JP2007137151A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止時の操舵トルクの低減を図る。
【解決手段】車両が停止した状態で、運転者がステアリングホールを操舵する際に、左後輪と右後輪とに正逆反対の駆動トルクを与えることで、車両を回頭させるモーメントを発生させ、ステアリングホイールを操舵するための補助トルクを発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪の操舵力補助を行うパワーステアリング装置に係り、車両停止時にステアリングホイールを操舵する場合の操舵トルク軽減に効果のある車輪後輪の駆動方法に関する。

運転者からの操舵トルク入力に応じて車輪操舵の力を補助するパワーアシスト装置としては、油圧機構を用いるものが一般的である。この従来技術の例として、電動モータでオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、発生させた油圧をステアリングホイールから入力される操舵トルクをフィードバックして制御し、操舵補助力を発生するというものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、油圧機構を用いずに、電動モータのみで操舵を補助する電動パワーステアリング装置も、小型車を中心に普及し始めている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、双方向に作動油を吐出可能なオイルポンプを用い、モータをオンデマンドで駆動することで、省エネルギと省スペースが実現可能なハイブリッドの電動油圧パワーステアリング装置に関する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

一般に、車両が停止した状態でステアリングホイールを操舵する場合の操舵力は、車両が走行している状態よりも大きいことが知られている。従って、パワーステアリング装置が発生すべき最大補助力は、車両停止時に必要な操舵補助力によって規定される（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００３−２１２１４１号公報 特開平８−２９５２５７号公報 特開２０００−１６８６０４号公報 カヤバ工業株式会社編、「自動車の操舵系と操安性」、山海堂、ｐ．２１３

上記従来の技術では、以下に述べるような、車両停止時の運転者の操舵トルクを低減するための方法に対しては、必ずしも十分な配慮がなされていなかった。

具体的な運転状況の例として、車庫入れが挙げられる。車両を後退させて車庫入れする場合、一般に、運転者はブレーキペダルを踏み、後方を確認しながらステアリングホイールを操舵する。運転者は、車両が目標位置に到達できる旋回半径を描くためのタイヤ切れ角となるまで、ステアリングホイールを操舵する。この際、パワーステアリング装置から十分な補助を得られないと、操舵の負担が増大する。

一般に、大きな操舵補助力を発生させるためには、パワーステアリング装置の構成要素であるオイルポンプや電動モータ等を大容量化かつ大出力化するために、寸法や重量の増大を余儀なくされ、車両への搭載性が悪化するという課題があった。さらに、車両停止時の操舵補助力の発生手段は、パワーステアリング装置のみに依存しており、後輪はブレーキ力によって停止しているのみで、操舵補助に積極的に寄与していなかった。

本発明の目的は、車両が停止した状態で、ステアリングホイールを操舵する場合の操舵トルクを軽減することにある。

上記目的を達成するために、車両が停止した状態で、運転者がステアリングホールを操舵する際には、左後輪と右後輪とに正逆反対の駆動トルクを与えることで、車両を回頭させるモーメントを発生させ、ステアリングホイールを操舵するための補助トルクを発生させる。

そこで、車両の停止状態を検出する手段を用い、車両が停止した状態を検出した際に、ステアリングホイールを運転者側から見て時計周りに操舵する場合には、右後輪に車両を後退させる方向の駆動トルクを与え、左後輪に車両を前進させる方向の駆動トルクを与えるとよい。一方、ステアリングホイールを運転者側から見て反時計周りに操舵する場合には、右後輪に車両を前進させる方向の駆動トルクを与え、左後輪に車両を後退させる方向の駆動トルクを与えるとよい。

このとき、左後輪と右後輪とに付与する駆動トルクは、絶対値が等しく正逆反対であるとよい。

また、ステアリングホイールを運転者側から見て時計周りに操舵する場合には、右後輪に車両を後退させる方向の駆動トルクを与え、左後輪にブレーキ力を与えるとよい。一方、ステアリングホイールを運転者側から見て反時計周りに操舵する場合には、右後輪に車両を前進させる方向の駆動トルクを与え、左後輪にブレーキ力を与えてもよい。

さらに、ステアリングホイールを運転者側から見て時計周りに操舵する場合には、右後輪にブレーキ力を与え、左後輪に車両を前進させる方向の駆動トルクを与えるとよい。一方、ステアリングホイールを運転者側から見て反時計周りに操舵する場合には、右後輪にブレーキ力を与え、左後輪に車輪を後退させる方向の駆動トルクを与えてもよい。

本発明によれば、車両が停止した状態でステアリングホールを操舵する場合に、車輪の後輪左右に絶対値が等しく、正逆反対の駆動トルクを与えることで、車両を回頭させるモーメントを発生させ、ステアリングホイールを操舵するための補助トルクを発生させることが可能となり、ステアリングホイールを操舵する場合の操舵トルクを軽減することができる。

本発明の一実施例を、図１乃至８を参照して説明する。パワーステアリング装置１は、運転者からの操舵トルク入力を検出して、コントロールユニット１７がアシスト力指令値を演算し、電動モータ２０を駆動して前車輪８ａ，８ｂを操舵する。

操舵入力手段は、ステアリングホイール１６、ステアリングホイール１６に係合されて操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１２及び出力軸１１、ステアリングシャフト１２に設けられた舵角センサ１３、出力軸１１に設けられたピニオン９及び操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１０、ピニオン９に連結されたラック７からなる。

アシスト力を発生する油圧パワーシリンダ２は、車体幅方向に延設されたシリンダ４内を、ラック７に連結したピストンロッド２８が貫通しており、ピストンロッド２８にシリンダ４内を摺動するピストン５が固定されている。シリンダ４内には、ピストン５によって左右の油圧室３と油圧室６が形成されている。車輪８ａはラック７を介してピストンロッド２８の端部に連接され、車輪８ｂはピストンロッド２８の端部にリンクを介して連接されている。

油圧を発生する正逆回転可能な可逆式ポンプ２４には、油圧配管２７ａ，２７ｂが接続され、それぞれが油圧室６，３に接続されていると共に、供給路２５を通じて作動油を貯蔵したオイルタンク２６が接続されている。オイルタンク２６は、可逆式ポンプ２４からリークした作動油を回収するようになっている。可逆式ポンプ２４の回転軸は、電動モータ２０に係合されており、モータドライバ２１からの指令電流を受けて電動モータ２０が回転することによって正逆回転可能に駆動される。

パワーステアリングコントロールユニット１７は、操舵トルク信号線１４を介してトルクセンサ１０と、舵角信号線１５を介して舵角センサ１３と、指令値信号線１８及びモータ回転速度信号線１９を介してモータドライバ２１とそれぞれ接続されている。パワーステアリングコントロールユニット１７では、運転者がステアリングホイール１６を操作して入力する操舵トルクをもとに電動モータ２０への指令値を算出している。生成された指令値は、指令値信号線１８を介してモータドライバ２１へ伝達され、さらに、ドライバ出力ケーブル２３を介して電動モータ２０へ入力される。

次に図２を参照しながら、車両停止時に操舵補助力を発生させるためのフローの概略について説明する。

車両が停止した状態で（ステップＳ１０１）、ステップＳ１０２において、後輪による操舵補助を行うか否かの判定を行う。判定には、例えば、運転席に操舵補助ON/OFFスイッチを設けて、運転者が状況に応じて切り替えられるようにすると良い。

ステップＳ１０２において、操舵補助を行わないと判定した場合には、パワーステアリング装置１のみが駆動される（ステップＳ１０７）。一方、操舵補助を行うと判定した場合には、ステップＳ１０３に進み、ステアリングホイール１６がどちらの方向に操舵されているかを判定する。判定には、操舵トルクセンサ１０を用いるのが良い。

まず、操舵トルクが0Nmの場合には、ステアリングホイール１６が操舵されていない（保舵）と判定され、ステップＳ１０８に進み、運転者がブレーキ操作を続ける間、左後輪と右後輪とにブレーキ力が与えられる。一方、操舵トルクが正（0Nmよりも大）あるいは負（0Nmよりも小）の場合には、ステアリングホイール１６が操舵されている（据切り）と判定して、ステップＳ１０４に進み、左後輪及び右後輪のブレーキを解除する。同時に、ステアリングホイール１６が運転者側から見て時計回りに操舵されていると判定された場合には、ステップＳ１０５に進み、後輪による操舵補助を行う。

ステップＳ１０５においては、瞬時に左後輪と右後輪とに絶対値が等しく正逆反対の駆動トルクが与えられる。ここで、右後輪には車両を後退させる方向の駆動トルクを与え、左後輪には車両を前進させる方向の駆動トルクを与えるとよい。一方、ステアリングホイール１６が運転者側から見て反時計回りに操舵されていると判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６においては、瞬時に左後輪と右後輪とに絶対値が等しく正逆反対の駆動トルクが与えられる。ここで、右後輪には車両を前進させる方向の駆動トルクを与え、左後輪には車両を後退させる方向の駆動トルクを与えるとよい。

ステアリングホイールの回転方向を判定するには、次の方法を用いるとよい。操舵トルクセンサ１０が検出する操舵トルクが、正（0Nmよりも大）の場合に時計回り、負（0Nmよりも小）の場合に反時計回りとする。また、操舵トルクセンサ１０の設定によって、時計回り／反時計回りの操舵トルクの符号を逆にしてもよい。

さらに、操舵トルクセンサ１０の代わりに、舵角センサ１３の情報を用いてもよい。この場合、舵角の微分値（舵角速度）が、正（0Nmよりも大）の場合に時計回り、負（0Nmよりも小）の場合に反時計回りとする。また、舵角センサの設定によって、時計回り／反時計回りの操舵トルクの符号を逆にしてもよい。

また、ステップＳ１０４において、後輪の片側のみのブレーキ力を解除してもよい。この場合、ステアリングホイール１６を運転者側から見て時計周りに操舵する場合には、右後輪へのブレーキ力のみを解除して車両を後退させる方向の駆動トルクを与える。あるいは、左後輪へのブレーキ力を解除して車両を前進退させる方向の駆動トルクを与えるとよい。一方、ステアリングホイール１６を運転者側から見て反時計周りに操舵する場合には、右後輪へのブレーキ力のみを解除して車両を前進させる方向の駆動トルクを与える。あるいは、左後輪へのブレーキ力のみを解除して車両を後退させる方向の駆動トルクを与えるとよい。

なお、ブレーキ力を解除する方法としては、油圧式のブレーキの場合には、ブレーキ圧を減少させるとよい。この場合、左右のブレーキ圧を独立に制御可能な、ブレーキ液圧制御装置を用いると良い。

後輪による操舵補助を解除し、後輪にブレーキ力を与えるためには、例えば、運転席に操舵補助ON/OFFスイッチを設けて、運転者が操舵補助をOFFに切り替えられるようにすると良い。

次に図３乃至５を参照しながら、後輪の駆動トルクによる操舵補助のメカニズムについて説明する。図３は、車両３０の側面図を模式的に示している。図４は、前記車両３０を矢印Aから見た場合の、車両，車輪およびステアリングホイールの位置関係を模式的に示した図である。

車両３０は矢印（Front）で示す方向が前進の方向である。車両３０には、左前輪８ａ，右前輪８ｂ，左後輪３１ａ，右後輪３１ｂが設けられ、路面３２と接している。

ここで、車両停止状態から、ステアリングホイール１６をθs方向に操舵する場合に、後輪を駆動して操舵補助を行うメカニズムを説明する。この場合、左後輪３１ａには図３に示すように、車両を進行させる方向の駆動トルクTrを負荷し、右後輪３１ｂには負のトルク-Trを負荷する。車輪は弾性体であるため、車輪の接地面はある面積をもった領域となるが、ここでは簡単のため、車輪と路面３２は一点で接すると仮定する。この時、左後輪３１ａと路面３２との接点をPra、右後輪３１ｂと路面３２との接点をPrbとする。また、駆動トルクTr，-Trによって車輪が路面から受ける反力を、点PraにおいてFra、点PrbにおいてFrbとする。

ここで、Fra，Frbは、次式で表すことができる。
Fra ＝ −Frb ＝ Tr／Rw （数１）
ただし、Rwは車輪の半径とする。これらFraおよびFrbにより、車両３０を回頭させるモーメントTvが発生する。車両の回転中心は、車両中心線Xvと後輪の回転中心線Yrとの交点Poであり、モーメントTvは次式で求められる。
Tv ＝ 2・Fra・Wr （数２）
ここで、Wrは、左右後輪間距離の半分の長さ（トレッドの半分の長さ）である。さらに、モーメントTvと釣り合うために、左前輪８ａに路面３２との接点Pfaにて路面からの反力Ffaが発生し、右前輪８ｂに路面３２との接点Pfbにて路面からの反力Ffbが発生する。ここで、Ffa，Ffbは次式によって求められる。
Ffa ＝ Ffb = Tv／(2・L1) （数３）
ただし、L1は車両回転中心Poと点Pfaとの距離である。

さて、車両３０の前輪部には、一般的にキングピンと呼ばれる部材が設けられており、パワーステアリング装置１からの操舵力を最終的に前輪に伝達する役目を担っている。前輪はキングピンを中心に回転運動を行う。これについては、例えば、文献「自動車の運動と制御」（安部正人著、山海堂、ｐｐ．１２９−１３０）に記載されている。

左右の前輪に設けられたキングピンの軸の延長線と路面３２との接点をそれぞれPka，Pkbとすると、車両の構造上、次の関係が一般的に成立する。
L1 ＜ L2 （数４）
ただし、L2は車両の回転中心PoとPkaとの距離（車両の回転中心PoとPkbとの距離も同じ）である。

図５は、車両３０が後輪への駆動トルク負荷により回頭した様子を示す図である。上記の反力Ffa，Ffbと式４の関係によって、左前輪８ａはθta方向に回転し、右前輪８ｂはθtb方向へ回転する。これら車輪の回転方向は、ステアリングホイールθｓの回転方向と一致するため、操舵を補助していることが明らかである。

図６は、操舵トルク検出値から、パワーステアリングが発生する操舵力と、本発明による後輪駆動による操舵補助力とを算出するフローを示す図である。検出された操舵トルクＴｓ(Nm)に、ゲインＧ１（ブロックＧ０１）を乗ずることで、必要な全操舵力Ｆｔ(N)を求める。ただし、Ｆｔはロッド７に付与される推力とする。次に、全操舵力ＦｔにゲインＧ２（ブロックＧ０２）を乗ずることで、パワーステアリングが発生すべき操舵力Ｆｐ(N)を求める。一方、全操舵力ＦｔにゲインＧ３（ブロックＧ０３）を乗ずることで、後輪駆動によって補助すべき操舵力Ｆａｓ(N)を求める。ここで、ゲインＧ２とＧ３との関係は、
Ｇ２＋Ｇ３＝１ （数５）
によって求められる。

図７は、車両停止時において、後輪片側へ負荷する駆動トルクが、操舵を補助する割合を示す簡易的な計算結果である。ロッド７の最大推力として8000Nの能力を持つパワーステアリング装置を対象とした場合、後輪片側駆動トルクとして2600Nmを負荷すれば、パワーステアリング装置の50%に相当する操舵力を発生することが可能である。

図８は、車両停止状態から、後輪に正逆反対の駆動トルクを負荷した場合の、前輪の切れ角を簡易的にシミュレーションした結果である。シミュレーションは、３次元機構解析ソフトを用い、計算モデルは単純な剛体モデルとし、車体と車輪４つ分をモデル化した。従って、ステアリングホイール１６から操舵トルクは入力されず、後輪からの操舵補助力によってのみ前輪が操舵されている。後輪片側に負荷する駆動トルクを100Nm，200Nm，300Nm，400Nm，500Nmと増加させると、前輪切れ角は次第に大きくなることが確認できる。

以上のように構成された本実施例のパワーステアリング装置１を用いれば、車両停止時に、後輪による操舵補助機能を選択し、後輪左右に正逆反対の駆動トルクを負荷することで、車両３０を回頭させるモーメントを発生することが可能であり、このモーメントと釣り合うように左右の前輪に発生する路面３２からの反力によって、左右の前輪がキングピンの左右の接地点Pka，Pkb周りに回転する。従って、パワーステアリング装置１の最大出力を小さくすることが可能とあり、省電力化に寄与することができる。また、パワーステアリング装置の小型も図られるため、搭載性が向上し、多車種への適用が可能となる。

本実施例が実施されていることを確認するためには、車両が停止しており、かつ、運転者がステアリング１６を操舵している状況で、後輪の左右輪が逆方向に回転していることを確認すればよい。

次に本発明の別の実施例を、図９を用いて説明する。車両３０において、後輪の駆動トルクを発生する手段は、左後輪３１ａの回転軸に係合された左後輪アクチュエータ３４ａと、右後輪３１ｂの回転軸に係合された右後輪アクチュエータ３４ｂとする。アクチュエータ３４ａ，３４ｂは、左右輪３１ａ，３１ｂと一体化したホイールインモータとしてもよい。さらに、アクチュエータ３４ａ，３４ｂを前輪の左右に設けても良い。

次に本発明の別の実施例を，図１０を用いて説明する。パワーステアリング装置１００において、操舵入力手段は、ステアリングホイール１６とステアリングホイール１６に係合されて操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１２および操舵反力生成ユニット１０５からなる。

パワーステアリングコントロールユニット１７は、第一の実施例の舵角センサ１３、操舵トルクセンサ１０の代わりに、操舵反力生成ユニット１０５から舵角信号線１０１を介して舵角を検出し、転舵トルクセンサ１０４から転舵トルク信号線１０３を介して転舵トルクを検出することで、電動モータ２０への指令値を算出する。本実施例が、第一の実施例と異なる点は、ステアリングホイール１６から入力される操舵力が、直接ピニオン９に伝達されることがなく、メカ的に絶縁されているステアバイワイヤシステムである点である。

ステアバイワイヤシステムでは、車輪８ａ，８ｂからの操舵反力を生成する必要があるため、パワーステアリングコントロールユニット１７が、操舵反力を生成して反力指令信号線１０２を介して、操舵反力生成ユニット１０５に反力指令値を入力する構成となっている。本実施例では、路面からの加振力を直接ステアリングホイール１６に伝達することがないために、操舵感の向上に有効である。その他の構成は、第１の実施例と同様の構成であるため、説明を省略する。

本実施例が実施されていることを確認するためには、第一の実施例と同様に、車両が停止しており、かつ、運転者がステアリング１６を操舵している状況で、後輪の左右輪が逆方向に回転していることを確認すればよい。

次に本発明の別の実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、車両停止時に操舵補助力を発生させるためのフローの概略である。

車両が停止した状態で（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１２において、後輪による操舵補助を行うか否かの判定を行う。ステップＳ１１２において、操舵補助を行わないと判定した場合には、パワーステアリング装置１のみが駆動される（ステップＳ１１６）。一方、操舵補助を行うと判定した場合には、ステップＳ１１３に進み、ステアリングホイール１６がどちらの方向に操舵されているかを判定する。判定には、操舵トルクセンサ１０を用いるのが良い。

まず、操舵トルクが0Nmの場合には、ステアリングホイール１６が操舵されていない（保舵）と判定され、ステップＳ１１７に進み、運転者がブレーキ操作を続ける間、左右の後輪にブレーキ力が与えられる。一方、操舵トルクが正（0Nmよりも大）あるいは負（0Nmよりも小）の場合には、ステアリングホイール１６が操舵されている（据切り）と判定し、ステップＳ１１４あるいはステップＳ１１５に進む。ここで、ステップＳ１１４に進む条件は、ステアリングホイール１６が運転者側から見て時計回りに操舵されている場合である。

ステップＳ１１４では、右後輪のブレーキのみ解除して車両を後退させる。あるいは、左後輪のブレーキのみ解除して車両を前進させるとよい。一方、ステップＳ１１５に進む条件は、ステアリングホイール１６が運転者側から見て反時計回りに操舵されている場合である。ステップＳ１１５では、左後輪のブレーキのみ解除して車両を後退させる。あるいは、右後輪のブレーキのみ解除して車両を前進させるとよい。

本実施例では、左後輪と右後輪のいずれか一方のブレーキ力を解除することで、後輪による操舵補助が可能であり、左後輪と右後輪とを独立に駆動する必要がないため、機器構成及び制御性の簡素化に有効である。その他の構成は、第１の実施例と同様の構成であるため、説明を省略する。

次に本発明のさらに別の実施例を、図１２および１３を用いて説明する。図１２は、パワーステアリングオイルの温度変化を考慮した場合の、パワーステアリングが発生する操舵力と、本発明による後輪駆動による操舵補助力とを算出するフローを示す図である。

本実施例では、パワーステアリングオイルの温度補償を行うために、第１の実施例に、温度補償ゲインＧ４（ブロックＧ０４）を付加している。必要な全操舵力Ｆｔ(N)に、ゲインＧ３（ブロックＧ０３）を乗じ、さらに温度補償ゲインＧ４（ブロックＧ０４）を乗することで、後輪駆動によって補助すべき操舵力Ｆａｓ2(N)を求める。

図１３は、温度補償ゲインＧ４の一例を示すグラフである。グラフの横軸はパワーステアリングオイルの温度を示し、左の縦軸はパワーステアリングオイルの動粘度を常温時（２０℃）の値を１として無次元化した値（線Ａでプロット）、右の縦軸は温度補償ゲインＧ４（線Ｂでプロット）である。動粘度は低温になるほど大きくなり、パワーステアリング装置のポンプ部や配管等での摩擦損失増大を引き起こす。そこで、摩擦損失による操舵力低下を補うためには、温度補償ゲインＧ４を線Ｂのように設定すると良い。本実施例では，パワーステアリングオイルの温度が低い場合にも、常温時と同等の操舵力を得ることが可能であるため、操舵の違和感を軽減することに有効である。その他の構成は、第１の実施例と同様の構成であるため、説明を省略する。

次に本発明のさらに別の実施例を、図１４および１５を用いて説明する。図１４は、車両旋回走行時にパワーステアリング装置がフェールした場合の、後輪操舵補助のフローを示す図である。

車両が旋回走行中にパワーステアリング装置のフェールを検出した場合（Ｓ１３１）、ステアリングホイール１６が運転者側から見て時計回りに操舵されている場合は、ステップＳ１３２に進み、左後輪と右後輪とに絶対値が等しく正逆反対の駆動トルクを与える。ここで、右後輪には車両を後退させる方向の駆動トルクを与え、左後輪には車輪を前進させる方向の駆動トルクを与えるとよい。一方、ステアリングホイール１６が運転者側から見て反時計回りに操舵されていると判定された場合には、ステップＳ１３３に進む。ステップＳ１３３においては、左後輪と右後輪とに絶対値が等しく正逆反対の駆動トルクが与えられる。ここで、右後輪には車両を前進させる方向の駆動トルクを与え、左後輪には車輪を後退させる方向の駆動トルクを与えるとよい。

図１５は、車両旋回走行時にパワーステアリング装置がフェールした場合に、ブレーキ制御のみで後輪操舵補助を行うフローを示す図である。車両が旋回走行中にパワーステアリング装置のフェールを検出した場合（Ｓ１４１）、ステアリングホイール１６が運転者側から見て時計回りに操舵されている場合は、ステップＳ１４２に進み、右後輪にのみブレーキ力を付加するとよい。一方、ステアリングホイール１６が運転者側から見て反時計回りに操舵されている場合には、ステップＳ１４３に進み、左後輪にのみブレーキ力を付加するとよい。本実施例では、交差点やカーブなどで、パワーステアリングがフェールした場合にも、操舵を補助することが可能であり、安全性の確保に有効である。その他の構成は、第１の実施例と同様の構成であるため、説明を省略する。

上述した各実施例において、後輪制動力制御装置として、左後輪と右後輪とに、各輪のブレーキ力を独立に制御可能なように左後輪用ブレーキアクチュエータ（図示せず）と右後輪用ブレーキアクチュエータ（図示せず）と各ブレーキアクチュエータを制御するコントローラとを備えるとよい。このようなブレーキアクチュエータは油圧や電磁アクチュエータや電動モータを用いて構成することが可能である。油圧を用いる場合、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動する電動モータと、油圧ポンプの発生する液圧により後輪に制動力を付与するブレーキ機構とを備えるとよい。

本発明に係る第１の実施例のパワーステアリング装置全体図である。 本発明に係る車両停止時に操舵補助力を発生させるフローを示すブロック図である。 本発明に係る車両を模式的に示した側面図である。 本発明に係る車両、車輪およびステアリングホイールの位置関係を模式的に示した図である。 本発明に係る車両３０が後輪への駆動トルク負荷により回頭した様子を示す図である。 本発明に係る、操舵トルク検出値からパワーステアリングが発生する操舵力と、本発明による後輪駆動による操舵補助力とを算出するフローを示す図である。 本発明に係る片側の後輪へ負荷する駆動トルクが、操舵を補助する割合を示す簡易的な計算結果である。 本発明に係る後輪に正逆反対の駆動トルクを負荷した場合の、前輪の切れ角を簡易的にシミュレーションした結果である。 本発明に係る他の実施例におけるパワーステアリング装置全体図である。 本発明に係る他の実施例におけるパワーステアリング装置全体図である。 本発明に係る他の実施例における、操舵補助力を発生させるためのフローの概略図である。 本発明に係る他の実施例における、パワーステアリングオイルの温度変化を考慮した場合の、パワーステアリングが発生する操舵力と、本発明による後輪駆動による操舵補助力とを算出するフローを示す図である。 本発明に係る他の実施例における温度補償ゲインＧ４の一例を示すグラフである。 本発明に係る他の実施例における、車両旋回走行時にパワーステアリング装置がフェールした場合の、後輪操舵補助のフローを示す図である。 本発明に係る他の実施例における、車両旋回走行時にパワーステアリング装置がフェールした場合に、ブレーキ制御のみで後輪操舵補助を行うフローを示す図である。

符号の説明

１…パワーステアリング装置、２…油圧パワーシリンダ、３…油圧室、４…シリンダ部、５…ピストン、６…油圧室、７…ラック、８ａ…左前輪、８ｂ…右前輪、９…ピニオン、１０…操舵トルクセンサ、１１…出力軸、１２…ステアリングシャフト、１３…舵角センサ、１４…操舵トルク信号線、１５…舵角信号線、１６…ステアリングホイール、１７…パワーステアリングコントロールユニット、１８…指令値信号線、１９…モータ回転速度信号線、２０…電動モータ、２１…モータドライバ、２２…モータ回転速度・電機子電流信号線、２３…ドライバ出力ケーブル、２４…可逆式ポンプ、２５…供給路、２６…オイルタンク、２７a…油圧配管、２７b…油圧配管、２８…ピストンロッド、３０…車両、３１ａ…左後輪、３１ｂ…右後輪、３２…路面、３４ａ…左後輪アクチュエータ、３４ｂ…右後輪アクチュエータ、１００…パワーステアリング装置、１０１…舵角信号線、１０２…反力指令値信号線、１０３…操舵トルク信号線、１０４…操舵トルクセンサ、１０５…操舵反力生成ユニット。

Claims (21)

1. 運転者の操舵状態に応じて転舵する前輪に操舵補助力を付与する操舵アクチュエータと、運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、左右の後輪に駆動トルクを付与する後輪側アクチュエータと、車両停止状態において操舵状態に基づき左右の後輪の夫々に対し正逆反対の駆動トルクが発生するようにまたは一方輪に駆動トルクが発生し他方輪に制動力が発生するように前記後輪側アクチュエータを駆動制御する後輪アクチュエータ制御手段とを備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   前記後輪アクチュエータ制御手段は、前記操舵状態検出手段が右側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、かつ左側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、
   前記操舵状態検出手段が左側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、かつ左側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
3. 請求項1または2に記載のパワーステアリング装置において、
   前記後輪アクチュエータは、前記左右の後輪に対して絶対値が等しくかつ正逆反対の駆動トルクを付与することを特徴とするパワーステアリング装置。
4. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   前記操舵状態検出手段が右側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、かつ左側の後輪を制動制御し、
   前記操舵状態検出手段が左側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、かつ左側の後輪を制動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
5. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   前記操舵状態検出手段が右側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、
   前記操舵状態検出手段が左側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
6. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   前記操舵状態検出手段が右側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、
   前記操舵状態検出手段が左側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
7. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   前記操舵状態検出手段が右側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が前進する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御し、
   前記操舵状態検出手段が左側方向の操舵状態を検出した場合に、右側の後輪を制動制御し、かつ左側の後輪を車両が後退する方向に駆動トルクが発生するように前記後輪アクチュエータを駆動制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
8. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
   車両が停止状態か否かを判断する車両停止状態判断手段を更に備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
9. 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
   前記車両停止状態判断手段は、フットブレーキの操作状態に基づき車両の停止状態を判断することを特徴とするパワーステアリング装置。
10. 請求項8に記載のパワーステアリング装置において、
    前記車両停止状態判断手段は、車速情報に基づき車両の停止状態を判断することを特徴とするパワーステアリング装置。
11. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
    前記操舵アクチュエータの失陥状態を検出する失陥状態検出手段を更に備え、
    前記後輪アクチュエータ制御手段は、前記失陥状態検出手段が前記操舵アクチュエータの失陥状態を検出した場合に、前記後輪側アクチュエータの駆動トルクを増量補正することを特徴とするパワーステアリング装置。
12. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
    前記操舵アクチュエータは油圧パワーシリンダとこの油圧パワーシリンダの左右の圧力室に選択的に油圧を供給する油圧供給手段とから構成され、
    前記操舵アクチュエータの作動油の温度を検出または推定する温度検出手段を更に備え、
    前記後輪アクチュエータ制御手段は、前記温度検出手段の温度に基づき前記後輪側アクチュエータの駆動トルクを制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
13. 請求項１２に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪アクチュエータ制御手段は、作動油の温度が低いほど前記後輪側アクチュエータの駆動トルクを増量補正することを特徴とするパワーステアリング装置。
14. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
    運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサを更に備え、
    前記後輪アクチュエータ制御手段は、前記操舵トルクに基づき前記後輪側アクチュエータの駆動トルクを制御することを特徴とするパワーステアリング装置。
15. 請求項１４に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪アクチュエータ制御手段は、前記操舵トルクが大きいほど前記後輪側アクチュエータの駆動トルクを増量補正することを特徴とするパワーステアリング装置。
16. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
    前記左右の後輪の制動力を制御する後輪制動力制御手段を更に備え、
    この後輪制動力制御手段は、前記後輪側アクチュエータが駆動トルクを発生した場合に、この左右の後輪の制動力を抜くことを特徴とするパワーステアリング装置。
17. 請求項１６に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪制動力制御手段は、フットブレーキ操作とは無関係に制動力を発揮することを特徴とするパワーステアリング装置。
18. 請求項１６に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪制動力制御装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記油圧ポンプの発生する液圧により後輪に制動力を付与するブレーキ機構とを備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
19. 請求項１６に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪制動力制御装置は、前記後輪に制動力を付与する電磁アクチュエータから構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
20. 請求項1に記載のパワーステアリング装置において、
    前記後輪側アクチュエータは、後輪夫々に設けられた電動モータであることを特徴とするパワーステアリング装置。
21. 運転者の操舵状態に応じて転舵する前輪に操舵補助力を付与する操舵アクチュエータと、運転者の操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、左右の後輪に駆動トルクを付与する後輪側アクチュエータと、車両停止状態において操舵状態に基づき左右の後輪の夫々に対し異なる駆動トルクが発生するように前記後輪側アクチュエータを駆動制御する後輪アクチュエータ制御手段とを備え、左右の後輪に付与する駆動トルクの回転中心は左右の後輪軸上であることを特徴とするパワーステアリング装置。
    

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