JP2943409B2 - 車両用動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用動力舵取装置に
係り、特に、操舵角を検出する操舵角検出手段と車速を
検出する車速検出手段からの信号に基づいて操舵力をア
シストするようにした車両用動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用動力舵取装置は、例え
ば、特開平１−２４４９７８号公報にて提案されてい
て、同装置においては、ステアリングシャフトを駆動す
るように設けた電動モータへの通電電流の制御を、操舵
角信号と車速信号に基づきステアリングホイールを直進
方向へ戻す復元トルクを与える制御信号を発すると共
に、該制御信号を、操舵速度が大となるに従って次第に
大となるよう可変制御する制御回路からの出力信号によ
り行うようにし、これによって得られたステアリングシ
ャフトの捩りトルクに応じて油圧式動力舵取装置により
転舵方向へのパワアシストが得られるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の車両用動力舵取装置においては、操舵の切り戻し時
（ステアリングホイールを中立位置すなわち直進走行位
置に戻す時）、運転者の操舵力による戻し方向トルクに
電動モータによる戻し方向トルク（操舵速度が大となる
に従って次第に大となるトルク）が付加されるため、ス
テアリングシャフトに作用する戻し方向の捩りトルクが
大きくなり、油圧式動力舵取装置によって得られる戻し
方向へのパワアシストが大きくなってしまい操舵性が良
くない。本発明は、上記した問題に対処すべくなされた
ものであり、操舵の切り戻し時の操舵性を改善すること
を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該車両用動力舵取装置
を、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車速を検出す
る車速検出手段と、これら両検出手段からの信号に基づ
いて操舵角，切り増し・切り戻し速度及び車速に対応す
る各値を演算する第１演算手段，操舵角と車速に対応す
る各値に基づいて基準とするハンドルを直進方向に戻す
復元トルク値を演算する第２演算手段，切り増し・切り
戻し速度と車速に対応する各値に基づいて切り増し時に
は切り増し時の付加復元トルク値を演算し切り戻し時に
は切り増し時の付加復元トルク値より小さい切り戻し時
の付加復元トルク値を演算する付加復元トルク値を演算
する第３演算手段，基準復元トルク値と付加復元トルク
値を加算して総復元トルク値を演算する第４演算手段及
び総復元トルク値に対応する出力値を演算する第５演算
手段を備えるコントローラと、出力値に応じた出力でハ
ンドルを直進方向に戻す復元トルクの出力手段を備える
構成とした。

【０００５】

【発明の作用・効果】本発明による車両用動力舵取装置
においては、操舵角，切り増し・切り戻し速度及び車速
に応じて第１演算手段から第５演算手段の演算によって
得られる出力値に応じた出力（復元トルク）が出力手段
にて得られて運転者の操舵力が加減される。ところで、
操舵の切り増し時には、第３演算手段にて切り増し時の
付加復元トルク値（例えば、基準復元トルク値を増大さ
せる付加復元トルク値）が演算され、また操舵の切り戻
し時には、第３演算手段にて切り増し時の付加復元トル
ク値より小さい切り戻し時の付加復元トルク値（例え
ば、基準復元トルク値を減少させる付加復元トルク値）
が演算される。したがって、操舵の切り戻し時にて得ら
れる復元トルクは操舵の切り増し時にて得られる復元ト
ルクに比して小さくなり、ステアリングホイールの戻り
が過度に大きくなることはなく操舵感が向上する。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１はステアリングホイール１０と一体のス
テアリングシャフト１１に作用する捩りトルクに応じて
転舵方向へパワアシストする公知のラック・ピニオン型
油圧式動力舵取装置Ａを備えた車両用舵取装置に本発明
を実施した例を示していて、この装置においてはステア
リングシャフト１１に復元トルク出力手段としての電動
モータ１２が設けられるとともに操舵角θを検出する操
舵角センサ１３が設けられている。電動モータ１２は、
減速機構を介してステアリングシャフト１１を正逆回転
駆動するものであり、その出力（正転又は逆転駆動トル
ク）はコントローラ１４からの制御電流によって制御さ
れるように構成されている。

【０００７】コントローラ１４は、当該車両の車速Ｖを
検出する車速センサ１５と操舵角θを検出する操舵角セ
ンサ１３から入力される各信号に基づいて電動モータ１
２に制御電流を出力するものであり、各センサ１３，１
５に接続され図２，図３に示すフローチャートに対応し
たプログラムを記憶するとともに同プログラムの実行に
必要な各種データを記憶しまた図４に示した車速Ｖと各
制御定数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３との各関係をマップの形で記
憶するマイクロコンピュータ１４ａと、同マイクロコン
ピュータ１４ａと電動モータ１２に接続されマイクロコ
ンピュータ１４ａからの出力信号に基づいて電動モータ
１２を制御電流にて駆動させる駆動回路１４ｂを備えて
いる。

【０００８】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイール１０が回転操舵されて車輪が
転舵されるとき、油圧式動力舵取装置Ａが作動して、運
転者の操舵力がアシストされる。これと同時に、電動モ
ータ１２がコントローラ１４からの制御電流によって作
動してステアリングシャフト１１にトルクが加えられ
る。

【０００９】ところで、コントローラ１４のマイクロコ
ンピュータ１４ａにおいては、当該車両のイグニッショ
ンスイッチ（図示省略）がＯＮ状態であるとき、図２，
図３のフローチャートに対応したプログラムが繰り返し
実行されていて、図２のステップ１０１にて車速センサ
１５からの車速Ｖを表す検出信号と操舵角センサ１３か
らの操舵角θを表す検出信号が読み込まれて記憶され、
またステップ１０２にてこれら両検出信号に基づいて車
速Ｖと操舵角θに対応する各値の演算が実行されるとと
もに操舵角θを表す信号を微分することにより切り増し
・切り戻し速度dθ／dt に対応する値の演算が実行され
る。またステップ１０３にて車速Ｖに対応する値に基づ
いて図４の各関係を表す各マップを参照して各制御定数
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の演算が実行され、ステップ１０４に
て総復元トルク値Ｔの演算ルーティンが実行される。

【００１０】総復元トルク値Ｔの演算ルーティンは、図
３にて示したように、ステップ１１１からステップ１１
５の各ステップからなり、ステップ１１１にて操舵角θ
に対応する値と制御定数Ｋ１（車速Ｖによって決定され
る）に基づいて基準復元トルク値（Ｔａ＝Ｋ１×θ）の
演算が実行され、ステップ１１２にて切り増し・切り戻
し速度dθ／dt に対応する値と制御定数Ｋ２（車速Ｖに
よって決定される）に基づいて付加復元トルク値（Ｔｈ
＝Ｋ２×dθ／dt ）の演算が実行される。またステップ
１１３にて付加復元トルク値Ｔｈの絶対値が制御定数Ｋ
３以下か否かが判定され、「ＮＯ」との判定に基づいて
ステップ１１４にて付加復元トルク値Ｔｈの絶対値が制
御定数Ｋ３とされてステップ１１５に進み、また「ＹＥ
Ｓ」との判定に基づいてステップ１１５に進み、ステッ
プ１１５にて総復元トルク値（Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｈ）の演算
が実行される。

【００１１】また総復元トルク値Ｔの演算ルーティン実
行後のステップ１０５（図２参照）にて、総復元トルク
値Ｔに対応する制御電流値Ｉの演算が実行されて出力さ
れ、この出力信号に基づいて駆動回路１４ｂが電動モー
タ１２に制御電流を付与して駆動させる。したがって、
操舵角θ，切り増し・切り戻し速度dθ／dt 及び車速Ｖ
に応じて上述したように得られる制御電流値Ｉに応じた
出力（復元トルク）が電動モータ１２によりステアリン
グシャフト１１に加えられて運転者の操舵力が加減され
る。

【００１２】ところで、操舵の切り増し時（θ＞０でd
θ／dt＞０のとき又はθ＜０でdθ／dt＜０のとき）に
は、ステップ１１２にて基準復元トルク値を増大させる
付加復元トルク値Ｔｈが演算され、また操舵の切り戻し
時（θ＞０でdθ／dt ＜０のとき又はθ＜０でdθ／dt
＞０のとき）には、ステップ１１２にて基準復元トルク
値を減少させる付加復元トルク値Ｔｈが演算される。し
たがって、図５にて示したように、操舵の切り戻し時に
て得られる復元トルクは操舵の切り増し時にて得られる
復元トルクに比して小さくなり、ステアリングホイール
１０の戻りが過度に大きくなることはなく操舵感が向上
する。

【００１３】上記実施例においては、総復元トルク値Ｔ
の演算ルーティンが図３に示した各ステップ１１１〜１
１５にて構成されるようにして、正弦波形の操舵時に図
５にて示した各特性が得られるようにしたが、総復元ト
ルク値Ｔの演算ルーティンを図６に示した各ステップ１
２０〜１３０にて構成し、操舵の切り増し時と操舵の切
り戻し時では異なる付加復元トルク値が得られる（操舵
の切り戻し時において得られる付加復元トルク値が操舵
の切り増し時において得られる付加復元トルク値より小
さい）ようにして、正弦波形の操舵時に図８にて示した
各特性が得られるようにしてスポーティ感（切り戻し時
の重さで実現）が得られるように実施することも可能で
ある。

【００１４】ところで、図６に示した総復元トルク値Ｔ
の演算ルーティンにおいては、ステップ１２０にて操舵
角θに対応する値と制御定数Ｋ１（車速Ｖによって決定
される）に基づいて基準復元トルク値（Ｔａ＝Ｋ１×
θ）の演算が実行され、ステップ１２１にて操舵角θと
その微分値dθ／dt から操舵の切り増し時か否かが判定
され、「ＹＥＳ」との判定に基づいてステップ１２２〜
１２５の実行がなされ、また「ＮＯ」との判定に基づい
てステップ１２６〜１３０の実行がなされる。

【００１５】ステップ１２２〜１２５の実行において、
ステップ１２２にて切り増し・切り戻し速度dθ／dt に
対応する値と制御定数Ｋ２に基づいて付加復元トルク値
（Ｔｈ＝Ｋ２×dθ／dt ）の演算が実行され、またステ
ップ１２３にて付加復元トルク値Ｔｈの絶対値が制御定
数Ｋ３以下か否かが判定され、「ＮＯ」との判定に基づ
いてステップ１２４にて付加復元トルク値Ｔｈの絶対値
が制御定数Ｋ３とされてステップ１２５に進み、また
「ＹＥＳ」との判定に基づいてステップ１２５に進み、
ステップ１２５にて総復元トルク値（Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｈ）
の演算が実行される。

【００１６】一方、ステップ１２６〜１３０の実行にお
いて、ステップ１２６にて車速Ｖに対応する値に基づい
て図７の各関係を表す各マップを参照して各制御定数Ｋ
２′，Ｋ３′の演算が実行され（図７に破線で示した各
制御定数Ｋ２，Ｋ３は比較のためのものである）、ステ
ップ１２７にて切り増し・切り戻し速度dθ／dt に対応
する値と制御定数Ｋ２′に基づいて付加復元トルク値
（Ｔｈ′＝Ｋ２′× dθ／dt）の演算が実行され、また
ステップ１２８にて付加復元トルク値Ｔｈ′の絶対値が
制御定数Ｋ３′以下か否かが判定され、「ＮＯ」との判
定に基づいてステップ１２９にて付加復元トルク値Ｔ
ｈ′の絶対値が制御定数Ｋ３′とされてステップ１３０
に進み、「ＹＥＳ」との判定に基づいてステップ１３０
に進み、ステップ１３０にて総復元トルク値（Ｔ＝Ｔａ
＋Ｔｈ′）の演算が実行される。

【００１７】上記実施例においては、油圧式動力舵取装
置Ａを備えた車両用舵取装置に本発明を実施した例を説
明したが、本発明は他の形式の動力舵取装置、例えば電
動式動力舵取装置を備えた車両用舵取装置にも同様に実
施できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を概略的に示す全体構成図
である。

【図２】 図１のコントローラにて実行されるプログラ
ムに対応したフローチャートである。

【図３】 総復元トルク値演算ルーティンを示すフロー
チャートである。

【図４】 車速と各制御定数の関係を示す特性線図であ
る。

【図５】 図２，図３のフローチャートに基づいて電動
モータにて得られる復元トルク特性線図である。

【図６】 総復元トルク値演算ルーティンの変形例を示
すフローチャートである。

【図７】 車速と各制御定数の関係を示す特性線図であ
る。

【図８】 図２，図６のフローチャートに基づいて電動
モータにて得られる復元トルク特性線図である。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール（ハンドル）、１２…電動
モータ（復元トルク出力手段）、１４…コントローラ、
１４ａ…マイクロコンピュータ、１４ｂ…駆動回路、１
３…操舵角センサ、１５…車速センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵角を検出する操舵角検出手段と、車
   速を検出する車速検出手段と、これら両検出手段からの
   信号に基づいて操舵角，切り増し・切り戻し速度及び車
   速に対応する各値を演算する第１演算手段，操舵角と車
   速に対応する各値に基づいて基準とするハンドルを直進
   方向に戻す復元トルク値を演算する第２演算手段，切り
   増し・切り戻し速度と車速に対応する各値に基づいて切
   り増し時には切り増し時の付加復元トルク値を演算し切
   り戻し時には切り増し時の付加復元トルク値より小さい
   切り戻し時の付加復元トルク値を演算する第３演算手
   段，基準復元トルク値と付加復元トルク値を加算して総
   復元トルク値を演算する第４演算手段及び総復元トルク
   値に対応する出力値を演算する第５演算手段を備えるコ
   ントローラと、出力値に応じた出力でハンドルを直進方
   向に戻す復元トルクの出力手段を備えてなる車両用動力
   舵取装置。