JP3010944B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車輌のパワ
ーステアリング装置に係り、更に詳細にはブレーキ式ト
ラクションコントロール装置を備えた車輌に搭載される
電動式パワーステアリング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開昭６０−６７２６４号公報に
記載されている如く、自動車等の車輌の電動式パワース
テアリング装置は、従来より一般に、クラッチ及びステ
アリングギヤボックスを介してラックバーの如きステア
リングリンケージ部材を駆動することにより所要の操舵
アシスト力を発生するモータと、操舵トルクを検出する
トルクセンサと、少くとも操舵トルクに基づきモータを
制御することにより操舵アシスト力を制御する制御装置
とを有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】周知の如く、ブレーキ
式トラクションコントロール装置を備えた車輌に於てト
ラクションコントロールが実行されると、そのブレーキ
作用により操舵輪及びステアリング系に振動が生じ、そ
の振動がステアリングホイールへ伝達されることによ
り、車輌の運転者がステアリングホイールの不快な振動
を感じる場合があることが知られている。

【０００４】しかるに上述の如き従来の電動式パワース
テアリング装置に於ては、トラクションコントロールが
実行される際に操舵輪及びステアリング系に生じる振動
については考慮されていないため、車輌の運転者がステ
アリングホイールの不快な振動を感じることを防止でき
ないという問題がある。

【０００５】本発明は、ブレーキ式トラクションコント
ロール装置を備えた車輌に搭載される従来の電動式パワ
ーステアリング装置に於ける上述の如き問題に鑑み、ト
ラクションコントロールが実行される際のステアリング
系の振動が効果的に減衰され車輌の運転者がステアリン
グホイールの不快な振動を感じることがないよう改良さ
れた電動式パワーステアリング装置を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、図１に示されている如く、ブレーキ式トラ
クションコントロール装置を備えた車輌に搭載され、ス
テアリングリンケージ部材を駆動する操舵アシスト力を
発生するモータＭ１と、操舵トルク検出手段Ｍ２と、少
くとも操舵トルクに応じて操舵アシスト量を演算する操
舵アシスト量演算手段Ｍ３と、前記ステアリングリンケ
ージ部材の加速度を検出する加速度検出手段Ｍ４と、前
記ステアリングリンケージ部材の加速度に基づきステア
リングリンケージ部材の運動方向とは反対方向のダンピ
ング力に対応するダンピング値を演算するダンピング値
演算手段Ｍ５と、前記操舵アシスト量及び前記ダンピン
グ値に基づき前記モータを制御することにより操舵アシ
スト力を制御する制御手段Ｍ６とを有する電動式パワー
ステアリング装置にして、前記トラクションコントロー
ル装置の作動を検出する作動検出手段Ｍ７と、前記トラ
クションコントロール装置の作動が検出されたときには
前記ダンピング値を増大補正するダンピング値補正手段
Ｍ８とを有することを特徴とする電動式パワーステアリ
ング装置によって達成される。

【０００７】

【作用】ブレーキ式トラクションコントロール装置によ
りトラクションコントロールが行われ、そのブレーキ作
用により操舵輪に振動が生じると、その振動はステアリ
ングリンケージ部材へ例えば往復運動として伝達される
ので、ステアリングリンケージ部材の運動方向とは反対
方向のダンピング力をステアリングリンケージ部材に与
えることによりその振動を減衰させることができ、ステ
アリングギヤボックス及びステアリングシャフトを介し
てステアリングホイールへ伝達される振動を低減するこ
とができる。

【０００８】上述の如き構成によれば、少くとも操舵ト
ルク検出手段Ｍ２により検出される操舵トルクに応じて
操舵アシスト量演算手段Ｍ３により操舵アシスト量が演
算され、加速度検出手段Ｍ４によりステアリングリンケ
ージ部材の加速度が検出され、ダンピング値演算手段Ｍ
５によりステアリングリンケージ部材の加速度に基づき
ステアリングリンケージ部材の運動方向とは反対方向の
ダンピング力に対応するダンピング値が演算され、操舵
アシスト量及びダンピング値に基づき制御手段Ｍ６によ
ってモータＭ１が制御されるだけでなく、作動検出手段
Ｍ７によりトラクションコントロール装置の作動が検出
されたときにはダンピング値補正手段Ｍ８によりダンピ
ング値が増大補正されるので、ステアリングリンケージ
部材の運動方向とは反対方向の十分なダンピング力がス
テアリングリンケージ部材に与えられてその振動が効果
的に減衰され、これによりステアリングギヤボックス及
びステアリングシャフトを介してステアリングホイール
へ伝達される振動が確実に低減される。

【０００９】

【課題を解決するための手段の補足説明】トラクション
コントロールが行われることによりステアリングリンケ
ージ部材が振動すると、その振動はステアリングギヤボ
ックス及びクラッチを経てモータへ往復回転振動として
伝達されるので、モータの回転角加速度を検出すること
によりステアリングリンケージ部材の加速度を間接的に
検出することができる。従って本発明の一つの実施例に
よれば、ステアリングリンケージ部材の加速度を検出す
る加速度検出手段Ｍ４はモータＭ１の回転角加速度を検
出するよう構成される。

【００１０】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【００１１】図２は本発明による電動式パワーステアリ
ング装置の一つの実施例を示す概略構成図、図３は図２
に示された電子制御装置を示すブロック線図である。

【００１２】図２に於て、１０はステアリングホイール
を示しており、ステアリングホイール１０はステアリン
グシヤフト１２及びステアリングギヤボックス１４を介
してステアリングリンケージ部材としてのラックバー１
６を駆動するようになっている。ステアリングシャフト
１２には歯車減速機構１８によりパワーユニット２０が
駆動接続されている。パワーユニット２０はモータ２２
と、歯車減速機構１８とモータ２２とを選択的に駆動接
続する電磁クラッチ２４とを有している。

【００１３】図示の実施例に於ては、ステアリングシャ
フト１２には操舵トルクＴを検出するトルクセンサ２８
が設けられており、このトルクセンサの出力は電子制御
装置３２へ供給されるようになっている。また電子制御
装置３２には図２には示されていないそれ自身周知のブ
レーキ式トラクションコントロール装置（これ以降単に
ＴＲＣという）の制御装置２６よりＴＲＣが作動中であ
るか否かを示す信号、車速センサ３４により検出された
車速Ｖを示す信号及び回転角センサ３６により検出され
たモータ２２の回転角φを示す信号も入力されるように
なっている。

【００１４】図３に詳細に示されている如く、電子制御
装置３２はマイクロコンピュータ３８を含み、マイクロ
コンピュータ３８は中央処理ユニット（ＣＰＵ）４０
と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４２と、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４４と、入力ポート装置４６
と、出力ポート装置４８とを有し、これらは双方向性の
コモンバス５０により互いに接続されている。

【００１５】入力ポート装置４６にはＴＲＣ制御装置２
６よりＴＲＣが作動中であるか否かを示す信号、トルク
センサ２８により検出された操舵トルクＴを示す信号、
車速センサ３４により検出された車速Ｖを示す信号及び
回転角センサ３６により検出されたモータの回転角φを
示す信号が入力されるようになっている。入力ポート装
置４６はそれに入力された信号を適宜に処理し、ＲＯＭ
４２に記憶されている制御プログラムに基くＣＰＵ４０
の指示に従い、ＣＰＵ及びＲＡＭ４４へ処理された信号
を出力するようになっている。ＲＯＭ４２は図４に示さ
れた制御プログラム及び図５〜図７に示されたグラフに
対応するマップを記憶している。ＣＰＵ４０は図４に示
された制御プログラムに基き後述の如く種々の演算及び
信号の処理を行うようになっている。出力ポート装置４
８はＣＰＵ４０の指示に従い駆動回路５２を経てモータ
２２へ制御信号を出力し、また駆動回路５４を経て電磁
クラッチ２４へ制御信号を出力するようになっている。

【００１６】次に図４に示されたフローチャートを参照
して図示の実施例の作動について説明する。尚電子制御
装置３２による制御は図２には示されていないイグニッ
ションスイッチが閉成されることにより開始される。

【００１７】まずステップ１０に於ては駆動回路５４を
経て電磁クラッチ２４へ制御信号が出力されることによ
りクラッチが接続され、ステップ２０に於てはＴＲＣ制
御装置２６よりＴＲＣが作動中であるか否かを示す信
号、トルクセンサ２８により検出された操舵トルクＴを
示す信号、車速センサ３４により検出された車速Ｖを示
す信号、及び回転角センサ３６により検出されたモータ
の回転角φを示す信号の読込みが行われる。

【００１８】ステップ３０に於てはステップ２０に於て
読込みまれた操舵トルクＴに基き図５に示されたグラフ
に対応するマップより基本アシスト量Ｔabが演算され、
ステップ４０に於てはステップ２０に於て読込みまれた
車速Ｖに基き図６に示されたグラフに対応するマップよ
り車速係数Ｋv が演算される。ステップ５０に於てはス
テップ３０に於て演算された基本アシスト量Ｔabとステ
ップ４０に於て演算された車速係数Ｋv との積としてア
シスト量Ｔa が演算される。ステップ６０に於てはモー
タの回転角φが二階微分されることにより回転角加速度
φtdが演算される。

【００１９】ステップ７０に於てはステップ５０に於て
演算されたアシスト量Ｔa の絶対値がその基準値Ｔao
（正の定数）以上であるか否かの判別が行われ、｜Ｔa
｜≧Ｔaoである旨の判別、即ち運転者による操舵の程度
が高い旨の判別が行われたときにはステップ９０へ進
み、｜Ｔa ｜≧Ｔaoではない旨の判別、即ち運転者によ
る操舵の程度がそれほど高くはない旨の判別が行われた
ときにはステップ８０へ進む。

【００２０】ステップ８０に於てはＴＲＣ制御装置２６
より供給される信号に基きＴＲＣが作動中であるか否か
の判別が行われ、ＴＲＣが作動中である旨の判別が行わ
れたときにはステップ１００へ進み、ＴＲＣが作動中で
はない旨の判別が行われたときにはステップ９０へ進
む。ステップ９０に於てはステップ６０に於て演算され
たモータの回転角加速度φtdに基き図７に示されたグラ
フの特性Ａに対応するマップよりダンピング値Ｔdpが演
算され、ステップ１００に於ては図７に示されたグラフ
の特性Ｂに対応するマップよりダンピング値Ｔdpが演算
される。

【００２１】ステップ１１０に於てはステップ５０に於
て演算されたアシスト量Ｔa とステップ９０又は１００
に於て演算されたダンピング値Ｔdpとの差として制御量
Ｔcが演算され、ステップ１２０に於ては制御量Ｔc に
対応する制御信号が駆動回路５２を経てモータ２２へ出
力されることにより、操舵アシスト力が制御量Ｔc に対
応する値に制御され、しかる後ステップ２０へ戻る。

【００２２】かくして図示の実施例によれば、ステップ
３０に於て基本アシスト量Ｔabが図５に示されたグラフ
に対応するマップより演算され、ステップ４０に於て車
速係数Ｋv が図６に示されたグラフに対応するマップよ
り演算され、ステップ５０に於てアシスト量Ｔa が基本
アシスト量Ｔabと車速係数Ｋv との積として演算され、
ステップ６０に於てモータの回転角加速度φtdが演算さ
れる。

【００２３】そしてステップ８０に於てＴＲＣが作動中
であるか否かの判別が行われ、ＴＲＣが作動中ではない
旨の判別、即ちトラクションコントロールに起因して操
舵輪及びステアリングリンケージ部材が振動する虞れが
ない旨の判別が行われたときにはステップ９０に於て通
常の特性Ａに基きダンピング値Ｔdpが演算され、ステッ
プ１１０に於て制御量Ｔc がアシスト量Ｔa −ダンピン
グ値Ｔdpとして演算され、ステップ１２０に於て制御量
Ｔc に対応する制御信号がモータ２２へ出力され、これ
により操舵アシスト力は操舵トルクに対応すると共に車
速が高いほど低くなるよう制御され、低車速域に於ける
軽快な操舵が確保されると共に高車速域に於ける良好な
操縦安定性が確保される。

【００２４】これに対しＴＲＣが作動状態になると、ス
テップ８０に於てイエスの判別が行われ、ダンピング値
Ｔdpは図７の特性Ｂに従って演算されることによって増
大補正されるので、ステアリングリンケージ部材には増
大補正されたダンピング値Ｔdpに対応する十分なダンピ
ング力が与えられ、これによりステアリングリンケージ
部材の振動が効果的に減衰される。

【００２５】また図示の実施例によれば、ステップ７０
に於てアシスト量Ｔa の絶対値が基準値Ｔao以上である
か否かの判別、即ち運転者による操舵の程度が高いか否
かの判別が行われ、イエスの判別、即ち操舵の程度が高
い旨の判別が行われたときにはＴＲＣが作動中であるか
否かに拘らずステップ９０に於てダンピング値Ｔdpが図
７の特性Ａに従って演算されるので、運転者による操舵
性が損われたり操舵フィーリングが悪化したりすること
がない。

【００２６】またこの場合アシスト量Ｔa の絶対値が高
く、これに対応して操舵アシスト力が高い値にあり、ア
シスト量の絶対値が低い場合に比してステアリング系の
剛性が低いので、ステアリングリンケージ部材の振動が
ステアリングホイールへ伝達されにくく、従ってトラク
ションコントロールが行われる場合にも運転者がステア
リングホイールの不快な強い振動を感じることはない。

【００２７】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００２８】例えば上述の実施例に於ては、ステアリン
グリンケージ部材の加速度はモータ２２の回転角加速度
φtdとして間接的に検出されるようになっているが、加
速度検出手段はラックバーの如きステアリングリンケー
ジ部材の加速度を例えばその変位の二階微分値として或
いは加速度センサとして直接検出するよう構成されても
よい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、少くとも操舵トルク検出手段Ｍ２により検
出される操舵トルクに応じて操舵アシスト量演算手段Ｍ
３により操舵アシスト量が演算され、加速度検出手段Ｍ
４によりステアリングリンケージ部材の加速度が検出さ
れ、ダンピング値演算手段Ｍ５によりステアリングリン
ケージ部材の加速度に基づきステアリングリンケージ部
材の運動方向とは反対方向のダンピング力に対応するダ
ンピング値が演算され、操舵アシスト量及びダンピング
値に基づき制御手段Ｍ６によってモータＭ１が制御され
るだけでなく、作動検出手段Ｍ７によりトラクションコ
ントロール装置の作動が検出されたときにはダンピング
値補正手段Ｍ８によりダンピング値が増大補正されるの
で、ステアリングリンケージ部材の運動方向とは反対方
向のダンピング力をステアリングリンケージ部材に与え
てその振動を減衰させ、これによりステアリングギヤボ
ックス及びステアリングシャフトを介してステアリング
ホイールへ伝達される振動を確実に低減することがで
き、車輌の運転者がステアリングホイールの不快な振動
を感じる虞れを効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動式パワーステアリング装置の
構成を特許請求の範囲の記載に対応させて示す説明図で
ある。

【図２】本発明による電動式パワーステアリング装置の
一つの実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２に示された電子制御装置を示すブロック線
図である。

【図４】図２及び図３に示された電子制御装置より達成
される制御フローを示すフローチャートである。

【図５】トルクセンサにより検出された操舵トルクＴと
基本アシスト量Ｔabとの間の関係を示すグラフである。

【図６】車速センサにより検出された車速Ｖと車速係数
Ｋv との間の関係を示すグラフである。

【図７】モータの回転角加速度φtdとダンピング値Ｔdp
との間の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ステアリングホイール １２…ステアリングシャフト １４…ステアリングギヤボックス １６…ラックバー ２２…モータ ２４…電磁クラッチ ２６…ＴＲＣ制御装置 ２８…トルクセンサ ３２…電子制御装置 ３４…車速センサ ３６…回転角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキ式トラクションコントロール装置
   を備えた車輌に搭載され、ステアリングリンケージ部材
   を駆動する操舵アシスト力を発生するモータと、操舵ト
   ルク検出手段と、少くとも操舵トルクに応じて操舵アシ
   スト量を演算する操舵アシスト量演算手段と、前記ステ
   アリングリンケージ部材の加速度を検出する加速度検出
   手段と、前記ステアリングリンケージ部材の加速度に基
   づきステアリングリンケージ部材の運動方向とは反対方
   向のダンピング力に対応するダンピング値を演算するダ
   ンピング値演算手段と、前記操舵アシスト量及び前記ダ
   ンピング値に基づき前記モータを制御することにより操
   舵アシスト力を制御する制御手段とを有する電動式パワ
   ーステアリング装置にして、前記トラクションコントロ
   ール装置の作動を検出する作動検出手段と、前記トラク
   ションコントロール装置の作動が検出されたときには前
   記ダンピング値を増大補正するダンピング値補正手段と
   を有することを特徴とする電動式パワーステアリング装
   置。