JP2949293B2

JP2949293B2 - 動力舵取装置

Info

Publication number: JP2949293B2
Application number: JP34157389A
Authority: JP
Inventors: 俊彦大道; 秀年田伏; 浩史松岡
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH03200475A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は舵輪操作に要する力をモータの回転力により
補助する電動式の動力舵取装置（パワーステアリング）
に関する。

〔従来技術〕

舵輪に加えられた操舵トルクをトルクセンサにより検
出し、この検出トルクが所定の不感帯を超える場合に、
前記検出トルクに比例した駆動電流を操舵補助用のモー
タに通流させて該モータを駆動し、自動車の操舵に要す
る力を該モータの回転力により補助する操舵補助制御を
行い、運転者に快適な操舵感覚を提供する電動式の動力
舵取装置が開発されている。

このような動力舵取装置では、前述した操舵補助制御
の他に舵取機構の舵角を検出し、舵輪戻し時に、舵角に
応じた電流によりモータを御する戻し制御、舵角の時間
的変化により得られた舵輪の回転角速度に応じて駆動電
流を減らし、操舵感覚のふらつき感を抑制するダンピン
グ制御及び舵輪操舵時に車速に応じた疑似動摩擦力を付
与する動摩擦制御等の種々の制御が行われ、良好な操舵
感を得られるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、いうれの制御においても、１種類の定
められた制御特性により処理してモータ制御をしている
ので、舵輪操舵感覚は定まったものとなっていた。

従って運転者の要求にあった操舵感覚を得ることがで
きず、例えば男女の性差等による操舵補助力の制御特性
の変更、市街地走行、山岳走行等の走行状態及び濡れた
路面、舗装路面、未舗装路面等の路面状況による操舵感
覚の変更等を行えなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、種々
の制御における特性データを複数用意し、それらを選択
することにより、運転者の好み、路面状況、走行状態等
に応じた操舵感覚を得ることができる動力舵取装置を提
供することを目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に係る動力舵取装置は、舵輪に加えられる操
舵トルクを検出するトルクセンサを含む複数のセンサか
らの出力データに応じた駆動電流で制御される操舵補助
用のモータを備えた動力舵取装置において、各センサの
出力データと前記駆動電流に関連する値との関係により
定まるそれぞれ複数種類の特性を有した制御データ複数
を格納する格納手段と、前記複数の制御データのうち、
ダンピング特性、動摩擦特性及び戻し特性のうち少なく
ともひとつの特性と、アシスト特性とを組み合わせて選
択することができる選択手段とを備え、前記選択手段
は、複数の制御データのそれぞれ複数種類の特性を予め
組み合わせて設定された操舵感覚を任意に選択し、変更
するようにしてあることを特徴とする。

請求項２に係る動力舵取装置は、路面状況，走行状態
の検出値に基づき前記操作感覚を切換えるようにしてあ
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、各センサの出力データと前記駆動
電流に関連する値との関係により定まる複数種類の特性
を有した制御データ複数を格納手段に格納してあり、複
数の制御データのそれぞれ複数種類の特性を予め組合せ
て設定された操舵感覚を任意に選択できるので、運転者
の好み、路面状況、走行状態の検出値等に応じて最適な
操舵感覚を得ることができる。

〔実施例〕以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置の一部
破断正面図、第２図は第１図のII−II線による拡大断面
図、第３図は回転検出器の構造を示す第１図のIII−III
線による拡大断面図である。

図において１はラック軸であり、長手方向を左右方向
として車体の一部に固設され筒状をなすラック軸ケース
２にこれと同心をなして内挿されている。また３はピニ
オン軸であり、ラック軸ケース２の一端部近傍に連設し
たピニオン軸ケース４の内部にラック軸１に対してその
軸心を斜交させた状態に軸支されている。

該ピニオン軸３は、第２図に示す如く、トーションバ
ー５を介して同軸上に連結された上軸3aと下軸3bとから
なり、上軸3aは玉軸受40によりピニオン軸ケース４内に
支承され、その上端部を図示しないユニバーサルジョイ
ントを介して舵輪に連動連結してある。また下軸3bは、
ピニオン軸ケース４の下側開口部からその下部を適長突
出させた状態で、上端部近傍位置を４点接触玉軸受41に
よりピニオン軸ケース４内に支承されている。前記４点
接触玉軸受41は、下軸3bの下端部側からこれに外嵌さ
れ、下軸3bの上端部近傍に形成した段部と、下端部側か
ら外嵌され外周面にかしめて固定されたカラー42とによ
り、その内輪の両側を挾持されて下軸3bの外側に軸長方
向に位置決めされた後、下軸3bと共に前記下側開口部か
らピニオン軸ケース４に内嵌され、該ケース４の下部に
形成された環状肩部と、前記開口部から該ケース４に螺
合されたロックナット43とにより、その外輪の両側を挾
持されてピニオン軸ケース４の内側に軸長方向に位置決
めされ、下軸3bに作用するラジアル荷重及び両方向のア
キシアル荷重を負荷する。

ピニオン軸ケース４から突出された前記下軸3bの中途
部には、その軸長方向に適宜の長さに亘るピニオン歯30
が形成されており、該ピニオン歯30は、ピニオン軸ケー
ス４が前記ラック軸ケース２の上側に固定ボルト44によ
り固着された場合に、該ラック軸ケース２の内部におい
て、前記ラック軸１の一端部寄りの位置に軸長方向に適
長に亘って形成されたラック歯10に噛合し、下軸3bとラ
ック軸１との互いの軸心を斜交させた状態で係合せしめ
ている。前記下軸3bは、ラック軸１との係合位置よりも
更に下方に延長され、その下端部には、これと同軸をな
し、その歯形成面を下向きとして大傘歯車31が嵌装され
ており、該大傘歯車31を囲繞する態様にてラック軸ケー
ス２の下側に連設された傘歯車ハウジング20内に針状こ
ろ軸受33により支承せしめてある。従って下軸3bは、前
記４点接触玉軸受１と針状ころ軸受33とによりラック歯
10とピニオン歯30との噛合位置の両側において支承され
ることになり、該噛合位置において下軸3bに生じる撓み
量は所定の許容範囲内に保たれる。

更にラック歯10とピニオン歯30との噛合位置には、こ
れらが隙間なく噛合されるように、ピニオン軸３に向か
う押しばね11の付勢力によりラック軸１を押圧するラッ
クガイド12が設けてあり、ラック軸１は、前記噛合位置
においてラックガイド12と下軸3bとにて半径方向両側か
ら挾持された状態で支承されると共に、ピニオン軸ケー
ス４との連設位置と逆側のラック軸ケース２の端部に内
嵌した軸受ブッシュ13により支承されており、ラック軸
ケース２の内部においてその軸長方向に移動自在となっ
ている。ラック軸ケース２の両側に夫々突出されたラッ
ク軸１の左右両端部は、各別の玉継手14,14を介して、
図示しない左右の車輪に夫々連なるタイロッド15,15に
連結されており、ラック軸１の軸長方向への移動により
車輪が左，右に舵取りされるようになっている。

第２図中の６は、舵輪に加えられる操舵トルクを検出
するトルクセンサであり、前記上軸3aに外嵌されこれと
共に回動し、その下側端面に上軸3aの軸心を中心とする
環状の抵抗体を形成してなる抵抗体保持部材60と、前記
下軸3bに外嵌されこれと共に回動し、その上側端面に前
記抵抗体上の半径方向の一点に摺接する検出子を形成し
てなる検出子保持部材61とにてポテンシオメータを構成
してなるものである。ピニオン軸３の上軸3aは舵輪の回
動に応じてその軸心廻りに回動するが、下軸3bには車輪
に作用する路面抵抗がラック軸１を介して作用してお
り、両軸間に介装したトーションバー５には舵輪に加え
られた操舵トルクに応じた捩れが生じる。トルクセンサ
６は、該トーションバー５の捩れに伴って上軸3aと下軸
3bとの間に生じる周方向の相対変位を前記検出子と抵抗
体との摺接位置に対応する電位として出力するものであ
り、トーションバー５に捩れが生じていない場合、換言
すれば舵輪操作がなされていない場合に所定の基準電位
を出力するように初期調整されている。トルクセンサ６
の出力信号は時系列的に制御部７に入力されており、制
御部７はこの信号を前記基準電位と比較して前記操舵ト
ルクの方向及びその大きさを認識し、後述する如く配設
された操舵補助用のモータ８に駆動信号を発する。

操舵補助用のモータ８は、電磁クラッチ16、遊星ギヤ
減速装置９及び前記大傘歯車31に噛合するこれよりも小
径の小傘歯車32を介して前記下部軸3bにその回転力を伝
達するものである。

電磁クラッチ16は円環状をなし、モータ８の中間ケー
ス81に固着されたコイル部161と、モータ８の回転軸80
の一側にこれと同軸をなして外嵌され、該回転軸80と共
に回転する主動部162と、円板状をなし該主動部162と対
向し、コイル部161への通電による電磁力により主動部1
62と係着する係脱部163とから構成されており、モータ
８の回転力の係脱を行っている。

遊星ギヤ減速装置９は係脱部163に内嵌し、回転する
と共に太陽ギヤを有し、その一端を主動部に内嵌された
軸受に支承され、他端を後述する遊星キャリア93に内嵌
された軸受に支承された太陽軸90と、前記モータ８のケ
ーシング端面82に回転軸80と同軸をなして固着された円
環状をなす外環91と、該外環91の内周面及び前記太陽軸
90の太陽ギヤ外周面に夫々転接し、各別の軸心廻りに自
転すると共に太陽ギヤの軸心廻りに公転する複数個の遊
星ギヤ92,92…と、これらの遊星ギヤ92,92…を夫々軸支
する遊星キャリヤ93とから構成され、前記モータ８より
も小なる外径を有し、回転軸80の一側に該モータ８及び
電磁クラッチ16と一体化されている。遊星ギヤ減速装置
９の出力軸94は、モータ８の回転軸80と同軸上に位置す
る前記遊星キャリヤ93の軸心位置に嵌入，固定され、ケ
ーシングの外部に適長突出させてある。該出力軸94の先
端部には前記小傘歯車32が、その歯形成面を先端側に向
けて嵌装されており、該小傘歯車32は、出力軸94と共に
前記遊星ギヤ92,92…の公転に応じて回転するようにな
っている。

前記モータ８と電磁クラッチ16と遊星ギヤ減速装置９
とは、これらの軸心がラック軸１の軸心と略平行をなし
た状態で、小傘歯車32を内側として前記傘歯車ハウジン
グ20に内嵌され、該ハウジング20の内部において前記小
傘歯車32が前記下部軸3bの下端部に嵌装された大傘歯車
31に噛合させてあり、またラック軸ケース２の外側に設
けたブラケット2aに固着させてある。大傘歯車31と小傘
歯車32との間のバックラッシ調整は、遊星ギヤ減速装置
９を傘歯車ハウジング20に内嵌する際に、遊星ギヤ減速
装置９のケーシングと傘歯車ハウジング20との突合せ部
に介装するシムの厚さ及び／又は枚数を変更することに
より容易に行い得る。

またモータ８の回転軸80の他側にはモータ８の回転位
置を検出する回転検出器17が設けられ、該回転検出器17
はモータ８の回転軸80の他側に外嵌された円板状をな
し、Ｎ極,S極を各２極有する磁石板170と、その周囲に
所定の取付角度β（本実施例ではβ＝135゜）をなし取
付けられた２つのリードスイッチ171,171とから構成さ
れる。第４図は回転検出器の出力波形を示す波形図であ
る。２つのリードスイッチ171,171は取付角度βを135゜
となし取付けられているので出力波形は90度位相がずれ
て出力される。これが１回転で各々４波形出力されるの
でその立上がりと立下りとを検出することによりこの回
転検出器17は１回転の1/16の分解能を有することとな
る。

この回転検出器17は、タコジェネレータ等の従来の回
転検出器と比べ、回転数０から検出可能でありロータの
相対位置が検出できる。

またフォトインタラプタ型のロータリエンコーダに比
べ小型であり、高温に対しても強く、経年変化が少なく
価格も安くなる。さらに出力波形がパルス出力となるの
でマイクロコンピュータ等のCPUに簡単にその検出結果
が取り込める。

第５図は制御部７の構成を示すブロック図であり、制
御部７には、前述したトルクセンサ６の出力信号のほか
に回転検出器17の出力信号及び車速を検出する車速検出
器18の出力信号並びに操舵感覚を切換える８個のスイッ
チS1,S2〜S8を有する特性切換部19及び電源50が供給す
る電力を開閉するイグニッションキー51の切換結果が入
力されており、ここで後述する制御がなされ、モータ８
及びクラッチ16を駆動する駆動信号が夫々出力される。
ここでスイッチS1〜S8はいずれか１つのスイッチS1〜S8
がオンすると他は自動的にオフするようになっており、
後述する操舵感覚のうち、スイッチS1〜S8のオンのいず
れか１つを選択する。

制御部７は、トルクセンサ６、回転検出器17、車速検
出器18及び特性切換部19からの出力信号又は切換結果を
A/D変換等の処理によりマイクロコンピュータ70に取込
める形に変換するインタフェース76、電源50から供給さ
れる電力からマイクロコンピュータ70に与える種々の電
力を生成する電源回路77、及びそれらにより操舵補助の
ための制御を行うマイクロコンピュータ70、マイクロコ
ンピュータ70からの出力信号によりPID制御によりPWM信
号を生成し、モータの駆動電流を出力するモータ駆動回
路72及び異常発生時等にクラッチの係脱を行うクラッチ
駆動信号を出力するクラッチ駆動回路78から構成され
る。

またマイクロコンピュータ70は各種演算処理を行うCP
U 701及び各種制御プログラム、後述する各種テーブ
ル、データ等を記憶するメモリ部702を有している。

次に制御部７での制御について説明する。

第６図は制御部の要部の機能構成及び制御動作を示す
ブロック線図である。

トルクセンサ６のトルク検出信号は、その位相を進
め、系を安定化するための位相補償部71a、及び舵角の
中点を演算する中点演算部71bに与えられており、該位
相補償部71aに与えられたトルク検出信号は、そこにて
位相補償され、補償検出トルクTcとして減算器74aに与
えられる。

また、車速検出器18の車速検出信号は、後述するモー
タ８の指示電流Ｉを生成する指示電流関数部73aと、前
記トルク検出信号及び指示電流Ｉの値を減算すべく減算
元信号S_r0を生成する減算信号関数部73bと、前記減算元
信号S_r0に加算される動摩擦信号S_fを生成する動摩擦信
号関数部73cと、中点演算部71bと、戻し時の電流を制御
する戻し制御部73dとに夫々与えられる。そして、回転
検出器17の回転位置信号は、相対操舵角を算出する相対
操舵角算出部71g及び角速度検出部71dに与えられてお
り、角速度検出部71dに与えられた回転位置信号は該角
速度検出部71dにて微分演算され、角速度ωとして減算
信号関数部73b及び動摩擦信号関数部73cに与えられる。

前記減算信号関数部73bにおいては、車速Ｖの値に応
じて角速度ωと減算元信号S_r0との関係がゲインの異な
る３種類のダンピングテーブルDT1,DT2,DT3に関数化さ
れ記憶されており、ダンピングテーブルDT1,DT2,DT3は
この順にゲインが小さな減算元信号S_r0が得られ、ダン
ピングテーブルDT2は通常のダンピング特性を示してい
る。そして、減算信号関数部73bにおいて、角速度ω及
び車速Ｖから減算元信号S_r0が求められ、該減算元信号S
_r0が加算器74dへ与えられる。

第７図は減算信号関数部73bでのダンピングテーブルD
T2の減算元信号S_r0の角速度ωとの関係を示すグラフで
あり、縦軸に減算元信号S_r0を、また横軸に角速度ωを
とっている。第７図に示すように減算元信号S_r0は角速
度ωの増加に比例して増加し、この比例関係は車速V₁,V
₂,V₃（但しV₁＜V₂＜V₃）に依存し、車速Ｖが速くなるに
従って、入力される角速度ωに対する減算元信号S_r0の
比（ゲイン）が大となるようになっている。このため、
減算元信号S_r0は車速Ｖ及び回転角速度ωが大きくなる
に従って大きくなる。また、前記動摩擦信号関数部73c
においては車速Ｖの値に応じて角速度ωと動摩擦信号S_f
との関係がゲインの異なる動摩擦テーブルMT1,MT2,MT3
に関数化されて記憶されており、角速度ω及び車速Ｖか
ら動摩擦信号S_fが求められ、該動摩擦信号S_fが前記加算
器74dへ与えられる。動摩擦テーブルMT1,MT2,MT3はこの
順に、ゲインが小さな動摩擦信号S_fが得られ、動摩擦テ
ーブルMT2は通常の動摩擦特性を示している。第８図は
動摩擦信号関数部73cでの動摩擦テーブルMT2の動摩擦信
号S_fと角速度ωとの関係の特性を示すグラフであり、縦
動に動摩擦信号S_fを、また横軸に角速度ωをとってあ
る。前記横軸の角速度ωの正側は右操舵の場合の角速度
ωを示し、負側は左操舵の場合の角速度ωを示す。そし
て破線は車速V₁,V₂,V₃（但しV₁＜V₂＜V₃）により異なる
前記特性を示す。舵輪が微小操舵されたことを角速度ω
にて検出し、該角速度ωが所定値以上となった場合に予
め定められた一定の動摩擦信号S_fを出力する。前記動摩
擦信号S_fの出力値は車速V₁,V₂,V₃…が速くなるに従って
大きい値を出力するものとする。この動摩擦信号S_fは、
微小な操舵から急激な操舵まで一様に出力されるため、
舵輪の操舵に対して疑似的な動摩擦力として与えられ
る。特に高速走行時には前記動摩擦信号S_fは大であるた
め舵輪の微小な操舵時に操舵感覚が重くなる効果があ
り、操舵安定性が良好となる。

一方相対操舵角算出部71gに与えられた回転位置信号
は、そごで処理されて相対操舵角θとして中点演算部71
b及び減算器74eに与えられ、中点θ_０との差により舵角
Δθが求められ、求められた舵角Δθが戻し制御部73d
に与えられる。

戻し制御部73dは車速Ｖの値に応じて舵角Δθと変化
電流I_aとの関係がゲインの異なる３種類の戻しテーブル
RT1,RT2,RT3に関数化され記憶されており、舵角Δθ及
び車速Ｖから変化電流I_aが求められ、それが指示電流関
数部73aに与えられる。ここで戻しテーブルRT1,RT2,RT3
はこの順でゲインが小さな変化電流I_aが得られる。また
戻しテーブルRT2は通常の戻し特性を示している。

第９図は戻し制御部73dでの戻しテーブルRT2の変化電
流I_aと舵角Δθとの関係を示すグラフであり、縦軸に変
化電流I_aを、また横軸に舵角Δθをとっている。第９図
に示すように変化電流I_aは舵角Δθの増加に略比例して
増加し、この比例関係は車速V₁,V₂,V₃（但しV₁＜V₂＜
V₃）に依存し、車速Ｖが速くなるに従って、入力される
舵角Δθに対する変化電流I_aの比（ゲイン）が小となる
ようになっている。このため、変化電流I_aは車速Ｖが小
さくなり、舵角Δθが大きくなるに従って大きくなる。

加算器74dでは入力される減算元信号S_r0に動摩擦信号
S_fが加算され、この加算結果が減算信号S_rとして第１利
得補償部75a及び第２利得補償部75bへ与えられる。前記
第１利得補償部75aでは、入力される減算信号S_rお所定
倍することにより前記補償検出トルクT_cか減算する減算
トルクT_rが算出され、この算出結果が前記減算器74aに
与えられる。

減算器74aでは、入力される補償検出トルクT_cから減
算トルクT_rを演算する減算が行われ、この減算結果が入
力トルクＴとして指示電流関数部73aに与えられる。

指示電流関数部73aにおいては、車速Ｖの値に応じて
入力トルクＴと指示電流Ｉとの関係がゲインの異なる３
種類のアシストテーブルAT1,AT2,AT3に関数化されて記
憶されており、入力トルクＴ、車速Ｖ及び変化電流I_aか
ら指示電流Ｉが求められ、該指示電流Ｉが減算器74bへ
与えられる。アシストテーブルAT1,AT2,AT3はこの順に
小さなゲインが得られ操舵補助力が減少する。ここでア
シストテーブルAT2は通常のアシスト特性を示してい
る。

第10図は指示電流関数部73aでのアシストテーブルAT2
の指示電流Ｉと入力トルクＴとの関係の特性を示すグラ
フであり、縦軸に指示電流Ｉを、また横軸に入力トルク
Ｔをとっている。前記横軸の入力トルクＴの正側は右操
舵の場合の入力トルクＴを示しており、負側は左操舵の
入力トルクＴを示す。また指示電流Ｉの正側はモータ８
に右操舵の回転をさせる電流を示し、負側は左操舵の回
転をさせる電流を示す。さらに一点鎖線は車速V₁,V₂,V₃
により異なる前記特性を、また破線は戻し制御部73dに
おいて舵角Δθと車速Ｖとにより定められた舵輪戻し時
の変化電流I_aによって変更される指示電流Ｉを示してい
る。

また、−Ｄ〜Ｄは不感帯を示しており、舵輪操作によ
り右（又は左）への操舵の入力トルクＴが不感帯−Ｄ〜
Ｄの範囲を超えた場合、入力トルクＴの増加に従ってモ
ータ８の指示電流Ｉは増加し、モータ８による操舵補助
力は増加する。この場合、入力トルクＴが低トルク設定
値−T_s〜T_sに達するまでは入力される車速Ｖとは無関係
に指示電流Ｉが増加し、これを超えると入力トルクＴと
指示電流Ｉとの関係は車速V₁,V₂,V₃（但しV₁＜V₂＜V₃）
に依存し、車速Ｖが大きくなるにつれて入力トルクＴに
対する指示電流Ｉが小さくなるようになっている。

例えば、右（又は左）へ舵輪を操作し、次に該舵輪を
戻す場合、入力トルクＴが不感帯−Ｄ〜Ｄ内に入れば破
線にて示される変化電流−I_a（又はI_a）が指示電流Ｉと
なり、その後、入力トルクＴが不感帯−Ｄ〜Ｄ内にある
場合指示電流Ｉはこの変化電流−I_a（又はI_a）に一定制
御され、モータ８が一定トルクで駆動される。これによ
り舵輪戻し時の操舵補助力は一定となる。

この変化電流I_aの絶対値は戻し制御部73dに入力され
る車速Ｖが小さくなるにつれて大きくなるようになって
おり、これによって車速Ｖが小さくなるに従って指示電
流Ｉが大となり、ハンドル戻し力を大きくするようにし
ている。

以上の各テーブルはノーマル状態が各添字２のもので
あり、その選択は操舵感覚に対応する８種類のスイッチ
S1〜S8を設けた特性切換部19からの選択信号S_sによって
選択される。

また、前記第２利得補償部75bでは、入力される減算
信号S_rを所定倍することにより前記指示電流Ｉから減算
する減算電流I_rが算出され、この算出結果が前記減算器
74bへ与えられる。

減算器74bでは入力される指示電流Ｉから減算電流I_r
を減算する演算が行われ、この減算結果が減算器74cに
与えられる。前記減算器74cでは、前記減算結果から、
モータラインに、図示しない電流検出用抵抗を挿入して
なり、モータ８の消費電流を検出する電流検出回路71c
からのフィードバック信号が減ぜられ、その減算結果が
PID制御を行うPID演算処理部72a及びPWM（Pulse Width
Modulation:パルス幅変調）駆動回路72bを介してモータ
８に与えられる。この電流検出回路71cは、モータのフ
ライホイール電流も含めた電流検出を行うように構成さ
れており、電流ループは安定する。

次に操舵制御動作について説明する。

なおここでは操舵感覚として軽い操舵感覚、重い操舵
感覚、すっきりした操舵感覚、安定感のある操舵感覚、
スポーティな操舵感覚、中央感の強い操舵感覚、シャー
プな操舵感覚及び重厚な操舵感覚の８種類の操舵感覚を
得ることにする。そしてこれらがこの順に特性切換部19
の切換スイッチS1〜S8に対応しており、切換スイッチS1
〜S8のオン，オフにより操舵感覚を選択する。

第11図は操舵感覚の選択処理を示すメインルーチンの
フローチャートであり、最初に初期設定を行い（ステッ
プ＃１）、車速検出器18で車速Ｖを検出し、それを制御
部７内のメモリ部702に記憶する（ステップ＃２）。同
様にステップ＃３〜ステップ＃４で舵角及び角速度を検
出してメモリ部702に記憶する。次にステップ＃５〜ス
テップ＃12で切換スイッチのオン，オフを判定し、それ
らに応じてステップ＃13〜ステップ＃16、ステップ＃17
〜ステップ＃20、ステップ＃21〜ステップ＃24、ステッ
プ＃25〜ステップ＃28、ステップ＃29〜ステップ＃32、
ステップ＃33〜ステップ＃36、ステップ＃37〜ステップ
＃40、ステップ＃41〜ステップ＃44、ステップ＃45〜ス
テップ＃48の夫々のステップで、前述した操舵感覚を得
るために夫々３つの特性を有するアシストテーブルAT1,
AT2,AT3、戻しテーブルRT1,RT2,RT3、ダンピングテーブ
ルDT1,DT2,DT3及び動摩擦テーブルMT1,MT2,MT3から、い
ずれか１つの特性を有するものを１つずつ選択した組合
せをスイッチS1〜S8のオン，オフにより選択し、それら
をメモリ部702に記憶する。以下に具体的な組合せにつ
いて説明する。

なお、説明時に符号２の通常特性を示すテーブルを選
択する場合は、その説明を省略する。

例えば非力な運転者が操舵する場合は、軽い操舵感覚
を得ることが必要となるが、この場合、スイッチS1をオ
ンし、アシストテーブルAT1を選択し（ステップ＃13〜
ステップ＃16）、指示電流Ｉのトルクに対する増加割合
を通常より大きくする。

また逆に重い操舵感覚が必要な場合はスイッチS2をオ
ンし、アシストテーブルAT3を選択する（ステップ＃17
〜ステップ＃20）。

また摩擦感の少ないすっきりした操舵感覚を得たい場
合は、スイッチS3をオンし、戻しテーブルRT1、ダンピ
ングテーブルDT3、動摩擦テーブルMT3を選択し（ステッ
プ＃21〜ステップ＃24）、変化電流I_aを大きくし、戻し
力を大きくすると共に、ダンピング量及び動摩擦力を減
少させ舵輪に作用するブレーキ力を減少させる。

高速走行時等に安定感のある操舵感覚を得たい場合は
スイッチS4をオンし、アシストテーブルAT3、ダンピン
グテーブルDT1、動摩擦テーブルMT1を夫々選択し（ステ
ップ＃25〜ステップ＃28）、操舵補助力を下げ、操舵力
を重くすると共に、ブレーキ力を全体的に増加させ全体
的に安定感のある操舵感覚となるようにする。

山岳路走行の如く路面からの反力を感じてスポーティ
な操舵感覚を得たい場合は、スイッチS5をオンし、アシ
ストテーブルAT3、戻しテーブルRT1、動摩擦テーブルMT
3を選択し（ステップ＃29〜ステップ＃32）、操舵力を
重くすると共に、戻し時の補助力も増加させえ、素早く
舵輪を戻すことができ、さらに動摩擦力を減少させ、路
面からの反力が舵輪に伝達されるようにする。

未舗装路の走行の如く、中央感の強い操舵感覚を得た
い場合は、スイッチS6をオンし、戻しテーブルRT1及び
ダンピングテーブルDT1を選択し（ステップ＃33〜ステ
ップ＃36）、戻し時の補助力を増加させると共に、角速
度に応じたダンピング力を増加させる。

転舵特性の優れたシャープな操舵感覚を得たい場合
は、スイッチS7をオンし、アシストテーブルAT1、戻し
テーブルRT1、ダンピングテーブルDT3、動摩擦テーブル
MT3を夫々選択し（ステップ＃37〜ステップ＃40）、全
体的に軽快な操舵感覚とする。

手ごたえのある重厚な操舵感覚を得たい場合はスイッ
チS8をオンし、シャープな場合と逆にアシストテーブル
AT3、戻しテーブルRT3、ダンピングテーブルDT1、動摩
擦テーブルMT1を夫々選択し（ステップ＃41〜ステップ
＃44）、全体的に手ごたえのある操舵感覚とする。

またスイッチS1〜S8のいずれもオンされていないとき
は、いずれの特性もゲインが中立状態となり、通常の操
舵感覚となる（ステップ＃45〜ステップ＃48）。

前述のメインルーチンでスイッチS1〜S8のオン，オフ
を判定し、各テーブルの選択が終了し、それがメモリ部
702に記憶される。

次にメインルーチンで記憶された各検出値及び各テー
ブルの特性データを用いた割込みルーチンについて説明
する。

第12図は割込みルーチンを示すフローチャートであ
る。

最初にトルクセンサ６からのトルク検出信号により操
舵トルクＴを検出し（ステップ＃50）、位相補償部71a
で位相進み演算を行う（ステップ＃51）。次にメインル
ーチンで記憶された車速Ｖ、舵角Δθ、角速度ωを夫々
メモリ部702から読出し（ステップ＃52〜ステップ＃5
4）、選択した４つの各テーブルを読出す（ステップ＃5
5）。そしてダンピングテーブルDT1,DT2,DT3及び動摩擦
テーブルMT1,MT2,MT3からダンピング量を設定し（ステ
ップ＃56）、第１利得補償部75a及び減算器74aでダンピ
ングトルク処理がなされ（ステップ＃57）、アシストテ
ーブルAT1,AT2,AT3より操舵補助用の指示電流Ｉが設定
される（ステップ＃58）。また戻しテーブルRT1,RT2,RT
3よりハンドル戻し量が設定され（ステップ＃59）、そ
れに基づく変化電流I_aをアシストテーブルAT1,AT2,3AT
に与えるハンドル戻し電流処理が行われる（ステップ＃
60）。そして設定された指示電流Ｉからダンピング電流
処理により減算器74bで減算電流I_rが減算され、その減
算結果が制御の電流目標値として減算器74cに与えられ
る。

そしてPID演算処理部72aでPID演算され、それから得
られたデューティ比を用いＰWM駆動回路72bでパルス幅
変調された駆動信号がモータ８へ出力され（ステップ＃
63〜ステップ＃64）、リターンする。

なお、本実施例では特性選択手段をスイッチで構成
し、それを運転者がオン，オフすることにより各特性を
選択したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば
路面状況、走行状態等を検出し、自動的に切換えてもよ
いことは言うまでもない。

〔効果〕

以上説明したとおり、本願発明においては、複数の制
御データのうち、ダンピング特性、動摩擦特性及び戻し
特性のうち少なくともひとつの特性と、アシスト特性と
を組み合わせて選択することができ、予め組み合わせて
設定された操舵感覚を任意に選択し、変更する選択手段
を備えるから、運転者の好み、路面状況、走行状態等に
応じて最適な操舵感覚を得ることができる優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す一
部破断正面図、第２図は第１図のII−II線による拡大断
面図、第３図は回転検出器の構造を示す第１図のIII−I
II線による拡大断面図、第４図は回転検出器の出力波形
を示す波形図、第５図は制御部の構成を示すブロック
図、第６図は制御部の主要部の機能構成及び動作を示す
ブロック線図、第７〜第10図は各関数部での制御特性を
示すグラフ、第11図はメインルーチンの処理手順を示す
フローチャート、第12図は割込みルーチンの処理手順を
示すフローチャートである。６……トルクセンサ、８……モータ、17……回転検出
器、18……車速検出器、19……特性切換部、73a……指
示電流関数部、73b……減算信号関数部、73c……動摩擦
信号関数部、73d……戻し制御部 AT1,AT2,AT3……アシストテーブル DT1,DT2,DT3……ダンピングテーブル MT1,MT2,MT3……動摩擦テーブル RT1,RT2,RT3……戻しテーブル

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−71480ＪＰ，Ａ) 特開昭62−295777（ＪＰ，Ａ) 特開平２−246871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 5/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】舵輪に加えられる操舵トルクを検出するト
ルクセンサを含む複数のセンサからの出力データに応じ
た駆動電流で制御される操舵補助用のモータを備えた動
力舵取装置において、各センサの出力データと前記駆動電流に関連する値との
関係により定まるそれぞれ複数種類の特性を有した制御
データ複数を格納する格納手段と、前記複数の制御データのうち、ダンピング特性、動摩擦
特性及び戻し特性のうち少なくともひとつの特性と、ア
シスト特性とを組み合わせて選択することができる選択
手段と、を備え、前記選択手段は、複数の制御データのそれぞれ
複数種類の特性を予め組み合わせて設定された操舵感覚
を任意に選択し、変更するようにしてあることを特徴と
する動力舵取装置。
【請求項２】前記選択手段は、路面状況，走行状態の検
出値に基づき前記操舵感覚を切換えるようにしてあるこ
とを特徴とする請求項１記載の動力舵取装置。