JPH03200478A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電動式パワーステアリング装置の改良に関する
。

（従来の技術） 従来、電動式パワーステアリング装置として、例えば特
開昭６１−１３２４６５号公報に開示されるように、ス
テアリングホイールの操舵トルクを受けて車輪を操舵す
るステアリング機構と、このステアリング機構に機械的
に連結された電動モータとを備え、電動モータによって
ステアリングホイールの操舵トルクをアシストするよう
にし、その場合にステアリングホイールの操舵トルクの
増大に応じて電動モータへの供給電流を土曽大させてア
シスト力を増大させるようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような電動式パワーステアリング装置を
備えた車両において、例えば低中速でコ−ナリングする
場合、コーナリング途中でステアリングホイールを更に
切り込んで舵角を堆そうとすると、ステアリングホイー
ルの操舵トルクが増大してアシスト力が増大し、その分
、運転者は操舵力が軽減される。しかし、操舵力が軽減
されるということは、運転者にステアリングホイールを
介して路面状況に応じた抵抗力が伝達され難いというこ
とである。通常、運転者はこのステアリングホイールか
らの抵抗力で車両の挙動を感じとって操舵量の補正を行
うものである。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、主として低中速コーナリング
時を対象とする小舵角領域では、操舵トルクのアシスト
を控えて運転者にステアリングホイールを介して路面状
況に応じた抵抗力をある程度伝達させてステアリング操
作感覚を向上させることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、ステアリングホ
イールの操舵トルクに応じて電動モータへの供給電流を
制御し、その場合に小舵角領域では操舵トルクの増分に
対する供給電流の増分を他め領域よりも小さく設定して
いる。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第１図に示すよ
うに、ステアリングホイールの操舵トルクを受けて車輪
を操舵するステアリング機構２０と、このステアリング
機構２０に機械的に連結され、ステアリングホイールの
操舵トルクをアシストする電動モータ３０と、上記ステ
アリングホイールの操舵トルクを検出するハンドルトル
ク検出手段４１と、このハンドルトルク検出手段４１の
出力を受け、マツプに基づいてステアリングホイールの
操舵トルクに対する電動モータ３０への供給電流を求め
、この供給電流によって電動モータを制御する制御手段
７１とを備えている。そして、上記制御手段７１のマツ
プは、小舵角領域に対応する特定領域における操舵トル
クの増分に対する供給電流の増分が他の領域よりも小さ
く設定されている構成である。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ハンドルトルク検出手
段４１により検出された操舵トルクに基づいて、制御手
段７１により電動モータ３０への供給電流がマツプで制
御され、この電動モータ３０によりステアリングホイー
ルの操舵トルクがアシストされてステアリング機構２０
に伝達され、その分、運転者は操舵力が軽減される。

その場合、上記制御手段７１のマツプは、小舵角領域に
対応する特定領域における操舵トルクの増分に対する供
給電流の増分が他の領域よりも小さく設定されているの
で、例えば低中速コーナリング時にステアリングホイー
ルを更に切り込んで舵角を増した場合、操舵トルクのア
シストが控えられる。そのため、運転者にステアリング
ホイールを介して路面状況に応じた抵抗力がある程度伝
達され、運転者は車両の挙動を感じとれて操舵量の補正
が行い易くなり、ステアリング操作感覚が良好になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例を示す。同図において、１は車
両の左右の前輪であって、ステアリングナックル（図示
省略）を介して鉛直軸まわりに回動できるように車体に
連結されている。このステアリングナックルにはナック
ルアーム（図示省略）が取付けられている。これら二本
の車輪１はステアリング機構２０によって操舵される。

上記ステアリング機構２０について説明する。

上記左右の車輪１のナックルアームはラックジヨイント
２１によって連結され、このラックジヨイント２１の中
央部にはラック２２が設けられている。一方、車体には
ステアリングシャフト２４が設けられている。このステ
アリングシャフト２４の一端は車室内に導入され、その
端部にはステアリングホイール２が取付けられている。

また、このステアリングシャフト２４の他端にはピニオ
ン２３が取付けられ、このピニオン２３が上記ラック２
２に噛合している。よってステアリングホイール２を回
動操作すると、その操舵トルクを受けてステアリング機
構２０により左右の車輪１が左右に操舵されるようにな
っている。

上記ステアリング機構２０のステアリングシャフト２４
には電動モータ３０が機械的に連結されている。すなわ
ち、電動モータ３０の駆動軸はギヤ機構を介してステア
リングシャフト２４に連結されていて、電動モータ３０
の駆動トルクによってステアリングホイール２の操舵ト
ルクをアシストするようにしている。電動モータ３０の
駆動トルクは電動モータ３０への供給電流値に応じて決
まる。この電動モータ３０の駆動軸にはクラッチ３２が
設けられ、異常発生時に電動モータ３０の駆動トルクの
ステアリングシャフト２４への伝達を遮断してフェイル
セーフを実行するようにしている。上記電動モータ３０
およびクラッチ３２はコントローラ４０によって制御さ
れる。

上記ステアリングシャフト２４にはハンドルトルク検出
手段としての一対のトルクセンサ４１が設けられ、この
トルクセンサ４１によって上記ステアリングホイール２
の操舵トルクを検出するようにしている。また、ステア
リングシャフト２４には一対の舵角センサ４２が設けら
れ、この舵角センサ４２によって上記ステアリングホイ
ール２の舵角を検出するようにしている。このようにト
ルクセンサ４１および舵角センサ４２を一対ずつ設けた
のはセンサの故障を検出するためである。

すなわち、二つのセンサの出力信号の差をとれば、この
差が一定値のときには故障であるとの推定ができる。さ
らに、この車両にはエンジンの回転数を検出する回転数
センサ４３、車両の速度を検出する車速センサ４４、オ
ルターネータの電圧を検出する電圧センサ４５が設けら
れている。また、エンジンに連結されたトランスミッシ
ョンには、リバース位置へのシフト状態を検出するリバ
ーススイッチ４６が設けられている。これら各センサ類
４１〜４６の出力信号はコントローラ４０に人力されて
いる。

上記コントローラ４０の概略構成を第３図に示す。同図
において５０はＣＰＵであって、このＣＰＵ５０は定電
圧回路５１によって駆動される。

リバーススイッチ４６、電圧センサ４５、車速センサ４
４、回転数センサ４３の出力信号はデジタルバッファ５
２で処理されてＣＰＵ５０に人力される。その場合にリ
バーススイッチ４６および電圧センサ４５の出力信号は
波形処理回路およびカウンタ５３．５４を通される。ま
た、一対のトルクセンサ４１および舵角センサ４２の出
力信号はアナログバッファ５５で処理され、さらにＡ／
Ｄコンバータ５６でＡ／Ｄ変換されてからＣＰＵ５０に
人力される。

一方、ＣＰＵ５０から出力された電動モータ制御用の信
号は、Ｄ／Ａコンバータ５７でＤ／Ａ変換されてから電
流制御回路５８、ドライバ６０゜パワー回路６１を経て
電動モータ３０に入力される。その場合、電流制御回路
５８にはフェイルセーフ論理回路５９から信号が人力さ
れていて、フェイル時に電動モータ３０への電流供給を
遮断するとともにクラッチ３２を分離する。また、６２
は上記パワー回路６１の電流値を検出する電流検出回路
であって、この電流検出回路６２の出力は電流制御回路
５８に入力されているとともに上記Ａ／Ｄコンバータ５
６でＡ／Ｄ変換されてからＣＰＵ５０に入力されている
。

また、６３はクラッチ３２の制御系に供給する電流を制
御する電流制御回路、６４はクラッチ３２の駆動系を制
御する駆動回路である。この駆動回路６４の出力はモニ
タ回路６５によって検出されてＣＰＵ５０に人力されて
いる。なお、３はバッテリ、４はイグニッションスイッ
チである。

次に、上記コントローラ４０の制御を第４図のフローに
基づいて説明する。スタート後、まずステップＳ１で車
速Ｖ、操操舵トルクＴ１舵角白目よび舵角θ目の微分値
０口″を読み込む。そして、ステップＳ２で各種制御量
を演算する。すなわち、第５図の実線に基づいて操舵ト
ルクＴに応じた供給電流値ＩＴを演算し、第６図に基づ
いて舵角０口の微分値０口′に応じた供給電流値Ｉθ−
一を演算し、第７図および第８図に基づいて車速Ｖに応
じた補正値α、βを演算し、また操舵トルクＴの微分値
Ｔ′を演算する。次にステップＳ３て電動モータ３０へ
の供給電流値■を“Ｉ−α・■・Ｔ−β・ｌθＨ１より
演算して電動モータ３０に供給してリターンする。ここ
で、第５図に実線で示すように基本的に供給電流値ＩＴ
は操舵トルクＴの増大に応じて大きく設定されていて、
操舵トルクＴが大きいほどアシスト力が大きく設定され
、運転者の操舵力が軽減される。その場合、第７図に示
すように補正値αは車速Ｖの増大に応じて小さくなるよ
うに設定されている。すなわち、第５図に実線で示すＩ
Ｔは補正値αによって“α・ＩＴ”に補正され、この“
α・ＩＴ”は同図破線の特性を示す。このことにより、
高車速になるほどアシスト力が小さくなって操舵安定性
が確保される。また、第６図に示すように供給電流値Ｉ
θ目゛は舵角θＨの微分値θ目″の増大に応じて大きく
設定されていて、舵角速度が大きいほどアシスト力の減
量が大きく設定され、操舵時の抵抗感が増して操舵フィ
ーリングが良好になる。その場合、第８図に示すように
補正値βは車速Ｖの量曽大に応じて大きくなるように設
定されているので、高車速になるほどアシスト力の減量
が大きくなってフィーリングが向上する。

また、第５図に示すマツプにおいて、小舵角領域に対応
する特定領域Ａ、　　Ｂにおける操舵トルクＴの増分に
対する供給電流１．の増分は、他の領域よりも小さく設
定されている。すなわち、この特定領域Ａ、Ｂでは操舵
トルクＴに対する供給電流ＩＴの勾配お絶対値が他の領
域よりも小さく設定されている。

上記フローによって、トルクセンサ（ハンドルトルク検
出手段）４１の出力を受け、マツプに基づいてステアリ
ングホイール２の操舵トルクに対する電動モータ３０へ
の供給電流を求め、この供給電流によって電動モータ３
０を制御する制御手段７１を構成している。

したがって、上記実施例においては、操舵トルクＴおよ
び舵角θ目に越づいて、制御手段７１により電動モータ
３０への供給電流がマツプで制御され、この電動モータ
３０によりステアリングホイール２の操舵トルクがアシ
ストされてステアリング機構２０に伝達され、その分、
運転者は操舵力が軽減される。

その場合、第５図に示すマツプでは、小舵角領域に対応
する特定領域Ａ、Ｂにおける操舵トルクＴの増分に対す
る供給電流ＪＴの増分が他の領域よりも小さく設定され
ているので、例えば低中速コーナリング時にステアリン
グホイール２を更に切り込んで舵角を１曽した場合、操
舵トルクのアシストが控えられる。そのため、運転者に
ステアリングホイール２を介して路面状況に応じた抵抗
力がある程度伝達され、運転者は車両の挙動を感じとれ
て操舵量の補正が行い易くなり、ステアリング操作感覚
が良好になる。

尚、上記実施例ではトルクセンサ４１および舵角センサ
４２を一対ずつ設けたが、一つずつ設けるようにしても
よい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の電動式パワーステアリン
グ装置によれば、ステアリングホイールの操舵トルクを
受けて車輪を操舵するステアリング機構と、このステア
リング機構に機械的に連結され、ステアリングホイール
の操舵トルクをアシストする電動モータとを備え、マツ
プに基づいてステアリングホイールの操舵トルクに対す
る電動モータへの供給電流を求め、この供給電流によっ
て電動モータを制御するとともに、上記マツプにおいて
、小舵角領域に対応する特定領域における操舵トルクの
増分に対する供給電流の増分を他の領域よりも小さく設
定したので、電動モータによりステアリングホイールの
操舵トルクを適宜アシストして運転者の操舵力を軽減で
きるとともに、例えば低中速コーナリング時に運転者に
ステアリングホイールを介して路面状況に応じた抵抗力
がある程度伝達され、運転者による操舵量の補正が容易
になり、ステアリング操作感覚を良好にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は本発明の構成
を示すブロック図である。第２図以下は実施例を示し、
第２図は全体概略構成図、第３図はコントローラの構成
図、第４図はコントローラの制御を示すフローチャート
図、第５図は操舵トルクと供給電流値との関係を示すマ
ツプ図、ｍ　５図は舵角の微分値と供給電流値との関係
を示すマツプ図、第７図および第８図は車速と補正値と
の関係を示すマツプ図である。 ２・・・ステアリングホイール ２０・・・ステアリング機構 ３０・・・電動モータ ４１・・・トルクセンサ ７１・・・制御手段 （ハンドルトルク検出手段） 第８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホィールの操舵トルクを受けて車輪
   を操舵するステアリング機構と、このステアリング機構
   に機械的に連結され、ステアリングホィールの操舵トル
   クをアシストする電動モータと、 上記ステアリングホィールの操舵トルクを検出するハン
   ドルトルク検出手段と、 このハンドルトルク検出手段の出力を受け、マップに基
   づいてステアリングホィールの操舵トルクに対する電動
   モータへの供給電流を求め、この供給電流によって電動
   モータを制御する制御手段とを備え、 上記制御手段のマップは、小舵角領域に対応する特定領
   域における操舵トルクの増分に対する供給電流の増分が
   他の領域よりも小さく設定されていることを特徴とする
   電動式パワーステアリング装置。