JP2004243902A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で車輪の荷重に対応した正確な操舵補助力を発生することができる電動パワーステアリング制御装置を提供する。
【解決手段】前後各輪の車輪速を検出して、前輪側平均車輪速度Vfと後輪側平均車輪速度Vrとを算出し、前輪駆動車であるときに、後輪側平均車輪速度Vrに基づいて車速上限値VH 及び車速下限値VL を算出し、これらと前輪側平均車輪速Vfとを比較することにより、前輪側平均車輪速Vf、車速上限値VH 及び車速下限値VL の何れかを選択して車体速度Vcとして設定し、この車体速度Vcと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出し、この操舵補助トルクTA を出力するように操舵補助モータを制御する。
【選択図】 図2
【解決手段】前後各輪の車輪速を検出して、前輪側平均車輪速度Vfと後輪側平均車輪速度Vrとを算出し、前輪駆動車であるときに、後輪側平均車輪速度Vrに基づいて車速上限値VH 及び車速下限値VL を算出し、これらと前輪側平均車輪速Vfとを比較することにより、前輪側平均車輪速Vf、車速上限値VH 及び車速下限値VL の何れかを選択して車体速度Vcとして設定し、この車体速度Vcと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出し、この操舵補助トルクTA を出力するように操舵補助モータを制御する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な構成で操舵補助力を決定することができる電動パワーステアリング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング制御装置としては、例えば自車両の走行速度を検出する車速検出部と、操舵トルクを検出するトルク検出部と、車速検出部により求めた車速から減速度を演算する減速度演算部と、車速検出部及びトルク検出部の検出結果から第1アシスト量を算出する第1アシスト量算出部と、演算された減速度に応じた第2アシスト量を算出する第2アシスト量算出部と、第1アシスト量算出部と第2アシスト量算出部のそれぞれから算出されたアシスト量の加算値をステアリング系の動力付与する制御部とを備えた電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−199354号公報(第1頁〜第4頁、図4,図5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、車速から演算した減速度に応じてアシスト量を増加させるようにしているので、加速時に前輪荷重が減少する場合には一定車速で走行している場合に対して操舵力が軽くなるとう未解決の課題があり、これに代えて前輪の荷重を検出する車両荷重検出部を備える場合には前輪の荷重を正確に検出することができるが、車両荷重検出部が高価であり、製造コストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な構成で車輪の荷重に対応した正確な操舵補助力を発生することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、操舵系に操舵補助力を付加する電動機と、該電動機で発生させる操舵補助力を制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車輪の回転速度を車輪速検出手段で検出し、前記操舵補助力制御手段は、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、前記車輪速検出手段で検出した車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するように構成されていることを特徴としている。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するので、車輪荷重を検出する荷重計や加速度センサを設けることなく、加速時又は減速時に最適な操舵補助力を発生させることができるという効果が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を前輪駆動車に適用した場合の第1の実施形態を示す概略構成図であり、図中、ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト2の上端部に連結され、このステアリングシャフト2は固定部に回転自在に支持されている。
【0008】
ステアリングシャフト2の下端は、ユニバーサルジョイント3、コラムシャフト4及びユニバーサルジョイント5を介して下端にピニオン6を取付けたピニオンシャフト7に連結されている。
このピニオン6は、車両幅方向に水平に延長するラック8に噛合して、ステアリングギヤを構成し、ステアリングホイール1からステアリングシャフト2回りの回転運動がラック8の直進運動(並進運動)に変換される。
【0009】
そして、水平に延在するラック8の両端部は、夫々タイロッド9を介してナックル及び転舵輪及び駆動輪となる前輪10FL,10FRに接続され、ラック8が水平方向移動(並進運動)することで左右の前輪10FL,10FRが転舵される。
また、ピニオンシャフト7には減速機11を介して駆動源となる操舵補助モータ12の回転軸が連結され、操舵補助モータ12がコントロールユニット15から出力されるデューティ制御されたパルス電流によって操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように制御される。
【0010】
また、ピニオンシャフト7には、トーションバー(図示せず)を有して操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ16が取付けられている。この操舵トルクセンサ16は、トーションバーの捩じれ量から操舵トルクを検出し、その操舵トルクの大きさに応じ且つステアリングホイール1の右切り(ピニオン6からの入力に対しては左回り)で正値、ステアリングホイール1の左切り(ピニオン6からの入力に対しては右回り)で負値の電圧信号でなるトルク検出値TR を、コントロールユニット15に出力する。
【0011】
また、車両の駆動輪となる前輪10FL,10FR及び非駆動輪となる後輪10RL,10RRにはそれぞれ車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRを検出する車輪速センサ18FL,18FR及び18RL,18RRが設けられ、これら車輪速センサ18FL,18FR及び18RL,18RRで検出した車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRがコントロールユニット15に出力する。
【0012】
そして、コントロールユニット15では、入力された操舵トルク検出値T及び車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRに基づいて最適な操舵補助力としての操舵補助トルクTaを算出し、この操舵補助トルクTaに対応したデューティ比Dを算出し、算出したデューティ比Dと回転方向指令値Rを操舵補助モータ12を制御するモータ制御回路19に出力する。
【0013】
モータ制御回路19では、コントロールユニット15からデューティ比D及び回転方向指令値Rが入力されると、回転方向指令値Rに応じて操舵補助モータ12に対する通電方向を制御すると共に、操舵補助モータ12に対してデューティ比Dに応じたパルス電流を供給する。
次に、上記実施形態の動作をコントロールユニット15で実行する操舵力制御処理手順を表す図2のフローチャートを伴って説明する。
【0014】
この操舵力制御処理は、メインプログラムとして実行され、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクTR と、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した各車輪10FL〜10RRの車輪速検出値VwFL〜VwRRを読込み、次いでステップS2に移行して、下記(1)式及び(2)式の演算を行って前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrを算出してからステップS3に移行する。
【0015】
Vf=(VwFL+VwFR)/2 …………(1)
Vr=(VwRL+VwRR)/2 …………(2)
ステップS3では、上記ステップS2で算出した非駆動輪となる後輪平均車輪速Vrに基づいて下記(3)式及び(4)式の演算を行って車速下限値VL 及び車速上限値VH を算出する。
【0016】
VL =Vr(1−Kg) …………(3)
VH =Vr(1+Kk) …………(4)
ここで、Kgは前後輪のブレーキ力配分比に応じて決定される“1”未満の定数であり、Kkはタイヤ特性に応じて設定される定数であり、タイヤ特性により異なるが、一般のタイヤの場合0.1程度に設定される。
【0017】
次いで、ステップS4に移行して、現在の前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 以上で車速上限値VH 以下の範囲内にあるか否かを判定し、VL ≦Vf≦VH であるときには、ステップS5に移行して、現在の前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、これをメモリ等の記憶媒体に形成した車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
【0018】
また、ステップS4の判定結果が、Vf<VL 又はVf>VH であるときには、ステップS6に移行して、現在野前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 未満であるか否かを判定し、Vf<VL であるときにはステップS7に移行して、車速下限値VL を車体速度Vcとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
【0019】
さらに、ステップS6の判定結果が、Vf>VH であるときにはステップS8に移行して、車速上限値VH を車体速度Vcとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
ステップS9では、車体速度記憶領域に記憶されている車体速度Vc及び操舵トルク検出値TR をもとに図3に示す操舵補助トルク算出マップを参照して操舵補助トルクTA を算出する。
【0020】
ここで、操舵補助トルク算出マップは、図3に示すように、横軸に操舵トルク検出値TR をとり、縦軸に操舵補助トルクTA の絶対値|TA |をとり、車体速度Vcをパラメータとする特性線図として形成され、操舵トルク検出値の絶対値|TR |が比較的小さい設定値TR1に達するまでの間は操舵補助トルクTA が“0”に設定され、車体速度Vcが停止状態を含む小さい領域では、設定値TR1を超えると設定値TR1より大きい設定値TR2に達するまでの間操舵トルク検出値TR の増加量と略等しい操舵補助トルクTA となり、設定値TR2を超えると操舵トルク検出値TR の増加量に対して操舵補助トルクTA の増加量が大きくなるように特性線L1 が設定され、この特性線L1 に対して、車体速度Vcが大きくなるにつれて勾配が小さくなる所要数の特性線LN が設定されている。
【0021】
次いで、ステップS10に移行して、前記ステップS9で算出された操舵補助トルクTA に基づいて操舵補助トルクTA を操舵補助モータ12で発生することができる電流値に対応するデューティ比Dを算出し、次いでステップS11に移行して、算出したデューティ比Dと操舵トルク検出値TR の符号に基づく回転方向指令値Rとをモータ制御回路19に出力してから処理を終了して前記ステップS1に戻る。
【0022】
この図2の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップS2の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップS3〜ステップS8の処理が車速設定手段に対応し、ステップS9の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
したがって、今、車両が停止しているものとすると、各車輪速センサ18FL〜18RRで検出される車輪速検出値VwFL〜VwRRが“0”となるので、図2の操舵力制御処理におけるステップS2で算出される前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrが共に“0”となり、ステップS3で算出される車速下限値VL 及び車速上限値VH も“0”となるので、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されて、これが車体速度記憶領域に更新記憶される。
【0023】
このとき、ステアリングホイール1を操舵していない状態では、操舵トルクセンサ16で検出される操舵トルク検出値TR が“0”であることにより、ステップS9で算出される操舵補助トルクTA も“0”となり、デューティ比Dも“0”となって、これがモータ制御回路19に供給されることにより、操舵補助モータ12に対するパルス電流の供給が停止され、操舵補助モータ12が停止状態に維持される。
【0024】
この状態から、ステアリングホイール1を操舵して据切りを行い、そのときの操舵トルク検出値TR が設定値TR1以上となると、操舵トルクTR に応じた操舵補助トルクTA が算出され(ステップS9)、算出された操舵補助トルクTA に応じて大きくなるデューティ比Dが算出され、このデューティ比Dと操舵トルク検出値TR の符号に基づく回転方向指令値Rとをモータ制御回路19に出力する。このため、操舵補助モータ12でステアリングホイール1の操舵方向と同一方向に操舵補助トルクTA を発生させて、操舵補助を行うことにより、ステアリングホイール1を軽い操舵力で操舵することができる。
【0025】
この停止状態から車両が走行を開始して、比較的緩やかな加速状態とすると、前輪側が浮き上がり、後輪側が沈み込む所謂スカット現象を生じることがないかスカット現象を生じても僅かであると共に、駆動輪となる前輪10FL及び10FRでの車輪スリップが生じないか生じても僅かであるので、前輪の車輪速検出値VwFL及びVwFRが後輪側の車輪速検出値VwRL及びVwRRと略等しいか又は僅かに速くなる。
【0026】
このため、図2の操舵力制御処理において、前輪側平均車輪速VfがステップS3で算出される車速下限値VL 及び車速上限値VH の範囲内となるので、停止状態と同様に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定される。このときの前輪側平均車輪速Vfは非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪10RL及び10RRの後輪側平均車輪速Vrと等しいか僅かなスカット現象分だけ速くなる。
【0027】
そして、算出された車体速度Vcに応じて操舵補助トルク算出マップの特性線が選択されることにより、車体速度Vcの増加に応じて操舵補助トルクTA が小さくなり、この操舵補助トルクTA が操舵補助モータ12で発生される。このときの操舵補助トルクTA は前輪側平均車輪速Vfが実際の車体速度を表す後輪側車輪速度Vrと略等しいときには実際の車体速度に応じた通常の操舵補助トルクTA となるが、僅かなスカット現象を生じていて、前輪側平均車輪速Vfが車速上限値VH 以下で後輪側平均車輪速Vrより速いときには、この両者の偏差分だけ操舵補助トルクTA が小さくなり、僅かなスカット現象によって前輪側の輪荷重が現象することによる操舵抵抗の減少分を相殺して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【0028】
ところが、停止状態から比較的急な加速状態とすると、スカット現象が発生して、前輪側の輪荷重が減少し、後輪側の輪荷重が増加する。このとき、前輪10FL及び10FRが駆動輪であることにより、エンジンからの駆動力の増加に加えて前輪側の輪荷重の減少によって車輪スリップを生じ、これら前輪10FL及び10FRの車輪速検出値VwFL及びVwFRが非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪10RL及び10RRの車輪速検出値VwRL及びVwRRより速くなり、車速上限値VH を超える状態となると、図2の操舵力制御処理において、ステップS4からステップS6を経てステップS8に移行して、車速上限値VH が車体速度Vsとして設定される。このため、操舵補助トルクTA の減少分が車速上限値VH で制限されることになり、必要以上に操舵補助トルクTA が減少して、ステアリングホイール1が重くなり過ぎること抑制することができる。
【0029】
一方、車両の走行状態から制動状態としたときには、一般的に制動力が小さい領域では、前輪側の制動力の増加量と後輪側の制動力の増加量とが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側の制動力の増加量に比較して後輪側の制動力の増加量が小さくなるため、制動力が小さい領域では前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrより遅くなる。
【0030】
このため、制動力が小さい領域では、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが略等しく、車体に前輪側が沈み込むノーズダイブ現象を起こすことがないので、図2の操舵力制御処理において、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、この車体速度Vcと操舵トルク検出値TR とに応じた操舵補助トルクTA を算出して、操舵補助モータ12で最適な操舵補助力を発生する。
【0031】
しかしながら、制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrより遅くなると、車体にノーズダイブ現象を生じて前輪側の輪荷重が増加することにより、操舵抵抗が増加するが、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrよりは遅いが車速下限値VL 以上である場合には、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されるので、車体速度Vcが実際の車体速度よりは小さい値に設定されることになり、この分操舵補助トルクTA が増加して、ノーズダイブ現象による前輪側の操舵抵抗増加分を相殺することができ、ステアリングホイール1の操舵力が重くなることなく通常操舵時と同様の操舵力で操舵することが可能となる。
【0032】
そして、制動力がさらに大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 未満となると、図2の操舵力制御処理において、ステップS6からステップS7に移行して、車速下限値VL が車体速度Vcとして設定されるので、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定する場合のように操舵補助トルクTA がさらに増加して、ステアリングホイール1の操舵が軽すぎる状態となることを抑制して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【0033】
以上を纏めると、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが図4に示すように、前輪側平均車輪速Vfが車速上限値VH と一致する特性線LH と前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL と一致する特性線LL とで挟まれるハッチング領域にある場合には、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Vcが車速上限値VH 又は車速下限値VL で制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが一致すると特性線LM と車速上限値VH の特性線LH とに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となり、特性線LM と車速下限値VL の特性線LL とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【0034】
このように、上記第1の実施形態によると、前輪駆動車において、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した車輪速検出値VwFL〜VwRRに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第1の実施形態においては、コントロールユニット15で図2の操舵力制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図5に示すように、車輪速検出値VwFL及びVwFRが入力される平均値演算回路21Fと、車輪速検出値VwRL及びVwRRが入力される平均値演算回路21Rと、両平均値演算回路21F及び21Rで算出された前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrが入力されて、後輪側平均車輪速Vrに基づいて車速上限値VH 及び車速下限値VL を算出し、これらと前輪側平均車速Vfとを比較して車体速度Vcを設定する車体速度設定回路22と、この車体速度設定回路22から出力される車体速度Vcと操舵トルクセンサ16から入力される操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出し、算出した操舵補助トルクTA に基づいてデューティ比Dを算出する操舵補助量算出回路23とを設け、操舵補助量算出回路23からモータ制御回路19に対してデューティ比D及び回転方向指令値Rを出力するようにしてもよい。
【0035】
また、上記第1の実施形態においては、本発明を前輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車にも第1の実施形態を適用し得るものである。
次に、本発明の第2の実施形態を図6及び図7について説明する。
この第2の実施形態は、本発明を前輪駆動車に代えて後輪駆動車に適用するようにしたものである。
【0036】
この第2の実施形態では、前述したコントロールユニット15で実行される操舵力制御処理が、図6に示すように、前述した第1の実施形態におけるステップS3〜S8の処理が省略され、これらに代えて以下のステップが設けられていることを除いては前記2と同様の処理を行い図2との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0037】
すなわち、ステップS2で前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrを算出した後に、ステップS21に移行して、今回算出した前輪側平均車輪速Vf(n) から前回算出した前輪側平均車輪速Vf(n−1) を減算した値(=Vf(n) −Vf(n−1) )が正である加速状態であるか否かを判定し、Vf(n) −Vf(n−1) >0であるときには加速状態であると判断してステップS22に移行して、前輪側平均車輪速Vfと前述した定数Kg及びKkに基づいて下記(5)式及び(6)式の演算を行って加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出する。
【0038】
VAL=Vf(1−Kg) …………(5)
VAH=Vf(1+Kk) …………(6)
次いで、ステップS23に移行して、後輪側平均車輪速Vrが車速下限値VAL以上で且つ車速上限値VAH以下であるか否かを判定し、VAL≦Vr≦VAHであるときにはステップS24に移行して、後輪側平均車輪速Vrを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行し、Vr>VAHであるときにはステップS25に移行して、車速上限値VAHを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行する。
【0039】
また、前記ステップS21の判定結果がVf(n) −Vf(n−1) ≦0であるときには定速走行状態を含む減速走行状態であるものと判断して、ステップS26に移行して、後輪側平均車輪速Vr及び定数Kg及びKkに基づいて下記(7)式及び(8)式の演算を行って減速時車速下限値VDL及び減速時車速上限値VDHを算出する。
【0040】
VDL=Vr(1−Kg) …………(7)
VDH=Vr(1+Kk) …………(8)
次いで、ステップS27に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VDL以上で且つ車速上限値VDH以下であるか否かを判定し、VDL≦Vf≦VDHであるときにはステップS28に移行して、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行し、Vf<VDLであるときにはステップS29に移行して、車速下限値VDLを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行する。
【0041】
この図6の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップS2の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップS9、ステップS21〜ステップS29の処理が車速設定手段に対応し、ステップS9の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
この第2の実施形態によると、後輪駆動車を対象としているので、加速状態となると、非駆動輪となって実際の車体速度に近い前輪10FL及び10FRの平均車輪速Vfが増加傾向となり、Vf(n) −Vf(n−1) >0となるので、図6の操舵力制御処理で、ステップS21からステップS22に移行して、加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出する。
【0042】
そして、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAH以下であるときには、後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcとして設定されるので(ステップS24)、前述した第1の実施形態と同様に実際の車体速度より速い後輪側平均車体速度Vrに基づいて操舵補助トルクTA が算出されることにより、算出された操舵補助トルクTA は実際の車体速度をもとに算出した操舵補助トルクに対して小さな値となり、車両の加速時に生じるスカット現象によって前輪側が浮き上がることによる操舵抵抗の減少分に応じて抑制された操舵補助トルクTA となる。このため、スカット現象によって、操舵抵抗が減少した分操舵補助トルクTA が減少されることにより、最適な操舵補助力を発生して、ステアリングホイール1の操舵を通常時と同様に軽過ぎることなく最適状態で操舵することができる。
【0043】
また、急加速を行った場合には、後輪10RL及び10RRに車輪スリップを生じることになるため、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAHを超えることになるため、図2の操舵力制御処理でステップS23からステップS25に移行して、非駆動輪となる前輪側平均車輪速Vfに基づいて算出された加速時車速上限値VAHが車体速度Vcとして設定されることにより、車体速度Vcの増加を抑制し、前述した第1の実施形態と同様に操舵補助トルクTA が減少し過ぎることを抑制して、ステアリングホイール1の操舵が軽過ぎる状態となることを確実に防止することができる。
【0044】
また、車両を制動状態として減速状態であるときには、非駆動輪となる前輪10FL及び10FRの平均車輪速Vfが減少傾向となり、Vf(n) −Vf(n−1) <0となるので、ステップS21からステップS26に移行して、制動力が所定値以上となって、前輪側の制動力に比較して後輪側の制動力が低下して、前輪側平均車輪速Vfが実際の車体速度より遅くなると共に、後輪側平均車輪速Vrより遅いが減速時車速下限値VDL以上であるときにはステップS28に移行して前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されるので、設定された車体速度Vcが実際の車体速度より遅くなる。このため、前述した第1の実施形態と同様に、設定された車体速度Vcに基づいて算出される操舵補助トルクTA が実際の車体速度に基づいて算出される操舵補助トルクより大きい値となり、減速によるノーズダイブ現象によって前輪側の輪荷重が増加することによる操舵抵抗の増加を相殺することができる。したがって、減速時のノーズダイブ現象を生じた場合でもステアリングホイール1の操舵を通常時と同様の軽さで操舵することができる。
【0045】
そして、さらに制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが減速時車速下限値VDL未満となると、ステップS27からステップS29に移行して、減速時車速下限値VDLが車体速度Vcとして設定されるので、第1の実施形態と同様に減速時に操舵補助トルクTA が大きくなり過ぎて、操舵補助力過多となることを抑制して、適正な操舵補助力を発生することができる。
【0046】
以上を纏めると、後輪駆動車である場合に、加速時には、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが図7に示すように、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAHと一致する特性線LAHと後輪側平均車輪速Vrが加速時車速下限値VALと一致する特性線LALとで挟まれるハッチング領域にある場合には、後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Vcが車速上限値VAHで制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが一致すると特性線LM と車速上限値VAHの特性線LAHとに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となる。減速時には、前述した第1の実施形態における図4と同様の特性となり、特性線LM と車速下限値VL に対応する車速下限値VDLの特性線LL とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【0047】
このように、上記第2の実施形態によると、後輪駆動車において、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した車輪速検出値VwFL〜VwRRに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第2の実施形態においても、図8に示すように、前輪側平均車輪速Vfに基づいて加速中であるか否かを判定する加減速判定回路31を設けると共に、前輪側平均車輪速Vfに基づいて加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出して、後輪側平均車輪速Vrと比較して車体速度Vcを設定する加速時車体速度設定回路32A及び後輪側平均車輪速Vrに基づいて減速時車速下限値VDL及び減速時車速上限値VDHを算出して、前輪側平均車輪速Vfと比較して車体速度Vcを設定する減速時車体速度設定回路32Dとを設け、これら車体速度設定回路32A及び32Dを加減速判定回路31の判定信号によって切換える選択回路33と、この選択回路33で選択された車体速度Vcが入力される操舵補助量算出回路34とで構成し、操舵補助量算出回路34から出力されるデューティ比D及び回転方向指令値Rをモータ制御回路19に供給するようにしてもよい。
【0048】
また、上記第2の実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後輪駆動をベースとする四輪駆動車にも第2の実施形態を適用することができる。
次に、本発明の第3の実施形態を図9について説明する。
この第3の実施形態は、前述した第1の実施形態における車体速度Vcを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【0049】
すなわち、第3の実施形態では、図9に示すように、第1の実施形態における図2の処理において、ステップS5、S7及びS8からステップS41に移行して、下記(9)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出し、ステップS9で算出した補正車体速度Vhと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出するようにしたことを除いては前述した図2と同様の構成を有し、図2との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0050】
Vh=Vf+(Vc−Vf)Kh …………(9)
ここで、Khは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“1”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“1”より小さな値に設定される。
【0051】
この図9の処理でステップS41の処理が車速補正手段に対応している。
この第3の実施形態によると、前輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“1”に設定することにより、補正車体速度Vhは第1の実施形態と同様の車体速度Vcと一致することになり、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Khを“1”より大きい値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(9)式の右辺第2項が負値となって補正車体速度Vhが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに右辺第2項が正値となり、補正車体速度Vhが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【0052】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Khを“1”未満の値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(9)式の右辺第2項が負値となったときに補正車体速度Vhが車体速度Vcより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに右辺第2項が正値となったときに、補正車体速度Vhが車体速度Vcより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【0053】
したがって、この第3の実施形態によると、前輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Khを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第3の実施形態では補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【0054】
また、上記第3の実施形態においては、図9の操舵力制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図10に示すように、前述した図5における車体速度選定回路22の出力側に車体速度Vcから前輪側平均車輪速Vfを減算する減算器51と、この減算器51の減算結果に補正係数Khを乗算する乗算回路52と、この乗算回路51の乗算結果と前輪側平均車輪速Vfとを加算する加算器53と設けることにより、前記(9)式の演算を行うことができる。
【0055】
さらに、上記第3の実施形態でも、前輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
次に、本発明の第4の実施形態を図11について説明する。
この第4の実施形態では、前述した第2の実施形態における車体速度Vcを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【0056】
すなわち、第4の実施形態では、図11に示すように、第2の実施形態における図6の処理において、ステップS24及びステップS25からステップS51に移行して、下記(10)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出してから前記ステップS9に移行すると共に、ステップS28及びステップS29からステップS52に移行して下記(11)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出してから前記ステップS9に移行し、ステップS9で補正車体速度Vhと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出するようにしたことを除いては図6と同様の処理を行い、図6との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0057】
Vh=Vr+(Vc−Vr)Kh …………(10)
Vh=Vf+(Vc−Vf)Kh …………(11)
ここで、Khは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“1”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“1”より小さな値に設定される。
【0058】
この図11の処理でステップS51及びS52の処理が車速補正手段に対応している。
この第4の実施形態においても、後輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“1”に設定することにより、加速時及び減速時の双方で補正車体速度Vhは第2の実施形態と同様の車体速度Vcと一致することになる。このため、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Khを“1”より大きい値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(10)式の右辺第2項が負値となって補正車体速度Vhが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに前記(11)式の右辺第2項が正値となり、補正車体速度Vhが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【0059】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Khを“1”未満の値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(10)式の右辺第2項が負値となったときに補正車体速度Vhが車体速度Vcより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに前記(11)式の右辺第2項が正値となったときに、補正車体速度Vhが車体速度Vcより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【0060】
したがって、この第4の実施形態によると、後輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Khを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第4の実施形態では、補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【0061】
また、上記第5の実施形態では、コントロールユニット15で図11の操舵制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図12に示すように、前述した図8の構成において、加速中であるか減速中であるか判別して加速中であるときに後輪側平均車輪速Vrを選択し、減速中であるときに前輪側平均車輪速Vfを選択する選択回路61を設けると共に、選択回路33の出力側に図10と同様の減算器51、乗算器52及び加算器53を設け、減算器51及び加算器53に選択回路61で選択した平均車輪速Vr又はVfを供給することにより、上記第4の実施形態と同様の演算を行うことができる。
【0062】
さらに、上記第4の実施形態でも、後輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
さらにまた、上記第1〜第4の実施形態においては、コントローラユニット15で車輪速検出値を読込んで演算を行う場合について説明したが、アンチロックブレーキシステムを搭載した車両である場合には、アンチロックブレーキシステムのコントローラで使用する車輪速検出値VwFL〜VwRR又は前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速VrをCAN(Controller Area Network )等の通信ネットワークを介して取得するようにしてもよい。
【0063】
なおさらに、上記第1〜第4の実施形態においては、ピニオン軸7を減速機11を介して操舵補助モータ12に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ラック8にピニオン6と平行に操舵補助ピニオンを噛合させ、この操舵補助ピニオンに減速機を介して操舵補助モータ12を連結するようにしてもよく、要は操舵補助モータで操舵系に対して操舵補助力を作用できる構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1のコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図3】車速をパラメータとした操舵トルク検出値と操舵補助トルクとの関係を表す操舵補助トルク算出マップを示す特性線図である。
【図4】第1の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図5】第1の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図6】本発明の第2の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図7】第2の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図8】第2の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図9】本発明の第3の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】第3の実施形態の変形例をブロック図である。
【図11】本発明の第4の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図12】第4の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
6 ピニオン
8 ラック
10FL,10FR 前輪
10RL,10RR 後輪
11 減速機
12 操舵補助モータ
15 コントロールユニット
16 操舵トルクセンサ
18FL〜18RR 車輪速センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な構成で操舵補助力を決定することができる電動パワーステアリング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング制御装置としては、例えば自車両の走行速度を検出する車速検出部と、操舵トルクを検出するトルク検出部と、車速検出部により求めた車速から減速度を演算する減速度演算部と、車速検出部及びトルク検出部の検出結果から第1アシスト量を算出する第1アシスト量算出部と、演算された減速度に応じた第2アシスト量を算出する第2アシスト量算出部と、第1アシスト量算出部と第2アシスト量算出部のそれぞれから算出されたアシスト量の加算値をステアリング系の動力付与する制御部とを備えた電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−199354号公報(第1頁〜第4頁、図4,図5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、車速から演算した減速度に応じてアシスト量を増加させるようにしているので、加速時に前輪荷重が減少する場合には一定車速で走行している場合に対して操舵力が軽くなるとう未解決の課題があり、これに代えて前輪の荷重を検出する車両荷重検出部を備える場合には前輪の荷重を正確に検出することができるが、車両荷重検出部が高価であり、製造コストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な構成で車輪の荷重に対応した正確な操舵補助力を発生することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、操舵系に操舵補助力を付加する電動機と、該電動機で発生させる操舵補助力を制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車輪の回転速度を車輪速検出手段で検出し、前記操舵補助力制御手段は、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、前記車輪速検出手段で検出した車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するように構成されていることを特徴としている。
【0006】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するので、車輪荷重を検出する荷重計や加速度センサを設けることなく、加速時又は減速時に最適な操舵補助力を発生させることができるという効果が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を前輪駆動車に適用した場合の第1の実施形態を示す概略構成図であり、図中、ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト2の上端部に連結され、このステアリングシャフト2は固定部に回転自在に支持されている。
【0008】
ステアリングシャフト2の下端は、ユニバーサルジョイント3、コラムシャフト4及びユニバーサルジョイント5を介して下端にピニオン6を取付けたピニオンシャフト7に連結されている。
このピニオン6は、車両幅方向に水平に延長するラック8に噛合して、ステアリングギヤを構成し、ステアリングホイール1からステアリングシャフト2回りの回転運動がラック8の直進運動(並進運動)に変換される。
【0009】
そして、水平に延在するラック8の両端部は、夫々タイロッド9を介してナックル及び転舵輪及び駆動輪となる前輪10FL,10FRに接続され、ラック8が水平方向移動(並進運動)することで左右の前輪10FL,10FRが転舵される。
また、ピニオンシャフト7には減速機11を介して駆動源となる操舵補助モータ12の回転軸が連結され、操舵補助モータ12がコントロールユニット15から出力されるデューティ制御されたパルス電流によって操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように制御される。
【0010】
また、ピニオンシャフト7には、トーションバー(図示せず)を有して操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ16が取付けられている。この操舵トルクセンサ16は、トーションバーの捩じれ量から操舵トルクを検出し、その操舵トルクの大きさに応じ且つステアリングホイール1の右切り(ピニオン6からの入力に対しては左回り)で正値、ステアリングホイール1の左切り(ピニオン6からの入力に対しては右回り)で負値の電圧信号でなるトルク検出値TR を、コントロールユニット15に出力する。
【0011】
また、車両の駆動輪となる前輪10FL,10FR及び非駆動輪となる後輪10RL,10RRにはそれぞれ車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRを検出する車輪速センサ18FL,18FR及び18RL,18RRが設けられ、これら車輪速センサ18FL,18FR及び18RL,18RRで検出した車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRがコントロールユニット15に出力する。
【0012】
そして、コントロールユニット15では、入力された操舵トルク検出値T及び車輪速VwFL,VwFR及びVwRL,VwRRに基づいて最適な操舵補助力としての操舵補助トルクTaを算出し、この操舵補助トルクTaに対応したデューティ比Dを算出し、算出したデューティ比Dと回転方向指令値Rを操舵補助モータ12を制御するモータ制御回路19に出力する。
【0013】
モータ制御回路19では、コントロールユニット15からデューティ比D及び回転方向指令値Rが入力されると、回転方向指令値Rに応じて操舵補助モータ12に対する通電方向を制御すると共に、操舵補助モータ12に対してデューティ比Dに応じたパルス電流を供給する。
次に、上記実施形態の動作をコントロールユニット15で実行する操舵力制御処理手順を表す図2のフローチャートを伴って説明する。
【0014】
この操舵力制御処理は、メインプログラムとして実行され、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクTR と、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した各車輪10FL〜10RRの車輪速検出値VwFL〜VwRRを読込み、次いでステップS2に移行して、下記(1)式及び(2)式の演算を行って前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrを算出してからステップS3に移行する。
【0015】
Vf=(VwFL+VwFR)/2 …………(1)
Vr=(VwRL+VwRR)/2 …………(2)
ステップS3では、上記ステップS2で算出した非駆動輪となる後輪平均車輪速Vrに基づいて下記(3)式及び(4)式の演算を行って車速下限値VL 及び車速上限値VH を算出する。
【0016】
VL =Vr(1−Kg) …………(3)
VH =Vr(1+Kk) …………(4)
ここで、Kgは前後輪のブレーキ力配分比に応じて決定される“1”未満の定数であり、Kkはタイヤ特性に応じて設定される定数であり、タイヤ特性により異なるが、一般のタイヤの場合0.1程度に設定される。
【0017】
次いで、ステップS4に移行して、現在の前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 以上で車速上限値VH 以下の範囲内にあるか否かを判定し、VL ≦Vf≦VH であるときには、ステップS5に移行して、現在の前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、これをメモリ等の記憶媒体に形成した車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
【0018】
また、ステップS4の判定結果が、Vf<VL 又はVf>VH であるときには、ステップS6に移行して、現在野前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 未満であるか否かを判定し、Vf<VL であるときにはステップS7に移行して、車速下限値VL を車体速度Vcとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
【0019】
さらに、ステップS6の判定結果が、Vf>VH であるときにはステップS8に移行して、車速上限値VH を車体速度Vcとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップS9に移行する。
ステップS9では、車体速度記憶領域に記憶されている車体速度Vc及び操舵トルク検出値TR をもとに図3に示す操舵補助トルク算出マップを参照して操舵補助トルクTA を算出する。
【0020】
ここで、操舵補助トルク算出マップは、図3に示すように、横軸に操舵トルク検出値TR をとり、縦軸に操舵補助トルクTA の絶対値|TA |をとり、車体速度Vcをパラメータとする特性線図として形成され、操舵トルク検出値の絶対値|TR |が比較的小さい設定値TR1に達するまでの間は操舵補助トルクTA が“0”に設定され、車体速度Vcが停止状態を含む小さい領域では、設定値TR1を超えると設定値TR1より大きい設定値TR2に達するまでの間操舵トルク検出値TR の増加量と略等しい操舵補助トルクTA となり、設定値TR2を超えると操舵トルク検出値TR の増加量に対して操舵補助トルクTA の増加量が大きくなるように特性線L1 が設定され、この特性線L1 に対して、車体速度Vcが大きくなるにつれて勾配が小さくなる所要数の特性線LN が設定されている。
【0021】
次いで、ステップS10に移行して、前記ステップS9で算出された操舵補助トルクTA に基づいて操舵補助トルクTA を操舵補助モータ12で発生することができる電流値に対応するデューティ比Dを算出し、次いでステップS11に移行して、算出したデューティ比Dと操舵トルク検出値TR の符号に基づく回転方向指令値Rとをモータ制御回路19に出力してから処理を終了して前記ステップS1に戻る。
【0022】
この図2の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップS2の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップS3〜ステップS8の処理が車速設定手段に対応し、ステップS9の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
したがって、今、車両が停止しているものとすると、各車輪速センサ18FL〜18RRで検出される車輪速検出値VwFL〜VwRRが“0”となるので、図2の操舵力制御処理におけるステップS2で算出される前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrが共に“0”となり、ステップS3で算出される車速下限値VL 及び車速上限値VH も“0”となるので、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されて、これが車体速度記憶領域に更新記憶される。
【0023】
このとき、ステアリングホイール1を操舵していない状態では、操舵トルクセンサ16で検出される操舵トルク検出値TR が“0”であることにより、ステップS9で算出される操舵補助トルクTA も“0”となり、デューティ比Dも“0”となって、これがモータ制御回路19に供給されることにより、操舵補助モータ12に対するパルス電流の供給が停止され、操舵補助モータ12が停止状態に維持される。
【0024】
この状態から、ステアリングホイール1を操舵して据切りを行い、そのときの操舵トルク検出値TR が設定値TR1以上となると、操舵トルクTR に応じた操舵補助トルクTA が算出され(ステップS9)、算出された操舵補助トルクTA に応じて大きくなるデューティ比Dが算出され、このデューティ比Dと操舵トルク検出値TR の符号に基づく回転方向指令値Rとをモータ制御回路19に出力する。このため、操舵補助モータ12でステアリングホイール1の操舵方向と同一方向に操舵補助トルクTA を発生させて、操舵補助を行うことにより、ステアリングホイール1を軽い操舵力で操舵することができる。
【0025】
この停止状態から車両が走行を開始して、比較的緩やかな加速状態とすると、前輪側が浮き上がり、後輪側が沈み込む所謂スカット現象を生じることがないかスカット現象を生じても僅かであると共に、駆動輪となる前輪10FL及び10FRでの車輪スリップが生じないか生じても僅かであるので、前輪の車輪速検出値VwFL及びVwFRが後輪側の車輪速検出値VwRL及びVwRRと略等しいか又は僅かに速くなる。
【0026】
このため、図2の操舵力制御処理において、前輪側平均車輪速VfがステップS3で算出される車速下限値VL 及び車速上限値VH の範囲内となるので、停止状態と同様に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定される。このときの前輪側平均車輪速Vfは非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪10RL及び10RRの後輪側平均車輪速Vrと等しいか僅かなスカット現象分だけ速くなる。
【0027】
そして、算出された車体速度Vcに応じて操舵補助トルク算出マップの特性線が選択されることにより、車体速度Vcの増加に応じて操舵補助トルクTA が小さくなり、この操舵補助トルクTA が操舵補助モータ12で発生される。このときの操舵補助トルクTA は前輪側平均車輪速Vfが実際の車体速度を表す後輪側車輪速度Vrと略等しいときには実際の車体速度に応じた通常の操舵補助トルクTA となるが、僅かなスカット現象を生じていて、前輪側平均車輪速Vfが車速上限値VH 以下で後輪側平均車輪速Vrより速いときには、この両者の偏差分だけ操舵補助トルクTA が小さくなり、僅かなスカット現象によって前輪側の輪荷重が現象することによる操舵抵抗の減少分を相殺して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【0028】
ところが、停止状態から比較的急な加速状態とすると、スカット現象が発生して、前輪側の輪荷重が減少し、後輪側の輪荷重が増加する。このとき、前輪10FL及び10FRが駆動輪であることにより、エンジンからの駆動力の増加に加えて前輪側の輪荷重の減少によって車輪スリップを生じ、これら前輪10FL及び10FRの車輪速検出値VwFL及びVwFRが非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪10RL及び10RRの車輪速検出値VwRL及びVwRRより速くなり、車速上限値VH を超える状態となると、図2の操舵力制御処理において、ステップS4からステップS6を経てステップS8に移行して、車速上限値VH が車体速度Vsとして設定される。このため、操舵補助トルクTA の減少分が車速上限値VH で制限されることになり、必要以上に操舵補助トルクTA が減少して、ステアリングホイール1が重くなり過ぎること抑制することができる。
【0029】
一方、車両の走行状態から制動状態としたときには、一般的に制動力が小さい領域では、前輪側の制動力の増加量と後輪側の制動力の増加量とが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側の制動力の増加量に比較して後輪側の制動力の増加量が小さくなるため、制動力が小さい領域では前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrより遅くなる。
【0030】
このため、制動力が小さい領域では、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが略等しく、車体に前輪側が沈み込むノーズダイブ現象を起こすことがないので、図2の操舵力制御処理において、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、この車体速度Vcと操舵トルク検出値TR とに応じた操舵補助トルクTA を算出して、操舵補助モータ12で最適な操舵補助力を発生する。
【0031】
しかしながら、制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrより遅くなると、車体にノーズダイブ現象を生じて前輪側の輪荷重が増加することにより、操舵抵抗が増加するが、前輪側平均車輪速Vfが後輪側平均車輪速Vrよりは遅いが車速下限値VL 以上である場合には、ステップS4からステップS5に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されるので、車体速度Vcが実際の車体速度よりは小さい値に設定されることになり、この分操舵補助トルクTA が増加して、ノーズダイブ現象による前輪側の操舵抵抗増加分を相殺することができ、ステアリングホイール1の操舵力が重くなることなく通常操舵時と同様の操舵力で操舵することが可能となる。
【0032】
そして、制動力がさらに大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL 未満となると、図2の操舵力制御処理において、ステップS6からステップS7に移行して、車速下限値VL が車体速度Vcとして設定されるので、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定する場合のように操舵補助トルクTA がさらに増加して、ステアリングホイール1の操舵が軽すぎる状態となることを抑制して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【0033】
以上を纏めると、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが図4に示すように、前輪側平均車輪速Vfが車速上限値VH と一致する特性線LH と前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VL と一致する特性線LL とで挟まれるハッチング領域にある場合には、前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Vcが車速上限値VH 又は車速下限値VL で制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが一致すると特性線LM と車速上限値VH の特性線LH とに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となり、特性線LM と車速下限値VL の特性線LL とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【0034】
このように、上記第1の実施形態によると、前輪駆動車において、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した車輪速検出値VwFL〜VwRRに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第1の実施形態においては、コントロールユニット15で図2の操舵力制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図5に示すように、車輪速検出値VwFL及びVwFRが入力される平均値演算回路21Fと、車輪速検出値VwRL及びVwRRが入力される平均値演算回路21Rと、両平均値演算回路21F及び21Rで算出された前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrが入力されて、後輪側平均車輪速Vrに基づいて車速上限値VH 及び車速下限値VL を算出し、これらと前輪側平均車速Vfとを比較して車体速度Vcを設定する車体速度設定回路22と、この車体速度設定回路22から出力される車体速度Vcと操舵トルクセンサ16から入力される操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出し、算出した操舵補助トルクTA に基づいてデューティ比Dを算出する操舵補助量算出回路23とを設け、操舵補助量算出回路23からモータ制御回路19に対してデューティ比D及び回転方向指令値Rを出力するようにしてもよい。
【0035】
また、上記第1の実施形態においては、本発明を前輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車にも第1の実施形態を適用し得るものである。
次に、本発明の第2の実施形態を図6及び図7について説明する。
この第2の実施形態は、本発明を前輪駆動車に代えて後輪駆動車に適用するようにしたものである。
【0036】
この第2の実施形態では、前述したコントロールユニット15で実行される操舵力制御処理が、図6に示すように、前述した第1の実施形態におけるステップS3〜S8の処理が省略され、これらに代えて以下のステップが設けられていることを除いては前記2と同様の処理を行い図2との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0037】
すなわち、ステップS2で前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速Vrを算出した後に、ステップS21に移行して、今回算出した前輪側平均車輪速Vf(n) から前回算出した前輪側平均車輪速Vf(n−1) を減算した値(=Vf(n) −Vf(n−1) )が正である加速状態であるか否かを判定し、Vf(n) −Vf(n−1) >0であるときには加速状態であると判断してステップS22に移行して、前輪側平均車輪速Vfと前述した定数Kg及びKkに基づいて下記(5)式及び(6)式の演算を行って加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出する。
【0038】
VAL=Vf(1−Kg) …………(5)
VAH=Vf(1+Kk) …………(6)
次いで、ステップS23に移行して、後輪側平均車輪速Vrが車速下限値VAL以上で且つ車速上限値VAH以下であるか否かを判定し、VAL≦Vr≦VAHであるときにはステップS24に移行して、後輪側平均車輪速Vrを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行し、Vr>VAHであるときにはステップS25に移行して、車速上限値VAHを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行する。
【0039】
また、前記ステップS21の判定結果がVf(n) −Vf(n−1) ≦0であるときには定速走行状態を含む減速走行状態であるものと判断して、ステップS26に移行して、後輪側平均車輪速Vr及び定数Kg及びKkに基づいて下記(7)式及び(8)式の演算を行って減速時車速下限値VDL及び減速時車速上限値VDHを算出する。
【0040】
VDL=Vr(1−Kg) …………(7)
VDH=Vr(1+Kk) …………(8)
次いで、ステップS27に移行して、前輪側平均車輪速Vfが車速下限値VDL以上で且つ車速上限値VDH以下であるか否かを判定し、VDL≦Vf≦VDHであるときにはステップS28に移行して、前輪側平均車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行し、Vf<VDLであるときにはステップS29に移行して、車速下限値VDLを車体速度Vcとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップS9に移行する。
【0041】
この図6の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップS2の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップS9、ステップS21〜ステップS29の処理が車速設定手段に対応し、ステップS9の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
この第2の実施形態によると、後輪駆動車を対象としているので、加速状態となると、非駆動輪となって実際の車体速度に近い前輪10FL及び10FRの平均車輪速Vfが増加傾向となり、Vf(n) −Vf(n−1) >0となるので、図6の操舵力制御処理で、ステップS21からステップS22に移行して、加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出する。
【0042】
そして、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAH以下であるときには、後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcとして設定されるので(ステップS24)、前述した第1の実施形態と同様に実際の車体速度より速い後輪側平均車体速度Vrに基づいて操舵補助トルクTA が算出されることにより、算出された操舵補助トルクTA は実際の車体速度をもとに算出した操舵補助トルクに対して小さな値となり、車両の加速時に生じるスカット現象によって前輪側が浮き上がることによる操舵抵抗の減少分に応じて抑制された操舵補助トルクTA となる。このため、スカット現象によって、操舵抵抗が減少した分操舵補助トルクTA が減少されることにより、最適な操舵補助力を発生して、ステアリングホイール1の操舵を通常時と同様に軽過ぎることなく最適状態で操舵することができる。
【0043】
また、急加速を行った場合には、後輪10RL及び10RRに車輪スリップを生じることになるため、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAHを超えることになるため、図2の操舵力制御処理でステップS23からステップS25に移行して、非駆動輪となる前輪側平均車輪速Vfに基づいて算出された加速時車速上限値VAHが車体速度Vcとして設定されることにより、車体速度Vcの増加を抑制し、前述した第1の実施形態と同様に操舵補助トルクTA が減少し過ぎることを抑制して、ステアリングホイール1の操舵が軽過ぎる状態となることを確実に防止することができる。
【0044】
また、車両を制動状態として減速状態であるときには、非駆動輪となる前輪10FL及び10FRの平均車輪速Vfが減少傾向となり、Vf(n) −Vf(n−1) <0となるので、ステップS21からステップS26に移行して、制動力が所定値以上となって、前輪側の制動力に比較して後輪側の制動力が低下して、前輪側平均車輪速Vfが実際の車体速度より遅くなると共に、後輪側平均車輪速Vrより遅いが減速時車速下限値VDL以上であるときにはステップS28に移行して前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcとして設定されるので、設定された車体速度Vcが実際の車体速度より遅くなる。このため、前述した第1の実施形態と同様に、設定された車体速度Vcに基づいて算出される操舵補助トルクTA が実際の車体速度に基づいて算出される操舵補助トルクより大きい値となり、減速によるノーズダイブ現象によって前輪側の輪荷重が増加することによる操舵抵抗の増加を相殺することができる。したがって、減速時のノーズダイブ現象を生じた場合でもステアリングホイール1の操舵を通常時と同様の軽さで操舵することができる。
【0045】
そして、さらに制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Vfが減速時車速下限値VDL未満となると、ステップS27からステップS29に移行して、減速時車速下限値VDLが車体速度Vcとして設定されるので、第1の実施形態と同様に減速時に操舵補助トルクTA が大きくなり過ぎて、操舵補助力過多となることを抑制して、適正な操舵補助力を発生することができる。
【0046】
以上を纏めると、後輪駆動車である場合に、加速時には、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが図7に示すように、後輪側平均車輪速Vrが加速時車速上限値VAHと一致する特性線LAHと後輪側平均車輪速Vrが加速時車速下限値VALと一致する特性線LALとで挟まれるハッチング領域にある場合には、後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Vcが車速上限値VAHで制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Vfと後輪側平均車輪速Vrとが一致すると特性線LM と車速上限値VAHの特性線LAHとに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となる。減速時には、前述した第1の実施形態における図4と同様の特性となり、特性線LM と車速下限値VL に対応する車速下限値VDLの特性線LL とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【0047】
このように、上記第2の実施形態によると、後輪駆動車において、車輪速センサ18FL〜18RRで検出した車輪速検出値VwFL〜VwRRに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第2の実施形態においても、図8に示すように、前輪側平均車輪速Vfに基づいて加速中であるか否かを判定する加減速判定回路31を設けると共に、前輪側平均車輪速Vfに基づいて加速時車速下限値VAL及び加速時車速上限値VAHを算出して、後輪側平均車輪速Vrと比較して車体速度Vcを設定する加速時車体速度設定回路32A及び後輪側平均車輪速Vrに基づいて減速時車速下限値VDL及び減速時車速上限値VDHを算出して、前輪側平均車輪速Vfと比較して車体速度Vcを設定する減速時車体速度設定回路32Dとを設け、これら車体速度設定回路32A及び32Dを加減速判定回路31の判定信号によって切換える選択回路33と、この選択回路33で選択された車体速度Vcが入力される操舵補助量算出回路34とで構成し、操舵補助量算出回路34から出力されるデューティ比D及び回転方向指令値Rをモータ制御回路19に供給するようにしてもよい。
【0048】
また、上記第2の実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後輪駆動をベースとする四輪駆動車にも第2の実施形態を適用することができる。
次に、本発明の第3の実施形態を図9について説明する。
この第3の実施形態は、前述した第1の実施形態における車体速度Vcを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【0049】
すなわち、第3の実施形態では、図9に示すように、第1の実施形態における図2の処理において、ステップS5、S7及びS8からステップS41に移行して、下記(9)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出し、ステップS9で算出した補正車体速度Vhと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出するようにしたことを除いては前述した図2と同様の構成を有し、図2との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0050】
Vh=Vf+(Vc−Vf)Kh …………(9)
ここで、Khは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“1”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“1”より小さな値に設定される。
【0051】
この図9の処理でステップS41の処理が車速補正手段に対応している。
この第3の実施形態によると、前輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“1”に設定することにより、補正車体速度Vhは第1の実施形態と同様の車体速度Vcと一致することになり、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Khを“1”より大きい値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(9)式の右辺第2項が負値となって補正車体速度Vhが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに右辺第2項が正値となり、補正車体速度Vhが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【0052】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Khを“1”未満の値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(9)式の右辺第2項が負値となったときに補正車体速度Vhが車体速度Vcより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに右辺第2項が正値となったときに、補正車体速度Vhが車体速度Vcより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【0053】
したがって、この第3の実施形態によると、前輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Khを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第3の実施形態では補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【0054】
また、上記第3の実施形態においては、図9の操舵力制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図10に示すように、前述した図5における車体速度選定回路22の出力側に車体速度Vcから前輪側平均車輪速Vfを減算する減算器51と、この減算器51の減算結果に補正係数Khを乗算する乗算回路52と、この乗算回路51の乗算結果と前輪側平均車輪速Vfとを加算する加算器53と設けることにより、前記(9)式の演算を行うことができる。
【0055】
さらに、上記第3の実施形態でも、前輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
次に、本発明の第4の実施形態を図11について説明する。
この第4の実施形態では、前述した第2の実施形態における車体速度Vcを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【0056】
すなわち、第4の実施形態では、図11に示すように、第2の実施形態における図6の処理において、ステップS24及びステップS25からステップS51に移行して、下記(10)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出してから前記ステップS9に移行すると共に、ステップS28及びステップS29からステップS52に移行して下記(11)式の演算を行って補正車体速度Vhを算出してから前記ステップS9に移行し、ステップS9で補正車体速度Vhと操舵トルク検出値TR とに基づいて操舵補助トルクTA を算出するようにしたことを除いては図6と同様の処理を行い、図6との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【0057】
Vh=Vr+(Vc−Vr)Kh …………(10)
Vh=Vf+(Vc−Vf)Kh …………(11)
ここで、Khは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“1”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“1”より小さな値に設定される。
【0058】
この図11の処理でステップS51及びS52の処理が車速補正手段に対応している。
この第4の実施形態においても、後輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“1”に設定することにより、加速時及び減速時の双方で補正車体速度Vhは第2の実施形態と同様の車体速度Vcと一致することになる。このため、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Khを“1”より大きい値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(10)式の右辺第2項が負値となって補正車体速度Vhが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに前記(11)式の右辺第2項が正値となり、補正車体速度Vhが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【0059】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Khを“1”未満の値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Vrが車体速度Vcを超える状態となったときに前記(10)式の右辺第2項が負値となったときに補正車体速度Vhが車体速度Vcより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Vfが車体速度Vc未満となったときに前記(11)式の右辺第2項が正値となったときに、補正車体速度Vhが車体速度Vcより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【0060】
したがって、この第4の実施形態によると、後輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Khを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第4の実施形態では、補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【0061】
また、上記第5の実施形態では、コントロールユニット15で図11の操舵制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図12に示すように、前述した図8の構成において、加速中であるか減速中であるか判別して加速中であるときに後輪側平均車輪速Vrを選択し、減速中であるときに前輪側平均車輪速Vfを選択する選択回路61を設けると共に、選択回路33の出力側に図10と同様の減算器51、乗算器52及び加算器53を設け、減算器51及び加算器53に選択回路61で選択した平均車輪速Vr又はVfを供給することにより、上記第4の実施形態と同様の演算を行うことができる。
【0062】
さらに、上記第4の実施形態でも、後輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
さらにまた、上記第1〜第4の実施形態においては、コントローラユニット15で車輪速検出値を読込んで演算を行う場合について説明したが、アンチロックブレーキシステムを搭載した車両である場合には、アンチロックブレーキシステムのコントローラで使用する車輪速検出値VwFL〜VwRR又は前輪側平均車輪速Vf及び後輪側平均車輪速VrをCAN(Controller Area Network )等の通信ネットワークを介して取得するようにしてもよい。
【0063】
なおさらに、上記第1〜第4の実施形態においては、ピニオン軸7を減速機11を介して操舵補助モータ12に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ラック8にピニオン6と平行に操舵補助ピニオンを噛合させ、この操舵補助ピニオンに減速機を介して操舵補助モータ12を連結するようにしてもよく、要は操舵補助モータで操舵系に対して操舵補助力を作用できる構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1のコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図3】車速をパラメータとした操舵トルク検出値と操舵補助トルクとの関係を表す操舵補助トルク算出マップを示す特性線図である。
【図4】第1の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図5】第1の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図6】本発明の第2の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図7】第2の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図8】第2の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図9】本発明の第3の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】第3の実施形態の変形例をブロック図である。
【図11】本発明の第4の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図12】第4の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
6 ピニオン
8 ラック
10FL,10FR 前輪
10RL,10RR 後輪
11 減速機
12 操舵補助モータ
15 コントロールユニット
16 操舵トルクセンサ
18FL〜18RR 車輪速センサ
Claims (5)
- 操舵系に操舵補助力を付加する電動機と、該電動機で発生させる操舵補助力を制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段を有し、前記操舵補助力制御手段は、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、前記車輪速検出手段で検出した車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を有し、前記車輪速検出手段は、前輪駆動車及び前輪駆動ベースの4輪駆動車の何れかであるときに、前輪の車輪速Vfを検出する前輪車輪速検出手段及び後輪の車輪速Vrを検出する後輪車輪速検出手段を備え、前記操舵制御手段は、前後輪のブレーキ力配分によって決定される定数をKgとし、タイヤに応じて決定される定数をKkとしたとき、Vr(1−Kg)≦Vf≦Vr(1+Kk)であるときに前輪の車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、Vf<Vr(1−Kg)であるときにVr(1−Kg)を車体速度Vcとして設定し、Vr(1+Kk)<VfであるときにVr(1+Kk)を車体速度Vcとして設定する車速設定手段と、該車速設定手段で設定した車体速度Vcと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出する操舵補助力算出手段とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記車速設定手段は、車両の前後荷重移動特性に応じて設定される補正係数をKhとしたときに、Vh=Vf+(Vc−Vf)Khで表される補正車速Vhを算出する車速補正手段を有し、前記操舵補助力算出手段は、車速補正手段で算出した補正車速Vhと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を有し、前記車輪速検出手段は、後輪駆動車及び後輪駆動ベースの4輪駆動車の何れかであるときに、前輪の車輪速Vfを検出する前輪車輪速検出手段及び後輪の車輪速Vrを検出する後輪車輪速検出手段を備え、前記操舵制御手段は、前記前輪の車輪速Vf及び後輪の車輪速Vrに基づいて加速中及び減速中を検出し、前後輪のブレーキ力配分によって決定される定数をKgとし、タイヤに応じて決定される定数をKkとしたとき、加速中である場合にVf(1−Kg)≦Vr≦Vf(1+Kk)であるときに後輪の車輪速Vrを車体速度Vcとして設定し、Vf(1+Kk)<VrであるときにVf(1+Kk)を選択車速Vsとして設定し、減速中である場合にVr(1−Kg)≦Vf≦Vr(1+Kk)であるときに前輪の車輪速Vfを車体速度Vcとして設定し、Vf<Vr(1−Kg)であるときにVr(1−Kg)を車体速度Vcとして設定する車速設定手段と、該車速設定手段で設定した車体速度Vcと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出する操舵補助力算出手段とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記車速設定手段は、車両の前後荷重移動特性に応じて設定される補正係数をKhとしたときに、加速中である場合にVh=Vr+(Vc−Vr)Khで表される補正車速Vhを算出し、減速中である場合にVh=Vf+(Vc−Vf)Khで表される補正車速Vhを算出する車速補正手段を有し、前記操舵補助力算出手段は、車速補正手段で算出した補正車速Vhと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出するように構成されていることを特徴とする請求項4記載の電動パワーステアリング制御装置。
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JP (1) | JP2004243902A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013256201A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Toyota Motor Corp | 電動パワーステアリング装置および操舵アシスト方法 |
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2003
- 2003-02-14 JP JP2003036029A patent/JP2004243902A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013256201A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Toyota Motor Corp | 電動パワーステアリング装置および操舵アシスト方法 |
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