JPH0971253A - 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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JPH0971253A
JPH0971253A JP25023595A JP25023595A JPH0971253A JP H0971253 A JPH0971253 A JP H0971253A JP 25023595 A JP25023595 A JP 25023595A JP 25023595 A JP25023595 A JP 25023595A JP H0971253 A JPH0971253 A JP H0971253A
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康夫 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルフアライニングトルクを損なうことなく
車輪のスリップ状態に応じて補助操舵力を適切に調整
し、かつ運転者の過大な操舵に対する抑止力を与えるこ
とができるように電動パワーステアリング装置を構成す
る。 【解決手段】 車両の操向車輪に手動にて舵角を与える
手動操舵系と、該手動操舵系の操舵力を検出する操舵力
検出手段と、手動操舵系に付加する補助動力を発生する
電動機と、操舵力検出手段の検出値に基づいて電動機の
出力を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリ
ング装置を、手動操舵系の操舵角を検出する操舵角検出
手段および車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出
手段を設けると共に、操舵角検出手段の検出値に対応し
た信号とスリップ率検出手段の検出値に対応した信号と
を乗算する乗算手段と、操舵力検出手段の検出値に対応
した信号から乗算手段の信号を減算する減算手段とを制
御手段に設け、減算手段の出力に基づいて電動機を制御
するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の駆動力を
手動操舵系に直接作用させて運転者の操舵力を軽減する
ための電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ステアリングホイールに与える操舵角を
車輪の転舵角に変換する手動操舵系に電動機を設け、電
動機の駆動力を手動操舵系に付加することによって運転
者の操舵力を軽減するようにした電動パワーステアリン
グ装置が知られている。この電動パワーステアリング装
置は、図１に示すように、ステアリングホイール１に一
体結合されたステアリングシャフト２に自在継手３ａ・
３ｂを有する連結軸３を介して連結されたピニオン４、
及び、ピニオン４に噛合して車幅方向に往復動し得ると
共に、タイロッド５を介して左右の前輪６のナックルア
ーム７にその両端が連結されたラック軸８で構成された
ラック・アンド・ピニオン機構からなる手動操舵力発生
手段９と、この手動操舵力発生手段９による操舵力を軽
減するための補助操舵力を発生するべくラック軸８と同
軸的に配設された電動機１０と、ピニオン４に作用する
手動操舵力ＴP を検出するための操舵力検出手段１１
と、ステアリングホイール１の回転角θを検出するため
の舵角検出手段１２と、これらの検出値ＴP ・θに基づ
いて電動機１０の出力を制御するための制御手段１３と
からなっている。
【０００３】制御手段１３は、図２に示すように、電動
機１０の発生するべき出力トルクを設定し、かつ出力す
る出力目標値発生手段１４と、これによって生成される
出力目標値ＩT に基づいて電動機１０を駆動制御する電
動機駆動手段１５とから構成され、操舵力検出手段１１
の出力ＴP に基づいて電動機１０に発生させる補助操舵
力を制御するようになっている。
【０００４】さて、上記従来形式のパワーステアリング
装置に於いては、積雪路など摩擦係数μの低い路面で操
舵する場合、路面と車輪間のスリップのために路面反力
が運転者に十分に伝わらず、旋回円の曲率に対して適切
な舵角を与え難いという問題があった。このような問題
に対処するために、駆動輪のスリップ率に応じて操舵補
助力を変化させるようにした操舵力制御装置が、特開平
３−１１２７７７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
提案された技術は、単にスリップ時に操舵補助力を小さ
くするものであるため、セルフアライニングトルク、つ
まり操向輪を直進に戻そうとする力を損なうものであっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決
し、セルフアライニングトルクを損なうことなく車輪の
スリップ状態に応じて補助操舵力を適切に調整し、かつ
運転者の過大な操舵に対する抑止力を与えることができ
るようにするために、本発明に於いては、車両の操向車
輪に手動にて舵角を与える手動操舵系と、該手動操舵系
の操舵力を検出する操舵力検出手段と、手動操舵系に付
加する補助動力を発生する電動機と、操舵力検出手段の
検出値に基づいて電動機の出力を制御する制御手段とを
有する電動パワーステアリング装置に於いて、手動操舵
系の操舵角を検出する操舵角検出手段および車輪のスリ
ップ率を検出するスリップ率検出手段を設けると共に、
操舵角検出手段の検出値に対応した信号とスリップ率検
出手段の検出値に対応した信号とを乗算する乗算手段
と、操舵力検出手段の検出値に対応した信号から乗算手
段の信号を減算する減算手段とを制御手段に設け、減算
手段の出力に基づいて電動機を制御するものとした。な
お、上記操舵角検出手段に代えて、車両の横加速度を検
出する横加速度検出手段、あるいは車両のヨーイング角
速度を検出するヨーイング角速度検出手段の信号を用い
ることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
的な実施例に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【０００８】図３は、本発明に基づく電動パワーステア
リング制御のブロック図を示している。例えば図１に於
けるステアリングシャフト２とピニオン４間に設けられ
た操舵力検出手段１１からの出力ＴP は、出力目標値発
生手段１４に入力され、基本出力目標値信号Ｉ1 を発生
する。この点は従来の制御系と同様である。これに対
し、ステアリングシャフト２に設けられた舵角検出手段
１２と、後記のスリップ率検出手段１９からの出力とを
適当に加味した信号に基づいて出力目標値Ｉ1 を補正す
ることにより、車輪のスリップ率に応じた適切な操舵反
力を運転者に与えるように電動機１０の駆動力を制御す
るようにしている。
【０００９】舵角検出手段１２の出力θが操舵反力設定
手段１７に入力されると、操舵反力設定手段１７内に予
め設定されたマップを検索して求めた操舵反力信号ＩRC
が出力される。その一方、４輪のそれぞれに設けられた
車輪回転角速度検出手段１８の出力ωFR、ωFL、ωRR、
ωRLがスリップ率検出手段１９に入力され、これに基づ
いて後記の手法にてスリップ率Ｓが算出される。このス
リップ率Ｓが減衰係数設定手段２０に入力されると、減
衰係数設定手段２０内に予め設定されたマップを検索し
て求めた減衰係数信号ｋが出力される。これら操舵反力
信号ＩRCと減衰係数信号ｋとが乗算器２１にて乗算さ
れ、補正信号Ｉ2 として出力される。
【００１０】この補正信号Ｉ2 は、基本出力目標値信号
Ｉ1 から減算器２２にて減算され、改めて電動機出力の
目標値ＩT として電動機駆動手段１５に入力され、電動
機１０の制御指令値として用いられる。
【００１１】ここで車輪のスリップ率Ｓは、駆動輪側の
車輪回転角速度平均値 ωF ＝（ωFR＋ωFL）／２ と従動輪側の車輪回転角速度平均値 ωR ＝（ωRR＋ωRL）／２ とから、 Ｓ＝（ωF −ωR ）／ωF のように求められる。
【００１２】車輪がロックしない範囲で車両に制動をか
ける場合は、その時の車輪周速度の変化に基づいてスリ
ップ率を推定しても良い。また舵角検出手段１１として
は、例えばロータリエンコーダのような回転角検出器で
ステアリングホイール１の回転角を直接的に求めるのみ
ならず、ラック軸８の直線的ストロークの検出値から回
転角に変換して求めても良い。
【００１３】次に上記実施例の作用について説明する。
摩擦係数μが高い路面はスリップ率Ｓが小さいので、舵
角検出手段１２の出力θが大きくなっても乗算器２１の
出力Ｉ2 は大きくならず、電動機出力の目標値ＩT は、
主として操舵力検出手段１１の出力値ＴP のみで決定さ
れる。そして摩擦係数μが低い路面では、スリップ率Ｓ
が大きいために大きくなる乗算器２１の出力Ｉ2 を基本
出力目標値信号Ｉ1 から減算するので、ステアリングホ
イール１の切り込み時の電動機出力の目標値ＩT は小さ
くなり、運転者の過大な操舵に対する抑止力を与えるこ
とができる。また摩擦係数μが低い路面でのステアリン
グホイール１の戻し時は、操舵力検出手段１１の出力Ｔ
P が０となるので、減算器２２の出力は負の値となり、
電動機１０はむしろステアリングホイール１を戻す方向
へのトルクを発生することとなり、高度なセルフアライ
ニングトルクが得られる。
【００１４】なお、舵角検出手段１２の出力θに代え
て、図４に示すように横加速度検出手段２３にて求めた
横加速度値を用いても良いし、また図５に示すようにヨ
ーイング角速度検出手段２４にて求めたヨーイング角速
度値を用いても同様な結果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によれば、電動パワー
ステアリング装置に於いて、走行条件に応じて操舵補助
力を調整することにより、ステアリングホイールに適切
な操舵反力を与えることができるので、運転者に対して
過度な操舵に警告を与え、かつ予防することができる。
特に上記構成を採ることにより、ステアリングホイール
に操舵トルクを加えない状態では０となる基本出力目標
値Ｉ1 から補正値Ｉ2 が減算されるので、戻し方向への
トルク、即ちセルフアライニングトルクを損なわずに済
む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される操舵装置の概略構成図。
【図２】補助操舵力発生電動機の基本的制御フロー図。
【図３】操舵角と車輪角速度とを加味して電動機出力目
標値を出力するまでの概略フロー図。
【図４】操舵角と横加速度とを加味して電動機出力目標
値を出力するまでの概略フロー図。
【図５】操舵角とヨーイング角速度とを加味して電動機
出力目標値を出力するまでの概略フロー図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ 連結軸 ４ ピニオン ５ タイロッド ６ 前輪 ７ ナックルアーム ８ ラック軸 ９ 手動操舵力発生手段 １０ 電動機 １１ 操舵力検出手段 １２ 舵角検出手段 １３ 制御手段 １４ 出力目標値発生手段 １５ 電動機駆動手段 １７ 操舵反力設定手段 １８ 車輪回転角速度検出手段 １９ スリップ率検出手段 ２０ 減衰係数設定手段 ２１ 乗算器 ２２ 減算器 ２３ 横加速度検出器 ２４ ヨーイング角速度検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の操向車輪に手動にて舵角を与える
    手動操舵系と、該手動操舵系の操舵力を検出する操舵力
    検出手段と、前記手動操舵系に付加する補助動力を発生
    する電動機と、前記操舵力検出手段の検出値に基づいて
    前記電動機の出力を制御する制御手段とを有する電動パ
    ワーステアリング装置であって、 前記手動操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段およ
    び車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を有
    すると共に、 前記制御手段は、前記操舵角検出手段の検出値に対応し
    た信号と前記スリップ率検出手段の検出値に対応した信
    号とを乗算する乗算手段と、 前記操舵力検出手段の検出値に対応した信号から前記乗
    算手段の信号を減算する減算手段とを有し、 前記減算手段の出力に基づいて前記電動機を制御するも
    のである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】 車両の操向車輪に手動にて舵角を与える
    手動操舵系と、該手動操舵系の操舵力を検出する操舵力
    検出手段と、前記手動操舵系に付加する補助動力を発生
    する電動機と、前記操舵力検出手段の検出値に基づいて
    前記電動機の出力を制御する制御手段とを有する電動パ
    ワーステアリング装置であって、 車両の横加速度を検出する横加速度検出手段および車輪
    のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を有すると
    共に、 前記制御手段は、前記横加速度検出手段の検出値に対応
    した信号と前記スリップ率検出手段の検出値に対応した
    信号とを乗算する乗算手段と、 前記操舵力検出手段の検出値に対応した信号から前記乗
    算手段の信号を減算する減算手段とを有し、 前記減算手段の出力に基づいて前記電動機を制御するも
    のであることを特徴とする電動パワーステアリング装
    置。
  3. 【請求項３】 車両の操向車輪に手動にて舵角を与える
    手動操舵系と、該手動操舵系の操舵力を検出する操舵力
    検出手段と、前記手動操舵系に付加する補助動力を発生
    する電動機と、前記操舵力検出手段の検出値に基づいて
    前記電動機の出力を制御する制御手段とを有する電動パ
    ワーステアリング装置であって、 車両のヨーイング角速度を検出するヨーイング角速度検
    出手段および車輪のスリップ率を検出するスリップ率検
    出手段を有すると共に、 前記制御手段は、前記ヨーイング角速度検出手段の検出
    値に対応した信号と前記スリップ率検出手段の検出値に
    対応した信号とを乗算する乗算手段と、 前記操舵力検出手段の検出値に対応した信号から前記乗
    算手段の信号を減算する減算手段とを有し、 前記減算手段の出力に基づいて前記電動機を制御するも
    のであることを特徴とする電動パワーステアリング装
    置。
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