの関係を調べてテーブル化
しておくことにより、位相ずれから出力軸３３の絶対回
転位置を割り出すことができる。このようなテーブル
は、制御装置２１に内蔵されている。
【００１６】次に、上記のように構成された電動パワー
ステアリング装置の動作について説明する。なお、上記
絶対回転位置の情報は、車輪の向きを考慮したより精密
な制御に用いられるが、このことは本発明の本質的事項
ではないので、以下の説明においては省略する。図４
は、制御装置２１において実行される動作のフローチャ
ートの一例である。主として、ステップＳ１〜Ｓ５は演
算手段２１ａ、ステップＳ６〜Ｓ８は駆動制御手段２１
ｂとしての動作である。
ステアリング装置の動作について説明する。なお、上記
絶対回転位置の情報は、車輪の向きを考慮したより精密
な制御に用いられるが、このことは本発明の本質的事項
ではないので、以下の説明においては省略する。図４
は、制御装置２１において実行される動作のフローチャ
ートの一例である。主として、ステップＳ１〜Ｓ５は演
算手段２１ａ、ステップＳ６〜Ｓ８は駆動制御手段２１
ｂとしての動作である。
【００１７】まず、キースイッチ（図示せず。）のオン
操作により制御装置２１に電源が供給され、図４のフロ
ーチャートの処理が開始される。制御装置２１は、ステ
ップＳ１において、磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３
の各出力を所定のサンプリング周期で取り込み、これに
基づいて前述の角変位θ１，θ２を得た後、ステップＳ
２において、入力軸３２と出力軸３３との間の相対回転
角度すなわち（θ１−θ２）の絶対値を算出する。この
値はトーションバー３１の捻れ角であり、入力軸３２と
出力軸３３との間で伝達されるトルクに相当する。そし
て制御装置２１は、この値が所定の不感帯の範囲内にあ
るかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここで、範囲
内のときはステップＳ１へ戻り、範囲外のときはステッ
プＳ４へ進む。続いて制御装置２１は、車速センサ２２
の出力から車速を算出し（ステップＳ４）、角変位θ
１，θ２を時間でそれぞれ微分して角速度ω１，ω２を
算出し、さらに微分して角加速度ω１’，ω２’を算出
する（ステップＳ５）。
操作により制御装置２１に電源が供給され、図４のフロ
ーチャートの処理が開始される。制御装置２１は、ステ
ップＳ１において、磁気センサＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３
の各出力を所定のサンプリング周期で取り込み、これに
基づいて前述の角変位θ１，θ２を得た後、ステップＳ
２において、入力軸３２と出力軸３３との間の相対回転
角度すなわち（θ１−θ２）の絶対値を算出する。この
値はトーションバー３１の捻れ角であり、入力軸３２と
出力軸３３との間で伝達されるトルクに相当する。そし
て制御装置２１は、この値が所定の不感帯の範囲内にあ
るかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここで、範囲
内のときはステップＳ１へ戻り、範囲外のときはステッ
プＳ４へ進む。続いて制御装置２１は、車速センサ２２
の出力から車速を算出し（ステップＳ４）、角変位θ
１，θ２を時間でそれぞれ微分して角速度ω１，ω２を
算出し、さらに微分して角加速度ω１’，ω２’を算出
する（ステップＳ５）。
【００１８】次に制御装置２１は、入力軸３２及び出力
軸３３のそれぞれについての角変位に基づく情報から、
入力軸３２と出力軸３３のどちらが動的に優位な状態で
あるかを判定する（ステップＳ６）。ここで、「動的に
優位な」とは、より能動的な方を意味する。具体的に
は、不感帯を超えて入力軸３２と出力軸３３との間に付
与されているトルクが、路面から伝わる外乱によって生
じているものか、あるいは、ドライバ入力すなわちドラ
イバのハンドル操作によって生じているものかを判定す
る。この判定は、角速度の比較又は角加速度の比較によ
って行われる。角速度は角変位の周波数と同じ意味を持
ち、一般に能動的な方が、より高い周波数となるからで
ある。また、角加速度は角変位の方向に付与される力を
意味し、一般に能動的な方が強い力を付与しているから
である。
軸３３のそれぞれについての角変位に基づく情報から、
入力軸３２と出力軸３３のどちらが動的に優位な状態で
あるかを判定する（ステップＳ６）。ここで、「動的に
優位な」とは、より能動的な方を意味する。具体的に
は、不感帯を超えて入力軸３２と出力軸３３との間に付
与されているトルクが、路面から伝わる外乱によって生
じているものか、あるいは、ドライバ入力すなわちドラ
イバのハンドル操作によって生じているものかを判定す
る。この判定は、角速度の比較又は角加速度の比較によ
って行われる。角速度は角変位の周波数と同じ意味を持
ち、一般に能動的な方が、より高い周波数となるからで
ある。また、角加速度は角変位の方向に付与される力を
意味し、一般に能動的な方が強い力を付与しているから
である。
【００１９】すなわち、制御装置２１は、ω１＞ω２か
又はω１’＞ω２’であればドライバ入力であると判定
して順アシストの動作ステップへ進み（ステップＳ８〜
Ｓ１０）、そのいずれでもない場合（ω１≦ω２かつω
１’≦ω２’）は外乱であると判定して逆アシストの動
作を行う（ステップＳ７）。このように、角速度比較及
び角加速度比較を行って論理和的判断をすることによ
り、角速度（周波数）と力の両面から入力軸３２及び出
力軸３３のどちらが優位にあるかを的確に判定すること
ができる。ここで、逆アシストとは、外乱によって生じ
るトルクを減殺する方向にモータ６から操舵補助力を付
与することである。なお、外乱によって操舵感覚の悪化
が問題となるのは一般的に高速走行時である。従って、
車速が一定の速度に達していない場合には、ステップＳ
７において逆アシストの動作を見送るようにしてもよ
い。
又はω１’＞ω２’であればドライバ入力であると判定
して順アシストの動作ステップへ進み（ステップＳ８〜
Ｓ１０）、そのいずれでもない場合（ω１≦ω２かつω
１’≦ω２’）は外乱であると判定して逆アシストの動
作を行う（ステップＳ７）。このように、角速度比較及
び角加速度比較を行って論理和的判断をすることによ
り、角速度（周波数）と力の両面から入力軸３２及び出
力軸３３のどちらが優位にあるかを的確に判定すること
ができる。ここで、逆アシストとは、外乱によって生じ
るトルクを減殺する方向にモータ６から操舵補助力を付
与することである。なお、外乱によって操舵感覚の悪化
が問題となるのは一般的に高速走行時である。従って、
車速が一定の速度に達していない場合には、ステップＳ
７において逆アシストの動作を見送るようにしてもよ
い。
【００２０】一方、ドライバ入力と判定されてステップ
Ｓ８に進んだ場合、制御装置２１は、入力軸３２の角変
位θ１及び角速度ω１がそれぞれ所定値未満であるか否
かを判定する。所定値とは例えば、θ１＝π／４、ω１
＝π／秒である。いずれも所定値未満であれば、ステッ
プＳ９において、順アシスト（１）の動作が行われる。
これは、通常の順アシスト動作であり、駆動制御手段２
１ｂが所定のアシストマップを参照して、相対回転角度
に対応する入出力軸間のトルクに相応の補助力が発生す
るように、モータに駆動電流が供給される。なお、順ア
シストには車速も考慮され、速度感応型の操舵補助が行
われる。
Ｓ８に進んだ場合、制御装置２１は、入力軸３２の角変
位θ１及び角速度ω１がそれぞれ所定値未満であるか否
かを判定する。所定値とは例えば、θ１＝π／４、ω１
＝π／秒である。いずれも所定値未満であれば、ステッ
プＳ９において、順アシスト（１）の動作が行われる。
これは、通常の順アシスト動作であり、駆動制御手段２
１ｂが所定のアシストマップを参照して、相対回転角度
に対応する入出力軸間のトルクに相応の補助力が発生す
るように、モータに駆動電流が供給される。なお、順ア
シストには車速も考慮され、速度感応型の操舵補助が行
われる。
【００２１】また、ステップＳ８において、θ１及びω
１が共に所定値以上（例えば、θ１≧π／４で、ω１≧
π／秒）であれば、所定の入力量以上のハンドル操作が
されているとして、順アシスト（２）の動作が行われ
る。θ１及びω１が共に所定値以上であることを条件と
していることにより、ドライバが急激なハンドル操作を
している状態を確実に検出することができる。上記順ア
シスト（２）では、順アシスト（１）より強いアシスト
が行われ、上記アシストマップにおけるトルク相応の補
助力より所定レベル増大させた補助力を発生させるよう
に、モータに駆動電流が供給される。この結果、図５及
び図６に示すように、順アシスト（１）よりも順アシス
ト（２）の方が、トルク（実線）に対する補助力が大き
くなり、その分ドライバの操舵トルクが小さくなる。従
って、ドライバは、より楽に操舵を行うことができ、山
岳道等の頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合
でも操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング装置
を提供することができる。
１が共に所定値以上（例えば、θ１≧π／４で、ω１≧
π／秒）であれば、所定の入力量以上のハンドル操作が
されているとして、順アシスト（２）の動作が行われ
る。θ１及びω１が共に所定値以上であることを条件と
していることにより、ドライバが急激なハンドル操作を
している状態を確実に検出することができる。上記順ア
シスト（２）では、順アシスト（１）より強いアシスト
が行われ、上記アシストマップにおけるトルク相応の補
助力より所定レベル増大させた補助力を発生させるよう
に、モータに駆動電流が供給される。この結果、図５及
び図６に示すように、順アシスト（１）よりも順アシス
ト（２）の方が、トルク（実線）に対する補助力が大き
くなり、その分ドライバの操舵トルクが小さくなる。従
って、ドライバは、より楽に操舵を行うことができ、山
岳道等の頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合
でも操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング装置
を提供することができる。
【００２２】なお、ステップＳ８における判定において
は、θ１及びω１が共に所定値以上であるという条件
に、さらに角加速度ω１’が所定値以上であるとする条
件を加えてもよい。この場合には、入力軸３２に付与さ
れている力を考慮して、さらに慎重な判定を行うことが
できる。判定要素の優先順位としては、角速度ω１、角
変位θ１、角加速度ω１’の順が好ましいと考えられ
る。
は、θ１及びω１が共に所定値以上であるという条件
に、さらに角加速度ω１’が所定値以上であるとする条
件を加えてもよい。この場合には、入力軸３２に付与さ
れている力を考慮して、さらに慎重な判定を行うことが
できる。判定要素の優先順位としては、角速度ω１、角
変位θ１、角加速度ω１’の順が好ましいと考えられ
る。
【００２３】なお、上記実施形態では平歯車状のターゲ
ット板３４〜３６を用いたが、これに代えてスリット状
の多数の孔が周方向に等間隔で形成されたリング状のタ
ーゲットや、外周面に磁極のＮ・Ｓを交互に配置したタ
ーゲットを用いてもよい。
ット板３４〜３６を用いたが、これに代えてスリット状
の多数の孔が周方向に等間隔で形成されたリング状のタ
ーゲットや、外周面に磁極のＮ・Ｓを交互に配置したタ
ーゲットを用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の電動パワーステアリング装置
によれば、外乱ではなくドライバ入力の場合であって急
激なハンドル操作がされている場合、駆動制御手段は、
通常の補助力よりさらに大きな補助力を順アシスト方向
に発生させるようにモータを駆動するので、通常の操舵
補助よりも入出力軸間のトルクに対する補助力が大きく
なり、その分、ドライバの操舵トルクが小さくなる。従
って、ドライバは、より楽に操舵を行うことができ、山
岳道等の頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合
でも操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング装置
を提供することができる。
効果を奏する。請求項１の電動パワーステアリング装置
によれば、外乱ではなくドライバ入力の場合であって急
激なハンドル操作がされている場合、駆動制御手段は、
通常の補助力よりさらに大きな補助力を順アシスト方向
に発生させるようにモータを駆動するので、通常の操舵
補助よりも入出力軸間のトルクに対する補助力が大きく
なり、その分、ドライバの操舵トルクが小さくなる。従
って、ドライバは、より楽に操舵を行うことができ、山
岳道等の頻繁かつ急激なハンドル操作を必要とする場合
でも操舵・保舵負担の軽い電動パワーステアリング装置
を提供することができる。
【００２５】請求項２の電動パワーステアリング装置に
よれば、入力軸の角変位及び角速度が共に所定値以上で
あることを条件としていることにより、ドライバが急激
なハンドル操作をしている状態を確実に検出することが
できる。
よれば、入力軸の角変位及び角速度が共に所定値以上で
あることを条件としていることにより、ドライバが急激
なハンドル操作をしている状態を確実に検出することが
できる。
【図１】本発明の一実施形態による電動パワーステアリ
ング装置の構造を模式的に示す図である。
ング装置の構造を模式的に示す図である。
【図２】上記電動パワーステアリング装置におけるトー
ションバー、入力軸、出力軸、各ターゲット板、及び、
磁気センサを模式的に表した図である。
ションバー、入力軸、出力軸、各ターゲット板、及び、
磁気センサを模式的に表した図である。
【図３】上記電動パワーステアリング装置における磁気
センサからの出力信号（電圧）を示すグラフである。
センサからの出力信号（電圧）を示すグラフである。
【図４】上記電動パワーステアリング装置における制御
装置において実行される動作のフローチャートである。
装置において実行される動作のフローチャートである。
【図５】上記電動パワーステアリング装置における順ア
シスト（１）のトルク波形の一例を示すグラフである。
シスト（１）のトルク波形の一例を示すグラフである。
【図６】上記電動パワーステアリング装置における順ア
シスト（２）のトルク波形の一例を示すグラフである。
シスト（２）のトルク波形の一例を示すグラフである。
３ 操舵軸
６ モータ
２１ａ 演算手段
２１ｂ 駆動制御手段
３１ トーションバー
３２ 入力軸
３３ 出力軸
３４ 第１ターゲット板
３５ 第２ターゲット板
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ 磁気センサ
─────────────────────────────────────────────────────
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 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00
(72)発明者 前田 直樹
大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋
精工株式会社内
(72)発明者 古高 研一
大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋
精工株式会社内
Ｆターム(参考） 2F063 AA35 AA36 BA08 CA10 DA01
EA03 GA52 KA02 KA03 KA04
3D032 CC08 DA03 DA04 DA09 DA10
DA15 DA23 DC08 DC21 EB11
EC22
Claims (2)
- 【請求項１】操舵部材から操向車輪に至る操舵系にモー
タの回転力を付与して操舵アシストを行う電動パワース
テアリング装置において、 前記操舵部材に連結される入力軸と、 前記入力軸にトーションバーを介在させて連結された出
力軸と、 前記入力軸の回転に応じた信号を出力する入力軸回転検
出手段と、 前記出力軸の回転に応じた信号を出力する出力軸回転検
出手段と、 前記入力軸回転検出手段及び出力軸回転検出手段の各出
力に基づいて、前記入力軸と出力軸との間で伝達される
トルク及び、前記入力軸及び出力軸のそれぞれについて
角変位に基づく情報を算出する演算手段と、 前記トルクに応じた操舵補助力を求め、この補助力を、
前記モータを駆動することにより生じさせる駆動制御手
段とを備え、 前記駆動制御手段は、前記情報から前記入力軸及び出力
軸のどちらが動的に優位であるかを判定し、前記出力軸
より入力軸の方が動的に優位な場合であって前記入力軸
への入力量が所定値以上であるとき、前記補助力よりさ
らに大きな補助力を順アシスト方向に発生させるように
前記モータを駆動することを特徴とする電動パワーステ
アリング装置。 - 【請求項２】前記入力量の要素には、角変位及び角速度
が含まれ、双方が共に所定値以上である場合に、入力量
が所定値以上であるとする請求項１記載の電動パワース
テアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152529A JP4106968B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152529A JP4106968B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003341540A true JP2003341540A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4106968B2 JP4106968B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=29769840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152529A Expired - Fee Related JP4106968B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4106968B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013184622A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | 電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御装置 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152529A patent/JP4106968B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013184622A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | 電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4106968B2 (ja) | 2008-06-25 |
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