JP3528614B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents
パワーステアリング装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車において、
ドライバの操舵操作を油圧アクチュエータの油圧力又は
モータの回転力によりアシストする、パワーステアリン
グ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、自動車において、ドライバの
ハンドルの操作時に、ドライバが付与する操舵トルクと
は別の補助操舵トルクを付与し、ドライバの操舵トルク
をアシストして操舵操作時のドライバの負担を軽減する
パワーステアリング装置が知られている。 【０００３】補助操舵トルクの付与手段としては、油圧
アクチュエータや電動モータ（以下、モータという）が
一般に用いられているが、共に、補助操舵トルクの大き
さをドライバが入力する操舵トルクや車速に応じて制御
するようになっている。具体的には、ドライバの操舵ト
ルクが小さい時、また、車速が小さい時には、大きな補
助操舵トルクを付与してドライバの操舵負担を軽減し、
逆に、ドライバの操舵トルクが大きい時や車速が大きい
時には、補助操舵トルクによるアシストを低減して、し
っかりした手応えのある操舵感が得られるような制御が
行われている。 【０００４】特に、モータを用いた電動パワーステアリ
ング装置については、ドライバのフィーリングに適合し
た細かな補助操舵トルクの制御が可能であるため、その
開発，実用化が進められている。その一例としては、特
開昭６４−９４０６４号公報に開示されたように、据切
り時にバッテリ電圧を昇圧してモータに印加し、据切り
時の操舵負担を軽減する技術が挙げられる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、急な連続コ
ーナーを廻るとき等のようにハンドルを大きく操舵する
ような場合、ドライバがハンドル操舵により行なう仕事
は大きくドライバの負担は大きい。このドライバがハン
ドル操舵時に行なう仕事の大きさは、ハンドルの操作量
とハンドルを切るときの重さ、即ち、加える操舵トルク
の大きさとに比例し、ハンドルをたくさん操作する程、
又は加える操舵トルクが大きい程ドライバの負担は大き
くなる。 【０００６】したがって、ドライバの負担を軽減するに
は、必要なハンドル操作量を減らすか、又は必要な操舵
トルクを低減することが必要となる。ハンドルの操作量
はハンドルの操舵角あたりの車輪の舵角により決まるた
め、ハンドルの操作量を減らすことによりドライバの負
担を軽減するには、ハンドルの操舵角に応じて車輪の舵
角を可変に制御する必要がある。このような技術として
は、大舵角時には後輪逆相操舵し、車輪の旋回半径をよ
り小さくできるようにするなど、ハンドルの操舵角に応
じて後輪の位相切替えや舵角切替えを行なう操舵角応動
式の４ＷＳ装置が知られている。 【０００７】しかしながら、ハンドルの操舵角に応じて
車輪の舵角を可変制御する場合、そのような制御を行な
わない車両から乗り換えた時には、普段と同じ量だけハ
ンドルを操作した場合には曲がりすぎてしまうことにな
り、多少の違和感を伴うことになる。これに対し、必要
な操舵トルクを減らすことによりドライバの負担軽減を
図る場合には、そのような問題はなく、普段と同じハン
ドル操作を行ないながらもドライバの負担軽減が可能と
なる。そこで、大舵角操舵時のドライバの負担軽減を、
操舵操作時に必要な操舵トルクを低減することによって
実現したい。 【０００８】ところで、操舵操作時に必要な操舵トルク
を低減することによりドライバの負担を軽減すること
は、前述のように従来のパワーステアリング装置でも行
なわれている。しかしながら、従来のパワーステアリン
グ装置では、操舵トルクや車速に応じた補助操舵トルク
を付与することでドライバの負担を軽減するようにして
いるが、補助操舵トルクを舵角に応じて付与することは
行なわれていない。 【０００９】そこで、このパワーステアリング装置を大
舵角操舵時のドライバの負担軽減にも応用し、パワース
テアリング装置によって大舵角操舵時のドライバの負担
軽減と、それによる取り回し性の向上を実現したい。本
発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、大舵
角操舵時のドライバの負担を軽減することにより取り回
し性を向上できるようにした、パワーステアリング装置
を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパワーステアリング装置では、ドライバの
ハンドル操舵時の操舵トルクの大きさに応じて補助操舵
トルクを出力することによりドライバのハンドル操舵を
アシストするとともに、操舵角検出手段によりハンドル
の操舵角を検出し、制御ゲイン設定手段により、検出し
た操舵角の大きさに応じて補助操舵トルクの制御ゲイン
を設定する。 【００１１】望ましくは、操舵角が大きいほど、補助操
舵トルクが大きくなるように、制御ゲインを設定する。
これにより、ドライバのハンドル操舵をアシストする補
助操舵トルクは、大舵角時ほど大きくなるように操舵角
に応じて調整され、大舵角操舵時の取り回し性が向上さ
れる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態
としてのパワーステアリング装置を示すものであるが、
本パワーステアリング装置は、従来のパワーステアリン
グ装置と同様に、ドライバのハンドル操舵時の操舵トル
クと自車両の車速とに応じて補助操舵トルクの大きさを
制御しながらも、大舵角時の取り回し性の向上を図った
ものである。 【００１３】また、本実施形態では、直流モータ１１の
回転トルクによってドライバの操舵操作をアシストする
電動パワーステアリング装置として本発明のパワーステ
アリング装置を構成した場合について説明する。このた
め、図１に示すように、本パワーステアリング装置で
は、ドライバがハンドルを操舵操作する際の操舵トルク
Ｔd を検出する操舵トルクセンサ１と、自車両の車速Ｖ
を検出する車速センサ２とがそなえられるとともに、ド
ライバの操舵操作時のハンドル角（操舵角）θを検出す
る操舵角センサ３がそなえられている。 【００１４】そして、これらのセンサ１〜３の検出情報
に基づいてパワーステアリング機構１０を制御する制御
手段１００がそなえられており、制御手段１００は、直
流モータ１１へ供給する電流値を制御することにより、
センサ１〜３の検出情報に基づき設定した補助操舵トル
クをパワーステアリング機構１０から発生させるように
なっている。 【００１５】なお、パワーステアリング機構１０は、図
１に示すように、直流モータ１１と、直流モータ１１の
出力軸に連結されたウォーム軸１２ａ，ウォーム軸１２
ａと噛み合って駆動されるウォームホイール軸１２ｂか
らなる減速機１２と、ウォームホイール軸１２ｂとラッ
ク軸１４の歯部１４ａと噛み合うピニオン軸１３とをそ
なえている。このような構成により、パワーステアリン
グ機構１０では、直流モータ１１で発生する回転トルク
を減速機１２において増幅させ、補助操舵トルクとして
ピニオン軸１３を介してラック軸１４に伝達することに
より、ドライバの操舵操作をアシストするようになって
いる。なお、ドライバがハンドルを操舵することで生じ
る操舵トルクは、図示しないステアリングシャフトを介
してラック軸１４に伝達されるようになっている。 【００１６】ここで、制御手段１００の内部構成及び機
能について詳述すると、制御手段１００には、その機能
要素として、操舵トルク測定手段１０１，車速測定手段
１０２，操舵角測定手段１０３がそなえられており、上
述の各センサ１〜３の検出情報に基づき、それぞれ操舵
トルクＴd ，車速Ｖ，操舵角θを測定するようになって
いる。 【００１７】さらに、制御手段１００には、モータ電流
値算出駆動手段１０４がそなえられている。モータ電流
値算出駆動手段１０４は、直流モータ１１に供給すべき
電流値を算出し、算出した電流を直流モータ１１に供給
して駆動する機能を有しており、モータ電流値算出手段
１０５，制御ゲイン設定手段１０６，モータ駆動手段１
０７とから構成されている。 【００１８】まず、モータ電流値算出手段１０４は、直
流モータ１１に供給すべき電流値を算出するようになっ
ている。直流モータ１１では、供給された電流値の大き
さに比例した回転トルクＴr が発生し、ラック軸１４に
は、この回転トルクＴr が増幅されて補助操舵トルクＴ
として付与されるようになる。このため、モータ電流値
算出手段１０７では、まず、ラック軸１４に付与すべき
補助操舵トルク基本値（基本補助操舵トルク）Ｔ0 を設
定し、その基本補助操舵トルクＴ0 の大きさに応じた電
流値を算出するようになっている。 【００１９】ここでの基本補助操舵トルクＴ0 の大きさ
は、従来の電動パワーステアリング装置と同様に、操舵
トルクＴd と車速Ｖとに応じて設定されるようになって
いる。つまり、操舵トルクＴd が小さい時、また、車速
Ｖが小さい時には、大きなアシストによりドライバの操
舵負担を軽減し、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、
また、車速Ｖが大きくなるに連れ、アシストを低減して
しっかりした手応えのある操舵感が得られるような基本
補助操舵トルクＴ0 の設定となっているのである。 【００２０】次に、制御ゲイン設定手段１０６は、モー
タ電流値算出手段１０５で算出された電流値に適宜の制
御ゲインＫを乗じることにより、付与される補助操舵ト
ルクＴ（Ｔ＝Ｋ×Ｔ0 ）の大きさを適宜制御する機能を
有している。具体的には、制御ゲイン設定手段１０６
は、操舵角測定手段１０３で測定された操舵角θに応じ
て、制御ゲインＫ1 を設定するようになっている。 【００２１】図２は、その設定マップの一例を示すもの
であり、操舵角θの大きさの絶対値が第１所定値θ1 よ
りも小さい場合には、制御ゲインＫは１．０に設定さ
れ、通常の操舵トルクＴd と車速Ｖとに応じた電流が直
流モータ１１に供給されるようになっている。そして、
操舵角θが第１所定値θ1 以上になると、制御ゲインＫ
1 は操舵角θの大きさの絶対値に応じて増加し、第２所
定値θ2 以上では上限値Ｋ１に設定されるようになって
いる。 【００２２】したがって、操舵角θの大きさの絶対値が
第２所定値θ2 以上となるような大舵角での操舵を行な
った時には、ドライバは通常の操舵時に比べてＫ１倍の
大きさの補助操舵トルクＴによるアシストを受けること
になる。なお、制御ゲインＫに上限値Ｋ１が設定されて
いるのは、過大な補助操舵トルクＴの付与により却って
ドライバの操舵操作を不安定にしてしまうことを防止す
るためである。 【００２３】また、突然に制御ゲインＫが１．０から上
限値Ｋ１まで増加することによるドライバの違和感を防
止するため、第１所定値θ1 から第２所定値θ2 にかけ
て連続的に制御ゲインＫが増加するようになっている
が、例えば、図２に１点鎖線で示すように、通常の１．
０の設定からステップ状に上限値Ｋ１まで増加させてい
くようにしてもよい。また、図２に２点鎖線で示すよう
に、制御ゲインＫを１．０から緩やかに増加させてい
き、一定の増加率に達するようにすれば、補助操舵トル
クＴの増加がより円滑でフィーリングのよいものにでき
る。 【００２４】こうして、モータ電流値算出手段１０５で
算出され、制御ゲイン設定手段１０６で適宜の制御ゲイ
ンＫを乗じられた電流値は、モータ駆動手段１０７に入
力されるようになっている。モータ駆動手段１０７は、
入力された電流値に応じた電流を直流モータ１１に供給
するようになっており、直流モータ１１が出力する回転
トルクが減速機１２で増幅されて、補助操舵トルクＴ
（Ｔ＝Ｋ×Ｔ0 ）としてラック軸１４に入力されるよう
になっている。なお、モータ駆動手段１０７には、図示
しないローパスフィルタがそなえられており、制御ゲイ
ン設定手段１０６における制御ゲインＫの可変制御にと
もなう電流値の急変を緩和し、補助操舵トルクＴの急変
や不自然な変動を防止するようになっている。 【００２５】本発明の一実施形態としてのパワーステア
リング装置は上述のごとく構成されているので、例え
ば、図３に示すようなフローで、パワーステアリング機
構１０に発生させるべき補助操舵トルクＴが設定され
る。まず、本パワーステアリング装置では、操舵トルク
センサ１，車速センサ２，操舵角センサ３の各検出情報
に基づき、操舵トルク測定手段１０１，車速測定手段１
０２操舵角測定手段１０３により、操舵トルクＴd ，車
速Ｖ，操舵角θを測定する（ステップＳ１０）。 【００２６】そして、モータ電流値算出手段１０５で
は、測定した操舵トルクＴd と車速Ｖとに基づき基本補
助操舵トルクＴ0 を設定する。即ち、操舵トルクＴd が
小さい時、また、車速Ｖが小さい時には大きなアシスト
が得られ、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、また、
車速Ｖが大きくなるに連れアシスト量が減少するように
基本補助操舵トルクＴ0 を設定する。そして、この基本
補助操舵トルクＴ0 に対応した回転トルクを発生させる
べく直流モータ１１に供給すべき電流値を算出する（ス
テップＳ２０）。 【００２７】基本補助操舵トルクＴ0 に対応した電流値
が算出されると、制御ゲイン設定手段１０６では、操舵
角θの大きさに応じて制御ゲインＫを設定する。即ち、
操舵角θの大きさの絶対値が第１所定値θ1 よりも小さ
い場合には、制御ゲインＫを１．０に設定して通常の操
舵トルクＴd と車速Ｖとに応じた電流が直流モータ１１
に供給されるようにし、操舵角θが第１所定値θ1 以上
になると、制御ゲインＫを操舵角θの大きさの絶対値に
応じて増加させ、第２所定値θ2 以上では、上限値Ｋ１
に設定する。 【００２８】これにより、ドライバが第２所定値θ2 以
上の大舵角での操舵を行なった場合には、モータ駆動手
段１０７から、基本補助操舵トルクＴ0 に対応した電流
値に制御ゲインＫの上限値Ｋ１が乗じられた値の電流が
直流モータ１１に供給され、補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｋ
１×Ｔ0 ）がパワーステアリング装置１０よりラック軸
１４へ出力される（アシスト可変制御，ステップＳ３
０）。 【００２９】このように、本パワーステアリング装置に
よれば、操舵角θが第１所定値θ1未満での操舵操作の
場合には、ドライバは従来通りの操舵トルクＴd と車速
Ｖとに応じた補助操舵トルクＴ（Ｔ＝１．０×Ｔ0 ）に
よるアシストを受けることができるとともに、操舵角θ
が第２所定値θ2 以上になるような大舵角での操舵時に
は、制御ゲインＫが上限値Ｋ１まで増加されるようにな
っているので、ドライバは通常の操舵時に比べてＫ１倍
の大きさの補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｋ１×Ｔ0）による
アシストを受けることができ、大舵角での操舵時の取り
回し性が大きく向上するという利点がある。 【００３０】また、操舵角θが第１所定値θ1 と第２所
定値θ2 との間の大きさの場合には、操舵角θに応じて
制御ゲインＫが１．０〜Ｋ１の間の値に設定されるの
で、操舵角θに対する補助操舵トルクＴの可変制御を円
滑に行なうことができ、操舵フィーリングを損なうこと
もない。また、本パワーステアリング装置は、機械構成
としては従来の電動パワーステアリング装置の構成をそ
のまま利用することができるため、低コストで上述の効
果が得られるとともに、フェイルセーフについても従来
の電動パワーステアリング装置と同様の処理によって行
なうことができる利点もある。 【００３１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。例えば、上述の実施
形態では、本発明のパワーステアリング装置を電動パワ
ーステアリング装置に適用した場合について説明した
が、油圧式パワーステアリング装置へ適用することも可
能である。この場合は、例えば、油圧機構と並列に電動
モータをそなえ、その電動モータの回転トルクを操舵角
θに応じて制御するようにすればよい。 【００３２】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明のパワース
テアリング装置によれば、操舵角の大きさに応じて制御
ゲインが可変に設定されるようになっているので、ドラ
イバは操舵角の大きさに応じた補助操舵トルクのアシス
トを受けることができ、大舵角での操舵時の取り回し性
が大きく向上するという利点がある。
ドライバの操舵操作を油圧アクチュエータの油圧力又は
モータの回転力によりアシストする、パワーステアリン
グ装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、自動車において、ドライバの
ハンドルの操作時に、ドライバが付与する操舵トルクと
は別の補助操舵トルクを付与し、ドライバの操舵トルク
をアシストして操舵操作時のドライバの負担を軽減する
パワーステアリング装置が知られている。 【０００３】補助操舵トルクの付与手段としては、油圧
アクチュエータや電動モータ（以下、モータという）が
一般に用いられているが、共に、補助操舵トルクの大き
さをドライバが入力する操舵トルクや車速に応じて制御
するようになっている。具体的には、ドライバの操舵ト
ルクが小さい時、また、車速が小さい時には、大きな補
助操舵トルクを付与してドライバの操舵負担を軽減し、
逆に、ドライバの操舵トルクが大きい時や車速が大きい
時には、補助操舵トルクによるアシストを低減して、し
っかりした手応えのある操舵感が得られるような制御が
行われている。 【０００４】特に、モータを用いた電動パワーステアリ
ング装置については、ドライバのフィーリングに適合し
た細かな補助操舵トルクの制御が可能であるため、その
開発，実用化が進められている。その一例としては、特
開昭６４−９４０６４号公報に開示されたように、据切
り時にバッテリ電圧を昇圧してモータに印加し、据切り
時の操舵負担を軽減する技術が挙げられる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、急な連続コ
ーナーを廻るとき等のようにハンドルを大きく操舵する
ような場合、ドライバがハンドル操舵により行なう仕事
は大きくドライバの負担は大きい。このドライバがハン
ドル操舵時に行なう仕事の大きさは、ハンドルの操作量
とハンドルを切るときの重さ、即ち、加える操舵トルク
の大きさとに比例し、ハンドルをたくさん操作する程、
又は加える操舵トルクが大きい程ドライバの負担は大き
くなる。 【０００６】したがって、ドライバの負担を軽減するに
は、必要なハンドル操作量を減らすか、又は必要な操舵
トルクを低減することが必要となる。ハンドルの操作量
はハンドルの操舵角あたりの車輪の舵角により決まるた
め、ハンドルの操作量を減らすことによりドライバの負
担を軽減するには、ハンドルの操舵角に応じて車輪の舵
角を可変に制御する必要がある。このような技術として
は、大舵角時には後輪逆相操舵し、車輪の旋回半径をよ
り小さくできるようにするなど、ハンドルの操舵角に応
じて後輪の位相切替えや舵角切替えを行なう操舵角応動
式の４ＷＳ装置が知られている。 【０００７】しかしながら、ハンドルの操舵角に応じて
車輪の舵角を可変制御する場合、そのような制御を行な
わない車両から乗り換えた時には、普段と同じ量だけハ
ンドルを操作した場合には曲がりすぎてしまうことにな
り、多少の違和感を伴うことになる。これに対し、必要
な操舵トルクを減らすことによりドライバの負担軽減を
図る場合には、そのような問題はなく、普段と同じハン
ドル操作を行ないながらもドライバの負担軽減が可能と
なる。そこで、大舵角操舵時のドライバの負担軽減を、
操舵操作時に必要な操舵トルクを低減することによって
実現したい。 【０００８】ところで、操舵操作時に必要な操舵トルク
を低減することによりドライバの負担を軽減すること
は、前述のように従来のパワーステアリング装置でも行
なわれている。しかしながら、従来のパワーステアリン
グ装置では、操舵トルクや車速に応じた補助操舵トルク
を付与することでドライバの負担を軽減するようにして
いるが、補助操舵トルクを舵角に応じて付与することは
行なわれていない。 【０００９】そこで、このパワーステアリング装置を大
舵角操舵時のドライバの負担軽減にも応用し、パワース
テアリング装置によって大舵角操舵時のドライバの負担
軽減と、それによる取り回し性の向上を実現したい。本
発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、大舵
角操舵時のドライバの負担を軽減することにより取り回
し性を向上できるようにした、パワーステアリング装置
を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパワーステアリング装置では、ドライバの
ハンドル操舵時の操舵トルクの大きさに応じて補助操舵
トルクを出力することによりドライバのハンドル操舵を
アシストするとともに、操舵角検出手段によりハンドル
の操舵角を検出し、制御ゲイン設定手段により、検出し
た操舵角の大きさに応じて補助操舵トルクの制御ゲイン
を設定する。 【００１１】望ましくは、操舵角が大きいほど、補助操
舵トルクが大きくなるように、制御ゲインを設定する。
これにより、ドライバのハンドル操舵をアシストする補
助操舵トルクは、大舵角時ほど大きくなるように操舵角
に応じて調整され、大舵角操舵時の取り回し性が向上さ
れる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態
としてのパワーステアリング装置を示すものであるが、
本パワーステアリング装置は、従来のパワーステアリン
グ装置と同様に、ドライバのハンドル操舵時の操舵トル
クと自車両の車速とに応じて補助操舵トルクの大きさを
制御しながらも、大舵角時の取り回し性の向上を図った
ものである。 【００１３】また、本実施形態では、直流モータ１１の
回転トルクによってドライバの操舵操作をアシストする
電動パワーステアリング装置として本発明のパワーステ
アリング装置を構成した場合について説明する。このた
め、図１に示すように、本パワーステアリング装置で
は、ドライバがハンドルを操舵操作する際の操舵トルク
Ｔd を検出する操舵トルクセンサ１と、自車両の車速Ｖ
を検出する車速センサ２とがそなえられるとともに、ド
ライバの操舵操作時のハンドル角（操舵角）θを検出す
る操舵角センサ３がそなえられている。 【００１４】そして、これらのセンサ１〜３の検出情報
に基づいてパワーステアリング機構１０を制御する制御
手段１００がそなえられており、制御手段１００は、直
流モータ１１へ供給する電流値を制御することにより、
センサ１〜３の検出情報に基づき設定した補助操舵トル
クをパワーステアリング機構１０から発生させるように
なっている。 【００１５】なお、パワーステアリング機構１０は、図
１に示すように、直流モータ１１と、直流モータ１１の
出力軸に連結されたウォーム軸１２ａ，ウォーム軸１２
ａと噛み合って駆動されるウォームホイール軸１２ｂか
らなる減速機１２と、ウォームホイール軸１２ｂとラッ
ク軸１４の歯部１４ａと噛み合うピニオン軸１３とをそ
なえている。このような構成により、パワーステアリン
グ機構１０では、直流モータ１１で発生する回転トルク
を減速機１２において増幅させ、補助操舵トルクとして
ピニオン軸１３を介してラック軸１４に伝達することに
より、ドライバの操舵操作をアシストするようになって
いる。なお、ドライバがハンドルを操舵することで生じ
る操舵トルクは、図示しないステアリングシャフトを介
してラック軸１４に伝達されるようになっている。 【００１６】ここで、制御手段１００の内部構成及び機
能について詳述すると、制御手段１００には、その機能
要素として、操舵トルク測定手段１０１，車速測定手段
１０２，操舵角測定手段１０３がそなえられており、上
述の各センサ１〜３の検出情報に基づき、それぞれ操舵
トルクＴd ，車速Ｖ，操舵角θを測定するようになって
いる。 【００１７】さらに、制御手段１００には、モータ電流
値算出駆動手段１０４がそなえられている。モータ電流
値算出駆動手段１０４は、直流モータ１１に供給すべき
電流値を算出し、算出した電流を直流モータ１１に供給
して駆動する機能を有しており、モータ電流値算出手段
１０５，制御ゲイン設定手段１０６，モータ駆動手段１
０７とから構成されている。 【００１８】まず、モータ電流値算出手段１０４は、直
流モータ１１に供給すべき電流値を算出するようになっ
ている。直流モータ１１では、供給された電流値の大き
さに比例した回転トルクＴr が発生し、ラック軸１４に
は、この回転トルクＴr が増幅されて補助操舵トルクＴ
として付与されるようになる。このため、モータ電流値
算出手段１０７では、まず、ラック軸１４に付与すべき
補助操舵トルク基本値（基本補助操舵トルク）Ｔ0 を設
定し、その基本補助操舵トルクＴ0 の大きさに応じた電
流値を算出するようになっている。 【００１９】ここでの基本補助操舵トルクＴ0 の大きさ
は、従来の電動パワーステアリング装置と同様に、操舵
トルクＴd と車速Ｖとに応じて設定されるようになって
いる。つまり、操舵トルクＴd が小さい時、また、車速
Ｖが小さい時には、大きなアシストによりドライバの操
舵負担を軽減し、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、
また、車速Ｖが大きくなるに連れ、アシストを低減して
しっかりした手応えのある操舵感が得られるような基本
補助操舵トルクＴ0 の設定となっているのである。 【００２０】次に、制御ゲイン設定手段１０６は、モー
タ電流値算出手段１０５で算出された電流値に適宜の制
御ゲインＫを乗じることにより、付与される補助操舵ト
ルクＴ（Ｔ＝Ｋ×Ｔ0 ）の大きさを適宜制御する機能を
有している。具体的には、制御ゲイン設定手段１０６
は、操舵角測定手段１０３で測定された操舵角θに応じ
て、制御ゲインＫ1 を設定するようになっている。 【００２１】図２は、その設定マップの一例を示すもの
であり、操舵角θの大きさの絶対値が第１所定値θ1 よ
りも小さい場合には、制御ゲインＫは１．０に設定さ
れ、通常の操舵トルクＴd と車速Ｖとに応じた電流が直
流モータ１１に供給されるようになっている。そして、
操舵角θが第１所定値θ1 以上になると、制御ゲインＫ
1 は操舵角θの大きさの絶対値に応じて増加し、第２所
定値θ2 以上では上限値Ｋ１に設定されるようになって
いる。 【００２２】したがって、操舵角θの大きさの絶対値が
第２所定値θ2 以上となるような大舵角での操舵を行な
った時には、ドライバは通常の操舵時に比べてＫ１倍の
大きさの補助操舵トルクＴによるアシストを受けること
になる。なお、制御ゲインＫに上限値Ｋ１が設定されて
いるのは、過大な補助操舵トルクＴの付与により却って
ドライバの操舵操作を不安定にしてしまうことを防止す
るためである。 【００２３】また、突然に制御ゲインＫが１．０から上
限値Ｋ１まで増加することによるドライバの違和感を防
止するため、第１所定値θ1 から第２所定値θ2 にかけ
て連続的に制御ゲインＫが増加するようになっている
が、例えば、図２に１点鎖線で示すように、通常の１．
０の設定からステップ状に上限値Ｋ１まで増加させてい
くようにしてもよい。また、図２に２点鎖線で示すよう
に、制御ゲインＫを１．０から緩やかに増加させてい
き、一定の増加率に達するようにすれば、補助操舵トル
クＴの増加がより円滑でフィーリングのよいものにでき
る。 【００２４】こうして、モータ電流値算出手段１０５で
算出され、制御ゲイン設定手段１０６で適宜の制御ゲイ
ンＫを乗じられた電流値は、モータ駆動手段１０７に入
力されるようになっている。モータ駆動手段１０７は、
入力された電流値に応じた電流を直流モータ１１に供給
するようになっており、直流モータ１１が出力する回転
トルクが減速機１２で増幅されて、補助操舵トルクＴ
（Ｔ＝Ｋ×Ｔ0 ）としてラック軸１４に入力されるよう
になっている。なお、モータ駆動手段１０７には、図示
しないローパスフィルタがそなえられており、制御ゲイ
ン設定手段１０６における制御ゲインＫの可変制御にと
もなう電流値の急変を緩和し、補助操舵トルクＴの急変
や不自然な変動を防止するようになっている。 【００２５】本発明の一実施形態としてのパワーステア
リング装置は上述のごとく構成されているので、例え
ば、図３に示すようなフローで、パワーステアリング機
構１０に発生させるべき補助操舵トルクＴが設定され
る。まず、本パワーステアリング装置では、操舵トルク
センサ１，車速センサ２，操舵角センサ３の各検出情報
に基づき、操舵トルク測定手段１０１，車速測定手段１
０２操舵角測定手段１０３により、操舵トルクＴd ，車
速Ｖ，操舵角θを測定する（ステップＳ１０）。 【００２６】そして、モータ電流値算出手段１０５で
は、測定した操舵トルクＴd と車速Ｖとに基づき基本補
助操舵トルクＴ0 を設定する。即ち、操舵トルクＴd が
小さい時、また、車速Ｖが小さい時には大きなアシスト
が得られ、操舵トルクＴd が大きくなるに連れ、また、
車速Ｖが大きくなるに連れアシスト量が減少するように
基本補助操舵トルクＴ0 を設定する。そして、この基本
補助操舵トルクＴ0 に対応した回転トルクを発生させる
べく直流モータ１１に供給すべき電流値を算出する（ス
テップＳ２０）。 【００２７】基本補助操舵トルクＴ0 に対応した電流値
が算出されると、制御ゲイン設定手段１０６では、操舵
角θの大きさに応じて制御ゲインＫを設定する。即ち、
操舵角θの大きさの絶対値が第１所定値θ1 よりも小さ
い場合には、制御ゲインＫを１．０に設定して通常の操
舵トルクＴd と車速Ｖとに応じた電流が直流モータ１１
に供給されるようにし、操舵角θが第１所定値θ1 以上
になると、制御ゲインＫを操舵角θの大きさの絶対値に
応じて増加させ、第２所定値θ2 以上では、上限値Ｋ１
に設定する。 【００２８】これにより、ドライバが第２所定値θ2 以
上の大舵角での操舵を行なった場合には、モータ駆動手
段１０７から、基本補助操舵トルクＴ0 に対応した電流
値に制御ゲインＫの上限値Ｋ１が乗じられた値の電流が
直流モータ１１に供給され、補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｋ
１×Ｔ0 ）がパワーステアリング装置１０よりラック軸
１４へ出力される（アシスト可変制御，ステップＳ３
０）。 【００２９】このように、本パワーステアリング装置に
よれば、操舵角θが第１所定値θ1未満での操舵操作の
場合には、ドライバは従来通りの操舵トルクＴd と車速
Ｖとに応じた補助操舵トルクＴ（Ｔ＝１．０×Ｔ0 ）に
よるアシストを受けることができるとともに、操舵角θ
が第２所定値θ2 以上になるような大舵角での操舵時に
は、制御ゲインＫが上限値Ｋ１まで増加されるようにな
っているので、ドライバは通常の操舵時に比べてＫ１倍
の大きさの補助操舵トルクＴ（Ｔ＝Ｋ１×Ｔ0）による
アシストを受けることができ、大舵角での操舵時の取り
回し性が大きく向上するという利点がある。 【００３０】また、操舵角θが第１所定値θ1 と第２所
定値θ2 との間の大きさの場合には、操舵角θに応じて
制御ゲインＫが１．０〜Ｋ１の間の値に設定されるの
で、操舵角θに対する補助操舵トルクＴの可変制御を円
滑に行なうことができ、操舵フィーリングを損なうこと
もない。また、本パワーステアリング装置は、機械構成
としては従来の電動パワーステアリング装置の構成をそ
のまま利用することができるため、低コストで上述の効
果が得られるとともに、フェイルセーフについても従来
の電動パワーステアリング装置と同様の処理によって行
なうことができる利点もある。 【００３１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。例えば、上述の実施
形態では、本発明のパワーステアリング装置を電動パワ
ーステアリング装置に適用した場合について説明した
が、油圧式パワーステアリング装置へ適用することも可
能である。この場合は、例えば、油圧機構と並列に電動
モータをそなえ、その電動モータの回転トルクを操舵角
θに応じて制御するようにすればよい。 【００３２】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明のパワース
テアリング装置によれば、操舵角の大きさに応じて制御
ゲインが可変に設定されるようになっているので、ドラ
イバは操舵角の大きさに応じた補助操舵トルクのアシス
トを受けることができ、大舵角での操舵時の取り回し性
が大きく向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置の構成を示す機能ブロック図である。 【図２】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置にかかる操舵角θに応じた制御ゲインＫの設定例
を示す図である。 【図３】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置の処理の流れを示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ 操舵トルクセンサ ２ 車速センサ ３ 操舵角センサ（操舵角検出手段） １０ パワーステアリング機構 １１ 直流モータ １２ 減速機 １３ ピニオン軸 １４ ラック軸 １００ 制御手段 １０３ 操舵角測定手段 １０４ モータ電流値算出駆動手段 １０５ モータ電流値算出手段 １０６ 制御ゲイン設定手段 １０７ モータ駆動手段
グ装置の構成を示す機能ブロック図である。 【図２】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置にかかる操舵角θに応じた制御ゲインＫの設定例
を示す図である。 【図３】本発明の一実施形態としてのパワーステアリン
グ装置の処理の流れを示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ 操舵トルクセンサ ２ 車速センサ ３ 操舵角センサ（操舵角検出手段） １０ パワーステアリング機構 １１ 直流モータ １２ 減速機 １３ ピニオン軸 １４ ラック軸 １００ 制御手段 １０３ 操舵角測定手段 １０４ モータ電流値算出駆動手段 １０５ モータ電流値算出手段 １０６ 制御ゲイン設定手段 １０７ モータ駆動手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 5/04
B62D 6/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ドライバのハンドル操舵時の操舵トルク
の大きさに応じて補助操舵トルクを出力し、該補助操舵
トルクによってドライバのハンドル操舵をアシストする
パワーステアリング装置において、 前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、 該操舵角検出手段が検出した該操舵角の大きさに応じて
前記補助操舵トルクを調整するための制御ゲインを設定
する制御ゲイン設定手段とをそなえたことを特徴とす
る、パワーステアリング装置。
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|---|---|---|---|
| JP21557698A JP3528614B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21557698A JP3528614B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000043742A JP2000043742A (ja) | 2000-02-15 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR101736136B1 (ko) | 2015-12-07 | 2017-05-16 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법 |
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1998
- 1998-07-30 JP JP21557698A patent/JP3528614B2/ja not_active Expired - Fee Related
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