JPH08268309A - 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

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Publication number
JPH08268309A
JPH08268309A JP7675495A JP7675495A JPH08268309A JP H08268309 A JPH08268309 A JP H08268309A JP 7675495 A JP7675495 A JP 7675495A JP 7675495 A JP7675495 A JP 7675495A JP H08268309 A JPH08268309 A JP H08268309A
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JP
Japan
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steering
signal
rotation speed
detecting
correction value
Prior art date
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Pending
Application number
JP7675495A
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English (en)
Inventor
Yasuo Shimizu
康夫 清水
Tetsuya Matsumoto
哲也 松本
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱操舵状態でも安定した操舵フィーリング
が得られる、経済的で信頼性の高い電動パワーステアリ
ング装置を提供する。 【構成】 駆動信号設定手段３１、制動信号設定手段３
２、減算手段３３Ａ、加算手段３３Ｂ、外乱操舵判定手
段３４、補正手段３７、ステアリング状態判定手段３
８、切替手段３９、駆動制御手段４０からなる電動機制
御手段１５を備えた電動パワーステアリング装置１。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】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、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関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置は、
本願出願人が特公平４―５７５４３号公報および特公平
４―５０２２９号公報で開示したように、ステアリング
ホイールに作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検
出手段、ステアリングホイールの操舵回転数を検出する
操舵回転数検出手段、およびステアリングの戻り状態を
判別する戻り検出手段を備え、操舵トルクの作用方向と
操舵回転方向が一致する場合にはステアリング往き状
態、操舵トルクの作用方向と操舵回転方向が不一致の場
合にはステアリング戻り状態と判断して電動機を駆動制
御することにより、ステアリングの状態に応じた補助操
舵力をステアリング系に作用させるよう構成されてい
る。
【０００３】特公平４―５７５４３号公報には、ステア
リング戻り状態を検出して電動機のインダクタンスに発
生する誘導起電力に伴い、スイッチング素子のブリッジ
回路で構成された電動機駆動手段の閉ループに流れる阻
止電流を別回路に流すことにより、ステアリング戻り状
態の操舵フィーリングを改善するよう構成された電動パ
ワーステアリング装置が開示されている。
【０００４】また、特公平４―５０２２９号公報には、
ステアリング戻り時に電動機や減速機構等のフリクショ
ン要素により、路面から操舵輪が受ける反力に伴って減
速機構が減速比倍されるとともに逆伝達効率が悪くな
り、ステアリング戻り特性が悪くなって操舵フィーリン
グの低下を招く現象を、電動機トルク信号と電動機回転
制御信号を加算した電動機制御信号で電動機を駆動制御
することにより、マニュアルステアリング装置のステア
リング戻り時と同等の操舵フィーリングが得られるよう
構成された電動パワーステアリング装置が開示されてい
る。
【０００５】
【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、操舵トルクの作用方向と操舵回転方向
が一致の場合をステアリング往き状態、操舵トルクの作
用方向と操舵回転方向が不一致の場合をステアリング戻
り状態として検出し、ステアリング往き状態ならびにス
テアリング戻り状態に適した電動機の駆動制御を行うこ
とで、それぞれの状態に応じた操舵補助力をステアリン
グ系に作用させ、ステアリングの状態に合った操舵フィ
ーリングが得られる。
【０００６】しかし、従来の電動パワーステアリング装
置は、例えば大型トラック等の車両が頻繁に往来して発
生するアスファルトまたは雪の轍路面で、車両トレッド
幅の異なる普通乗用車等が走行すると、車両の片輪は轍
の溝中にあると同時に、もう片輪が轍の溝山に乗り上げ
た状態がある。
【０００７】このような状態において、駆動輪と操舵輪
を同じくする前輪駆動車両、特に駆動トルクの大きな車
両に急激な駆動力を掛ける際の、例えば車両が発進する
場合や、雪道等のスプリット摩擦路面を走行中の場合に
は、左右輪の駆動装置のフリクション差や、タイヤと路
面の摩擦差によってステアリングホイールがドライバの
意志に反した方向に回転する現象が生じる課題がある。
【０００８】また、雪道等のスプリット摩擦路面を走行
中の車両に急激な制動力を掛ける際の、例えば車両が急
制動する場合や、轍路面等の凹凸路面を走行中の場合に
は、左右輪の駆動装置のフリクション差や、タイヤと路
面の摩擦差によってステアリングホイールがドライバの
意志に反した方向に回転する現象が生じる課題があり、
上記のような現象はステアリングホイール操作上好まし
くない。
【０００９】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、その目的は雪道や轍路等のスプリット
摩擦路面を車両が走行する際にドライバの意志とは逆方
向に発生するハンドル逆回転現象の外乱操舵（外乱ステ
ア）状態を減衰させ、安定した操舵特性が得られる電動
パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【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
リング系の操舵角を検出して操舵角信号を出力する操舵
角検出手段と、ステアリング系の操舵回転速度を検出し
て操舵回転速度信号を出力する操舵回転速度検出手段と
を備えるとともに、電動機制御手段は、操舵角信号と操
舵回転速度信号の方向が一致し、かつ操舵トルク信号の
方向が一致しない場合に、外乱操舵状態と判定する外乱
操舵判定手段と、この外乱操舵判定手段が外乱操舵状態
を検出した場合に出力する判定信号に基づいて電動機制
御信号を操舵トルク信号と同じ方向に補正する補正手段
とを備えたことを特徴とする。
【００１１】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、外乱操舵判定手段に、操舵角信号と操舵回
転速度信号および操舵トルク信号のそれぞれの方向に対
応した方向符号を発生する方向符号発生手段と、方向符
号に基づいて方向の一致、または不一致を検出する方向
符号判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置は、補正手段に、操舵回転速度信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備えたことを特徴
とする。
【００１３】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両の車速を検出して車速信号を出力する
車速検出手段を備えるとともに、この車速信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備えたことを特徴
とする。
【００１４】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置の操舵トルク検出手段、操舵角検出手段、お
よび操舵回転速度検出手段は、操舵トルク、操舵角およ
び操舵回転速度の方向と大きさをそれぞれ１つの信号で
同時に検出する方向／レベル検出手段を備えたことを特
徴とする。
【００１５】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両に作用する加減速度を検出して加減速
度信号を出力する加減速度検出手段を備えるとともに、
加減速度信号に対応して補正値を設定する補正値設定手
段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】この発明に係る電動パワーステアリング装置
は、ステアリング系の操舵角を検出して操舵角信号を出
力する操舵角検出手段と、ステアリング系の操舵回転速
度を検出して操舵回転速度信号を出力する操舵回転速度
検出手段とを備えるとともに、電動機制御手段は、操舵
角信号と操舵回転速度信号の方向が一致し、かつ操舵ト
ルク信号の方向が一致しない場合に、外乱操舵状態と判
定する外乱操舵判定手段と、この外乱操舵判定手段が外
乱操舵状態を検出した場合に出力する判定信号に基づい
て電動機制御信号を操舵トルク信号と同じ方向に補正す
る補正手段とを備えたので、外乱操舵によるハンドル逆
回転現象を補正し、減衰することができる。
【００１７】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、外乱操舵判定手段に、操舵角信号と操舵回
転速度信号および操舵トルク信号のそれぞれの方向に対
応した方向符号を発生する方向符号発生手段と、方向符
号に基づいて方向の一致、または不一致を検出する方向
符号判定手段とを備えたので、外乱操舵状態を確実に判
定することができる。
【００１８】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置は、補正手段に、操舵回転速度信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備えたので、ハン
ドルの回転速度に対応して外乱操舵によるハンドル逆回
転現象を補正し、減衰することができる。
【００１９】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両の車速を検出して車速信号を出力する
車速検出手段を備えるとともに、この車速信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備えたので、車両
速度に対応して外乱操舵によるハンドル逆回転現象を補
正し、減衰することができる。
【００２０】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置の操舵トルク検出手段、操舵角検出手段、お
よび操舵回転速度検出手段は、操舵トルク、操舵角およ
び操舵回転速度の方向と大きさをそれぞれ１つの信号で
同時に検出する方向／レベル検出手段を備えたので、単
純な構成で操舵トルク、操舵角および操舵回転速度の方
向と大きさを検出することができる。
【００２１】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両に作用する加減速度を検出して加減速
度信号を出力する加減速度検出手段を備えるとともに、
加減速度信号に対応して補正値を設定する補正値設定手
段を備えたので、加減速度に対応して外乱操舵によるハ
ンドル逆回転現象を補正し、減衰することができる。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。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。なお、本発明は、操舵回
転速度と操舵角の方向が一致すると同時に、操舵トルク
の作用方向が操舵回転速度（または、操舵角）の方向と
不一致の場合に外乱操舵状態（外乱ステア状態）と判断
し、操舵トルクの作用方向に対応した操舵補助力に加
え、補正操舵力を電動機から発生させ、ドライバの意志
に反したハンドルの逆回転現象を減衰させるものであ
る。
【００２３】図１において、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１７に一体的に設けられ
たステアリング軸２に自在継ぎ手３ａ、３ｂを備えた連
結軸３を介してステアリング・ギアボックス４内に設け
たラック＆ピニオン機構５のピニオン５ａに連結されて
手動操舵力発生手段６を構成する。
【００２４】ピニオン５ａに噛み合うラック歯７ａを備
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７
は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左
右の前輪９が連結される。
【００２５】このようにして、ステアリングホイール１
７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発
生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を転
動させて車両の向きを変えている。
【００２６】手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減
するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸
７と同軸的に配設し、ラック軸７にほぼ平行に設けられ
たボールねじ機構１１を介して操舵補助力を推力に変換
してラック軸７に作用させる。
【００２７】電動機１０のロータには駆動側ヘリカル・
ギア１０ａが一体的に設けられ、駆動側ヘリカル・ギア
１０ａはボールねじ機構１１のねじ軸の軸端に一体的に
設けられた従動側ヘリカル・ギア１１ａと噛み合わされ
ている。なお、ボールねじ機構１１のナットはラック軸
７に連結されている。
【００２８】また、ステアリング・ギアボックス４内に
はドライバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する
操舵トルクセンサ１２、ドライバの操作するステアリン
グホイール１７の操舵回転速度の方向と大きさを検出す
る操舵回転速度センサ１３を配置し、ステアリングホイ
ール１７にはドライバが操作したステアリングホイール
１７の操舵角の方向と大きさを検出する操舵角センサ１
４を配置し、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トル
ク信号ＴS、操舵回転速度センサ１３が検出した操舵回
転速度信号ＮSおよび操舵角センサ１４が検出した操舵
角信号θSをそれぞれ後述する（図２参照）方向／レベ
ル検出手段（２２、２４、２６）を介して電動機制御手
段１５に提供する。
【００２９】電動機制御手段１５は各種演算手段、判定
手段、補正手段、メモリ等で構成し、操舵トルク信号Ｔ
Sに対応する駆動信号を発生し、操舵回転速度信号ＮSに
対応する制動信号を発生する。また、電動機制御手段１
５は、操舵トルク信号ＴSおよび操舵回転速度信号ＮSに
対応する方向符号に基づいてステアリング往き状態とス
テアリング戻り状態を判定し、それぞれの状態に対応し
た電動機制御信号ＤO（例えば、ＰＷＭ信号）を電動機
駆動手段１６に供給する。
【００３０】さらに、電動機制御手段１５は、操舵トル
ク信号ＴS、操舵回転速度信号ＮSおよび操舵角信号θS
に対応する方向符号に基づいて外乱操舵状態を判定し、
駆動信号に操舵トルク信号ＴSと同じ方向に対応する補
正値を付加した電動機制御信号ＤOを電動機駆動手段１
６に供給する。
【００３１】電動機駆動手段１６は、例えばインターフ
ェース回路および４個のＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）からなるブリッジ回路（図示しない）で構成し、電
動機制御信号ＤOに基づいて電動機１０を駆動する電動
機駆動信号ＭOを出力する。
【００３２】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、操舵トルク検出手段
２１、操舵回転速度検出手段２３、操舵角検出手段２
５、電動機制御手段１５、電動機駆動手段１６、電動機
１０を備える。
【００３３】操舵トルクセンサ１２、操舵回転速度セン
サ１３および操舵角センサ１４のそれぞれは、例えば差
動変圧器、タコジェネレータ等の直流発電機、ポテンシ
ョメータ等で構成し、操舵トルク、操舵回転速度および
操舵角に対応した方向（±極性）とレベルを有する電気
的信号の操舵トルク信号ＴS、操舵回転速度信号ＮS、操
舵角信号θSとして検出する。なお、操舵角センサ１４
は、ラック＆ピニオン機構５のラック変位を検出するよ
う構成したり、電動機１０、特にブラシレスモータ等に
よるモータの回転位置信号によりステアリング位置を検
出するよう構成してもよい。また、操舵角センサ１４に
代えて操舵回転速度検出手段２３で検出した操舵回転速
度信号ＮSを積分して算出した操舵角信号を用いてもよ
い。
【００３４】操舵トルク検出手段２１、操舵回転速度検
出手段２３および操舵角検出手段２５の実施例を操舵ト
ルク検出手段２１を代表例として説明する。図３に操舵
トルク検出手段の一実施例構成図を示す。（ａ）図に操
舵トルク検出手段の構成図、（ｂ）図に操舵トルク信号
（ＴS）―検出信号レベル（ＴD）特性図を示す。
【００３５】（ａ）図において、操舵トルク検出手段２
１は、操舵トルクセンサ１２および方向／レベル検出手
段２２を備え、操舵トルクセンサ１２からの方向（±極
性）とレベルを有する操舵トルク信号ＴSを入力とし、
方向／レベル検出手段２２が操舵トルク信号ＴSに対応
した１極性（例えば、＋極性）で所定値を有する（ｂ）
図に示す検出信号レベルＴDに変換し、この検出信号レ
ベルＴDを操舵トルク信号ＴDとして電動機制御手段１５
に提供する。
【００３６】方向／レベル検出手段２２は、仮想接地点
の電位を直流電源ＥOの１／２（ＥO／２電位）に設定し
た１電源駆動（＋電源）の差動増幅器で構成し、操舵ト
ルク信号ＴSの極性を直流電源ＥO／２を基準とし、検出
信号レベルＴDが直流電源ＥO／２以下（ＴD≦ＥO／２）
の場合にはマイナス（−）極性、検出信号レベルＴＤが
直流電源ＥＯ／２を超える（ＴD＞ＥO／２）場合にはプ
ラス（＋）極性として検出するよう構成する。
【００３７】また、操舵トルク信号ＴSの大きさは検出
信号レベルＴDと直流電源ＥO／２の偏差の絶対値（｜Ｔ
D−ＥO／２｜）が同じであれば同一レベルなるよう設定
するので、例えば検出信号レベルＴDが３Ｖと２Ｖの操
舵トルク信号ＴSはトルク量が同じで作用方向が互いに
逆（例えば、３Ｖを右方向、２Ｖを左方向）として検出
することができる。
【００３８】方向／レベル検出手段２４および方向／レ
ベル検出手段２６も方向／レベル検出手段２２と同一に
構成し、（ｂ）図に示すような特性図が操舵回転速度信
号ＮSと操舵回転速度信号ＮD、操舵角信号θSと操舵角
信号θDの間にも成立する。
【００３９】電動機制御手段１５は、駆動信号設定手段
３１、制動信号設定手段３２、減算手段３３Ａ、加算手
段３３Ｂ、外乱操舵判定手段３４、補正手段３７、ステ
アリング状態判定手段３８、切替手段３９、駆動制御手
段４０を備え、操舵トルク信号ＴD、操舵回転速度信号
ＮDおよび操舵角信号θDに基づいて電動機１０駆動制御
のための駆動信号ＤT、制動信号ＤN、補正信号ＤHを発
生するとともに、操舵トルク信号ＴDおよび操舵回転速
度信号ＮDの方向符号Ｆ、Ｇに基づいてステアリング往
き状態またはステアリング戻り状態の判定、操舵回転速
度信号ＮD、操舵角信号θDおよび操舵トルク信号ＴDの
方向符号Ｇ、Ｌ、Ｆの方向符号に基づいて外乱操舵状態
の判定を行い、ステアリング往き状態、ステアリング戻
り状態および外乱操舵状態のそれぞれに対応して駆動信
号ＤT、制動信号ＤNおよび補正信号ＤHを組合せた電動
機制御信号ＤO（例えば、ＰＷＭ信号）を電動機駆動手
段１６に提供するよう構成する。
【００４０】駆動信号設定手段３１はＲＯＭ等のメモリ
を備え、予め実験値や設計値に基づいて図１２に示す操
舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤT特性データを設定してお
き、操舵トルク信号ＴDが提供されると操舵トルク信号
ＴDに対応した電動機駆動制御のための駆動信号ＤTを読
み出し、駆動信号ＤTを減算手段３３Ａおよび加算手段
３３Ｂに供給する。
【００４１】また、駆動信号設定手段３１は、後述する
加算手段、乗算手段、または減算手段を備え、外乱操舵
状態を検出した場合には補正手段３７から供給される補
正値ＤH（例えば、駆動信号補正値、係数補正値、トル
ク信号補正値）と駆動信号ＤTを合成した駆動信号ＤTH
を減算手段３３Ａおよび加算手段３３Ｂに供給する。
【００４２】制動信号設定手段３２はＲＯＭ等のメモリ
を備え、予め実験値や設計値に基づいて図１３に示す操
舵回転速度信号ＮD―制動信号ＤN特性データを設定して
おき、操舵回転速度信号ＮDが提供されると操舵回転速
度信号ＮDに対応した電動機制動制御のための制動信号
ＤNを読み出し、制動信号ＤNを減算手段３３Ａおよび加
算手段３３Ｂに供給する。
【００４３】減算手段３３Ａは減算器等で構成し、駆動
信号設定手段３１から供給される駆動信号ＤT（また
は、駆動信号ＤTH）と制動信号設定手段３２から供給さ
れる制動信号ＤNの偏差（＝ＤT−ＤN）、（＝ＤTH−
ＤN）を演算して、ステアリング往き状態の偏差信号
（ＤT−ＤN）、または外乱操舵状態の偏差信号（ＤTH−
ＤN）を切替手段３９の一方の端子ａに供給する。
【００４４】加算手段３３Ｂは加算器等で構成し、駆動
信号設定手段３１から供給される駆動信号ＤTと制動信
号設定手段３２から供給される制動信号ＤNを加算（ＤT
＋ＤN）し、加算信号（ＤT＋ＤN）を切替手段３９のも
う一方の端子ｂに供給する。
【００４５】切替手段３９は電子スイッチ等で構成し、
端子ａに供給される減算手段３３Ａからのステアリング
往き状態の偏差信号（ＤT−ＤN）、または外乱操舵状態
の偏差信号（ＤTH−ＤN）と、端子ｂに供給される加算
手段３３Ｂからのステアリング戻り状態の加算信号（Ｄ
T＋ＤN）とをステアリング状態判定手段３８からのステ
アリング状態判定信号ＳTに基づいて切替え、偏差信号
（ＤT−ＤN）、偏差信号（ＤTH−ＤN）または加算信号
（ＤT＋ＤN）を、それぞれステアリング往き状態、外乱
操舵状態またはステアリング戻り状態の目標駆動信号Ｄ
Sとして共通端子ｃを介して駆動制御手段４０に出力す
る。
【００４６】外乱操舵判定手段３４は、方向符号発生手
段３５および方向符号判定手段を構成する論理判定手段
３６を備え、図３に示す方向と大きさを所定の検出レベ
ルとして有する操舵トルク信号ＴD、操舵回転速度信号
ＮDおよび操舵角信号θDを右方向または左方向に対応し
た２値の符号信号Ｆ、Ｇ、Ｌ（例えば、右方向ならＨレ
ベル、左方向ならＬレベル）に変換した後、符号信号
Ｆ、Ｇ、Ｌに基づいて外乱操舵状態を検出して外乱操舵
判定信号ＨOを出力する。
【００４７】ここで、操舵トルクＴ、操舵回転速度Ｎお
よび操舵角θの方向とステアリング状態の関係について
説明する。図４にステアリング状態の条件説明図を示
す。図４において、操舵トルクＴは、ハンドルが右回り
方向に作用する場合をプラス極性（＋）、左回り方向に
作用する場合をマイナス極性（−）と仮定する。操舵回
転速度Ｎは、ハンドルが右回りの場合をプラス極性
（＋）、左回りの場合をマイナス極性（−）と仮定す
る。また、操舵角θは、ハンドルが中立位置から右位置
にある場合をプラス極性（＋）、左位置にある場合をマ
イナス極性（−）と仮定する。
【００４８】操舵トルクＴ、操舵回転速度Ｎおよび操舵
角θのプラス極性（＋）、マイナス極性（−）の全てを
組合せると８個のステアリング状態Ｃ１〜Ｃ８が存在す
る。
【００４９】操舵トルクＴの極性と操舵回転速度Ｎの極
性が一致する場合がステアリング往き状態（ステアリン
グ状態Ｃ１、Ｃ４、Ｃ５およびＣ８）に対応し、操舵ト
ルクＴの極性と操舵回転速度Ｎの極性が不一致の場合が
ステアリング戻り状態（ステアリング状態Ｃ２、Ｃ３、
Ｃ６およびＣ７）に対応する。
【００５０】また、ステアリング戻り状態（ステアリン
グ状態Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６およびＣ７）において、操舵回
転速度Ｎの極性と操舵角θの極性が一致すると同時に、
操舵トルクＴの極性が不一致の場合が外乱操舵状態（ス
テアリング状態Ｃ２およびＣ７）に対応する。
【００５１】図５にこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の外乱操舵判定手段の一実施構成図を示す。図
５において、外乱操舵判定手段３４は、方向符号発生手
段３５、論理演算手段３６を備える。なお、本実施例
は、論理演算手段３６にステアリング状態判定手段３８
を備えた構成としたが、ステアリング状態判定手段３８
を独立して設けてもよい。
【００５２】方向符号発生手段３５は、例えば差動増幅
器を用いた比較手段３４Ａ、３４Ｂおよび３４Ｃで構成
し、定電圧素子ＺＤで形成した直流電圧ＥO／２の基準
値と、図３の（ｂ）図に示す方向と大きさを有する検出
信号レベルの操舵トルク信号ＴD、操舵回転速度信号ＮD
および操舵角信号θDとを比較してＨレベル（電圧ＥO）
またはＬレベル（電圧０）の方向符号Ｆ、ＧおよびＬを
出力する。
【００５３】方向符号Ｆ、ＧおよびＬは、操舵トルク信
号ＴD、操舵回転速度信号ＮDおよび操舵角信号θDが図
３の（ｂ）図の検出信号レベルに示すような直流電圧Ｅ
O／２以下の場合にはＬレベル、直流電圧ＥO／２を超え
る場合にはＨレベルに設定し、Ｈレベルは図４の極性プ
ラス（＋）、Ｌレベルは図４に示す極性マイナス（−）
に対応するよう構成する。
【００５４】論理演算手段３６は論理回路で構成し、ス
テアリング状態判定手段３８を内蔵する。ステアリング
状態判定手段３８は、例えば排他的論理和（Exclusive
OR）ゲート３８Ａおよびインバータ３８Ｂで構成し、操
舵トルク信号ＴDの符号信号Ｆと操舵回転速度信号ＮDの
符号信号Ｇが一致（ＦおよびＧが同時にＨレベル、また
はＬレベル）する場合にはステアリング往き状態と判定
してＨレベルのステアリング状態判定信号ＳT、符号信
号ＦとＧが不一致（ＦがＨレベルでＧがＬレベル、また
はＦがＬレベルでＧがＨレベル）の場合にはステアリン
グ戻り状態と判定してＬレベルのステアリング状態判定
信号ＳTをそれぞれ図２に示す切替手段３９に供給す
る。
【００５５】また、論理演算手段３６は排他的論理和
（Exclusive OR）ゲート３６ＡおよびＮＡＮＤゲート３
６Ｂの論理回路を備え、排他的論理和（Exclusive OR）
ゲート３６Ａは、操舵回転速度信号ＮDの符号信号Ｇと
操舵角信号θDの符号信号Ｌが一致（ＧおよびＬが同時
にＨレベル、またはＬレベル）する場合にはＬレベル、
符号信号ＧとＬが不一致（ＧがＨレベルでＬがＬレベ
ル、またはＧがＬレベルでＬがＨレベル）の場合にはＨ
レベルをＮＡＮＤゲート３６Ｂに出力する。
【００５６】ＮＡＮＤゲート３６Ｂは、ステアリング状
態判定信号ＳTと排他的論理和（Exclusive OR）ゲート
３６Ａの信号を取込んで論理演算し、操舵回転速度信号
ＮDの符号信号Ｇと操舵角信号θDの符号信号Ｌが一致
（ＧおよびＬが同時にＨレベル、またはＬレベル）し、
同時に操舵トルク信号ＴDの符号信号Ｆが不一致（Ｇお
よびＬがＨレベルでＦがＬレベル、またはＧおよびＬが
ＬレベルでＦがＨレベル）となる場合にのみ外乱操舵状
態と判定し、Ｈレベルの外乱操舵判定信号ＨOを図２に
示す補正手段３７に出力する。
【００５７】このように、外乱操舵判定手段３４は方向
符号発生手段３５および論理演算手段３６を備え、操舵
トルク信号ＴD、操舵回転速度信号ＮDおよび操舵角信号
θDの方向（右方向：＋極性、左方向：−極性）をＨレ
ベルまたはＬレベルの符号信号Ｆ、ＧおよびＬで検出
し、符号信号Ｆ、ＧおよびＬの論理演算によりステアリ
ング往き状態、ステアリング戻り状態および外乱操舵状
態を検出することができる。
【００５８】なお、本実施例では、方向符号発生手段３
５の符号信号Ｆ、ＧおよびＬが右方向（＋極性）をＨレ
ベル、左方向（−極性）をＬレベルに設定したが、右方
向（＋極性）をＬレベル、左方向（−極性）をＨレベル
に設定することもできる。また、論理演算手段３６のス
テアリング状態判定信号ＳTをステアリング往き状態が
Ｈレベル、ステアリング戻り状態がＬレベルに設定し、
外乱操舵判定信号ＨOを外乱操舵状態がＨレベルに設定
したが、逆論理で設定してもよい。
【００５９】補正手段３７はＲＯＭ等のメモリを備え、
外乱操舵判定手段３４からの外乱判定信号ＨOに基づい
て、メモリに予め設定したある駆動信号補正値ＤK、係
数補正値Ｋ1、トルク信号補正値ＴK等のデータを読み出
し、補正値信号ＤHを駆動信号設定手段３１に提供し、
駆動信号ＤTを増加させた駆動信号ＤTHを出力するよう
構成する。
【００６０】図６〜図８に外乱操舵状態の駆動信号補正
の実施例要部ブロック構成図を示す。図６に駆動信号補
正値加算の実施例要部ブロック構成図、図７に係数乗算
の実施例要部ブロック構成図、図８にトルク信号補正の
実施例要部ブロック構成図を示す。
【００６１】図６において、駆動信号設定手段３１は、
駆動信号記憶手段４１、駆動信号アクセス手段４２およ
び加算手段４３を備え、操舵トルク信号ＴDに対応した
駆動信号ＤTに補正手段３７からの補正値ＤH（＝駆動信
号補正値ＤK）を加算し、図１４の操舵トルク信号ＴD―
駆動信号ＤTH特性図に示すような駆動信号ＤTよりも駆
動信号補正値ＤKだけ大きな駆動信号ＤTH（＝ＤT＋
ＤK）を出力するよう構成する。
【００６２】また、図７の駆動信号設定手段３１Ａは乗
算手段４４を備え、操舵トルク信号ＴDに対応した駆動
信号ＤTに補正手段３７Ａからの補正値ＤH（＝係数補正
値Ｋ１）を乗算し、図１５の操舵トルク信号ＴＤ―駆動
信号ＤTH特性図に示すような駆動信号ＤTを係数Ｋ1倍し
た駆動信号ＤTH（＝Ｋ1＊ＤK）を出力するよう構成す
る。
【００６３】さらに、図８の駆動信号設定手段３１Ｂは
加算手段４５を備え、操舵トルク信号ＴDに補正手段３
７Ａからの補正値ＤH（＝トルク信号補正値ＴK）を加算
して操舵トルク信号ＴDK（＝ＴD＋ＴK）に対応した図１
６の操舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤTH特性図に示すよ
うな駆動信号ＤTHを出力するよう構成する。
【００６４】図６〜図８の実施例では、外乱操舵状態の
補正を駆動信号ＤTを増加させるよう構成したが、図２
に示す制動信号設定手段３２に補正手段３７から制動信
号補正値、係数補正値、操舵回転速度信号補正値を供給
し、制動信号ＤNを減少補正するよう構成してもよい。
【００６５】図９〜図１１にこの発明に係る補正手段の
要部ブロック構成図を示す。図９に操舵回転速度信号に
対応した補正手段の要部ブロック構成図、図１０に車速
信号に対応した補正手段の要部ブロック構成図、図１１
に加減速度信号に対応した補正手段の要部ブロック構成
図を示す。
【００６６】図９において、補正手段４７は、補正値設
定手段４７Ａ、補正値アクセス手段４７Ｂを備える。補
正値設定手段４７ＡはＲＯＭ等のメモリで構成し、操舵
回転速度信号ＮDをパラメータとし、操舵トルク信号ＴD
に対応した駆動信号補正値ＤK、係数補正値Ｋ1、または
トルク信号補正値ＴK等の補正値ＤHデータを予め設定し
ておき、外乱操舵判定信号ＨOおよび操舵回転速度信号
ＮDが入力されると、操舵回転速度信号ＮDをパラメータ
とした補正値ＤHを図２に示す駆動信号設定手段３１に
提供して操舵回転速度信号ＮD応動の駆動信号ＤTHを出
力するよう構成する。
【００６７】図１０において、補正手段４６は、補正値
設定手段４６Ａ、補正値アクセス手段４６Ｂを備える。
補正値設定手段４６ＡはＲＯＭ等のメモリで構成し、車
速検出手段１８からの車速信号Ｖをパラメータとし、操
舵トルク信号ＴDに対応した駆動信号補正値ＤK、係数補
正値Ｋ1、またはトルク信号補正値ＴK等の補正値ＤHデ
ータを予め設定しておき、外乱操舵判定信号ＨOおよび
車速信号Ｖが入力されると、車速信号Ｖをパラメータと
した補正値ＤHを図２に示す駆動信号設定手段３１に提
供して車速信号Ｖ応動の駆動信号ＤTHを出力するよう構
成する。
【００６８】図１１において、（ａ）図は加減速度検出
手段をアクセル開度検出手段で構成した実施例、（ｂ）
図は加減速度検出手段をブレーキ踏力検出手段で構成し
た実施例を示す。（ａ）図の補正手段４８は、補正値設
定手段４８Ａ、補正値アクセス手段４８Ｂを備える。補
正値設定手段４８ＡはＲＯＭ等のメモリで構成し、アク
セル開度検出手段１９からのアクセル開度信号ＡKをパ
ラメータとし、操舵トルク信号ＴDに対応した駆動信号
補正値ＤK、係数補正値Ｋ1、またはトルク信号補正値Ｔ
K等の補正値ＤHデータを予め設定しておき、外乱操舵判
定信号ＨOおよびアクセル開度信号ＡKが入力されると、
アクセル開度信号ＡKをパラメータとした補正値ＤHを図
２に示す駆動信号設定手段３１に提供してアクセル開度
信号ＡK応動の駆動信号ＤTHを出力するよう構成する。
【００６９】また、（ｂ）図の補正手段４９は、補正値
設定手段４９Ａ、補正値アクセス手段４９Ｂを備える。
補正値設定手段４９ＡはＲＯＭ等のメモリで構成し、ブ
レーキ踏力検出手段２０からのブレーキ踏力信号ＢRを
パラメータとし、操舵トルク信号ＴDに対応した駆動信
号補正値ＤK、係数補正値Ｋ1、またはトルク信号補正値
ＴK等の補正値ＤHデータを予め設定しておき、外乱操舵
判定信号ＨOおよびブレーキ踏力信号ＢRが入力される
と、ブレーキ踏力信号ＢRをパラメータとした補正値ＤH
を図２に示す駆動信号設定手段３１に提供してブレーキ
踏力信号ＢR応動の駆動信号ＤTHを出力するよう構成す
る。
【００７０】なお、加減速度検出は、加速度（Ｇ）セン
サからの加速度信号、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
から供給されるエンジン回転数信号、またはエンジン吸
気負圧信号に基づいて行ってもよい。
【００７１】図１７に図９〜図１１に対応した操舵トル
ク信号ＴD―駆動信号ＤTH特性図を示す。同じ操舵トル
ク信号ＴDに対して駆動信号ＤTHは駆動信号ＤTより大き
な値に設定され、かつ車速信号Ｖ（ＶL：低車速、ＶM：
中車速、ＶH：高車速）、または操舵回転速度信号Ｎ
D（ＮL：低速度、ＮM：中速度、ＮH：高速度）、または
加減速度信号に対応したアクセル開度信号ＡK（ＡKL：
開度小、ＡKM：開度中、ＡKH：開度大）、またはブレー
キ踏力信号ＢR（ＢRL：踏力小、ＢRM：踏力中、ＢRH：
踏力大）が大きくなるにつれて駆動信号ＤTHが減少する
よう設定する。
【００７２】駆動制御手段４０は、切替手段３９から供
給される電動機制御信号ＤOから電動機１０の発生トル
クの方向と大きさによりオン信号やＰＷＭ（パルス幅変
調）信号の混成信号である電動機駆動信号ＭOを発生す
る信号発生器等を備え、電動機制御信号ＭOを電動機駆
動手段１６に供給する。
【００７３】なお、本実施例では目標駆動信号ＤSに基
づいて駆動制御手段４０から電動機駆動手段１６を介し
て電動機１０を駆動するオープン制御の構成としたが、
電動機電流や電動機トルクを検出して目標駆動信号ＤS
に対応する実駆動信号に変換し、この実駆動信号を目標
駆動信号ＤSにフィードバックしたフィードバック制御
の構成にしてもよい。
【００７４】このように、電動機制御手段１５は、外乱
操舵判定手段３４および補正手段３７を備え、操舵回転
速度信号ＮDと操舵角信号θDの符号信号Ｇ、Ｌが一致
し、同時に操舵トルク信号ＴDの符号信号Ｆが不一致の
場合にのみ外乱操舵状態と判定し、補正手段３７から補
正値ＤHを駆動信号ＤTに付加し、増加した駆動信号ＤTH
に基づいて電動機１０を駆動してステアリング系に操舵
補助力を付勢するよう構成する。
【００７５】
【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は、ステアリング系の操舵角
を検出して操舵角信号を出力する操舵角検出手段と、ス
テアリング系の操舵回転速度を検出して操舵回転速度信
号を出力する操舵回転速度検出手段とを備えるととも
に、電動機制御手段は、操舵角信号と操舵回転速度信号
の方向が一致し、かつ操舵トルク信号の方向が一致しな
い場合に、外乱操舵状態と判定する外乱操舵判定手段
と、この外乱操舵判定手段が外乱操舵状態を検出した場
合に出力する判定信号に基づいて電動機制御信号を操舵
トルク信号と同じ方向に補正する補正手段とを備え、外
乱操舵によるハンドル逆回転現象を補正し、減衰するこ
とができるので、外乱操舵時の操舵フィーリングを改善
することができる。
【００７６】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、外乱操舵判定手段に、操舵角信号と操舵回
転速度信号および操舵トルク信号のそれぞれの方向に対
応した方向符号を発生する方向符号発生手段と、方向符
号に基づいて方向の一致、または不一致を検出する方向
符号判定手段とを備え、外乱操舵状態を確実に判定する
ことができるので、外乱操舵時に対応した安定した制御
が可能となる。
【００７７】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置は、補正手段に、操舵回転速度信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備え、ハンドルの
回転速度に対応して外乱操舵によるハンドル逆回転現象
を補正し、減衰することができるので、操舵回転速度応
動のステアリング制御ができる。
【００７８】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両の車速を検出して車速信号を出力する
車速検出手段を備えるとともに、この車速信号に対応し
て補正値を設定する補正値設定手段を備え、車両速度に
対応して外乱操舵によるハンドル逆回転現象を補正し、
減衰することができるので、車速応動のステアリング制
御ができる。
【００７９】さらに、この発明に係る電動パワーステア
リング装置の操舵トルク検出手段、操舵角検出手段、お
よび操舵回転速度検出手段は、操舵トルク、操舵角およ
び操舵回転速度の方向と大きさをそれぞれ１つの信号で
同時に検出する方向／レベル検出手段を備え、単純な構
成で操舵トルク、操舵角および操舵回転速度の方向と大
きさを精度よく検出することができるので、信頼性の向
上および経済化を実現することができる。
【００８０】また、この発明に係る電動パワーステアリ
ング装置は、車両に作用する加減速度を検出して加減速
度信号を出力する加減速度検出手段を備えるとともに、
加減速度信号に対応して補正値を設定する補正値設定手
段を備え、加減速度に対応して外乱操舵によるハンドル
逆回転現象を補正し、減衰することができるので、加減
速度応動のステアリング制御ができる。
【００８１】よって、外乱操舵状態でも安定した操舵フ
ィーリングが得られる、経済的で信頼性の高い電動パワ
ーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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
【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
【図３】操舵トルク検出手段の一実施例構成図
【図４】ステアリング状態の条件説明図
【図５】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
外乱操舵判定手段の一実施構成図
【図６】駆動信号補正値加算の実施例要部ブロック構成
図
【図７】係数乗算の実施例要部ブロック構成図
【図８】トルク信号補正の実施例要部ブロック構成図
【図９】操舵回転速度信号に対応した補正手段の要部ブ
ロック構成図
【図１０】車速信号に対応した補正手段の要部ブロック
構成図
【図１１】加減速度信号に対応した補正手段の要部ブロ
ック構成図
【図１２】操舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤT特性図
【図１３】操舵回転速度信号ＮD―制動信号ＤN特性図
【図１４】操舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤTH特性図
【図１５】操舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤTH特性図
【図１６】操舵トルク信号ＴD―駆動信号ＤTH特性図
【図１７】図９〜図１１に対応した操舵トルク信号ＴD
―駆動信号ＤTH特性図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング
軸、３ａ，３ｂ…自在継ぎ手、３…連結軸、４…ステア
リング・ギアボックス、５…ラック＆ピニオン機構、５
ａ…ピニオン、６…手動操舵力発生手段、７…ラック
軸、７ａ…ラック歯、８…タイロッド、９…前輪、１０
…電動機、１０ａ…駆動側ヘリカル・ギア、１１…ボー
ルねじ機構、１１ａ…従動側ヘリカル・ギア、１２…操
舵トルクセンサ、１３…操舵回転速度センサ、１４…操
舵角センサ、１５…電動機制御手段、１６…電動機駆動
手段、１７…ステアリングホイール、１８…車速検出手
段、１９…アクセル開度検出手段、２０…ブレーキ踏力
検出手段、２１…操舵トルク検出手段、２２，２４，２
６…方向／レベル検出手段、２３…操舵回転速度検出手
段、２５…操舵角検出手段、３１，３１Ａ，３１Ｂ…駆
動信号設定手段、３２…制動信号設定手段、３３Ａ…減
算手段、３３Ｂ，４３，４５…加算手段、３４…外乱操
舵判定手段、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ…比較手段、３５
…方向符号発生手段、３６…論理演算手段、３７，３７
Ａ，３７Ｂ，４６，４７，４８，４９…補正手段、３８
…ステアリング状態判定手段、３９…切替手段、４０…
駆動制御手段、４１…駆動信号記憶手段、４２…駆動信
号アクセス手段、４４…乗算手段、４６Ａ，４７Ａ，４
８Ａ，４９Ａ…補正値設定手段、４６Ｂ，４７Ｂ，４８
Ｂ，４９Ｂ…補正値アクセス手段、ＡK…アクセル開度
信号、ＢR…ブレーキ踏力信号、ＤH…補正信号、ＤK…
駆動信号補正値、ＤN…制動信号、ＤO…電動機制御信
号、ＤS…目標駆動信号、ＤT，ＤTH…駆動信号、ＥO…
直流電源、Ｆ，Ｇ，Ｌ…符号信号、ＨO…外乱操舵判定
信号、Ｋ1…係数補正値、ＭO…電動機駆動信号、Ｎ…操
舵回転速度、ＮD，ＮS…操舵回転速度信号、ＳT…ステ
アリング状態判定信号、Ｔ…操舵トルク、ＴD，ＴS，Ｔ
DK…操舵トルク信号、ＴK…トルク信号補正値、Ｖ…車
速信号、ＺＤ…定電圧素子、θ…操舵角、θD，θS…操
舵角信号。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステアリング系の操舵トルクを検出して
    操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記
    ステアリング系に操舵補助力を付加する電動機と、前記
    操舵トルク信号に基づいて前記電動機を制御する電動機
    制御信号を発生する電動機制御手段と、を備えた電動パ
    ワーステアリング装置において、 前記ステアリング系の操舵角を検出して操舵角信号を出
    力する操舵角検出手段と、ステアリング系の操舵回転速
    度を検出して操舵回転速度信号を出力する操舵回転速度
    検出手段とを備えるとともに、前記電動機制御手段は、
    前記操舵角信号と前記操舵回転速度信号の方向が一致
    し、かつ前記操舵トルク信号の方向が一致しない場合
    に、外乱操舵状態と判定する外乱操舵判定手段と、この
    外乱操舵判定手段が外乱操舵状態を検出した場合に出力
    する判定信号に基づいて前記電動機制御信号を前記操舵
    トルク信号と同じ方向に補正する補正手段とを備えたこ
    とを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項２】 前記外乱操舵判定手段に、前記操舵角信
    号と前記操舵回転速度信号および前記操舵トルク信号の
    それぞれの方向に対応した方向符号を発生する方向符号
    発生手段と、前記方向符号に基づいて方向の一致、また
    は不一致を検出する方向符号判定手段とを備えたことを
    特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装
    置。
  3. 【請求項３】 前記補正手段に、前記操舵回転速度信号
    に対応して補正値を設定する補正値設定手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング
    装置。
  4. 【請求項４】 車両の車速を検出して車速信号を出力す
    る車速検出手段を備えるとともに、前記車速信号に対応
    して補正値を設定する補正値設定手段を備えたことを特
    徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
  5. 【請求項５】 前記操舵トルク検出手段、前記操舵角検
    出手段、および前記操舵回転速度検出手段は、操舵トル
    ク、操舵角および操舵回転速度の方向と大きさをそれぞ
    れ１つの信号で同時に検出する方向／レベル検出手段を
    備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステ
    アリング装置。
  6. 【請求項６】 車両に作用する加減速度を検出して加減
    速度信号を出力する加減速度検出手段を備えるととも
    に、前記加減速度信号に対応して補正値を設定する補正
    値設定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電
    動パワーステアリング装置。
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