JP2006199240A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 路面がウエットな場合でも良好な操舵フィーリングを得ることができるパワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 操舵状態に応じて操舵補助力を付加するパワーステアリング装置１であって、路面の水分を検出する路面水分検出手段５と、運転者の操舵した方向に付加する操舵補助力を設定する操舵補助力設定手段７と、路面水分検出手段５によって水分を検出した場合、操舵補助力設定手段７により設定した操舵補助力を増大する操舵補助力変更手段７とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操舵状態に応じて操舵補助力を付加するパワーステアリング装置に関する。

運転者の操舵操作を軽減するために、殆どの車両にはパワーステアリング装置が搭載されている。パワーステアリング装置では、操舵トルクや車速などに基づいてアシストトルクを設定し、ステアリング系にアシストトルク（操舵補助力）を付加する。さらに、パワーステアリング装置には、アシスト切れの防止や車両の挙動の安定化を目的として、ダンピング制御を行うものがある。ダンピング制御では、操舵角速度などに基づいてダンピング制御トルクを設定し、アシストトルクに対して反力となるダンピング制御トルクを作用させる。また、パワーステアリング装置には、雨天時でも晴天時と同様の操舵フィーリングを得ることを目的として、雨天の場合にアシストトルクを低減するものがある（特許文献１参照）。このパワーステアリング装置では、雨量が増えるほどタイヤと路面との摩擦係数が小さくなることを想定し、ワイパスイッチのポジションに応じてアシストトルクの大きさを変更している。
特開平４−１９１１７４号公報

しかしながら、雨天の場合（路面がウエットの場合）、スリップアングルに対してコーナリングフォースがサチュレートする限界領域でない通常の操舵領域では、ニューマチックトレールが大きくなる。そのため、運転者にとっては、雨天の場合のほうが操舵が重くなる。しかし、従来のパワーステアリング装置では、ワイパが作動している場合（すなわち、雨天の場合）にはアシストトルクを低減しているので、操舵がより一層重くなり、操舵フィーリングが悪化する。

そこで、本発明は、路面がウエットな場合でも良好な操舵フィーリングを得ることができるパワーステアリング装置を提供することを課題とする。

本発明に係るパワーステアリング装置は、操舵状態に応じて操舵補助力を付加するパワーステアリング装置であって、路面の水分を検出する路面水分検出手段と、運転者の操舵した方向に付加する操舵補助力を設定する操舵補助力設定手段と、路面水分検出手段によって水分を検出した場合、操舵補助力設定手段により設定した操舵補助力を増大する操舵補助力変更手段とを備えることを特徴とする。

このパワーステアリング装置では、操舵補助力設定手段により操舵状態に応じて操舵補助力を設定し、この設定した操舵補助力をステアリング系に付加する。また、パワーステアリング装置では、路面水分検出手段により雨などによる路面の水分を検出する。路面がウエットの場合、タイヤと路面との間に水が入り込むことにより、ニューマチックトレールが大きくなり（タイヤの接地位置が後退し）、路面がドライの場合よりも操舵が重くなる。そのため、路面がウエットの場合でも、ドライ時と変わらない操舵力により同様にタイヤを転舵するためには、ドライ時より大きな操舵補助力をステアリング系に付加する必要がある。そこで、路面の水分を検出した場合、パワーステアリング装置では、操舵補助力変更手段により操舵補助力設定手段で操舵補助力を増大し、通常より大きな操舵補助力をステアリング系に付加する。このように、このパワーステアリング装置では、路面がウエットになった場合、操舵補助力を大きくすることによって操舵を軽くし、操舵フィーリングを向上させる。そのため、運転者は、路面がウエット時でもドライ時と同様の操舵フィーリングを得ることができる。

本発明の上記パワーステアリング装置では、操舵補助力変更手段は、路面水分検出手段によって水分を検出した場合、操舵補助力に対するダンピング量を減少するように構成してもよい。

このパワーステアリング装置では、操舵状態に応じてダンピング量を設定し、この設定したダンピング量を操舵補助力に対する反力として付加している。路面の水分を検出した場合、パワーステアリング装置では、操舵補助力変更手段によりダンピング量を減少し、通常より大きな操舵補助力をステアリング系に付加する。このように、パワーステアリング装置では、路面がウエットになった場合、ダンピング量を少なくすることによって操舵を軽くし、操舵フィーリングを向上させる。

本発明の上記パワーステアリング装置では、操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を備え、操舵補助力変更手段は、操舵角速度検出手段で検出した操舵角速度が所定角速度より小さい場合にダンピング量を減少するようにすると好適である。

このパワーステアリング装置では、操舵角速度検出手段により操舵角速度を検出する。路面の水分を検出した場合、パワーステアリング装置では、操舵補助力変更手段により操舵角速度が所定角速度より小さい場合にダンピング量を低減する。所定角速度は、車両が不安定な領域に入るか否かを判定するための操舵角速度である。このように、パワーステアリング装置では、路面がウエットな場合には車両が不安定となる領域でない通常の操舵領域においてはダンピング量を少なくし、操舵フィーリングを向上させる。

本発明の上記パワーステアリング装置では、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、操舵補助力変更手段は、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクが所定トルクより小さい場合に操舵補助力を増大するようにすると好適である。

このパワーステアリング装置では、操舵トルク検出手段により操舵トルクを検出する。路面の水分を検出した場合、パワーステアリング装置では、操舵補助力変更手段により操舵トルクが所定トルクより小さい場合に操舵補助力を増大する。所定トルクは、車両が不安定な領域に入るか否かを判定するための操舵トルクである。このように、パワーステアリング装置では、路面がウエットな場合には車両が不安定となる領域でない通常の操舵領域においては操舵補助力を小さく、操舵フィーリングを向上させる。

本発明によれば、路面がウエットな場合、操舵補助力を大きくすることにより、良好な操舵フィーリングを得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るパワーステアリング装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係るパワーステアリング装置を、モータによってアシストトルク（操舵補助力）をステアリング系に付加する電動パワーステアリング装置に適用する。本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置では、各制御マップを利用して基準アシストトルク及びダンピング制御トルクを設定し、基準アシストトルクに対してダンピング制御トルクを加味したアシストトルクを付加する。特に、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置では、路面がウエットな場合でもドライ時と同様の操舵フィーリングが得られるように、基準アシストトルクとダンピング制御トルクを補正する。本実施の形態には、各トルクの設定手法の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態がゲインを設定し、ゲインにより制御マップを変化させる形態であり、第２の実施の形態が制御マップ自体を変化させる形態である。

図１〜図５を参照して、第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。図２は、第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストマップである。図３は、第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御マップである。図４は、第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストゲインマップである。図５は、第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御ゲインマップである。

電動パワーステアリング装置１は、基準アシストマップを用いて基準アシストトルクを設定するとともにダンピング制御マップを用いてダンピング制御トルクを設定し、基準アシストトルクからダンピング制御トルクを減じたアシストトルクをステアリング系に与える。特に、電動パワーステアリング装置１では、雨滴量を検出し、雨滴量に基づいて基準アシストゲインとダンピング制御ゲインを設定し、各ゲインにより各マップを変化させる。そのために、電動パワーステアリング装置１は、車速センサ２、操舵トルクセンサ３、操舵角センサ４、雨滴センサ５、モータ６、ＥＣＵ[Electronic Control Unit]７などを備えている。

なお、第１の実施の形態では、操舵トルクセンサ３が特許請求の範囲に記載する操舵トルク検出手段に相当し、操舵角センサ４及びＥＣＵ７における演算処理が特許請求の範囲に記載する操舵角速度検出手段に相当し、雨滴センサ５が特許請求の範囲に記載する路面水分検出手段に相当し、ＥＣＵ７における各処理が特許請求の範囲に記載する操舵補助力設定手段及び操舵補助力変更手段に相当する。

車速センサ２は、４輪に各々設けられ、各車輪の回転速度を検出するセンサである。車速センサ２は、その検出値を示す車速信号ＳＳをＥＣＵ７に送信する。操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイールから入力された操舵トルクの方向と大きさを検出するセンサである。操舵トルクセンサ３では、その方向と大きさを示す操舵トルク信号ＴＳをＥＣＵ７に送信する。操舵角センサ４は、ステアリングホイールから入力された操舵角の方向と大きさを検出するセンサである。操舵角センサ４では、その方向と大きさを示す操舵角信号ＡＳをＥＣＵ７に送信する。雨滴センサ５は、雨滴量を検出するセンサである。雨滴センサ５では、その検出値を示す雨滴量信号ＲＳをＥＣＵ７に送信する。

モータ６は、ＥＣＵ７に接続され、ＥＣＵ７によって制御された制御電流ＣＩが供給される。そして、モータ６では、制御電流ＣＩに応じた方向に回転駆動し、制御電流ＣＩに応じた回転トルクを発生する。

ＥＣＵ７は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、モータ駆動回路等からなる電子制御ユニットである。ＥＣＵ７では、各種センサ２，３，４，５からの検出信号ＳＳ，ＴＳ，ＡＳ，ＲＳに基づいて基準アシストトルク設定処理、ダンピング制御トルク設定処理、アシスト制御処理などを行い、モータ６の駆動を制御する。ＥＣＵ７では、車速信号ＳＳを受信する毎に、各輪の回転速度から車速を演算する。また、ＥＣＵ７では、操舵角信号ＡＳを受信する毎に、操舵角を時間微分し、操舵角速度を演算する。

ＥＣＵ７は、実験などによって予め求められた基準アシストマップＡＭ，・・・、ダンピング制御マップＤＭ，・・・、基準アシストゲインマップＡＧ１、ダンピング制御ゲインマップＤＧ１をＲＯＭに記憶しており、これらのマップを用いて基準アシストトルク設定処理やダンピング制御トルク設定処理を行う。

図２を参照して、基準アシストマップについて説明する。基準アシストマップＡＭ，・・・は、車速と操舵トルクに対する基準アシストトルクを示すマップであり、操舵トルクが大きくなるほど大きな基準アシストトルクが設定されるとともに車速が高くなるほど小さな基準アシストトルクが設定される。基準アシストマップＡＭは数段階の車速に対して設定されており、マップが設定されていない車速に対する基準アシストトルクは設定されている車速のマップを用いて補間することによって求められる。

図３を参照して、ダンピング制御マップについて説明する。ダンピング制御マップＤＭ，・・・は、車速と操舵角速度に対するダンピング制御トルクを示すマップであり、操舵角速度が大きくなるほど大きなダンピング制御トルクが設定されるとともに車速が高くなるほど大きなダンピング制御トルクが設定される。ダンピング制御マップＤＭは数段階の車速に対して設定されており、マップが設定されていない車速に対するダンピング制御トルクは設定されている車速のマップを用いて補間することによって求められる。

図４を参照して、基準アシストゲインマップについて説明する。基準アシストゲインマップは、雨滴量に対する基準アシストゲインを示すマップである。基準アシストゲインは、雨滴量に応じて基準アシストマップを補正するためのゲインである。基準アシストゲインマップＡＧ１は、路面がウエット時でもドライ時と変わらない操舵特性を得るためのマップであり、雨滴量に応じて基準アシストトルクを増大させるためのゲインが設定される。そのために、基準アシストゲインマップＡＧ１は、１以上のゲインが設定され、雨滴量が０のときが１であり、雨滴量が多くなるほど大きな基準アシストゲインが設定される。特に、基準アシストゲインマップＡＧ１は、雨滴量の少ないときと多いときには増加率が小さく、その中間量のときに増加率が大きいマップである。雨滴量に応じたゲインの増加のさせ方は車両の特性などによって変わり、例えば、雨滴量の多いときに増加率が大きいマップ（一点鎖線のマップ）や雨滴量の少ないときに増加率が大きいマップ（二点鎖線のマップ）がある。

また、図４には、路面がウエット時にはドライ時と意図的に操舵特性を変えるための基準アシストゲインマップも示している。ドライ時よりも操舵を重くするために（アシストトルクを小さいくするために）、この基準アシストゲインマップは、雨滴量に応じて基準アシストトルクを減少させるためのゲインが設定される。そのために、基準アシストゲインマップは、１以下のゲインが設定され、雨滴量が０のときが１であり、雨滴量が多くなるほど小さい基準アシストゲインが設定される。基準アシストゲインマップＡＧ２は、雨滴量の少ないときと多いときには減少率が小さく、その中間量のときに減少率が大きいマップである。雨滴量に応じたゲインの減少のさせ方は車両の特性などによって変わり、例えば、雨滴量の多いときに減少率が大きいマップ（一点鎖線のマップ）や雨滴量の少ないときに減少率が大きいマップ（二点鎖線のマップ）がある。

図５を参照して、ダンピング制御ゲインマップについて説明する。ダンピング制御ゲインマップは、雨滴量に対するダンピング制御ゲインを示すマップである。ダンピング制御ゲインは、雨滴量に応じてダンピング制御マップを補正するためのゲインである。ダンピング制御ゲインマップＤＧ１は、路面がウエット時でもドライ時と変わらない操舵特性を得るためのマップであり、雨滴量に応じてダンピング制御トルクを減少させるためのゲインが設定される。そのために、ダンピング制御ゲインマップＤＧ１は、１以下のゲインが設定され、雨滴量が０のときが１であり、雨滴量が多くなるほど小さなダンピング制御ゲインが設定される。特に、ダンピング制御ゲインマップＤＧ１は、雨滴量の少なくときと多いときには減少率が小さく、その中間量のときに減少率が大きいマップである。

また、図５には、路面がウエット時にはドライ時と意図的に操舵特性を変えるためのダンピング制御ゲインマップも示している。ドライ時よりも操舵を重くするために、このダンピング制御ゲインマップは、雨滴量に応じてダンピング制御トルクを増大させるためのゲインが設定される。そのために、このダンピング制御ゲインマップは、１以上のゲインが設定され、雨滴量が０のときが１であり、雨滴量が多くなるほど大きいダンピング制御ゲインが設定される。特に、ダンピング制御ゲインマップＤＧ２は、雨滴量の少ないときと多いときには増加率が小さく、その中間量のときに増加率が大きいマップである。なお、ダンピング制御ゲインマップの場合も、雨滴量に応じたゲインの増加や減少のさせ方は車両の特性などによって変わり、例えば、一点鎖線で示すマップや二点鎖線で示すマップがある。

ちなみに、路面がウエットの場合、路面の水分の影響によりニューマチックトレールが大きくなり、タイヤが転舵し難くなる。そのため、路面がウエット時でもドライ時と同様のアシストトルクを付加した場合、運転者はドライ時より大きな操舵トルクを加えないとドライ時と同様にタイヤを転舵させることができない。したがって、路面がウエット時でも、運転者がドライ時と変わらない操舵トルクによって同様にタイヤを転舵させるためには、アシストトルクを大きくする必要がある。逆に、路面がウエット時にアシストトルクを小さくすることにより、運転者がドライ時より大きな操舵トルクを加えないと同様にタイヤを転舵させることができなない。つまり、意図的に運転者にドライ時より大きな操舵トルクを加えさせることにより、運転者に路面が変化したことを認識させる。

基準アシストトルク設定処理について説明する。ＥＣＵ７では、基準アシストゲインマップＡＧ１を用いて、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量に基づいて基準アシストゲインを求める。そして、ＥＣＵ７では、車速に応じて使用する基準アシストマップＡＭを選択し、その選択した基準アシストマップＡＭに基準アシストゲインを乗算する。さらに、ＥＣＵ７では、その乗算によって補正した基準アシストマップを用いて、操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルクに基づいて基準アシストトルクを求める。なお、雨滴量が０の場合には、基準アシストマップに対する基準アシストゲインの乗算を行わなくてもよい。また、基準アシストゲインを基準アシストマップに乗算するのではなく、基準アシストマップから得られた基準アシストトルクに基準アシストゲインを乗算して補正するようにしてもよい。

ダンピング制御トルク設定処理について説明する。ＥＣＵ７では、ダンピング制御ゲインマップＤＧ１を用いて、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量に基づいてダンピング制御ゲインを求める。そして、ＥＣＵ７では、車速に応じて使用するダンピング制御マップＤＭを選択し、その選択したダンピング制御マップＤＭにダンピング制御ゲインを乗算する。さらに、ＥＣＵ７では、その乗算によって補正したダンピング制御マップを用いて、操舵角速度に基づいてダンピング制御トルクを求める。なお、雨滴量が０の場合には、ダンピング制御マップに対するダンピング制御ゲインの乗算を行わなくてもよい。また、ダンピング制御ゲインをダンピング制御アシストマップに乗算するのではなく、ダンピング制御マップから得られたダンピング制御トルクにダンピング制御ゲインを乗算して補正するようにしてもよい。

アシスト制御処理について説明する。ＥＣＵ７では、基準アシストトルクからダンピング制御トルクを減算し、その減算値をアシストトルクとする。ダンピング制御トルクを基準アシストトルクから減算するのは、ダンピング制御トルクを操舵方向とは逆方向に作用させるためのである。そして、ＥＣＵ７では、アシストトルクの方向と大きさを発生するために必要な目標電流（方向と大きさ）を設定する。さらに、ＥＣＵ７のモータ駆動回路において、その目標電流に応じた制御電流ＣＩを発生し、その発生した制御電流ＣＩをモータ６に供給する。この際、ＥＣＵ７では、目標電流となるように、モータ６をフィードバック制御する。

なお、ドライ時と意図的に操舵特性を変える場合、ＥＣＵ７では、基準アシストゲインマップＡＧ２を用いて基準アシストゲインを求めるとともに、ダンピング制御ゲインマップＤＧ２を用いてダンピング制御ゲインを求める。これ以外の処理は、上記と同様の処理である。

図１〜図５を参照して、電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。運転者がステアリングホイールに操作すると、ステアリングシャフトに操舵トルクが与えられる。操舵トルクセンサ３では、この操舵トルクを検出し、ＥＣＵ７に操舵トルク信号ＴＳを送信している。また、操舵角センサ４では、ステアリングシャフトの回転から操舵角を検出し、ＥＣＵ７に操舵角信号ＡＳを送信している。ＥＣＵ７では、この検出した操舵角から操舵角速度を演算している。さらに、車速センサ２では、各輪の回転速度を各々検出し、ＥＣＵ７に車速信号ＳＳを各々送信している。ＥＣＵ７では、この検出した回転速度から車速を演算している。

また、雨滴センサ５では、雨滴量を検出し、ＥＣＵ７に雨滴量信号ＲＳを送信している。雨滴量が０の場合、晴や曇であり、路面には水分がない（路面がドライ）と推測できる。雨滴量が０でない場合、雨であり（雪の場合もある）、路面には水分がある（路面がウエット）と推測できる。

ＥＣＵ７では、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量に応じて、基準アシストゲインマップＡＧ１を用いて基準アシストゲインを設定するとともにダンピング制御ゲインマップＤＧ１を用いてダンピング制御ゲインを設定する。この際、雨滴量が０の場合には基準アシストゲインとして１が設定され、雨滴量が０より大きい場合には基準アシストゲインとして１より大きな値が設定され、雨滴量が多くなるほど大きな値となる。また、雨滴量が０の場合にはダンピング制御ゲインとして１が設定され、雨滴量が０より大きい場合にはダンピング制御ゲインとして１より小さな値が設定され、雨滴量が多くなるほど小さな値となる。

さらに、ＥＣＵ７では、演算した車速に応じた基準アシストマップＡＭを抽出し、その抽出した基準アシストマップＡＭに基準アシストゲインを乗算する。そして、ＥＣＵ７では、操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルクに応じて、その乗算した後の基準アシストマップを用いて基準アシストトルクを設定する。この際、雨滴量が０の場合には基準アシストトルクとしてドライ時の値が設定され、雨滴量が０より大きい場合には基準アシストトルクとしてドライ時より大きな値が設定され、雨滴量が多いほど大きな値となる。

また、ＥＣＵ７では、演算した車速に応じたダンピング制御マップＤＭを抽出し、その抽出したダンピング制御マップＤＭにダンピング制御ゲインを乗算する。そして、ＥＣＵ７では、演算した操舵角速度に応じて、その乗算した後のダンピング制御マップを用いてダンピング制御トルクを設定する。この際、雨滴量が０の場合にはダンピング制御トルクとしてドライ時の値が設定され、雨滴量が０より大きい場合にはダンピング制御トルクとしてドライ時より小さい値が設定され、雨滴量が多くなるほど小さな値となる。

そして、ＥＣＵ７では、基準アシストトルクからダンピング制御トルクを減算し、アシストトルクを設定する。この際、雨滴量が０の場合にはアシストトルクとしてドライ時の値が設定され、雨滴量が０より大きい場合にはアシストトルクとしてドライ時より大きい値が設定され、雨滴量が多いほど大きな値となる。

さらに、ＥＣＵ７では、アシストトルクの方向と大きさを発生するために必要な目標電流を設定する。そして、ＥＣＵ７では、フィードバック制御により目標電流となるように、制御電流ＣＩをモータ６に供給する。モータ６に制御電流ＣＩが供給されると、モータ６では回転駆動し、その制御電流ＣＩに応じた回転トルクをステアリング系に付加する。そのため、ステアリング系には、ステアリングホイールに加えられた運転者による操舵トルクの他に、モータ６によるアシストトルクが与えられる。そのため、運転者は、小さな操舵力を加えるだけでステアリングホイールを操舵することができる。この際、雨などにより路面に水分がある場合、路面に水分がない場合より大きなアシストトルクが付加され、そのアシストトルクは水分の量が多くなるほど大きくなる。

この電動パワーステアリング装置１によれば、路面がウエット時でも、ドライ時よりもアシストトルクを大きくするので、ドライ時と変わらない良好な操舵フィーリングが得られる。さらに、電動パワーステアリング装置１では、路面の水分が多くなることによってニューマチックトレールが大きくなっても、雨滴量が多くなるほど大きなアシストトルクを付加するので、良好な操舵フィーリングが得られる。

なお、電動パワーステアリング装置１では、各ゲインとしてドライ時と意図的に変える特性を設定した場合、路面がウエット時にはドライ時よりアシストトルクが小さくなるので、運転者に対して路面状況が変化したことを認識させることできる。

図１、図６及び図７を参照して、第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１１について説明する。図６は、第２の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストマップである。図７は、第２の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御マップである。なお、電動パワーステアリング装置１１では、第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

電動パワーステアリング装置１１は、電動パワーステアリング装置１と同様の装置であるが、基準アシストトルクとダンピング制御トルクの設定手法が異なる。電動パワーステアリング装置１１では、雨滴量を検出し、雨滴量に応じて基準アシストマップとダンピング制御マップを選択する。そのために、電動パワーステアリング装置１１は、車速センサ２、操舵トルクセンサ３、操舵角センサ４、雨滴センサ５、モータ６、ＥＣＵ１７などを備えている。なお、第２の実施の形態では、ＥＣＵ１７における各処理が特許請求の範囲に記載する操舵補助力設定手段及び操舵補助力変更手段に相当する。

ＥＣＵ１７は、第１の実施の形態に係るＥＣＵ７と同様のＥＣＵであるが、基準アシストトルク設定処理及びダンピング制御トルク設定処理が異なる。ＥＣＵ１７は、実験などによって予め求められた基準アシストマップＡＭ１，・・・、ダンピング制御マップＤＭ１，・・・をＲＯＭに記憶しており、これらのマップを用いて基準アシストトルク設定処理やダンピング制御トルク設定処理を行う。

図６を参照して、基準アシストマップについて説明する。基準アシストマップＡＭ１，・・・は、車速と操舵トルクの他に雨滴量に対する基準アシストトルクを示すマップであり、操舵トルクが大きくなるほど大きな基準アシストトルクが設定されるとともに車速が高くなるほど小さな基準アシストトルクが設定される。さらに、基準アシストマップＡＭ１，・・・は、大操舵トルク域では雨滴量が多くなるほど小さな基準アシストトルクが設定され、大操舵トルク域より小さい操舵トルク域では雨滴量が多くなるほど大きな基準アシストトルクが設定される。基準アシストマップＡＭ１，・・・は数段階の雨滴量に対して設定されており、マップが設定されていない雨滴量に対する基準アシストトルクは設定されている雨滴量のマップを用いて補間することによって求められる。

図６には、ある車速における基準アシストマップＡＭ１，・・・を示しており、このような基準アシストマップＡＭ１，・・・が他の車速に対しても設定される。また、図６には、雨滴量が０のときの基準アシストマップＡＭ１、雨滴量が少ないときの基準アシストマップＡＭ２、雨滴量が多いときの基準アシストマップＡＭ３の３段階の雨滴量に対する基準アシストマップを示しているが、雨滴量の設定段階については適宜設定してよい。また、大操舵トルク域では、雨滴量が多くなるほど小さな基準アシストトルクが設定されているが、雨滴量に関係なく、全てドライ時の基準アシストトルクを設定してもよい。

図７を参照して、ダンピング制御マップＤＭ１，・・・について説明する。ダンピング制御マップＤＭ１，・・・は、車速と操舵角速度の他に雨滴量に対するダンピング制御トルクを示すマップであり、操舵角速度が大きくなるほど大きなダンピング制御トルクが設定されるとともに車速が高くなるほど大きなダンピング制御トルクが設定される。さらに、ダンピング制御マップＤＭ１，・・・は、高操舵角速度域では雨滴量が多くなるほど大きなダンピング制御トルクが設定され、高操舵角速度域より低い操舵角速度域では雨滴量が多くなるほど小さいダンピング制御トルクが設定される。ダンピング制御マップＤＭ１，・・・は数段階の雨滴量に対して設定されており、マップが設定されていない雨滴量に対するダンピング制御トルクは設定されている雨滴量のマップを用いて補間することによって求められる。

図７には、ある車速におけるダンピング制御マップＤＭ１，・・・を示しており、このようなダンピング制御マップＤＭ１，・・・が他の車速に対しても設定される。また、図７には、雨滴量が０のときのダンピング制御マップＤＭ１、雨滴量が０以外のときのダンピング制御マップＤＭ２の２段階の雨滴量に対するダンピング制御マップを示しているが、雨滴量の設定段階については適宜設定してよい。また、高操舵角速度域では、雨滴量が多くなるほど大きなダンピング制御トルクが設定されているが、雨滴量に関係なく、全てドライ時のダンピング制御トルクを設定してもよい。

なお、大操舵トルク域、高操舵角速度域は、スリップアングルに対するコーナリングフォースがサチュレートする操舵の限界領域であり、路面の水分が多くなるほどこの限界領域は低くなる。限界領域の場合、路面がウエット時には車両がより不安定となるので、操縦安定性を向上させるために、ドライ時よりアシストトルクを小さくする必要がある。限界領域でない操舵の通常領域の場合、路面がウエット時には操舵が重くなるので、ドライ時よりアシストトルクを大きくする必要がある。

ちなみに、図６、図７には路面がウエット時でもドライ時と変わらない操舵特性を得るための基準アシストマップ、ダンピング制御マップを示しているが、ドライ時と意図的に操舵特性を変えるための基準アシストマップ、ダンピング制御ゲインマップとしてもよい。

基準アシストトルク設定処理について説明する。ＥＣＵ７では、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量及び演算した車速に応じて使用する基準アシストマップを選択する。そして、ＥＣＵ７では、その選択した基準アシストマップを用いて、操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルクに基づいて基準アシストトルクを求める。

ダンピング制御トルク設定処理について説明する。雨滴量信号ＲＳによる雨滴量及び演算した車速に応じて使用するダンピング制御マップを選択する。そして、ＥＣＵ７では、その選択したダンピング制御マップを用いて、操舵角速度に基づいてダンピング制御トルクを求める。

図１、図６及び図７を参照して、電動パワーステアリング装置１１の動作について説明する。なお、各センサ２，３，４，５における動作、ＥＣＵ１７における車速演算処理、操舵角速度演算処理及び基準アシストトルクとダンピング制御トルクを設定した以降の処理については、第１の実施の形態と同様の動作であるので、その動作説明を省略する。

ＥＣＵ７では、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量及び演算した車速に応じた基準アシストマップを抽出する。そして、ＥＣＵ７では、操舵トルク信号ＴＳによる操舵トルクに応じて、その抽出した基準アシストマップを用いて基準アシストトルクを設定する。この際、雨滴量が０の場合には基準アシストトルクとしてドライ時の値が設定される。一方、雨滴量が０より大きい場合、小操舵トルク域では基準アシストトルクとしてドライ時より大きな値が設定され、雨滴量が多いほど大きな値となり、大操舵トルク域ではドライ時より小さな値が設定され、雨滴量が多いほど小さな値となる。

また、ＥＣＵ７では、雨滴量信号ＲＳによる雨滴量及び演算した車速に応じたダンピング制御マップを抽出する。そして、ＥＣＵ７では、演算した操舵角速度に応じて、その抽出したダンピング制御マップを用いてダンピング制御トルクを設定する。この際、雨滴量が０の場合にはダンピング制御トルクとしてドライ時の値が設定される。一方、雨滴量が０より大きい場合、低操舵角速度域ではダンピング制御トルクとしてドライ時より小さな値が設定され、雨滴量が多いほど小さな値となり（３段階以上の雨滴量について設定されている場合）、高操舵角速度域ではドライ時より大きな値が設定され、雨滴量が多いほど大きな値となる（３段階以上の雨滴量について設定されている場合）。

雨などにより路面に水分があるときに運転者によって限界領域ではない操舵が行われた場合、電動パワーステアリング装置１１では、路面に水分がない場合より大きなアシストトルクを付加し、水分の量が多くなるほど大きなアシストトルクを付加する。一方、路面に水分があるときに運転者によって限界領域の操舵が行われた場合、電動パワーステアリング装置１１では、路面に水分がない場合より小さなアシストトルクを付加し、水分の量が多くなるほど小さなアシストトルクを付加する。

電動パワーステアリング装置１１によれば、路面がウエット時でも、操舵の通常領域ではドライ時よりもアシストトルクを大きくするので、ドライ時と変わらない良好な操舵フィーリングを得ることができ、操舵の限界領域ではドライ時よりアシストトルクを小さくするので、ドライ時と変わらない操縦安定性を得ることができる。さらに、電動パワーステアリング装置１１では、操舵の通常領域では雨滴量が多くなるほど大きなアシストトルクを付加するので、良好な操舵フィーリングが得られる。また、電動パワーステアリング装置１１では、操舵の限界領域では雨滴量が多くなるほど小さなアシストトルクを付加するので、路面の水分によって限界領域が低下しても良好な操縦安定性が得られる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では電動パワーステアリング装置に適用したが、電動式ではなく、油圧式などの他のパワーステアリング装置にも適用可能である。

また、本実施の形態では路面水分検出手段として雨滴センサを用いる構成としたが、路面の水分を直接検出できるセンサなどの他のセンサを用いる構成としてもよいし、あるいは、リアルタイムの降水量などを通信によって取り入れることができる場合には車外から取り入れる構成としてもよい。

また、本実施の形態では雨滴量に応じて基準アシストゲイン及びダンピング制御ゲインを変化させる構成や基準アシストマップ及びダンピング制御マップ自体を変化させる構成としたが、雨滴量などを含んだ関数により基準アシストゲインやダンピング制御ゲイン又は基準アシストトルクやダンピング制御トルク自体を変化させる構成としてもよいし、あるいは、理想の制御マップを備えており、操舵トルクや操舵角などをフィードバックすることにより理想の制御マップに常に近づけるように制御する構成としてもよい。

また、本実施の形態では雨滴量に基づいて基準アシストゲイン及びダンピング制御ゲインや基準アシストトルク及びダンピング制御トルクを変化させる構成としたが、雨滴量に基づいて基準アシストゲインとダンピング制御ゲインのうちのいずれか一方を変化させる構成や雨滴量に基づいて基準アシストトルクとダンピング制御トルクのうちのいずれか一方を変化させる構成としてもよい。このいずれか一方を変化させるだけでも、雨滴量に応じてアシストトルクを変化させることができる。

本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストマップである。 第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御マップである。 第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストゲインマップである。 第１の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御ゲインマップである。 第２の実施の形態に係るＥＣＵに保持される基準アシストマップである。 第２の実施の形態に係るＥＣＵに保持されるダンピング制御マップである。

符号の説明

１，１１…電動パワーステアリング装置、２…車速センサ、３…操舵トルクセンサ、４…操舵角センサ、５…雨滴センサ、６…モータ、７，１７…ＥＣＵ

Claims (4)

1. 操舵状態に応じて操舵補助力を付加するパワーステアリング装置であって、
   路面の水分を検出する路面水分検出手段と、
   運転者の操舵した方向に付加する操舵補助力を設定する操舵補助力設定手段と、
   前記路面水分検出手段によって水分を検出した場合、前記操舵補助力設定手段により設定した操舵補助力を増大する操舵補助力変更手段と
   を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記操舵補助力変更手段は、前記路面水分検出手段によって水分を検出した場合、操舵補助力に対するダンピング量を減少することを特徴とする請求項１に記載するパワーステアリング装置。
3. 操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を備え、
   前記操舵補助力変更手段は、前記操舵角速度検出手段で検出した操舵角速度が所定角速度より小さい場合にダンピング量を減少することを特徴とする請求項２に記載するパワーステアリング装置。
4. 操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、
   前記操舵補助力変更手段は、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクが所定トルクより小さい場合に操舵補助力を増大することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するパワーステアリング装置。

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