JP4182729B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵力感度を可変にするギヤ比可変ユニット等の操舵力感度可変手段を備えると共に、ステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のギヤ比可変ユニットとパワーステアリング機構とを共に備えた車両用操舵制御装置は、パワーステアリング機構の異常判定時に、ギヤ比可変ユニットの作動を中止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５２０５４号公報（図２）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パワーステアリング機構は、エンジン補機のパワーステアリングポンプや駆動モータを用いてタイヤを転舵するためのアシスト力を発生する構成になっていたため、何らかの要因でアシスト力が無くなった場合には、マニュアルステアリングとなり、急激な操舵力の立ち上がりにより操舵壁感を与えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、パワーステアリング機構のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる車両用操舵制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明では、操舵力伝達系の途中にハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にすることにより、操舵角の変化に対する操舵力の変化である操舵力感度を可変にする操舵力感度可変手段を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置において、前記パワーステアリング機構のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べて大きいギヤ比であって、かつ車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得ることによって操舵力感度を鈍くする指令を前記操舵力感度可変手段に出力する操舵力感度制御手段と、を設けた。
【０００７】
ここで、「操舵力感度可変手段」とは、例えば、操舵伝達系の途中に設けられたギヤ比可変ユニット等のように、ステアリングハンドルへの操舵角に対する操舵力の比を可変に調整できる手段をいう。
【０００８】
また、「パワーステアリング機構」とは、例えば、操舵伝達系の途中に設けられた油圧パワーステアリングやモータパワーステアリング等のように、油圧力やモータ駆動力により、操舵時に操舵補助力を発生させる機構をいう。
【０００９】
また、「操舵力感度を鈍くする」とは、同じ操舵角の変化に対して操舵力の立ち上がり勾配（操舵力ゲイン）を小さくすることをいい、操舵力感度を鈍くすることで、単位操舵角当たりの操舵力が低く抑えられる。
【００１０】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、パワーステアリング機構のアシスト制御が停止した際には、アシスト制御が正常に作動している時に比べ、操舵力感度が鈍くされ、アシスト制御の停止前の操舵力と停止後の操舵力の差を小さく抑えることができる。この結果、パワーステアリング機構のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングハンドル、２は入力軸、３はギヤ比可変ユニット（操舵力感度可変手段）、４は出力軸、５はパワーステアリング機構、６は舵角センサ、７は出力角センサ、８は車速センサ（車速検出手段）、９はアシスト停止検出装置（アシスト停止検出手段）、１０はモータ角度センサ、１１は可変制御用ＥＣＵ（操舵力感度制御手段）、１２は可変制御用モータである。
【００１３】
前記ステアリングハンドル１は、操舵力の入力手段で、ドライバーがステアリングハンドル１を回転させると、そのときのハンドル操舵力は、入力軸２→ギヤ比可変ユニット３→出力軸４→パワーステアリング機構５を経過して伝達され、図外のタイヤを転舵する。
【００１４】
前記ギヤ比可変ユニット３は、ステアリングシャフトを構成する入力軸２と出力軸４との間に設けられ、ステアリングハンドルへの操舵角に対する操舵力の比である操舵感度を可変に調整にする。第１実施例の場合、ハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比（＝舵角比）を可変に制御することにより、操舵感度を調整するようにしている。
【００１５】
前記パワーステアリング機構５は、操舵補助力（＝アシスト力）を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドル１への操舵力を軽減する機構である。第１実施例の場合、例えば、ラック＆ピニオンギヤ比を予めスローなギヤ比に設定しておき、油圧アシスト力により操舵補助力を得る油圧パワーステアリング機構を用いている。ここで、「ラック＆ピニオンギヤ比」とはメカ的に決まるギヤ比で、「スローなギヤ比」とは、通常の１８程度のギヤ比に対し、２０以上のギヤ比に設定することをいう。
【００１６】
前記可変制御用ＥＣＵ１１は、舵角センサ６と出力角センサ７と車速センサ８とアシスト停止検出装置９とモータ角度センサ１０からの情報を入力し、これらの情報による演算結果に基づいて、ギヤ比指令を可変制御用モータ１２に出力する可変ギヤ比制御手段である。
【００１７】
そして、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が正常の時は、小舵角やアクティブステア等の機能を持つ可変ギヤ比制御を行う。また、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくするギヤ比スロー指令による可変ギヤ比制御を行う。
【００１８】
次に、作用を説明する。
【００１９】
［可変ギヤ比制御作動］
図２は可変制御用ＥＣＵ１１にて実行される可変ギヤ比制御作動の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
ステップＳ２０では、パワーステアリング機構５のアシスト制御停止が検出されたか否かが判断され、NOの時にはステップＳ２１へ移行し、YESの時にはステップＳ２４へ移行する。
【００２１】
ステップＳ２１では、ステップＳ２０でのパワーステアリング機構５のアシスト制御が正常であるとの判断に基づいて、車速センサ８からの車速検出値が読み込まれ、ステップＳ２２へ移行する。
【００２２】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で読みこまれた車速検出値と、図３に示すギヤ比制御マップと、を用いて車速に応じたギヤ比が決定され、ステップＳ２３へ移行する。ここで、図３のギヤ比制御マップは、車速が低速であるほどギヤ比が小さく、車速が高速になるほどギヤ比を比例的に大きくする特性であり、低車速側ではハンドル操作に対して高い応答速度でタイヤが転舵するクイックな操舵となり、高速側ではハンドル操作に対して低い応答速度でタイヤが転舵するスローな操舵となる。
【００２３】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２で決定されたギヤ比を得るギヤ比指令が可変制御用モータ１２に出力される。
【００２４】
ステップＳ２４では、ステップＳ２０でのパワーステアリング機構５のアシスト制御が停止であるとの判断に基づいて、車速センサ８からの車速検出値が読み込まれ、ステップＳ２５へ移行する。
【００２５】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で読みこまれた車速検出値と、図４に示すスロー制御マップと、を用いて車速に応じたギヤ比が決定され、ステップＳ２６へ移行する。ここで、図４のスロー制御マップは、パワーステアリング機構５の設定で決まるラック＆ピニオンギヤ比（例えば、２５）以上のギヤ比領域において、車速が高車速であるほど低くなるギヤ比特性である。つまり、全車速域でハンドル操作に対して低い応答速度でタイヤが転舵するスローな操舵であるが、低車速側で超スローな操舵となり、車速が高まるほどスローの度合いが弱まる設定としている。
【００２６】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で決定されたギヤ比を得るギヤ比指令が可変制御用モータ１２に出力される。
【００２７】
［可変ギヤ比制御作用］
パワーステアリング機構５のアシスト制御が正常の時は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進む流れとなり、図３に示すギヤ比制御マップにしたがって、小舵角やアクティブステア等の機能を持つ可変ギヤ比制御が行われることになる。
【００２８】
一方、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６へと進む流れとなり、図４に示すスロー制御マップにしたがって、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくする可変ギヤ比制御が行われる。
【００２９】
ここで、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時のハンドル操舵力（＝マニュアル操舵力）をFmとすると、ハンドル操舵力Fmは、
Fm＝（Fr×Rp）／（Rh×Gr） ...(1)
但し、Fr：ラック軸力、Rp：ピニオン半径、Rh：ハンドル半径、Gr；ギヤ比可変ユニット３のギヤ比
であらわされる。
【００３０】
まず、パワーステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を通常の１８程度のギヤ比に対し、２０以上のスローなギヤ比に設定している。このため、例えば、ラック軸力Frとハンドル半径Rhが同じ場合で、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grが一定値であるとすると、ラック＆ピニオンギヤ比が１８の時のピニオン半径Rp18よりも、ラック＆ピニオンギヤ比が２５の時のピニオン半径Rp25が小さくなる（Rp18＞Rp25）。したがって、上記(1)式により、ラック＆ピニオンギヤ比が１８の時のハンドル操舵力Fm18よりも、ラック＆ピニオンギヤ比が２５の時のハンドル操舵力Fm25が小さくなる（Fm18＞Fm25）。
【００３１】
さらに、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、ギヤ比可変ユニット３に対する可変ギヤ比制御により、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grがラック＆ピニオンギヤ比以上のスローなギヤ比となるように作動する。このため、例えば、ラック軸力Frとハンドル半径Rhとピニオン半径Rpが同じ場合には、可変ギヤ比制御を停止する場合に比べ、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grが大きな値になる。したがって、上記(1)式により、可変ギヤ比制御の停止によるメカ的なラック＆ピニオンギヤ比によるハンドル操舵力Fmよりも、可変ギヤ比制御によるハンドル操舵力Fmの方が小さくなる。
【００３２】
すなわち、パワーステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を２０以上のスローなギヤ比に設定することで、アシスト制御が停止した際のハンドル操舵力Fmは小さくなる。加えて、アシスト制御が停止した際にはラック＆ピニオンギヤ比以上のスローなギヤ比となるように可変ギヤ比制御を行うことで、ハンドル操舵力Fmはさらに小さくなる。
【００３３】
ちなみに、図５は操舵角に対する操舵力の通常のギヤ比特性と本件制御時のギヤ比特性の比較特性図で、この２つの特性の対比から明らかなように、通常のギヤ比特性での操舵力立ち上げ勾配k1に比べ、本件制御時のギヤ比特性での操舵力立ち上げ勾配k2が小さくなる。言い換えると、操舵角に対する操舵力の感度が鈍くなり、この勾配k2による操舵力特性により、ハンドル操舵角は大きくなるものの必要操舵力を小さく抑えることができる。
【００３４】
この結果、アシスト制御の停止前のハンドル操舵力と停止後のハンドル操舵力の差が小さく抑えられ、アシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消し、操舵感を改善することができる。
【００３５】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３６】
(1) 操舵力伝達系の途中に操舵力感度を可変にするギヤ比可変ユニット３を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドル１への操舵力を軽減するパワーステアリング機構５を備える車両用操舵制御装置において、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出装置９と、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時に比べ、操舵力感度を鈍くする指令を前記ギヤ比可変ユニット３に出力する可変制御用ＥＣＵ１１と、を設けたため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００３７】
(2) 操舵力感度可変手段は、操舵伝達系の途中に設けられ、ハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にするギヤ比可変ユニット３であり、前記可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくする指令を前記ギヤ比可変ユニット３に出力するため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、ハンドル操作量が増すものの急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００３８】
(3) 車速を検出する車速センサ８を設け、前記可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるメカ的なラック＆ピニオンギヤ比以上のギヤ比領域において、車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得る指令をギヤ比可変ユニット３に出力するため、据え切り時や低車速転舵時における操舵力の軽減を図りながら、高車速域転舵時においてふらつきのない操縦安定性を得ることができる。
【００３９】
(4) ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定したため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、メカ的なギヤ比設定による操舵力軽減と、可変ギヤ比制御による操舵力軽減との相乗作用により、操舵感を大幅に改善することができる。
【００４０】
（第２実施例）
第２実施例は、ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定し、可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるラック＆ピニオンギヤ比による一定ギヤ比にする例である。
【００４１】
すなわち、図６に第２実施例のスロー制御マップを示すが、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、車速の高低にかかわらず、ラック＆ピニオンギヤ比に設定される。なお、他の構成及びラック＆ピニオンギヤ比のスロー設定による操舵力軽減作用は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
次に、効果を説明する。
この第２実施例の車両用操舵制御装置にあっては、第１実施例の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４３】
(5) ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定し、可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるラック＆ピニオンギヤ比による一定ギヤ比にしたため、アシスト停止検出時には可変制御用モータ１２への指令電流が解除され、電力消費を軽減することができる。
【００４４】
以上、本発明の車両用操舵制御装置を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置の可変制御用ＥＣＵにて実行される可変ギヤ比制御作動の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例装置においてパワーステアリング機構が正常にアシスト制御行っているときに用いられるギヤ比制御マップを示す図である。
【図４】第１実施例装置においてパワーステアリング機構がアシスト停止時に用いられるスロー制御マップを示す図である。
【図５】操舵角に対する操舵力の通常のギヤ比特性と本件制御時のギヤ比特性の比較特性図である。
【図６】第２実施例装置においてパワーステアリング機構がアシスト停止時に用いられるスロー制御マップを示す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングハンドル
２ 入力軸
３ ギヤ比可変ユニット（操舵力感度可変手段）
４ 出力軸
５ パワーステアリング機構
６ 舵角センサ
７ 出力角センサ
８ 車速センサ（車速検出手段）
９ アシスト停止検出装置（アシスト停止検出手段）
１０ モータ角度センサ
１１ 可変制御用ＥＣＵ（操舵力感度制御手段）
１２ 可変制御用モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵力感度を可変にするギヤ比可変ユニット等の操舵力感度可変手段を備えると共に、ステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のギヤ比可変ユニットとパワーステアリング機構とを共に備えた車両用操舵制御装置は、パワーステアリング機構の異常判定時に、ギヤ比可変ユニットの作動を中止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５２０５４号公報（図２）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パワーステアリング機構は、エンジン補機のパワーステアリングポンプや駆動モータを用いてタイヤを転舵するためのアシスト力を発生する構成になっていたため、何らかの要因でアシスト力が無くなった場合には、マニュアルステアリングとなり、急激な操舵力の立ち上がりにより操舵壁感を与えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、パワーステアリング機構のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる車両用操舵制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明では、操舵力伝達系の途中にハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にすることにより、操舵角の変化に対する操舵力の変化である操舵力感度を可変にする操舵力感度可変手段を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置において、前記パワーステアリング機構のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べて大きいギヤ比であって、かつ車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得ることによって操舵力感度を鈍くする指令を前記操舵力感度可変手段に出力する操舵力感度制御手段と、を設けた。
【０００７】
ここで、「操舵力感度可変手段」とは、例えば、操舵伝達系の途中に設けられたギヤ比可変ユニット等のように、ステアリングハンドルへの操舵角に対する操舵力の比を可変に調整できる手段をいう。
【０００８】
また、「パワーステアリング機構」とは、例えば、操舵伝達系の途中に設けられた油圧パワーステアリングやモータパワーステアリング等のように、油圧力やモータ駆動力により、操舵時に操舵補助力を発生させる機構をいう。
【０００９】
また、「操舵力感度を鈍くする」とは、同じ操舵角の変化に対して操舵力の立ち上がり勾配（操舵力ゲイン）を小さくすることをいい、操舵力感度を鈍くすることで、単位操舵角当たりの操舵力が低く抑えられる。
【００１０】
【発明の効果】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、パワーステアリング機構のアシスト制御が停止した際には、アシスト制御が正常に作動している時に比べ、操舵力感度が鈍くされ、アシスト制御の停止前の操舵力と停止後の操舵力の差を小さく抑えることができる。この結果、パワーステアリング機構のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。図１において、１はステアリングハンドル、２は入力軸、３はギヤ比可変ユニット（操舵力感度可変手段）、４は出力軸、５はパワーステアリング機構、６は舵角センサ、７は出力角センサ、８は車速センサ（車速検出手段）、９はアシスト停止検出装置（アシスト停止検出手段）、１０はモータ角度センサ、１１は可変制御用ＥＣＵ（操舵力感度制御手段）、１２は可変制御用モータである。
【００１３】
前記ステアリングハンドル１は、操舵力の入力手段で、ドライバーがステアリングハンドル１を回転させると、そのときのハンドル操舵力は、入力軸２→ギヤ比可変ユニット３→出力軸４→パワーステアリング機構５を経過して伝達され、図外のタイヤを転舵する。
【００１４】
前記ギヤ比可変ユニット３は、ステアリングシャフトを構成する入力軸２と出力軸４との間に設けられ、ステアリングハンドルへの操舵角に対する操舵力の比である操舵感度を可変に調整にする。第１実施例の場合、ハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比（＝舵角比）を可変に制御することにより、操舵感度を調整するようにしている。
【００１５】
前記パワーステアリング機構５は、操舵補助力（＝アシスト力）を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドル１への操舵力を軽減する機構である。第１実施例の場合、例えば、ラック＆ピニオンギヤ比を予めスローなギヤ比に設定しておき、油圧アシスト力により操舵補助力を得る油圧パワーステアリング機構を用いている。ここで、「ラック＆ピニオンギヤ比」とはメカ的に決まるギヤ比で、「スローなギヤ比」とは、通常の１８程度のギヤ比に対し、２０以上のギヤ比に設定することをいう。
【００１６】
前記可変制御用ＥＣＵ１１は、舵角センサ６と出力角センサ７と車速センサ８とアシスト停止検出装置９とモータ角度センサ１０からの情報を入力し、これらの情報による演算結果に基づいて、ギヤ比指令を可変制御用モータ１２に出力する可変ギヤ比制御手段である。
【００１７】
そして、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が正常の時は、小舵角やアクティブステア等の機能を持つ可変ギヤ比制御を行う。また、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくするギヤ比スロー指令による可変ギヤ比制御を行う。
【００１８】
次に、作用を説明する。
【００１９】
［可変ギヤ比制御作動］
図２は可変制御用ＥＣＵ１１にて実行される可変ギヤ比制御作動の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
ステップＳ２０では、パワーステアリング機構５のアシスト制御停止が検出されたか否かが判断され、NOの時にはステップＳ２１へ移行し、YESの時にはステップＳ２４へ移行する。
【００２１】
ステップＳ２１では、ステップＳ２０でのパワーステアリング機構５のアシスト制御が正常であるとの判断に基づいて、車速センサ８からの車速検出値が読み込まれ、ステップＳ２２へ移行する。
【００２２】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で読みこまれた車速検出値と、図３に示すギヤ比制御マップと、を用いて車速に応じたギヤ比が決定され、ステップＳ２３へ移行する。ここで、図３のギヤ比制御マップは、車速が低速であるほどギヤ比が小さく、車速が高速になるほどギヤ比を比例的に大きくする特性であり、低車速側ではハンドル操作に対して高い応答速度でタイヤが転舵するクイックな操舵となり、高速側ではハンドル操作に対して低い応答速度でタイヤが転舵するスローな操舵となる。
【００２３】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２で決定されたギヤ比を得るギヤ比指令が可変制御用モータ１２に出力される。
【００２４】
ステップＳ２４では、ステップＳ２０でのパワーステアリング機構５のアシスト制御が停止であるとの判断に基づいて、車速センサ８からの車速検出値が読み込まれ、ステップＳ２５へ移行する。
【００２５】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で読みこまれた車速検出値と、図４に示すスロー制御マップと、を用いて車速に応じたギヤ比が決定され、ステップＳ２６へ移行する。ここで、図４のスロー制御マップは、パワーステアリング機構５の設定で決まるラック＆ピニオンギヤ比（例えば、２５）以上のギヤ比領域において、車速が高車速であるほど低くなるギヤ比特性である。つまり、全車速域でハンドル操作に対して低い応答速度でタイヤが転舵するスローな操舵であるが、低車速側で超スローな操舵となり、車速が高まるほどスローの度合いが弱まる設定としている。
【００２６】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で決定されたギヤ比を得るギヤ比指令が可変制御用モータ１２に出力される。
【００２７】
［可変ギヤ比制御作用］
パワーステアリング機構５のアシスト制御が正常の時は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０→ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３へと進む流れとなり、図３に示すギヤ比制御マップにしたがって、小舵角やアクティブステア等の機能を持つ可変ギヤ比制御が行われることになる。
【００２８】
一方、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２０→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６へと進む流れとなり、図４に示すスロー制御マップにしたがって、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくする可変ギヤ比制御が行われる。
【００２９】
ここで、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時のハンドル操舵力（＝マニュアル操舵力）をFmとすると、ハンドル操舵力Fmは、
Fm＝（Fr×Rp）／（Rh×Gr） ...(1)
但し、Fr：ラック軸力、Rp：ピニオン半径、Rh：ハンドル半径、Gr；ギヤ比可変ユニット３のギヤ比
であらわされる。
【００３０】
まず、パワーステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を通常の１８程度のギヤ比に対し、２０以上のスローなギヤ比に設定している。このため、例えば、ラック軸力Frとハンドル半径Rhが同じ場合で、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grが一定値であるとすると、ラック＆ピニオンギヤ比が１８の時のピニオン半径Rp18よりも、ラック＆ピニオンギヤ比が２５の時のピニオン半径Rp25が小さくなる（Rp18＞Rp25）。したがって、上記(1)式により、ラック＆ピニオンギヤ比が１８の時のハンドル操舵力Fm18よりも、ラック＆ピニオンギヤ比が２５の時のハンドル操舵力Fm25が小さくなる（Fm18＞Fm25）。
【００３１】
さらに、パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止している時は、ギヤ比可変ユニット３に対する可変ギヤ比制御により、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grがラック＆ピニオンギヤ比以上のスローなギヤ比となるように作動する。このため、例えば、ラック軸力Frとハンドル半径Rhとピニオン半径Rpが同じ場合には、可変ギヤ比制御を停止する場合に比べ、ギヤ比可変ユニット３のギヤ比Grが大きな値になる。したがって、上記(1)式により、可変ギヤ比制御の停止によるメカ的なラック＆ピニオンギヤ比によるハンドル操舵力Fmよりも、可変ギヤ比制御によるハンドル操舵力Fmの方が小さくなる。
【００３２】
すなわち、パワーステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を２０以上のスローなギヤ比に設定することで、アシスト制御が停止した際のハンドル操舵力Fmは小さくなる。加えて、アシスト制御が停止した際にはラック＆ピニオンギヤ比以上のスローなギヤ比となるように可変ギヤ比制御を行うことで、ハンドル操舵力Fmはさらに小さくなる。
【００３３】
ちなみに、図５は操舵角に対する操舵力の通常のギヤ比特性と本件制御時のギヤ比特性の比較特性図で、この２つの特性の対比から明らかなように、通常のギヤ比特性での操舵力立ち上げ勾配k1に比べ、本件制御時のギヤ比特性での操舵力立ち上げ勾配k2が小さくなる。言い換えると、操舵角に対する操舵力の感度が鈍くなり、この勾配k2による操舵力特性により、ハンドル操舵角は大きくなるものの必要操舵力を小さく抑えることができる。
【００３４】
この結果、アシスト制御の停止前のハンドル操舵力と停止後のハンドル操舵力の差が小さく抑えられ、アシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消し、操舵感を改善することができる。
【００３５】
次に、効果を説明する。
第１実施例の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３６】
(1) 操舵力伝達系の途中に操舵力感度を可変にするギヤ比可変ユニット３を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドル１への操舵力を軽減するパワーステアリング機構５を備える車両用操舵制御装置において、前記パワーステアリング機構５のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出装置９と、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時に比べ、操舵力感度を鈍くする指令を前記ギヤ比可変ユニット３に出力する可変制御用ＥＣＵ１１と、を設けたため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際の急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００３７】
(2) 操舵力感度可変手段は、操舵伝達系の途中に設けられ、ハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にするギヤ比可変ユニット３であり、前記可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べ、ギヤ比を大きくする指令を前記ギヤ比可変ユニット３に出力するため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、ハンドル操作量が増すものの急激な操舵力の立ち上がりによる操舵壁感を解消することができる。
【００３８】
(3) 車速を検出する車速センサ８を設け、前記可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるメカ的なラック＆ピニオンギヤ比以上のギヤ比領域において、車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得る指令をギヤ比可変ユニット３に出力するため、据え切り時や低車速転舵時における操舵力の軽減を図りながら、高車速域転舵時においてふらつきのない操縦安定性を得ることができる。
【００３９】
(4) ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定したため、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、メカ的なギヤ比設定による操舵力軽減と、可変ギヤ比制御による操舵力軽減との相乗作用により、操舵感を大幅に改善することができる。
【００４０】
（第２実施例）
第２実施例は、ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定し、可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるラック＆ピニオンギヤ比による一定ギヤ比にする例である。
【００４１】
すなわち、図６に第２実施例のスロー制御マップを示すが、パワーステアリング機構５のアシスト力が無くなった際、車速の高低にかかわらず、ラック＆ピニオンギヤ比に設定される。なお、他の構成及びラック＆ピニオンギヤ比のスロー設定による操舵力軽減作用は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
次に、効果を説明する。
この第２実施例の車両用操舵制御装置にあっては、第１実施例の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４３】
(5) ステアリング機構５のラック＆ピニオンギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定し、可変制御用ＥＣＵ１１は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構５で決まるラック＆ピニオンギヤ比による一定ギヤ比にしたため、アシスト停止検出時には可変制御用モータ１２への指令電流が解除され、電力消費を軽減することができる。
【００４４】
以上、本発明の車両用操舵制御装置を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用操舵制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例装置の可変制御用ＥＣＵにて実行される可変ギヤ比制御作動の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例装置においてパワーステアリング機構が正常にアシスト制御行っているときに用いられるギヤ比制御マップを示す図である。
【図４】第１実施例装置においてパワーステアリング機構がアシスト停止時に用いられるスロー制御マップを示す図である。
【図５】操舵角に対する操舵力の通常のギヤ比特性と本件制御時のギヤ比特性の比較特性図である。
【図６】第２実施例装置においてパワーステアリング機構がアシスト停止時に用いられるスロー制御マップを示す図である。
【符号の説明】
１ ステアリングハンドル
２ 入力軸
３ ギヤ比可変ユニット（操舵力感度可変手段）
４ 出力軸
５ パワーステアリング機構
６ 舵角センサ
７ 出力角センサ
８ 車速センサ（車速検出手段）
９ アシスト停止検出装置（アシスト停止検出手段）
１０ モータ角度センサ
１１ 可変制御用ＥＣＵ（操舵力感度制御手段）
１２ 可変制御用モータ
Claims (4)
- 操舵力伝達系の途中にハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にすることにより、操舵角の変化に対する操舵力の変化である操舵力感度を可変にする操舵力感度可変手段を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置において、
前記パワーステアリング機構のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べて大きいギヤ比であって、かつ車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得ることによって操舵力感度を鈍くする指令を前記操舵力感度可変手段に出力する操舵力感度制御手段と、
を設けたことを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 請求項１に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵力感度制御手段は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構で決まるメカ的ギヤ比以上のギヤ比領域において、車速が高車速であるほど低くなるギヤ比を得る指令を前記操舵力感度可変手段に出力することを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 請求項２に記載された車両用操舵制御装置において、
前記ステアリング機構のメカ的ギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定したことを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 操舵力伝達系の途中にハンドル操舵角をタイヤ転舵角で除した値であるギヤ比を可変にすることにより、操舵角の変化に対する操舵力の変化である操舵力感度を可変にする操舵力感度可変手段を備えると共に、操舵補助力を発生させるアシスト制御によりステアリングハンドルへの操舵力を軽減するパワーステアリング機構を備える車両用操舵制御装置において、
前記パワーステアリング機構のアシスト制御が停止していることを検出するアシスト停止検出手段と、
アシスト停止検出時には、アシスト制御が正常に作動している時のギヤ比に比べて大きいギヤ比を得ることによって操舵力感度を鈍くする指令を前記操舵力感度可変手段に出力する操舵力感度制御手段と、
を設け、
前記ステアリング機構のメカ的ギヤ比を、通常設定されるギヤ比よりも大きなギヤ比に予め設定し、
前記操舵力感度制御手段は、アシスト停止検出時には、ステアリング機構で決まるメカ的ギヤ比による一定ギヤ比とする制御停止指令を前記操舵力感度可変手段に出力することを特徴とする車両用操舵制御装置。
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