JP3019254B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/007—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動機の動力を
ステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽
減する電動パワーステアリング装置に係り、特にドライ
バの好みに応じて変更可能な複数の制御モードの特性を
高車速領域でほぼ同一に設定し、高車速領域の操舵特性
が各制御モード間で変化しない電動パワーステアリング
装置に関する。
ステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽
減する電動パワーステアリング装置に係り、特にドライ
バの好みに応じて変更可能な複数の制御モードの特性を
高車速領域でほぼ同一に設定し、高車速領域の操舵特性
が各制御モード間で変化しない電動パワーステアリング
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドライバのハンドル操作に対する操舵補
助力は、男女、年令、運転の経験等によって異なる特性
が要求されてきている。このような要求の一部に対応
し、例えば操舵特性に通常のノーマルモードとスポーツ
モードを備え、ドライバの好みに応じてモードを切り替
えて操舵特性を変更するようにした電動パワーステアリ
ング装置は知られている。
助力は、男女、年令、運転の経験等によって異なる特性
が要求されてきている。このような要求の一部に対応
し、例えば操舵特性に通常のノーマルモードとスポーツ
モードを備え、ドライバの好みに応じてモードを切り替
えて操舵特性を変更するようにした電動パワーステアリ
ング装置は知られている。
【０００３】このような従来の電動パワーステアリング
装置は、特開昭５９−１０００５９号公報に開示されて
いるように、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手
段、この操舵トルク検出手段が検出した出力信号に応じ
て電動機を付勢制御する制御手段、制御手段の入力信号
レベルと電動機付勢量の関係を設定するために運転中の
ドライバの手が届く位置に配置されたサーボ比設定手段
を備え、このサーボ比設定手段のサーボ比をドライバが
設定することによってドライバの好みの操舵特性が得ら
れる。
装置は、特開昭５９−１０００５９号公報に開示されて
いるように、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手
段、この操舵トルク検出手段が検出した出力信号に応じ
て電動機を付勢制御する制御手段、制御手段の入力信号
レベルと電動機付勢量の関係を設定するために運転中の
ドライバの手が届く位置に配置されたサーボ比設定手段
を備え、このサーボ比設定手段のサーボ比をドライバが
設定することによってドライバの好みの操舵特性が得ら
れる。
【０００４】このサーボ比設定手段は、トルク信号入力
端と操舵トルク検出手段の出力との間に接続された増幅
器の増幅度もしくは減衰器の減衰量を設定することによ
り、制御手段の入力信号レベルと電動機付勢量との関係
を変更し、操舵特性を変更するよう構成されている。
端と操舵トルク検出手段の出力との間に接続された増幅
器の増幅度もしくは減衰器の減衰量を設定することによ
り、制御手段の入力信号レベルと電動機付勢量との関係
を変更し、操舵特性を変更するよう構成されている。
【０００５】また、サーボ比の設定は車両が走行中の運
転状態でも設定できるとしている。
転状態でも設定できるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置は、ドライバの好みに応じて運転中でも操
舵特性を変更することができるが、同じ操舵トルクでハ
ンドルを操作しても、サーボ比によって電動機付勢量が
異なるため、操舵中にサーボ比を変更すると操舵特性が
変化するので、ドライバの操舵に違和感が生じて操舵フ
ィーリングが低下する課題がある。
アリング装置は、ドライバの好みに応じて運転中でも操
舵特性を変更することができるが、同じ操舵トルクでハ
ンドルを操作しても、サーボ比によって電動機付勢量が
異なるため、操舵中にサーボ比を変更すると操舵特性が
変化するので、ドライバの操舵に違和感が生じて操舵フ
ィーリングが低下する課題がある。
【０００７】特に、高車速領域で操舵特性が異なる場合
には、操舵フィーリングが大きく低下するとともに、車
両挙動に影響を及ぼす課題がある。
には、操舵フィーリングが大きく低下するとともに、車
両挙動に影響を及ぼす課題がある。
【０００８】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は高車速領域で操舵特性を変
更しても操舵フィーリングの低下ならびに車両挙動への
影響をなくすることができる電動パワーステアリング装
置を提供することにある。
なされたもので、その目的は高車速領域で操舵特性を変
更しても操舵フィーリングの低下ならびに車両挙動への
影響をなくすることができる電動パワーステアリング装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステア
リング系に操舵補助力を付加する電動機と、ステアリン
グ系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、車速
を検出する車速センサと、少なくとも前記車速センサが
検出した車速信号と前記操舵トルクセンサが検出した操
舵トルク信号とに対応した目標電流信号を決定して電動
機制御信号を出力する制御手段と、この電動機制御信号
に基づいて前記電動機を駆動する駆動手段とを有する電
動パワーステアリング装置において、前記制御手段が、
低車速領域では異なるとともに高車速領域において実質
的に同じになる複数の目標電流信号特性が設定された制
御モード手段を有し、これら目標電流信号特性を所定の
条件で切り替えるものである。
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステア
リング系に操舵補助力を付加する電動機と、ステアリン
グ系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、車速
を検出する車速センサと、少なくとも前記車速センサが
検出した車速信号と前記操舵トルクセンサが検出した操
舵トルク信号とに対応した目標電流信号を決定して電動
機制御信号を出力する制御手段と、この電動機制御信号
に基づいて前記電動機を駆動する駆動手段とを有する電
動パワーステアリング装置において、前記制御手段が、
低車速領域では異なるとともに高車速領域において実質
的に同じになる複数の目標電流信号特性が設定された制
御モード手段を有し、これら目標電流信号特性を所定の
条件で切り替えるものである。
【００１０】この発明に係る電動パワーステアリング装
置によれば、制御モード手段に、低車速領域では異なる
とともに高車速領域において実質的に同じになる複数の
目標電流信号特性が設定してある。このため、高車速走
行時のハンドル操作中に目標電流信号特性を異なる特性
に切り替えても操舵特性が実質的に一定に保たれる。
置によれば、制御モード手段に、低車速領域では異なる
とともに高車速領域において実質的に同じになる複数の
目標電流信号特性が設定してある。このため、高車速走
行時のハンドル操作中に目標電流信号特性を異なる特性
に切り替えても操舵特性が実質的に一定に保たれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、高車速走
行時のハンドル操作中に複数の制御モード手段を切り替
えても操舵特性を実質的に一定に保ち、高車速走行時の
操舵フィーリングの低下ならびに車両挙動への影響を改
善するものである。
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、高車速走
行時のハンドル操作中に複数の制御モード手段を切り替
えても操舵特性を実質的に一定に保ち、高車速走行時の
操舵フィーリングの低下ならびに車両挙動への影響を改
善するものである。
【００１３】図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。図１おいて、電動パワー
ステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステ
アリング軸３、ハイポイドギア４、ピニオン５ａおよび
ラック軸５ｂなどからなるラック＆ピニオン機構５、タ
イロッド６、操向車輪の前輪７、操舵補助力を発生する
電動機８を備える。
ング装置の全体構成図である。図１おいて、電動パワー
ステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステ
アリング軸３、ハイポイドギア４、ピニオン５ａおよび
ラック軸５ｂなどからなるラック＆ピニオン機構５、タ
イロッド６、操向車輪の前輪７、操舵補助力を発生する
電動機８を備える。
【００１４】また、電動パワーステアリング装置１は、
ステアリングホイール２に作用する操舵トルクを検出
し、操舵トルクに対応した電気信号に変換された操舵ト
ルク信号Ｔを出力する操舵トルクセンサ１０、車両速度
（車速）を検出し、車両速度に対応した電気信号に変換
された車速信号Ｖを出力する車速センサ１１、操舵トル
ク信号Ｔおよび車速信号Ｖに基づいて電動機８を駆動す
るための目標電流信号を設定し、この目標電流信号に対
応した電動機制御信号ＶOを発生する制御手段１２、電
動機制御信号ＶOに基づいた電動機電圧ＶMで電動機８を
ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動する電動機駆動手段１３、
電動機８の正回転および逆回転に対応した電動機電流Ｉ
Mを検出して電動機電流検出信号ＩMOに変換する電動機
電流検出手段１４を備える。
ステアリングホイール２に作用する操舵トルクを検出
し、操舵トルクに対応した電気信号に変換された操舵ト
ルク信号Ｔを出力する操舵トルクセンサ１０、車両速度
（車速）を検出し、車両速度に対応した電気信号に変換
された車速信号Ｖを出力する車速センサ１１、操舵トル
ク信号Ｔおよび車速信号Ｖに基づいて電動機８を駆動す
るための目標電流信号を設定し、この目標電流信号に対
応した電動機制御信号ＶOを発生する制御手段１２、電
動機制御信号ＶOに基づいた電動機電圧ＶMで電動機８を
ＰＷＭ（パルス幅変調）駆動する電動機駆動手段１３、
電動機８の正回転および逆回転に対応した電動機電流Ｉ
Mを検出して電動機電流検出信号ＩMOに変換する電動機
電流検出手段１４を備える。
【００１５】さらに、電動パワーステアリング装置１
は、所定の条件、例えば運転席の近傍に配置したモード
設定手段１５を備え、モード設定信号Ｍに基づいて制御
手段１２に設定された複数の目標電流信号の特性を有す
る制御モードの設定を行なう。
は、所定の条件、例えば運転席の近傍に配置したモード
設定手段１５を備え、モード設定信号Ｍに基づいて制御
手段１２に設定された複数の目標電流信号の特性を有す
る制御モードの設定を行なう。
【００１６】なお、複数の制御モードを切り替える所定
の条件は、ＡＴ車のシフトレバーに連動させてもよく、
自動変速装置の変速条件に対応させてもよい。また、所
定の条件は、例えば路面とタイヤ間の摩擦係数μとし、
摩擦係数μに応じて自動的に制御モードを切替えるよう
に構成してもよい。
の条件は、ＡＴ車のシフトレバーに連動させてもよく、
自動変速装置の変速条件に対応させてもよい。また、所
定の条件は、例えば路面とタイヤ間の摩擦係数μとし、
摩擦係数μに応じて自動的に制御モードを切替えるよう
に構成してもよい。
【００１７】ドライバがステアリングホイール２を操舵
すると、ステアリング軸３に設けられた操舵トルクセン
サ１０が操舵トルクを検出し、電気信号に変換した操舵
トルク信号Ｔを電動機制御手段１２に供給する。
すると、ステアリング軸３に設けられた操舵トルクセン
サ１０が操舵トルクを検出し、電気信号に変換した操舵
トルク信号Ｔを電動機制御手段１２に供給する。
【００１８】また、ステアリング軸３に加えられる操舵
トルクは、ラック＆ピニオン機構５を介してピニオン５
ａの回転力がラック軸５ｂの軸方向の直線運動に変換さ
れ、タイロッド６を介して前輪７の操向を変化させる。
トルクは、ラック＆ピニオン機構５を介してピニオン５
ａの回転力がラック軸５ｂの軸方向の直線運動に変換さ
れ、タイロッド６を介して前輪７の操向を変化させる。
【００１９】制御手段１２は、マイクロプロセッサを基
本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、少な
くとも操舵トルク信号Ｔに対応した異なる複数の目標電
流信号特性を有する制御モード手段を備え、モード設定
手段１５から供給されるモード設定信号Ｍに基づいて該
当する目標電流信号特性の制御モードを選択し、この目
標電流信号に対応した電動機制御信号ＶOを発生して電
動機駆動手段１３を介して電動機８を電動機電圧ＶMで
駆動する。なお、選択された制御モードは図示しない表
示手段に可視的または可聴的に表示してドライバに通知
する。
本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、少な
くとも操舵トルク信号Ｔに対応した異なる複数の目標電
流信号特性を有する制御モード手段を備え、モード設定
手段１５から供給されるモード設定信号Ｍに基づいて該
当する目標電流信号特性の制御モードを選択し、この目
標電流信号に対応した電動機制御信号ＶOを発生して電
動機駆動手段１３を介して電動機８を電動機電圧ＶMで
駆動する。なお、選択された制御モードは図示しない表
示手段に可視的または可聴的に表示してドライバに通知
する。
【００２０】電動機駆動手段１３は、例えば４個のスイ
ッチング素子（パワーＦＥＴ等）で構成し、電動機制御
信号ＶO（ＰＷＭ信号）に対応した電動機電圧ＶMを発生
し、操舵トルクＴの絶対値と方向に対応した双方向の電
動機電流ＩMで電動機８を駆動する。
ッチング素子（パワーＦＥＴ等）で構成し、電動機制御
信号ＶO（ＰＷＭ信号）に対応した電動機電圧ＶMを発生
し、操舵トルクＴの絶対値と方向に対応した双方向の電
動機電流ＩMで電動機８を駆動する。
【００２１】電動機８が発生する電動機トルクは、ハイ
ポイドギア４を介して倍力された操舵補助力（アシスト
トルク）に変換され、ステアリング軸３に作用する。
ポイドギア４を介して倍力された操舵補助力（アシスト
トルク）に変換され、ステアリング軸３に作用する。
【００２２】電動機電流検出手段１４は、電動機８に実
際に流れる電動機電流ＩMを抵抗やホール素子などで電
圧に変換し、変換した電圧を対応する電動機電流検出信
号ＩMOに変換して制御手段１２に供給し、目標電流信号
にフィードバック（負帰還）する。
際に流れる電動機電流ＩMを抵抗やホール素子などで電
圧に変換し、変換した電圧を対応する電動機電流検出信
号ＩMOに変換して制御手段１２に供給し、目標電流信号
にフィードバック（負帰還）する。
【００２３】図２はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の要部ブロック構成図である。図２において、
電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクセンサ１
０、車速センサ１１、制御手段１２、電動機駆動手段１
３、電動機８、電動機電流検出手段１４、表示手段１８
を備える。
ング装置の要部ブロック構成図である。図２において、
電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクセンサ１
０、車速センサ１１、制御手段１２、電動機駆動手段１
３、電動機８、電動機電流検出手段１４、表示手段１８
を備える。
【００２４】また、電動パワーステアリング装置１は、
車室内の運転席の近傍に配置されたモード設定手段１５
を備え、ドライバが手動で設定した操舵特性の制御モー
ドに対応したモード設定信号Ｍを制御手段１２に供給す
る。
車室内の運転席の近傍に配置されたモード設定手段１５
を備え、ドライバが手動で設定した操舵特性の制御モー
ドに対応したモード設定信号Ｍを制御手段１２に供給す
る。
【００２５】制御手段１２は、マイクロプロセッサを基
本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、複数
のモード発生手段からなる制御モード手段２１、切替手
段２５、偏差演算手段２６、駆動制御手段２７を備え
る。なお、モード発生手段２１は３個で構成した例を示
すが、４個以上でもよい。
本に各種演算手段、処理手段、メモリ等で構成し、複数
のモード発生手段からなる制御モード手段２１、切替手
段２５、偏差演算手段２６、駆動制御手段２７を備え
る。なお、モード発生手段２１は３個で構成した例を示
すが、４個以上でもよい。
【００２６】制御モード手段２１は、ＲＯＭ等のメモリ
で構成し、モードＸ発生手段２２、モードＹ発生手段２
３、モードＺ発生手段２４を備え、操舵トルクセンサ１
０が検出した操舵トルク信号Ｔおよび車速センサ１１が
検出した車速信号Ｖに基づいて対応した目標電流信号Ｉ
MX、ＩMY、ＩMZを切替手段２５に提供する。
で構成し、モードＸ発生手段２２、モードＹ発生手段２
３、モードＺ発生手段２４を備え、操舵トルクセンサ１
０が検出した操舵トルク信号Ｔおよび車速センサ１１が
検出した車速信号Ｖに基づいて対応した目標電流信号Ｉ
MX、ＩMY、ＩMZを切替手段２５に提供する。
【００２７】モードＸ発生手段２２は、予め実験値や経
験値から車速信号Ｖをパラメータとした操舵トルク信号
Ｔに対応した目標電流信号ＩMXを設定しておき、操舵ト
ルクセンサ１０および車速センサ１１からそれぞれ操舵
トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖが供給されると、対応し
た目標電流信号ＩMXを切替手段２５に提供する。
験値から車速信号Ｖをパラメータとした操舵トルク信号
Ｔに対応した目標電流信号ＩMXを設定しておき、操舵ト
ルクセンサ１０および車速センサ１１からそれぞれ操舵
トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖが供給されると、対応し
た目標電流信号ＩMXを切替手段２５に提供する。
【００２８】モードＹ発生手段２３およびモードＺ発生
手段２４もモードＸ発生手段２２と同様に、車速信号Ｖ
をパラメータとした操舵トルク信号Ｔに対応したそれぞ
れ目標電流信号ＩMY、ＩMZを設定しておき、操舵トルク
センサ１０および車速センサ１１からそれぞれ操舵トル
ク信号Ｔおよび車速信号Ｖが供給されると、それぞれ対
応した目標電流信号ＩMY、ＩMZを切替手段２５に提供す
る。
手段２４もモードＸ発生手段２２と同様に、車速信号Ｖ
をパラメータとした操舵トルク信号Ｔに対応したそれぞ
れ目標電流信号ＩMY、ＩMZを設定しておき、操舵トルク
センサ１０および車速センサ１１からそれぞれ操舵トル
ク信号Ｔおよび車速信号Ｖが供給されると、それぞれ対
応した目標電流信号ＩMY、ＩMZを切替手段２５に提供す
る。
【００２９】なお、モードＸ発生手段２２は、操舵トル
ク信号に対して大きな操舵補助力が必要とされる場合、
つまり小さな操舵力のハンドル操作で大きな操舵補助力
が得られる、例えば初級ドライバ、女性または老人用の
ものである。
ク信号に対して大きな操舵補助力が必要とされる場合、
つまり小さな操舵力のハンドル操作で大きな操舵補助力
が得られる、例えば初級ドライバ、女性または老人用の
ものである。
【００３０】また、モードＹ発生手段２３は、同じ操舵
力に対してモードＸ発生手段２２よりも小さな操舵補助
力が得られる、例えば従来のノーマルモードの操舵に対
応するものである。
力に対してモードＸ発生手段２２よりも小さな操舵補助
力が得られる、例えば従来のノーマルモードの操舵に対
応するものである。
【００３１】さらに、モードＺ発生手段２４は、モード
Ｙ発生手段２３よりも小さな操舵補助力が得られる、例
えば従来のスポーツモードの操舵に対応するものであ
る。
Ｙ発生手段２３よりも小さな操舵補助力が得られる、例
えば従来のスポーツモードの操舵に対応するものであ
る。
【００３２】切替手段２５は、電子スイッチ、ソフト制
御の切替機能を備え、モードＸ発生手段２２、モードＹ
発生手段２３、モードＺ発生手段２４のそれぞれから供
給される目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZをモード設定手
段１５から供給されるモード設定信号Ｍに応じて選択
し、選択した目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZのいずれか
を目標電流信号ＩMSとして偏差演算手段２６に供給す
る。
御の切替機能を備え、モードＸ発生手段２２、モードＹ
発生手段２３、モードＺ発生手段２４のそれぞれから供
給される目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZをモード設定手
段１５から供給されるモード設定信号Ｍに応じて選択
し、選択した目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZのいずれか
を目標電流信号ＩMSとして偏差演算手段２６に供給す
る。
【００３３】図３はモード設定手段の車室内への配置の
一例を示す。図３において、モード設定手段１５は、例
えば押しボタンスイッチで構成し、図２に示す制御モー
ド手段２１を構成するモードＸ〜Ｚ発生手段２２〜２４
に対応する数の操作キーを備える。
一例を示す。図３において、モード設定手段１５は、例
えば押しボタンスイッチで構成し、図２に示す制御モー
ド手段２１を構成するモードＸ〜Ｚ発生手段２２〜２４
に対応する数の操作キーを備える。
【００３４】モード設定手段１５は、車室内の運転席近
傍とし、ドライバが運転しながら操作可能な操作パネル
面、ハンドル表面部、またはＡＴ車ならば自動変速機１
６のシフトレバー１７等の操作性の良い場所に配置す
る。
傍とし、ドライバが運転しながら操作可能な操作パネル
面、ハンドル表面部、またはＡＴ車ならば自動変速機１
６のシフトレバー１７等の操作性の良い場所に配置す
る。
【００３５】図４はこの発明に係る制御モード手段の低
車速領域（ＶL）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図４において、操舵トルク信
号Ｔが０から小さな値までは、操舵トルク信号Ｔが増加
しても目標電流信号ＩMSが０の値を保つ不感帯領域が存
在する。
車速領域（ＶL）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図４において、操舵トルク信
号Ｔが０から小さな値までは、操舵トルク信号Ｔが増加
しても目標電流信号ＩMSが０の値を保つ不感帯領域が存
在する。
【００３６】操舵トルク信号Ｔが不感帯領域を超えて増
加すると、操舵トルク信号Ｔに対応して、例えば目標電
流信号ＩMSもリニアに増加した後、操舵トルク信号Ｔの
増加に対して一定値の目標電流信号ＩMSを有する飽和領
域が存在する。
加すると、操舵トルク信号Ｔに対応して、例えば目標電
流信号ＩMSもリニアに増加した後、操舵トルク信号Ｔの
増加に対して一定値の目標電流信号ＩMSを有する飽和領
域が存在する。
【００３７】図４のように、低車速領域（ＶL）では、
モードＸ発生手段２２→モードＹ発生手段２３→モード
Ｚ発生手段２４の順で、同じに操舵トルク信号Ｔに対し
て大きな順の目標電流信号ＩMX（実線表示）→ＩMY（破
線表示）→ＩMZ（一点鎖線表示）発生する。
モードＸ発生手段２２→モードＹ発生手段２３→モード
Ｚ発生手段２４の順で、同じに操舵トルク信号Ｔに対し
て大きな順の目標電流信号ＩMX（実線表示）→ＩMY（破
線表示）→ＩMZ（一点鎖線表示）発生する。
【００３８】ドライバは、モード設定手段１５を操作し
てモードＸ発生手段２２、モードＹ発生手段２３、モー
ドＺ発生手段２４を自由に選択することができ、ドライ
バの運転に適した目標電流信号ＩMX、ＩMYまたはＩMZを
設定することができる。
てモードＸ発生手段２２、モードＹ発生手段２３、モー
ドＺ発生手段２４を自由に選択することができ、ドライ
バの運転に適した目標電流信号ＩMX、ＩMYまたはＩMZを
設定することができる。
【００３９】図５はこの発明に係る制御モード手段の中
車速領域（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図５において、中車速領域
（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性は、目標電流信号ＩMX、ＩMYおよびＩ
MZは、図４の低車速領域（ＶL）と同様な傾向を有す
る。
車速領域（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図５において、中車速領域
（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性は、目標電流信号ＩMX、ＩMYおよびＩ
MZは、図４の低車速領域（ＶL）と同様な傾向を有す
る。
【００４０】図４の特性図との違いは、操舵トルク信号
（Ｔ）に対する目標電流信号ＩMX、ＩMYおよびＩMZの増
加が小さく、飽和の値（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）が小さい値
に制限されることである。
（Ｔ）に対する目標電流信号ＩMX、ＩMYおよびＩMZの増
加が小さく、飽和の値（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）が小さい値
に制限されることである。
【００４１】このように、中車速領域（ＶM）の目標電
流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）を低車速領域（ＶL）の目
標電流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）よりも小さく設定し、
車速が増加するにつれてハンドル操作の操舵力が重くな
るよう設定する。
流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）を低車速領域（ＶL）の目
標電流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）よりも小さく設定し、
車速が増加するにつれてハンドル操作の操舵力が重くな
るよう設定する。
【００４２】ドライバは、中車速領域（ＶM）において
も、モード設定手段１５を操作してモードＸ発生手段２
２、モードＹ発生手段２３、モードＺ発生手段２４を選
択することによって３種の目標電流信号（ＩMX、ＩMY、
ＩMZ）を選択することができ、ドライバの運転に最適な
操舵特性を得ることができる。
も、モード設定手段１５を操作してモードＸ発生手段２
２、モードＹ発生手段２３、モードＺ発生手段２４を選
択することによって３種の目標電流信号（ＩMX、ＩMY、
ＩMZ）を選択することができ、ドライバの運転に最適な
操舵特性を得ることができる。
【００４３】図６はこの発明に係る制御モード手段の高
車速領域（ＶH）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図６において、高車速領域
（ＶH）では、操舵トルク信号（Ｔ）に対する目標電流
信号（ＩMS）特性がモードＸ発生手段２２、モードＹ発
生手段２３、モードＺ発生手段２４に関係なく、全ての
目標電流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）が実質的に同じ値に
なるよう設定する。
車速領域（ＶH）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信
号（ＩMS）特性図である。図６において、高車速領域
（ＶH）では、操舵トルク信号（Ｔ）に対する目標電流
信号（ＩMS）特性がモードＸ発生手段２２、モードＹ発
生手段２３、モードＺ発生手段２４に関係なく、全ての
目標電流信号（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）が実質的に同じ値に
なるよう設定する。
【００４４】高車速領域（ＶH）においては、ドライバ
に関係なく大きな目標電流信号ＩMSは必要とされず、む
しろモードを切替えたときの目標電流信号（ＩMX、
ＩMY、ＩMZ）の変化が少ないこと、または変化がないこ
とが不可欠となる。
に関係なく大きな目標電流信号ＩMSは必要とされず、む
しろモードを切替えたときの目標電流信号（ＩMX、
ＩMY、ＩMZ）の変化が少ないこと、または変化がないこ
とが不可欠となる。
【００４５】従って、高車速領域（ＶH）において、ド
ライバが操舵中にモードを切替えても目標電流信号
ＩMX、ＩMY、ＩMZに伴う操舵特性の変化はなく、モード
切替えに伴う操舵フィーリングの低下を防止することが
できる。
ライバが操舵中にモードを切替えても目標電流信号
ＩMX、ＩMY、ＩMZに伴う操舵特性の変化はなく、モード
切替えに伴う操舵フィーリングの低下を防止することが
できる。
【００４６】また、高車速領域（ＶH）におけるモード
切替えは、目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZに伴う操舵特
性の変化がないので、車両挙動に及ぼす影響もない。
切替えは、目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZに伴う操舵特
性の変化がないので、車両挙動に及ぼす影響もない。
【００４７】なお、低車速領域（ＶL）および中車速領
域（ＶM）における操舵中のモード切替えは、同じ操舵
トルク信号Ｔに対する目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZの
変化があるので、モード切替えは非操舵時（操舵トルク
Ｔ＝０）に行うのが望ましい。
域（ＶM）における操舵中のモード切替えは、同じ操舵
トルク信号Ｔに対する目標電流信号ＩMX、ＩMY、ＩMZの
変化があるので、モード切替えは非操舵時（操舵トルク
Ｔ＝０）に行うのが望ましい。
【００４８】図２において、偏差演算手段２６は、減算
器、ソフト制御の減算機能を備え、切替手段２５から供
給される目標電流信号ＩMS（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）と、電
動機電流検出手段１４が検出した電動機電流ＩMに対応
した電動機電流検出信号ＩMOとの偏差ΔＩ（＝ＩMS−Ｉ
MO）を演算し、偏差信号ΔＩを駆動制御手段２７に供給
する。
器、ソフト制御の減算機能を備え、切替手段２５から供
給される目標電流信号ＩMS（ＩMX、ＩMY、ＩMZ）と、電
動機電流検出手段１４が検出した電動機電流ＩMに対応
した電動機電流検出信号ＩMOとの偏差ΔＩ（＝ＩMS−Ｉ
MO）を演算し、偏差信号ΔＩを駆動制御手段２７に供給
する。
【００４９】駆動制御手段２７は、偏差演算手段２６か
ら供給される偏差信号ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）に比例
（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）の演算、処理を行
うＰＩＤコントローラ、このＰＩＤコントローラからの
信号に基づいて電動機８の発生トルクの方向と大きさを
制御するためにオン信号やＰＷＭ（パルス幅変調）信号
の混成信号である電動機制御信号ＶOを発生する信号発
生器などを備え、電動機制御信号ＶOを電動機駆動手段
１３に供給する。
ら供給される偏差信号ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）に比例
（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）の演算、処理を行
うＰＩＤコントローラ、このＰＩＤコントローラからの
信号に基づいて電動機８の発生トルクの方向と大きさを
制御するためにオン信号やＰＷＭ（パルス幅変調）信号
の混成信号である電動機制御信号ＶOを発生する信号発
生器などを備え、電動機制御信号ＶOを電動機駆動手段
１３に供給する。
【００５０】電動機駆動手段１３は、例えば４個のパワ
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素
子からなるブリッジ回路で構成し、オン信号やＰＷＭ
（パルス幅変調）信号の電動機制御信号ＶOよって駆動
制御され、駆動方向と大きさを有する電動機電圧ＶMを
供給して電動機８を駆動する。
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素
子からなるブリッジ回路で構成し、オン信号やＰＷＭ
（パルス幅変調）信号の電動機制御信号ＶOよって駆動
制御され、駆動方向と大きさを有する電動機電圧ＶMを
供給して電動機８を駆動する。
【００５１】電動機８は、例えば直流電動機やブラシレ
ス・モータ等を用い、電動機駆動手段１３から供給され
る駆動方向と大きさを有するＰＷＭの電動機電圧ＶMで
駆動され、電動機電流ＩMに対応した動力を発生し、電
動機トルクを操舵補助力としてステアリング系に作用す
る。
ス・モータ等を用い、電動機駆動手段１３から供給され
る駆動方向と大きさを有するＰＷＭの電動機電圧ＶMで
駆動され、電動機電流ＩMに対応した動力を発生し、電
動機トルクを操舵補助力としてステアリング系に作用す
る。
【００５２】電動機電流検出手段１４は、例えばホール
素子を用いた電流センサ、電流を電圧として検出する抵
抗器を用いた検出器等で構成し、電動機８に流れる電動
機電流ＩMを検出し、ディジタル信号に変換した電動機
電流検出電流ＩMOを偏差決定手段２６にフィードバック
（ＮＦＢ：負帰還）する。
素子を用いた電流センサ、電流を電圧として検出する抵
抗器を用いた検出器等で構成し、電動機８に流れる電動
機電流ＩMを検出し、ディジタル信号に変換した電動機
電流検出電流ＩMOを偏差決定手段２６にフィードバック
（ＮＦＢ：負帰還）する。
【００５３】また、電動機電流検出手段１４は、偏差演
算手段２６、駆動制御手段２７および電動機駆動手段１
３とともに負帰還のフィードバックループを形成するの
で、偏差信号ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）を速やかに０（ＩMS
＝ＩMO）とし、電動機電流Ｉ Mが目標電流信号ＩMSとな
るよう制御する。
算手段２６、駆動制御手段２７および電動機駆動手段１
３とともに負帰還のフィードバックループを形成するの
で、偏差信号ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）を速やかに０（ＩMS
＝ＩMO）とし、電動機電流Ｉ Mが目標電流信号ＩMSとな
るよう制御する。
【００５４】表示手段１８は、液晶等の可視表示器また
は音声合成等の可聴表示器で構成し、制御手段１２から
供給される表示信号ＨSに基づいて制御モードの現在の
状態を可視表示または音声でドライバに通知する。
は音声合成等の可聴表示器で構成し、制御手段１２から
供給される表示信号ＨSに基づいて制御モードの現在の
状態を可視表示または音声でドライバに通知する。
【００５５】図７はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の３つのモードに対応した車速−ステアリング
操舵力の特性図である。図７において、車速が０近傍の
据え切り操舵力は、モードＸ、ＹおよびＺともに重くな
っており、モードＺ→モードＹ→モードＸの順に軽くな
っている。
ング装置の３つのモードに対応した車速−ステアリング
操舵力の特性図である。図７において、車速が０近傍の
据え切り操舵力は、モードＸ、ＹおよびＺともに重くな
っており、モードＺ→モードＹ→モードＸの順に軽くな
っている。
【００５６】低車速領域で車速が次第に増加すると路面
の反力も小さくなり、ステアリング操舵力は、図４に示
す特性が支配的となってモードＸ（目標電流信号ＩMXに
対応）が最も軽く、次にモードＹ（目標電流信号ＩMYに
対応）が軽く、続いてモードＺ（目標電流信号ＩMZに対
応）の順になる。
の反力も小さくなり、ステアリング操舵力は、図４に示
す特性が支配的となってモードＸ（目標電流信号ＩMXに
対応）が最も軽く、次にモードＹ（目標電流信号ＩMYに
対応）が軽く、続いてモードＺ（目標電流信号ＩMZに対
応）の順になる。
【００５７】中車速領域において、ステアリング操舵力
は、図５に示す特性が支配的となってモードＸ、モード
Ｙ、モードＺの順に軽いが、車速応動の制動が作用して
軽さの絶対値は低車速領域に較べて減少する。
は、図５に示す特性が支配的となってモードＸ、モード
Ｙ、モードＺの順に軽いが、車速応動の制動が作用して
軽さの絶対値は低車速領域に較べて減少する。
【００５８】高車速領域において、ステアリング操舵力
は、図６に示す特性が支配的となって大きな車速応動の
制動が作用し、モードＸ、モードＹおよびモードＺが実
質的に同一となる。
は、図６に示す特性が支配的となって大きな車速応動の
制動が作用し、モードＸ、モードＹおよびモードＺが実
質的に同一となる。
【００５９】図７から明らかなように、低車速領域およ
び中車速領域では、モードＸ、モードＹ、モードＺに対
応してステアリング操舵力が異なるので、ドライバは自
分の好みまたは癖に応じてモードを選定し、最適な操舵
特性を得ることができる。
び中車速領域では、モードＸ、モードＹ、モードＺに対
応してステアリング操舵力が異なるので、ドライバは自
分の好みまたは癖に応じてモードを選定し、最適な操舵
特性を得ることができる。
【００６０】また、高車速領域でモードを変更しても、
ステアリング操舵力は実質的に変化しないため、操舵フ
ィーリングに影響を与えることなくモードを切り替える
ことができる。
ステアリング操舵力は実質的に変化しないため、操舵フ
ィーリングに影響を与えることなくモードを切り替える
ことができる。
【００６１】さらに、高車速領域でモードを変更して
も、ステアリング操舵力は実質的に変化しないため、車
両挙動に影響を及ぼすことなくモードを切り替えること
ができる。
も、ステアリング操舵力は実質的に変化しないため、車
両挙動に影響を及ぼすことなくモードを切り替えること
ができる。
【００６２】
【発明の効果】 以上説明したようにこの発明に係る電動
パワーステアリング装置によれば、高車速走行時のハン
ドル操作中に目標電流信号特性を異なる特性に切り替え
ても操舵特性が実質的に一定に保たれる。したがって、
高車速領域における操舵フィーリングの低下および車両
挙動の影響がなく、ドライバの好みの操舵特性を設定す
ることができる。
パワーステアリング装置によれば、高車速走行時のハン
ドル操作中に目標電流信号特性を異なる特性に切り替え
ても操舵特性が実質的に一定に保たれる。したがって、
高車速領域における操舵フィーリングの低下および車両
挙動の影響がなく、ドライバの好みの操舵特性を設定す
ることができる。
【００６３】また、この発明に係る制御モード手段は、
低・中車速走行時のハンドル操作中に、複数の制御モー
ドを切り替えてドライバの好みの目標電流信号特性を選
択できるので、ドライバに適した操舵特性でハンドル操
作をすることができる。
低・中車速走行時のハンドル操作中に、複数の制御モー
ドを切り替えてドライバの好みの目標電流信号特性を選
択できるので、ドライバに適した操舵特性でハンドル操
作をすることができる。
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図
全体構成図
【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
要部ブロック構成図
要部ブロック構成図
【図３】モード設定手段の車室内への配置の一例
【図４】この発明に係る制御モード手段の低車速領域
（ＶL）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
（ＶL）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
【図５】この発明に係る制御モード手段の中車速領域
（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
（ＶM）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
【図６】この発明に係る制御モード手段の高車速領域
（ＶH）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
（ＶH）の操舵トルク信号（Ｔ）−目標電流信号
（ＩMS）特性図
【図７】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
３つのモードに対応した車速−ステアリング操舵力の特
性図
３つのモードに対応した車速−ステアリング操舵力の特
性図
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホ
イール、３…ステアリング軸、４…ハイポイドギア、５
…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラッ
ク軸、６…タイロッド、７…前輪、８…電動機、１０…
操舵トルクセンサ、１１…車速センサ、１２…制御手
段、１３…電動機駆動手段、１４…電動機電流検出手
段、１５…モード設定手段、１８…表示手段、２１…制
御モード手段、２２…モードＸ発生手段、２３…モード
Ｙ発生手段、２４…モードＺ発生手段、２５…切替手
段、２６…偏差演算手段、２７…駆動制御手段、ＩM…
電動機電流、ＩMO…電動機電流検出信号、ＩMS，ＩMX，
ＩMY，ＩMZ…目標電流信号、ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）…偏
差信号、Ｍ…モード設定信号、Ｔ…操舵トルク信号、
Ｖ，ＶL，ＶM，ＶH…車速信号、ＶM…電動機電圧、ＶO
…電動機制御信号。
イール、３…ステアリング軸、４…ハイポイドギア、５
…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラッ
ク軸、６…タイロッド、７…前輪、８…電動機、１０…
操舵トルクセンサ、１１…車速センサ、１２…制御手
段、１３…電動機駆動手段、１４…電動機電流検出手
段、１５…モード設定手段、１８…表示手段、２１…制
御モード手段、２２…モードＸ発生手段、２３…モード
Ｙ発生手段、２４…モードＺ発生手段、２５…切替手
段、２６…偏差演算手段、２７…駆動制御手段、ＩM…
電動機電流、ＩMO…電動機電流検出信号、ＩMS，ＩMX，
ＩMY，ＩMZ…目標電流信号、ΔＩ（＝ＩMS−ＩMO）…偏
差信号、Ｍ…モード設定信号、Ｔ…操舵トルク信号、
Ｖ，ＶL，ＶM，ＶH…車速信号、ＶM…電動機電圧、ＶO
…電動機制御信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−74793（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−97039（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−20350（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−100059（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ステアリング系に操舵補助力を付加する
電動機と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵
トルクセンサと、車速を検出する車速センサと、少なく
とも前記車速センサが検出した車速信号と前記操舵トル
クセンサが検出した操舵トルク信号とに対応した目標電
流信号を決定して電動機制御信号を出力する制御手段
と、この電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動す
る駆動手段とを有する電動パワーステアリング装置にお
いて、 前記制御手段が、低車速領域では異なるとともに高車速
領域において実質的に同じになる複数の目標電流信号特
性が設定された制御モード手段を有し、これら目標電流
信号特性を所定の条件で切り替えることを特徴とする電
動パワーステアリング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170531A JP3019254B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 電動パワーステアリング装置 |
| US09/074,832 US6015023A (en) | 1997-06-26 | 1998-05-08 | Electric power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170531A JP3019254B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111335A JPH1111335A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3019254B2 true JP3019254B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15906659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9170531A Expired - Lifetime JP3019254B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6015023A (ja) |
| JP (1) | JP3019254B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19827344C2 (de) * | 1998-06-19 | 2001-09-20 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Elektrisch unterstützte Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
| JP2000053011A (ja) * | 1998-08-03 | 2000-02-22 | Koyo Seiko Co Ltd | 舵角中点検出装置及びパワーステアリング装置 |
| JP4140372B2 (ja) * | 2002-12-18 | 2008-08-27 | 日産自動車株式会社 | 多重系車両操舵装置 |
| JP4293106B2 (ja) * | 2004-10-14 | 2009-07-08 | トヨタ自動車株式会社 | 電動式パワーステアリング装置用制御装置 |
| KR102102000B1 (ko) * | 2013-12-26 | 2020-04-22 | 두산인프라코어 주식회사 | 휠로더용 조향제어 장치 |
| CN106741149A (zh) * | 2016-05-26 | 2017-05-31 | 上海拿森汽车电子有限公司 | 电动助力转向系统的驾驶模式切换控制方法 |
| CN107298128A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-27 | 山东梅拉德能源动力科技有限公司 | 一种可切换转向助力模式的eps系统及其模式切换方法 |
| KR102020752B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-09-11 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 파워 스티어링 시스템의 토크 보상 장치 및 방법 |
| US11820448B2 (en) * | 2020-10-01 | 2023-11-21 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Infinite steering mode |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59100059A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
| US4702335A (en) * | 1985-05-28 | 1987-10-27 | Trw Inc. | Control apparatus for a power assist steering system |
| JPH0818484B2 (ja) * | 1988-01-25 | 1996-02-28 | 日産自動車株式会社 | サスペンション及び操舵力制御装置 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP9170531A patent/JP3019254B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-05-08 US US09/074,832 patent/US6015023A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6015023A (en) | 2000-01-18 |
| JPH1111335A (ja) | 1999-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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