JP4772345B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
この発明は、アシストモータを駆動源として操舵補助力をステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that applies a steering assist force to a steering mechanism using an assist motor as a drive source.
従来、上記電動パワーステアリング装置において、舵角センサを用いてステアリングシャフトの転舵角度を検出し、この検出値を加味してアシストモータの出力トルク(操舵補助力)を制御するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、上記従来技術においては、専用の舵角センサが必要になると共に、該舵角センサのフェール対策としての制御システムが必要になり、構成の複雑化によるコスト及び重量の増加を招くことがあるため、このような点の改善が要望されている。
そこでこの発明は、ステアリングシャフトの転舵角度を加味した操舵補助力の制御を可能とした上で、構成の簡素化によるコスト及び重量の低減を図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。
By the way, in the above prior art, a dedicated rudder angle sensor is required and a control system as a countermeasure against the rudder angle sensor failure is necessary, which may lead to an increase in cost and weight due to a complicated configuration. Therefore, improvement of such a point is desired.
Therefore, the present invention provides an electric power steering apparatus that can control the steering assist force in consideration of the steering angle of the steering shaft and can reduce cost and weight by simplifying the configuration.
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、アシストモータ(82)を駆動源として操舵補助力をステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置(80)において、前記アシストモータ(82)の電圧及び電流に基づいてモータ回転速度を検出すると共に該モータ回転速度に基づいてステアリングシャフト(25)の相対転舵角度を算出する転舵角度算出手段(93d)と、前記ステアリングシャフト(25)の動作に基づいてその転舵基準位置を推定する基準位置推定手段(93e)と、前記ステアリングシャフト(25)の最大転舵を検出する最大転舵検出手段(101)とを備え、前記転舵基準位置が、前記ステアリングシャフト(25)の絶対転舵角度が0度となる位置であり、
前記最大転舵検出手段(101)がステアリングシャフト(25)の最大転舵を検出したときに、前記基準位置推定手段(93e)がステアリングシャフト(25)の転舵基準位置を推定することを特徴とする。
As means for solving the above problems, the invention according to
When the maximum turning detection means (101) detects the maximum turning of the steering shaft (25), the reference position estimation means (93e) estimates the turning reference position of the steering shaft (25). And
この構成によれば、ステアリングシャフトの相対転舵角度(任意位置からの転舵角度)及びその転舵基準位置(車体に対する転舵基準状態)を知り得ることで、該転舵基準位置からの相対転舵角度、すなわちステアリングシャフトの絶対転舵角度を検出することが可能となる。 According to this configuration, by knowing the relative turning angle of the steering shaft (the turning angle from an arbitrary position) and the turning reference position (the turning reference state with respect to the vehicle body), relative to the turning reference position. It becomes possible to detect the turning angle, that is, the absolute turning angle of the steering shaft.
また、ステアリングシャフトが右又は左回りに最大転舵したときには、予め所定角度に設定されたステアリングシャフトの絶対転舵角度を知り得ることができるので、これに基づきステアリングシャフトの転舵基準位置(絶対転舵角度が0度となる位置)を推定すると共に、該ステアリングシャフトの絶対転舵角度を検出することが可能となる。 Further, when the steering shaft is turned to the maximum clockwise or counterclockwise, the absolute steering angle of the steering shaft that is set in advance to a predetermined angle can be known, and based on this, the steering reference position of the steering shaft (absolute The position at which the turning angle is 0 degree) is estimated, and the absolute turning angle of the steering shaft can be detected.
請求項2に記載した発明は、アシストモータ(82)を駆動源として操舵補助力をステアリング機構に与える電動パワーステアリング装置(80)において、前記アシストモータ(82)の電圧及び電流に基づいてモータ回転速度を検出すると共に該モータ回転速度に基づいてステアリングシャフト(25)の相対転舵角度を算出する転舵角度算出手段(93d)と、前記ステアリングシャフト(25)の動作に基づいてその転舵基準位置を推定する基準位置推定手段(193e)とを備え、前記転舵基準位置が、前記ステアリングシャフト(25)の絶対転舵角度が0度となる位置であり、前記ステアリングシャフト(25)の相対転舵角度の変化幅が所定値に達したときに、前記基準位置推定手段(193e)がステアリングシャフト(25)の転舵基準位置を推定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering device (80) that applies the steering assist force to the steering mechanism using the assist motor (82) as a drive source, the motor rotation is performed based on the voltage and current of the assist motor (82). A turning angle calculation means (93d) for detecting the speed and calculating a relative turning angle of the steering shaft (25) based on the motor rotation speed, and a turning reference based on the operation of the steering shaft (25) Reference position estimating means (193e) for estimating the position, wherein the turning reference position is a position where the absolute turning angle of the steering shaft (25) is 0 degree, and relative to the steering shaft (25). When the change width of the turning angle reaches a predetermined value, the reference position estimating means (193e) And estimating a steering reference position of 5).
この構成によれば、ステアリングシャフトの相対転舵角度の変化幅(右回り端から左回り端までの変化量に相当)が所定値(左右の最大転舵間の変化量に相当)に達したときには、ステアリングシャフトにおける前記変化幅の右回り端及び左回り端の絶対転舵角度を知り得ることができるので、これに基づきステアリングシャフトの転舵基準位置(絶対転舵角度が0度となる位置)を推定すると共に、該ステアリングシャフトの絶対転舵角度を検出することが可能となる。 According to this configuration, the range of change in the relative turning angle of the steering shaft (corresponding to the amount of change from the clockwise end to the counterclockwise end) has reached a predetermined value (corresponding to the amount of change between the left and right maximum turning). Sometimes, it is possible to know the absolute turning angles at the clockwise and counterclockwise ends of the change width of the steering shaft, and based on this, the steering reference position of the steering shaft (the position at which the absolute turning angle is 0 degree). ) And the absolute turning angle of the steering shaft can be detected.
この発明によれば、ステアリングシャフトの操舵角度を加味したきめ細かな操舵補助力の制御を可能とした上で、専用の舵角センサ及びそのフェール対策等を不要としてコスト及び重量の低減を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to finely control the steering assist force in consideration of the steering angle of the steering shaft, and to reduce cost and weight by eliminating the need for a dedicated steering angle sensor and its failure countermeasure. it can.
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印FRは車両前方を、矢印LHは車両左方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the directions such as front, rear, left and right in the following description are the same as those in the vehicle unless otherwise specified. In the figure, the arrow FR indicates the front of the vehicle, the arrow LH indicates the left side of the vehicle, and the arrow UP indicates the upper side of the vehicle.
図1に示す鞍乗り型四輪車(車両)1は、小型軽量に構成された車体の前後に、比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右の前輪2及び後輪3を備え、最低地上高を大きく確保して主に不整地での走破性を高めた所謂ATV(All Terrain Vehicle)である。該鞍乗り型四輪車1の車体フレーム4は複数種の鋼材を溶接等により一体的に結合してなるもので、より具体的には、左右の閉ループ構造体を複数のクロスメンバを介して結合することで、車幅方向中央部において前後に長いボックス構造を形成している。
A saddle-ride type four-wheel vehicle (vehicle) 1 shown in FIG. 1 includes left and right
車体フレーム4の略中央部には、鞍乗り型四輪車1の原動機としてのエンジン5が搭載される。エンジン5は水冷式の単気筒エンジンであり、クランクシャフトの回転軸を車両前後方向に沿わせた所謂縦置きレイアウトとされる。エンジン5の下部からは、前方又は後方に向けてそれぞれプロペラシャフト8f,8rが導出され、これら各プロペラシャフト8f,8rが、車体フレーム4の前部下側又は後部下側において、前減速機構11又は後減速機構12等を介して、各前輪2又は後輪3に動力伝達可能に接続される。各前輪2及び後輪3は、車体フレーム4の前部又は後部において、独立懸架式のフロントサスペンション又はリアサスペンション(不図示)を介して懸架されている。
An engine 5 as a prime mover of the saddle-ride type four-
エンジン5において、クランクケース6上に立設されるシリンダ部7の後部にはスロットルボディ17が接続されると共に、該スロットルボディ17の後部にはエアクリーナケース18が接続される。一方、シリンダ部7の前部には排気管19の基端部が接続される。該排気管19は、シリンダ部7の前方に延びた後に後方に向けて折り返し、その先端部が車体後部に配設されたサイレンサ21に接続される。
In the engine 5, a
鞍乗り型四輪車1の車体上部における車幅方向中央部には、前側から順に燃料タンク22及び鞍乗り型のシート23がそれぞれ配設される。また、燃料タンク22の斜め上前方には、左右のグリップ部を形成するバー型のハンドル24が配設される。該ハンドル24は、上下に直線的に延在するステアリングシャフト25の上端部に固定されている。シート23の後部下方には、車両用電源としてのバッテリ94が配設されている。
A
ステアリングシャフト25は、その上部が後方に位置するよう傾斜して設けられる。該ステアリングシャフト25上部の直ぐ後方には燃料タンク22が位置し、該燃料タンク22の直ぐ後方にはシート23が位置している。また、ステアリングシャフト25下部の後方には、所定量離間してエンジン5が位置しており、ステアリングシャフト25の下部前方には、エンジン5冷却用のラジエータ26が配設されている。なお、符号29は電動式のラジエータファンを示す。
The
車体フレーム4の前部には、車体前部を適宜覆う樹脂製の車体カバー31、及び各前輪2をその上方から後方に渡って覆う同じく樹脂製のフロントフェンダ32、並びに主に鋼材からなるフロントプロテクタ33及びフロントキャリア34が取り付けられる。また、車体フレーム4の後部には、各後輪3をその上方から前方に渡って覆う樹脂製のリアフェンダ35、並びに主に鋼材からなるリアキャリア36が取り付けられる。
At the front part of the
図2を併せて参照して説明すると、車体フレーム4の前部において、ステアリングシャフト25の上部及び下端部は、前記閉ループ構造体を結合するクロスメンバとしての上部支持ブラケット54又は下部支持ブラケット55にそれぞれ支持される。
ここで、鞍乗り型四輪車1は、ハンドル操作力すなわち前輪操舵力を軽減するための電動式のパワーステアリングシステム(電動パワーステアリング装置)80を備えている。
Referring also to FIG. 2, at the front part of the
Here, the saddle-ride type four-
パワーステアリングシステム80は、ステアリングシャフト25の中間部に設けられたパワーアシストモータ82一体型のアクチュエータユニット81と、該アクチュエータユニット81内のトルクセンサ(トルク検出手段)91の検出値に基づいてパワーアシストモータ(アシストモータ)82を駆動制御するECU(Electric Control Unit)としてのコントロールユニット93とを備えてなる。
The
ステアリングシャフト25は、その下端部がアクチュエータユニット81のインプットシャフト83に同軸に連結されると共に、これらと同軸をなすアクチュエータユニット81のアウトプットシャフト84が、下部支持ブラケット55にシャフトホルダ55aを介して支持される。各シャフト83,84は、アクチュエータユニット81のハウジング85内において、トルクセンサ91の一部であるトーションバー92を介して連結されている。
The lower end of the
アクチュエータユニット81のハウジング85は、下部支持ブラケット55にボルト等により締結される。
ここで、各前輪2には接地抵抗が作用することから、前記ハンドル24を右又は左回りに操作すると、該ハンドル24に機械的に連結されるインプットシャフト83と、各前輪2に機械的に連結されるアウトプットシャフト84との間に相対回転力が生じることとなる。
The
Here, since a grounding resistance acts on each
このとき、各シャフト83,84間に介設されたトーションバー92に捩れが生じ、この捩れに基づいてステアリングシャフト25に加わる回転トルク、すなわちハンドル24の操舵トルクが検出され、該検出値に応じた信号がコントロールユニット93に入力されることで、該信号に基づいてパワーアシストモータ82が駆動制御される。
At this time, the
これにより、ハンドル24を回動操作する際に、ステアリングシャフト25(アウトプットシャフト84)を含むステアリング機構には、ハンドル24からの回転操作力が入力されると共に、パワーアシストモータ82からの補助回転力が付与されることとなり、もってハンドル操作力が軽減されるようになっている。
As a result, when the
図3を併せて参照して説明すると、アクチュエータユニット81のアウトプットシャフト84と左右の前輪2とは、それぞれ左右のタイロッド75を介して連結されており、これら各タイロッド75の内側端を係合させるピットマンアーム84aが、アウトプットシャフト84にスプライン嵌合により取り付けられる。
Referring to FIG. 3 together, the
ピットマンアーム84aは、下部支持ブラケット55の直ぐ下方に位置しており、このピットマンアーム84aと下部支持ブラケット55に固定されたシャフトホルダ55aとで、ハンドル24(ステアリングシャフト25)の右又は左回りの最大転舵位置を規定するハンドルストッパが構成されている。
The
すなわち、シャフトホルダ55aの下側にはストッパ本体55bが突設されると共に、ピットマンアーム84aの両側には左右の当接部84bがそれぞれ突設され、ハンドル24が転舵角度0度の状態(車両直進状態)から右又は左回りに所定角度(図3中θ1)となるまで回動したときには、左右何れかの当接部84bがストッパ本体55bの側部に当接することで、それ以上のハンドル24の回動が規制された最大転舵状態となる。そして、例えばストッパ本体55bの両側には、ハンドル24(ステアリングシャフト25)の右又は左回りの最大転舵を検出する最大転舵スイッチ(最大転舵検出手段)101がそれぞれ設けられている。
That is, a stopper
ここで、上記ハンドルストッパの他の形態について、図2,9を参照して説明すると、車体フレーム4の前部上側には、側面視で略ヘの字状をなす左右のトップパイプ53が設けられ、両トップパイプ53の頂部(車体フレーム4の最上部でもある)間には、上部支持ブラケット54が渡設されると共に、その直ぐ後方にはクロスパイプ52が渡設される。クロスパイプ52の上部中央には、棒状のストッパ本体155bが起立した状態で溶接固定されると共に、その直ぐ前方のステアリングシャフト25には、その外周に沿って中間部が屈曲する棒材184aが溶接固定される。
Here, another form of the handle stopper will be described with reference to FIGS. 2 and 9. On the front upper side of the
棒材184aの両側部は左右の当接部184bを構成しており、ハンドル24が転舵角度0度の状態から右又は左回りに所定角度(図9中θ2)となるまで回動したときには、左右何れかの当接部184bがストッパ本体155bの側部に当接することで、それ以上のハンドル24の回動が規制された最大転舵状態となる。このような形態のハンドルストッパにおいても、例えばストッパ本体155bの両側に最大転舵スイッチ101がそれぞれ設けられている。
Both side portions of the
図4は、第一実施例における操舵補助力制御装置の要部を示す構成図であり、本図に示すように、コントロールユニット93には、ストッパ本体55b(又はストッパ本体155b)に設けた最大転舵スイッチ101からの最大転舵検出信号が入力され、該最大転舵検出信号並びにパワーアシストモータ82への電圧値及び電流値に基づいてステアリングシャフト25の転舵角度を検出すると共に、該転舵角度を加味した上でステアリングシャフト25への操舵補助力の制御を行うようになっている。
FIG. 4 is a block diagram showing the main part of the steering assist force control apparatus in the first embodiment. As shown in this figure, the
具体的には、コントロールユニット93は、ステアリングシャフト25の相対転舵角度(任意位置からの転舵角度)を算出する転舵角度算出部(転舵角度算出手段)93dと、最大転舵スイッチ101からの検出信号に基づきステアリングシャフト25の転舵基準位置(車体に対する転舵基準状態)を推定する基準位置推定部(基準位置算出手段)93eと、前記相対転舵角度及び転舵基準位置から知り得るステアリングシャフト25の絶対転舵角度(転舵基準位置からの相対転舵角度)に基づき操舵補助力を変化させる操舵力制御部93fとを有する。
Specifically, the
このようなコントロールユニット93において行われる一処理について、図5のフローチャートを参照して説明すると、まず、イグニッション102がONであるか否か(エンジンが始動しているか否か)の判定がなされ(ステップS1)、イグニッションON状態であると判定された場合(YES)には、次に転舵角度算出部93dがステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出すると共に(ステップS2)基準位置推定部93eが転舵基準位置を推定し(ステップS3)、これら相対転舵角度及び転舵基準位置から知り得る絶対転舵角度に基づいて、操舵力制御部93fがステアリングシャフト25への操舵補助力を変化させるべく制御を行う(ステップS4)。
One process performed in the
すなわち、操舵補助力を発生させるパワーアシストモータ82が、トルクセンサ91からの操舵トルク検出信号だけでなく、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度をも加味して駆動制御されることで、例えばステアリングシャフト25(ハンドル24)の絶対転舵角度が0度となる位置(車両直進位置)からハンドル24を切るときと、該ハンドル24を前記0度となる位置に戻すときとで、パワーアシストモータ82の出力トルク(操舵補助力)を変化させる等、きめ細かな制御を行うことが可能となり、もってステアリング性能の向上及びステアリング機構のレシオ設計自由度の向上を図ることが可能となっている。
That is, the
ここで、上記ステップS2において、転舵角度算出部93dがステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する際の処理について、図6のフローチャートを参照して説明する。まず、転舵角度算出部93dは、パワーアシストモータ82の電流及び電圧を検出し(ステップ21)、該検出値に基づいてパワーアシストモータ82の回転速度(モータ回転速度)を算出すると共にこのモータ回転速度にアクチュエータユニット81の減速比等を加味してステアリングシャフト25の転舵速度を算出する(ステップS22)。その後、転舵角度算出部93dは、該転舵速度を積分することでステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する(ステップS23)。
Here, the process when the turning
次に、上記ステップS3において、基準位置推定部93eがステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する際の処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。まず、基準位置推定部93eは、両最大転舵スイッチ101の何れかがONになったか否か(最大転舵が検出されたか否か)の判定をし(ステップS31)、何れかの最大転舵スイッチ101がONになった(最大転舵が検出された)と判定した場合(YES)には、予め所定角度に設定されたステアリングシャフト25の最大転舵時の絶対転舵角度を知り得ることで、該ステアリングシャフト25の絶対転舵角度が0度となる位置を逆算してこれを転舵基準位置として推定する(ステップS32)。
Next, processing when the reference
なお、イグニッションONの直後等には、基準位置推定部93eにおいて上記転舵基準位置の推定がなされていない。このような場合、操舵力制御部93fは、転舵基準位置を推定するまでの間、転舵角度を加味しない制御を行う。なお、転舵基準位置が推定されていない場合、操舵力制御部93fは、コントロールユニット93のメモリから読み出した所定の初期値を使用することもできる。具体的には、例えばイグニッションOFF時のステアリングシャフト25の絶対転舵角度を固定又は仮定することでこれを使用したり、イグニッションOFF直前のステアリングシャフト25の絶対転舵角度を記憶することでこれを使用したりすることもできる。
Note that the steering reference position is not estimated by the reference
ここで、上記ステップS4において、操舵力制御部93fは、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度に基づきパワーアシストモータ82の出力トルクを変化させる際、トルクセンサ91の検出信号に基づくパワーアシストモータ82の出力トルクの目標値に対し、絶対転舵角度に応じて変化する所定のレシオを乗ずるようになっている。
Here, in step S4, when the steering
具体的には、図8に示すように、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度が比較的小さい場合には、パワーアシストモータ82の出力トルクの目標値に100%のレシオを乗じた状態を概ね一定に保つことで、実用操舵域における良好なステアフィールを実現しているのに対し、絶対転舵角度が比較的大きくなった場合には、これに反して前記レシオを100%未満に減少させ、該レシオを前記目標値に乗じてパワーアシストモータ82の出力トルクを低下させることで、路面反力によるステアリング復元力を強調するようにしている。
Specifically, as shown in FIG. 8, when the absolute turning angle of the steering
さらに、ハンドル24の絶対転舵角度と前輪2の絶対転舵角度との比(ステアリングレシオ)は、車体レイアウトの制約上から、ハンドル24の絶対転舵角度に応じて変化してしまうため、例えばハンドル24が、中立位置に対応する角度にあるときと最大転舵位置に対応する角度にあるときとでは、操舵荷重(ハンドル操舵力)に差が生じる。パワーステアリングシステム80においては、絶対転舵角度に応じて操舵補助力を制御することで、その操舵荷重差を増減させることが可能となり、最適な操舵フィーリングを設定することができる。また、ステアリングレシオ変化による操舵荷重変化は、パワーステアリングシステム80のアシスト制御にて調整できることから、許容できるステアリングレシオ変化の幅が広がり、結果としてステアリング周りの設計自由度が広がる。
Furthermore, the ratio (steering ratio) between the absolute turning angle of the
以上説明したように、上記実施例における電動パワーステアリング装置は、パワーアシストモータ82を駆動源として操舵補助力をステアリング機構に与えるものであって、パワーアシストモータ82の電圧及び電流に基づいてモータ回転速度を検出すると共に該モータ回転速度(転舵速度)を積分してステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する転舵角度算出部93dと、ステアリングシャフト25の動作に基づいて該ステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する基準位置推定部93eと、ステアリングシャフト25の最大転舵を検出する最大転舵スイッチ101とを備え、該最大転舵スイッチ101がステアリングシャフト25の最大転舵を検出したときに、基準位置推定部93eがステアリングシャフト25の絶対転舵角度が0度となる位置をその転舵基準位置として推定するものである。
As described above, the electric power steering apparatus in the above-described embodiment applies the steering assist force to the steering mechanism using the
この構成によれば、ステアリングシャフト25の相対転舵角度及びその転舵基準位置を知り得ることで、該転舵基準位置からの相対転舵角度、すなわちステアリングシャフト25の絶対転舵角度を検出することが可能となる。
これにより、ステアリングシャフト25の操舵角度を加味したきめ細かな操舵補助力の制御を可能とした上で、専用の舵角センサ及びそのフェール対策等を不要としてコスト及び重量の低減を図ることができる。さらに、転舵位置とステアリングレシオとの関係による操舵荷重変化を、パワーステアリングシステム80のアシスト制御にて調整できることから、操舵荷重変化を考慮することなく、各転舵位置におけるステアリングレシオが設定可能となり、ステアリング周辺の設計自由度を広げることができる。
According to this configuration, it is possible to know the relative turning angle of the steering
As a result, it is possible to control the steering assist force with a fine steering angle in consideration of the steering angle of the steering
次に、この発明の第二実施例について説明する。
この実施例は、前記第一実施例に対して、前記操舵補助力制御装置の構成、及びステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する際の処理が異なるもので、前記第一実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the steering assist force control device and the processing for estimating the steering reference position of the steering
図10は、この実施例における操舵補助力制御装置の要部を示す構成図であり、本図に示すように、コントロールユニット93に代わるコントロールユニット193においては、前記相対転舵角度の累積値に基づいてステアリングシャフト25の転舵角度を検出すると共に、該転舵角度を加味した上でステアリングシャフト25への操舵補助力の制御を行うようになっている。
FIG. 10 is a configuration diagram showing the main part of the steering assist force control apparatus in this embodiment. As shown in this figure, in the
具体的には、コントロールユニット193は、ステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する転舵角度算出部93dと、該転舵角度算出部93dの算出値を累積して前記相対転舵角度の変化幅を検出する転舵角度累積部93gと、該転舵角度累積部93gの検出値が所定値に達したときにステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する基準位置推定部(基準位置算出手段)193eと、前記相対転舵角度及び転舵基準位置から知り得るステアリングシャフト25の絶対転舵角度に基づき操舵補助力を変化させる操舵力制御部93fとを有する。
Specifically, the
このようなコントロールユニット193においても、図5のフローチャートに示す処理が行われることで、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度に基づき操舵補助力を変化させる制御が行われるが、ステップS3における処理(ステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する際の処理)の内容が前記第一実施例と異なっている。
In such a
すなわち、図11のフローチャートに示すように、まず、ステアリングシャフト25の相対転舵角度を累積し(ステップS131)、該累積値(相対転舵角度の右回り端から左回り端までの変化量に相当)が所定値に達したか否かの判定がなされる(ステップS132)。ここで、前記所定値とは、ステアリングシャフト25における左右の最大転舵間の変化量に相当する値であり、さらに詳細には、前記最大転舵間の変化量よりも若干小さい値である。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 11, first, the relative turning angle of the steering
ここで、前記累積値が前記所定値に達したと判定された場合(YES)には、該累積値の中央となる位置(絶対転舵角度が0度となる位置)を転舵基準位置として推定する(ステップS133)。なお、前記所定値を前記最大転舵間の変化量よりも若干少なくしたのは、ステアリングシャフト25が左右に最大転舵しきる手前で転舵基準位置を推定可能とすることで、その検出感度を向上させるためである。
Here, when it is determined that the accumulated value has reached the predetermined value (YES), a position that is the center of the accumulated value (a position at which the absolute turning angle is 0 degree) is set as a turning reference position. Estimate (step S133). Note that the reason why the predetermined value is slightly smaller than the amount of change between the maximum turnings is that the steering reference position can be estimated before the steering
以上説明したように、上記実施例における電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する転舵角度算出部93dと、前記相対転舵角度の変化幅を検出する転舵角度累積部93gと、ステアリングシャフト25の動作に基づいて該ステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する基準位置推定部193eとを備え、ステアリングシャフト25の相対転舵角度の変化幅が所定値に達したときに、基準位置推定部193eがステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定するものである。
As described above, the electric power steering apparatus according to the above embodiment includes the turning
この構成によれば、ステアリングシャフト25の相対転舵角度の変化幅が所定値に達したときには、ステアリングシャフト25における前記変化幅の右回り端及び左回り端の絶対転舵角度を知り得ることができるので、これに基づきステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定すると共に、該ステアリングシャフト25の絶対転舵角度を検出することが可能となる。
これにより、前記第一実施例のように最大転舵スイッチ101を設けない場合であっても、ステアリングシャフト25の操舵角度を加味したきめ細かな操舵補助力の制御を可能とした上で、専用の舵角センサ及びそのフェール対策等を不要としてコスト及び重量の低減を図ることができる。
According to this configuration, when the change width of the relative turning angle of the steering
As a result, even when the
次に、この発明の第三実施例について説明する。
この実施例は、前記各実施例に対して、前記操舵補助力制御装置の構成、及びステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する際の処理が異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, the configuration of the steering assist force control device and the processing for estimating the steering reference position of the steering
図12は、この実施例における操舵補助力制御装置の要部を示す構成図であり、本図に示すように、コントロールユニット93,193に代わるコントロールユニット293には、鞍乗り型四輪車1の車速を検出する車速センサ(車速検出手段)103からの検出信号が入力され、該車速検出信号及びトルクセンサ91からの操舵トルク検出信号に基づいてステアリングシャフト25の転舵角度を検出すると共に、該転舵角度を加味した上でステアリングシャフト25への操舵補助力の制御を行うようになっている。
FIG. 12 is a block diagram showing the main part of the steering assist force control apparatus in this embodiment. As shown in this figure, a
具体的には、コントロールユニット93は、ステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する転舵角度算出部93dと、車速センサ103及びトルクセンサ91の検出値に基づき鞍乗り型四輪車1の直進状態を検出する直進状態検出部93hと、該直進状態検出部93hが鞍乗り型四輪車1の直進状態を検出したときにステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する基準位置推定部(基準位置算出手段)293eと、前記相対転舵角度及び転舵基準位置から知り得るステアリングシャフト25の絶対転舵角度に基づき操舵補助力を変化させる操舵力制御部93fとを有する。
Specifically, the
このようなコントロールユニット93においても、図5のフローチャートに示す処理が行われることで、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度に基づき操舵補助力を変化させる制御が行われるが、ステップS3における処理(ステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する際の処理)の内容が前記各実施例と異なっている。
In such a
すなわち、図13のフローチャートに示すように、まず、コントロールユニット93内のタイマをリセットすると共に(ステップS231)車速及び操舵トルクの検出を開始した後(ステップS232)、操舵トルクが所定値以下であるか否かの判定がなされる(ステップS233)。ここで、操舵トルクが所定値以下であると判定された場合(YES)には、次に車速が所定値以上であるか否かの判定がなされる(ステップS234)。ここで、車速が所定値以上であると判定された場合(YES)には、次にタイマのリセット後から所定時間が経過したか否かの判定がなされる(ステップS235)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 13, first, the timer in the
ここで、前記所定時間が経過したと判定された場合(操舵トルクが所定値以下でかつ車速が所定値以上である状態が所定時間継続した場合)には、鞍乗り型四輪車1が直進状態であると推定し、例えば前記所定時間内の相対転舵角度を平均する等により求めた前記直進状態におけるステアリングシャフト25の位置(絶対転舵角度が0度となる位置)を転舵基準位置として推定する(ステップS236)。なお、前記ステップS235において、前記所定時間が経過していないと判定された場合(NO)には、該所定時間が経過するまでステップS232からの処理が繰り返される。また、前記各ステップS233,S234において、操舵トルクが所定値を超えていると判定された場合(NO)、あるいは車速が所定値未満であると判定された場合(NO)には、ステップS231から再度処理が開始される。
Here, when it is determined that the predetermined time has elapsed (when the steering torque is equal to or lower than the predetermined value and the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value continues for the predetermined time), the saddle-ride type four-
以上説明したように、上記実施例における電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト25の相対転舵角度を算出する転舵角度算出部93dと、ステアリングシャフト25の動作に基づいて該ステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定する基準位置推定部293eと、操舵トルクを検出するトルクセンサ91と、車速を検出する車速センサ103とを備え、トルクセンサ91の検出値が所定値以下であると共に車速センサ103の検出値が所定値以上である状態が所定時間継続したときに、基準位置推定部293eがステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定するものである。
As described above, the electric power steering apparatus according to the above embodiment includes the turning
この構成によれば、操舵トルクが所定値以下でかつ車速が所定値以上の状態が所定時間継続したときには、ステアリングシャフト25の絶対転舵角度が一定(0度)に保たれていると推定できることから、これに基づきステアリングシャフト25の転舵基準位置を推定すると共に、該ステアリングシャフト25の絶対転舵角度を検出することが可能となる。
これにより、前記各実施例と同様、ステアリングシャフト25の操舵角度を加味したきめ細かな操舵補助力の制御を可能とした上で、専用の舵角センサ及びそのフェール対策等を不要としてコスト及び重量の低減を図ることができる。
According to this configuration, it is possible to estimate that the absolute turning angle of the steering
As in the above-described embodiments, this makes it possible to control the steering assist force with a fine steering angle in consideration of the steering angle of the steering
なお、上記各実施例における構成はこの発明の一例であり、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, the structure in each said Example is an example of this invention, and it cannot be overemphasized that a various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
25 ステアリングシャフト
80 パワーステアリングシステム(電動パワーステアリング装置)
82 パワーアシストモータ(アシストモータ)
91 トルクセンサ(トルク検出手段)
93d 転舵角度算出部(転舵角度算出手段)
93e,193e,293e 基準位置推定部(基準位置推定手段)
101 最大転舵スイッチ(最大転舵検出手段)
103 車速センサ(車速検出手段)
25
82 Power Assist Motor (Assist Motor)
91 Torque sensor (torque detection means)
93d Steering angle calculation unit (steering angle calculation means)
93e, 193e, 293e Reference position estimation unit (reference position estimation means)
101 Maximum steering switch (maximum steering detection means)
103 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
Claims (2)
前記アシストモータ(82)の電圧及び電流に基づいてモータ回転速度を検出すると共に該モータ回転速度に基づいてステアリングシャフト(25)の相対転舵角度を算出する転舵角度算出手段(93d)と、前記ステアリングシャフト(25)の動作に基づいてその転舵基準位置を推定する基準位置推定手段(93e)と、前記ステアリングシャフト(25)の最大転舵を検出する最大転舵検出手段(101)とを備え、
前記転舵基準位置が、前記ステアリングシャフト(25)の絶対転舵角度が0度となる位置であり、
前記最大転舵検出手段(101)がステアリングシャフト(25)の最大転舵を検出したときに、前記基準位置推定手段(93e)がステアリングシャフト(25)の転舵基準位置を推定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device (80) that applies steering assist force to the steering mechanism using the assist motor (82) as a drive source,
A turning angle calculation means (93d) for detecting a motor rotation speed based on the voltage and current of the assist motor (82) and calculating a relative turning angle of the steering shaft (25) based on the motor rotation speed; wherein the steering shaft (25) a reference position estimating means for estimating the steering reference position based on the operation of (93e), maximum steering detecting means for detecting a maximum steering of the steering shaft (25) and (101) equipped with a,
The steering reference position is a position where the absolute steering angle of the steering shaft (25) is 0 degree,
When the maximum turning detection means (101) detects the maximum turning of the steering shaft (25), the reference position estimation means (93e) estimates the turning reference position of the steering shaft (25). Electric power steering device.
前記アシストモータ(82)の電圧及び電流に基づいてモータ回転速度を検出すると共に該モータ回転速度に基づいてステアリングシャフト(25)の相対転舵角度を算出する転舵角度算出手段(93d)と、前記ステアリングシャフト(25)の動作に基づいてその転舵基準位置を推定する基準位置推定手段(193e)とを備え、A turning angle calculation means (93d) for detecting a motor rotation speed based on the voltage and current of the assist motor (82) and calculating a relative turning angle of the steering shaft (25) based on the motor rotation speed; Reference position estimating means (193e) for estimating the turning reference position based on the operation of the steering shaft (25),
前記転舵基準位置が、前記ステアリングシャフト(25)の絶対転舵角度が0度となる位置であり、The steering reference position is a position where the absolute steering angle of the steering shaft (25) is 0 degree,
前記ステアリングシャフト(25)の相対転舵角度の変化幅が所定値に達したときに、前記基準位置推定手段(193e)がステアリングシャフト(25)の転舵基準位置を推定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。When the change width of the relative turning angle of the steering shaft (25) reaches a predetermined value, the reference position estimating means (193e) estimates the turning reference position of the steering shaft (25). Electric power steering device.
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