JPH11334631A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カント路走行時における操舵補助の応答性を向
上したパワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】電動モータにより駆動されるポンプの発生
油圧によって、操舵補助力が発生される。車両の傾きが
検出され（Ｓ１）、車両の傾きが所定の一定値以上なら
カント対策が必要とされる（Ｓ３）。カント対策が必要
とされ、かつ、山側への転舵がされたと判断されると
（Ｓ６）、カント用起動条件に基づき、モータの起動の
要否が判断される（Ｓ７）。カント用起動条件は、通常
の起動条件（Ｓ４）よりも起動感度が高い条件であり、
小さな舵角変化でモータが起動され、速やかに操舵補助
力が発生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
駆動されるポンプの発生油圧によりステアリング機構に
操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ステアリング機構に結合され
たパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給す
ることによって、ステアリングホイールの操作を補助す
るパワーステアリング装置が用いられている。オイルポ
ンプは、電動モータによって駆動され、その回転数に応
じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。ステ
アリングが切り込まれていない状態では操舵補助力を要
しないから、ステアリングが舵角中点近傍にある直進操
舵状態においては、電動モータを停止させ、一定値以上
の舵角変化が検出されたことに応答して電動モータを起
動するようにして、いわゆるストップ・アンド・ゴー制
御が行われている。

【０００３】舵角変化は、一定の舵角変化が生じる度に
パルス信号を発生する舵角センサによって検出される。
パワーステアリング装置の電子制御ユニットは、舵角セ
ンサが出力するパルス数が、所定のしきい値に達する
と、モータを起動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いわゆるレジ
ャービークルと呼ばれる車両などにより山岳路を走行す
る場合において、車幅方向へ大きく傾斜した、いわゆる
カント路を通行する際には、山側への転舵の際に、操舵
補助力の発生に遅れが生じるおそれがある。すなわち、
山側への転舵の際には、路面からの抵抗力が大きく作用
するため、転舵の当初から比較的大きな操舵補助力が必
要である。ところが、上述のストップ・アンド・ゴー制
御においては、一定の舵角変化が生じるまでは、モータ
が起動されないので、操舵補助力の発生に遅れが生じ、
操舵フィーリングの悪化を招くことになるのである。

【０００５】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、カント路走行時における操舵補助の応答
性を向上したパワーステアリング装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両に搭
載されて用いられ、電動モータにより駆動されるポンプ
の発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステ
アリング装置であって、所定の起動条件が満たされたこ
とに応答して上記電動モータを起動するモータ起動制御
手段（３０，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８）と、車両の傾きを検出
する車両姿勢検出手段（１５）と、この車両姿勢検出手
段によって検出された車両の傾きに応じて、上記モータ
起動制御手段における上記起動条件を変更する起動条件
変更手段（３０，Ｓ１，Ｓ３，Ｓ７）とを含むことを特
徴とするパワーステアリング装置である。

【０００７】なお、括弧内は、後述の実施形態における
対応構成要素等を表す。以下、この項において同じであ
る。

【０００８】この構成によれば、車両の傾きに応じて、
モータを起動する際の起動条件が変更されるから、カン
ト路を走行中には、それに応じた起動条件が用いられる
ことにより、良好な応答性で操舵補助を行うことができ
る。

【０００９】なお、起動条件変更手段は、車両の進行方
向まわりの傾斜角が所定値以上であるかどうかに基づい
てカント対策の要否を判断する手段（Ｓ３）と、山側へ
の転舵がされたかどうかを判断する手段（Ｓ５，Ｓ６）
と、カント対策が必要と判断され、かつ、山側への転舵
がされたと判断された場合に、カント用起動条件を上記
モータ起動制御手段における起動条件として適用する手
段（Ｓ７）と、カント対策が不要と判断された場合およ
び山側への転舵がされたと判断されなかった場合に、通
常の起動条件を上記モータ起動制御手段における起動条
件として適用する手段（Ｓ４）とを含むものであること
が好ましい。

【００１０】この場合に、「カント用起動条件」は、
「通常の起動条件」よりも起動感度が高くなるように設
定された条件であることが好ましい。

【００１１】また、上記起動条件は、舵角変化量が所定
の起動しきい値に達することを条件の１つとして含むこ
とが好ましい。この場合に、「カント用起動条件」に対
応する起動しきい値は、「通常の起動条件」に対応する
起動しきい値よりも小さく設定されることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、この発明の一実施形態に係るパワ
ーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図であ
る。このパワーステアリング装置は、車両のステアリン
グ機構１に関連して設けられ、このステアリング機構１
に操舵補助力を与えるためのものである。

【００１４】ステアリング機構１は、運転者によって操
作されるステアリングホイール２と、このステアリング
ホイール２に連結されたステアリング軸３と、ステアリ
ング軸３の先端部に設けられたピニオンギア４と、この
ピニオンギア４に噛合するラックギア部５ａを有し、車
両の左右方向に延びたラック軸５とを有している。ラッ
ク軸５の両端にはタイロッド６がそれぞれ結合されてお
り、このタイロッド６は、それぞれ、操舵輪としての前
左右輪ＦＬ，ＦＲを支持するナックルアーム７に結合さ
れている。ナックルアーム７は、キングピン８まわりに
回動自在に設けられている。

【００１５】この構成により、ステアリングホイール２
が操作されてステアリング軸３が回転されると、この回
転がピニオンギア４およびラック軸５によって車両の左
右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、
ナックルアーム７のキングピン８まわりの回動に変換さ
れ、これによって、前左右輪ＦＬ，ＦＲの転舵が達成さ
れる。

【００１６】ステアリング軸３の途中部には、ステアリ
ングホイール２に加えられた操舵トルクの方向および大
きさに応じてねじれを生じるトーションバー９と、この
トーションバー９のねじれの方向および大きさに応じて
開度が変化する油圧制御弁２３とが介装されている。こ
の油圧制御弁２３は、ステアリング機構１に操舵補助力
を与えるパワーシリンダ２０に接続されている。パワー
シリンダ２０は、ラック軸５に一体的に設けられたピス
トン２１と、このピストン２１によって区画された一対
のシリンダ室２０ａ，２０ｂとを有しており、シリンダ
室２０ａ，２０ｂは、それぞれ、オイル供給／帰還路２
２ａ，２２ｂを介して、油圧制御弁２３に接続されてい
る。

【００１７】油圧制御弁２３は、さらに、リザーバタン
ク２５およびオイルポンプ２６を通るオイル循環路２４
の途中部に介装されている。オイルポンプ２６は、モー
タ２７によって駆動され、リザーバタンク２５に貯留さ
れている作動油をくみ出して油圧制御弁２３に供給す
る。余剰分の作動油は、油圧制御弁２３からオイル循環
路２４を介してリザーバタンク２５に帰還される。

【００１８】油圧制御弁２３は、トーションバー９に一
方方向のねじれが加わった場合には、オイル供給／帰還
路２２ａ，２２ｂのうちの一方を介してパワーシリンダ
２０のシリンダ室２０ａ，２０ｂのうちの一方に作動油
を供給する。また、トーションバー９に他方方向のねじ
れが加えられた場合には、オイル供給／帰還路２２ａ，
２２ｂのうちの他方を介してシリンダ室２０ａ，２０ｂ
のうちの他方に作動油を供給する。トーションバー９に
ねじれがほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁
２３は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリン
ダ２０に供給されることなく、オイル循環路２４を循環
する。

【００１９】パワーシリンダ２０のいずれかのシリンダ
室に作動油が供給されると、ピストン２１が車幅方向に
沿って移動する。これにより、ラック軸５に操舵補助力
が作用することになる。

【００２０】操舵補助力の大きさは、オイルポンプ２６
を作動させる電動モータ２７への印加電圧を制御するこ
とによって調整される。モータ２７は、電子制御ユニッ
ト３０によって制御されるようになっている。この電子
制御ユニット３０は、ステアリングホイール２の舵角を
検出する舵角センサ１１の出力信号と、車両の速さを検
出する車速センサ１２の出力信号と、トーションバー９
に加えられたトルクの方向および大きさを検出するトル
クセンサ１３の出力信号とに基づいて、モータ２７への
印加電圧を定める。これによって、舵角、車速および操
舵トルクに応じた操舵補助力がステアリング機構１に与
えられることになる。車速センサ１２は、車両の速度を
直接的に検出するものでもよく、また、車輪に関連して
設けられた車輪速センサの出力パルスに基づいて車両の
速度を計算により求めるものであってもよい。

【００２１】電子制御ユニット３０には、さらに、車両
の傾き（とくに、車両の進行方向まわりの傾斜角）を検
出するための車両姿勢センサ１５が接続されている。こ
の車両姿勢センサ１５は、たとえば、車両の４つの車輪
にそれぞれ設けられた車高センサを含むものであっても
よい。この場合、前左右輪または後左右輪のいずれか一
対の車高センサの検出値の相違を求めることにより、車
両の進行方向まわりの傾斜角を求めることができ、車両
が、いわゆるカント路を走行中か否かを検出できる。こ
のような車高センサは、たとえば、いわゆるアクティブ
サスペンション装置において使用されるので（たとえ
ば、特開平８−２２３４号公報参照）、アクティブサス
ペンション装置のための車高センサの出力信号を流用す
ることも可能である。

【００２２】電子制御ユニット３０は、このような車両
姿勢センサ１５の出力信号に基づき、車両がカント路を
走行中か否かを判断する。

【００２３】電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３１、Ｃ
ＰＵ３１のワークエリアなどを提供するＲＡＭ３２、お
よびＣＰＵ３１の動作プログラムなどを記憶したＲＯＭ
３３と、これらを相互接続するバス３４とを有してい
る。

【００２４】ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に記憶された動
作プログラムに従って動作し、舵角、車速および操舵ト
ルクに対応した適切な操舵補助力がステアリング機構１
に与えられるようにモータ２７への印加電圧を制御す
る。

【００２５】舵角センサ１１は、この実施形態において
は、転舵方向の検出が可能な２層式舵角センサである。
また、舵角センサ１１は、舵角が一定量だけ変化する度
にパルス信号を出力するものであり、電子制御ユニット
３０は、舵角センサ１１の出力パルス数を計数すること
によって、舵角変化量を測定する。そして、電子制御ユ
ニット３０は、舵角センサ１１の出力パルス数が所定の
起動しきい値（起動パルス数）に達すると、電動モータ
２７を起動する。

【００２６】ただし、電子制御ユニット３０は、舵角セ
ンサ１１の出力パルス数をアップダウンカウンタで計数
し、たとえば、右方向への転舵に対しては出力パルス数
をアップカウントし、左方向への転舵に対しては、出力
パルス数をダウンカウントする。そして、この出力パル
ス数の絶対値が起動パルス数に達すると、モータ２７を
起動する。

【００２７】以下の説明において、「出力パルス数」と
は、出力パルス数の絶対値を意味するものとする。

【００２８】図２は、モータ２７の起動制御に関連する
電子制御ユニット３０の動作を説明するためのフローチ
ャートである。電子制御ユニット３０は、車両姿勢セン
サ１５の出力信号に基づいて、車両の姿勢、とくに車両
の進行方向まわりの傾斜角を検出する（ステップＳ
１）。さらに、電子制御ユニット３０は、舵角センサ１
１の出力パルス数を読み込む（ステップＳ２）。

【００２９】次いで、電子制御ユニット３０は、車両の
進行方向まわりの傾斜角が一定値（たとえば、５度）以
上か否かに基づき、カント対策が必要か否かを判断する
（ステップＳ３）。車両の傾斜角が上記一定値以上であ
る場合には、山側への転舵時に操舵補助の遅れが生じる
ものと判断されてカント対策が必要であるものと判断さ
れる。車両の傾斜角が上記一定値未満であれば、山側へ
の転舵時に操舵補助の遅れが生じるおそれはないものと
して、カント対策が不要であると判断される。

【００３０】カント対策が不要であると判断されると
（ステップＳ３）、通常の起動条件により、モータ２７
の起動の要否が判断される（ステップＳ４）。たとえ
ば、通常の起動条件に対応する起動パルス数が「３」
（たとえば、９度の舵角変化に対応。）に設定されてい
るとすると、舵角センサ１１の出力パルス数が３以上で
あれば、モータ２７が起動され（ステップＳ８）、さも
なければ、モータ２７は起動されず、ステップＳ１に戻
る。

【００３１】一方、カント対策が必要であると判断され
ると（ステップＳ３）、さらに、舵角センサ１１の出力
信号に基づき、転舵方向が検知される（ステップＳ
５）。そして、山側への転舵が行われているかどうかが
判断される（ステップＳ６）。もしも、山側への転舵が
行われている場合には、速やかにモータ２７を起動する
ために、カント用起動条件に基づいて、モータ２７の起
動の要否が判断される（ステップＳ７）。カント用起動
条件は、通常の起動条件よりも起動感度が高く設定され
ている。すなわち、カント用起動条件に対応する起動パ
ルス数は、「１」（たとえば、３度の舵角変化に対
応。）または「２」（たとえば、６度の舵角変化に対
応。）に設定されている。この場合、舵角センサ１１の
出力パルス数が、その起動パルス数以上であれば、モー
タ２７が起動され（ステップＳ８）、さもなければ、モ
ータ２７は起動されず、ステップＳ１に戻る。

【００３２】さらに、カント対策が必要であると判断さ
れた場合であっても（ステップＳ３）、直進時や谷側へ
の転舵時には、通常の起動条件が適用される（ステップ
Ｓ４）。これは、カント路走行時において速やかな操舵
補助が必要なのは、山側への転舵時のみだからである。

【００３３】なお、モータ２７が起動された後には、一
定の条件（たとえば、舵角がステアリングホイール２の
遊び角の範囲内である状態が一定時間継続するなどの条
件）が満たされれば、モータ２７が停止されることにな
る。そして、モータ２７が停止した後には、ステップＳ
１からの処理が繰り返し行われる。

【００３４】以上のようにこの実施形態によれば、カン
ト路走行時において山側への転舵が行われる際の起動パ
ルス数が、通常時の起動パルス数よりも少なく設定され
ることになるので、カント路走行時に操舵補助の遅れが
生じることがない。これにより、カント路走行時におけ
る操舵フィーリングを格段に向上できる。

【００３５】この発明の実施形態の説明は、以上のとお
りであるが、この発明は他の形態でも実施することがで
きる。たとえば、上述の実施形態では、舵角変化が起動
しきい値に達することを起動条件の一例として説明した
が、操舵速度やトルクの大小などの他の物理量が一定の
条件を満たすことを起動条件としてもよい。いずれの場
合にも、カント対策が必要であると判断され、かつ、山
側への転舵が行われた場合に適用される起動条件を、通
常の起動条件よりも起動感度が高い条件に設定しておけ
ばよい。

【００３６】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリン
グ装置の基本的な構成を示す概念図である。

【図２】電動モータの起動に関連する電子制御ユニット
の動作を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ ステアリング機構 １１ 舵角センサ １２ 車速センサ １３ トルクセンサ １５ 車両姿勢センサ ２０ パワーシリンダ ２６ オイルポンプ ２７ 電動モータ ３０ 電子制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載されて用いられ、電動モータに
   より駆動されるポンプの発生油圧によって操舵補助力を
   発生させるパワーステアリング装置であって、 所定の起動条件が満たされたことに応答して上記電動モ
   ータを起動するモータ起動制御手段と、 車両の傾きを検出する車両姿勢検出手段と、 この車両姿勢検出手段によって検出された車両の傾きに
   応じて、上記モータ起動制御手段における上記起動条件
   を変更する起動条件変更手段とを含むことを特徴とする
   パワーステアリング装置。