JP2008149961A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両のステアリングホイール30の操作に基づいて目標補助力を求め、求めた目標補助力に応じて操舵補助用のモータ5を駆動して、操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイール30の操作に伴って変化する操舵角度、該操舵角度から算出した操舵角速度及び操舵角加速度を操舵系の運動方程式に適用して必要トルクを算出して、算出された必要トルクから目標操舵トルクを算出しているから、目標補助トルクを求めるためにトルクセンサを設ける必要がなく、ステアリング軸3を剛性の高い中空材又は中実材により構成することにより操舵感を向上することができる。
【選択図】図1
Description
Tn =J・αh +C・ωh +K・θh +Th … (1)
ここで、Jは操舵系の慣性モーメント、Cは操舵系の粘性摩擦係数、Kは操舵系の弾性係数、Th は操舵系の動摩擦により決まるトルク(以下、動摩擦トルクという)である。θh は操舵角度である。ωh は操舵角速度であり、θh の一階微分値として与えられる。αh は操舵角加速度であり、θh の二階微分値として与えられる。
Ta =Tn −Tha … (2)
ここで、Thaはステアリングホイール30を回転操作する運転者が加えるべき操舵入力トルク狙い値であり、後述するように車速に応じてステアリングホイール30の手応え感として適宜設定されているパラメータである。
Tn =J・α+C・ω+K・θ+Th … (3)
θ=θh −θ0 … (4)
ここで、ωは相対操舵角速度であり、θの一階微分値として与えられる。αは相対操舵角加速度であり、θの二階微分値として与えられる。
Tn =K・θ+Th … (5)
Tn =Tt … (6)
Tt はタイヤの接地面と路面間に働く摩擦力をトルク換算した値に基づいて決定されている(以下、上限トルクという)。なお、上限トルクTt として、例えば、車両据え切り時、タイヤの弾性領域の弾性係数及びタイヤが滑り出すトルクが路面摩擦変化などの外的要因で変化しないという条件下にて計測により求めた所定値を用いることができる。なお、タイヤの接地面と路面間に働く摩擦力は、車速の遅速に応じて大小に変化するから、この上限トルクTt は、車速Vの遅速に応じて大小となるように設定してある。
θ0 =θhr−(Ttr−Th )/K … (7)
ここで、θhrは切り返し時の操舵角度θh 、Ttrは切り返し時における上限トルクである。
Claims (8)
- 車両の操舵部材の操作に基づいて目標補助力を求め、求めた目標補助力に応じて操舵補助用のモータを駆動して、操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材の操作に伴って変化する操舵角度を検出する操舵角センサと、該操舵角センサにより検出される操舵角度を用いて操舵角速度及び操舵角加速度を算出する算出手段と、該算出手段により算出される操舵角速度及び操舵角加速度並びに前記操舵角センサにより検出される操舵角度を用いて前記目標補助力を算出する補助力算出手段とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 前記補助力算出手段は、前記操舵角度に比例する弾性項と、前記操舵角速度に比例する粘性項と、前記操舵角加速度に比例する慣性項とを含む運動方程式を用いて、前記車両の操舵用車輪を転舵させるために必要な操舵力を求め、求めた操舵力から前記目標補助力を算出するように構成してある請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
- 車両の操舵部材の操作に基づいて目標補助力を求め、求めた目標補助力に応じて操舵補助用のモータを駆動して、操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材の操作に伴って変化する操舵角度を検出する操舵角センサと、該操舵角センサにより検出される操舵角度から予め定めた基準操舵角度を減算して相対操舵角度を算出する相対角度算出手段と、該相対角度算出手段により算出された相対操舵角度を用いて相対操舵角速度及び相対操舵角加速度を算出する算出手段と、該算出手段により算出される相対操舵角速度及び相対操舵角加速度並びに前記相対角度算出手段により算出される相対操舵角度を用いて前記目標補助力を算出する補助力算出手段とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 前記補助力算出手段は、前記相対操舵角度に比例する弾性項と、前記相対操舵角速度に比例する粘性項と、前記相対操舵角加速度に比例する慣性項とを含む運動方程式を用いて、前記操舵用車輪を転舵させるために必要な操舵力を求め、求めた操舵力から前記目標補助力を算出するように構成してある請求項3記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記補助力算出手段は、前記運動方程式を用いて求めた操舵力が、予め定めた上限操舵力以上であるときに、該上限操舵力から前記目標補助力を算出するように構成してある請求項4記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵部材が切り返し中であることを判定する判定手段を備え、前記相対角度算出手段は、前記補助力算出手段により算出される操舵力が前記上限操舵力以上である状態下にて、前記判定手段により切り返し中であると判定されたとき、前記基準操舵角度を再設定するように構成してある請求項5記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記運動方程式は、前記操舵部材の操作に応じて生じる動摩擦を示す動摩擦項を含んでおり、前記補助力算出手段は、前記操舵角度に応じて、前記運動方程式の弾性項及び動摩擦項の一方又は両方を変更するように構成してある請求項4乃至6のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記車両の走行速度を検出する車速センサを備え、前記補助力算出手段は、前記車速センサにより検出された車速に応じて、前記上限操舵力、弾性項及び動摩擦項のうち少なくとも1つを変更するように構成してある請求項5乃至7のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
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