JPH1159467A

JPH1159467A - パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH1159467A
Application number: JP9229841A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hiyamizu; 由信冷水
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-02
Also published as: US6092012A; WO1999010218A1; EP0953493A1

Abstract

(57)【要約】【課題】操舵の緊急度を的確に反映してアシスト開始回
転数を定め、これにより適切な操舵補助を行う。【解決手段】操舵トルクの時間についての２階微分値を
利用して操舵の緊急度が演算される（Ｓ５）。この操舵
の緊急度に基づいてアシスト開始回転数が設定される
（Ｓ６）。このアシスト開始回転数を電動モータの目標
回転数に設定して（Ｓ７）、電動モータの駆動制御が行
われる。操舵の緊急度が高いときには、アシスト開始回
転数は高く設定され、操舵の緊急度が低ければアシスト
開始回転数は低く設定される。【効果】緊急度が高いときには、すみやかに操舵補助力
を発生させることができる。また、緊急度が低いときに
は、アシスト開始回転数を低く抑えることにより、エネ
ルギーの消費を低減できる。

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】電動モータの起動直後の数ミリ秒の期間に
は、必要な操舵補助力に対応した目標回転数であるアシ
スト回転数よりも大きなアシスト開始回転数が電動モー
タの目標回転数として設定される。これにより、電動モ
ータが起動されてから必要な操舵補助力が発生されるま
での遅れが抑制される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前方の障害物を避ける
場合のように操舵の緊急度が高い場合ほど、操舵補助の
遅れを少なくする必要がある。そこで、本願の出願人の
先の出願である特願平８−１２９０６０号においては、
操舵速度に応じてアシスト開始回転数を定めることが提
案されている。

【０００５】しかし、操舵速度のみでは、操舵の緊急度
やドライバの意図を的確に検出することはできないか
ら、上記の先願に係る構成においても、アシスト開始回
転数が必ずしも適切に設定されない場合がある。たとえ
ば、緊急度が低いのに操舵開始直後にステアリングホイ
ールを急に切り込んだり、緊急度が高いのに操舵開始直
後にステアリングホイールを比較的緩慢に操作したりす
ると、操舵速度による緊急度の検出に誤りが生じる。

【０００６】操舵トルクの時間変化率に応じてアシスト
開始回転数を定めることも考えられるが、操舵速度を用
いる場合と同様な問題は避けられない。そこで、この発
明の目的は、上述の技術的課題を解決し、操舵の緊急度
を的確に反映してアシスト開始回転数を定めることがで
き、これにより適切な操舵補助を行うことができるパワ
ーステアリング装置を提供することである。

【０００７】

【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、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
力を発生するパワーステアリング装置において、操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出手段（図１のトルクセン
サ１３に対応）と、この操舵トルク検出手段によって検
出された操舵トルクの時間についての２階微分値を利用
して、操舵の緊急度を演算する操舵緊急度演算手段（図
１のＣＰＵ３１および図５のステップＳ５に対応）と、
この操舵緊急度演算手段によって演算された操舵の緊急
度に基づいて、電動モータを起動する当初の目標回転数
であるアシスト開始回転数を定める手段を含む目標回転
数設定手段（図１のＣＰＵ３１および図５のステップＳ
６，Ｓ７に対応）と、この目標回転数設定手段によって
設定された目標回転数に上記電動モータの回転数を一致
させるべく、この電動モータを駆動制御する制御手段
（図１のＣＰＵ３１に対応）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。

【０００８】この構成によれば、操舵の緊急度の演算
に、操舵トルクの時間についての２階微分値が利用され
るので、正確な緊急度を求めることができる。したがっ
て、操舵の緊急度を的確に反映したアシスト開始回転数
が過不足なく設定されるから、緊急度が高いときには速
やかに操舵補助を開始することができ、また、緊急度が
低いときにはアシスト開始回転数を低く抑えることによ
り、エネルギーの消費を低減できる。こうして、適切な
操舵補助を行えるうえ、省エネルギー性の向上も併せて
達成される。

【０００９】なお、操舵緊急度演算手段は、操舵トルク
の時間についての１階微分値と、操舵トルクの時間につ
いての２階微分値との両方を用いて操舵の緊急度を演算
するものであってもよい。請求項２記載の発明は、上記
目標回転数設定手段は、さらに、電動モータが起動され
た後所定時間経過後における電動モータの目標回転数で
あるアシスト回転数を定める手段（図１のＣＰＵ３１お
よび図５のステップＳ８に対応）と、アシスト開始回転
数からアシスト回転数へと目標回転数を変化させる際
に、所定時間ごとの目標回転数の変化量を、所定のリミ
ッタ値を超えないように制限するリミッタ処理手段（図
１のＣＰＵ３１および図５のステップＳ９に対応）とを
含むものであることを特徴とする請求項１記載のパワー
ステアリング装置である。

【００１０】この構成によれば、アシスト開始回転数か
らアシスト回転数へと電動モータの目標回転数が変更さ
れる際に、リミッタ処理手段の働きにより、目標回転数
の急変が防止される。これにより、操舵補助力の急変が
抑制されるから、操舵フィーリングを向上できる。

【００１１】

【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。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。

【００１２】ステアリング機構１は、ドライバによって
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。

【００１３】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。

【００１４】ステアリング軸３の途中には、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２２
ａ，２２ｂを介して、油圧制御弁２３に接続されてい
る。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。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
制御して電動モータ２７を所定のアシスト回転数で回転
させておくことにより、油圧制御弁２３の開度の変化に
応じて変化する。電動モータ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。

【００１８】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。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
れるように電動モータ２７への印加電圧を制御する。具
体的には、ＣＰＵ３１は、目標回転数を設定し、電動モ
ータ２７の回転数を設定された目標回転数に一致させる
べく、この電動モータ２７を駆動制御する。

【００１９】図２は、電動モータ２７の目標回転数の時
間変化を示す図である。ＣＰＵ３１は、たとえば、舵角
センサ１１によって検出される舵角が所定のしきい値以
上となるなどの予め定められた起動条件が満たされる
と、電動モータ２７を起動する。電動モータ２７の起動
を開始した直後の期間Ｔ１においては、ＣＰＵ３１は、
電動モータ２７の目標回転数を、必要な操舵補助力を得
るための目標回転数であるアシスト回転数ＲＡよりも大
きなアシスト開始回転数ＲＳ（たとえば、最高で5500rp
m ）に設定する。その後、ＣＰＵ３１は、期間Ｔ２にお
いて、段階的に目標回転数を低下させていき、その後の
期間Ｔ３においては、目標回転数をアシスト回転数ＲＡ
（たとえば、最低で2800rpm ）とする。こうして、電動
モータ２７の起動直後には、目標回転数をアシスト開始
回転数ＲＳとすることにより、操舵補助の遅れが防止さ
れる。

【００２０】期間Ｔ２においては、所定の処理周期Δｔ
（たとえば０．５ミリ秒）ごとの回転数の低下量がΔ
（たとえば、２０rpm ）に制限される。つまり、リミッ
タ処理が行われる。これにより、操舵補助力が急変する
ことがなくなるので、たとえば、長いカーブを走行する
場合のようにステアリングホイール２に操舵トルクを加
え続けている場合に、ステアリングホイール２の重さが
急変することがなくなる。これにより、操舵フィーリン
グが良くなる。

【００２１】図３は、アシスト開始回転数の定め方を表
す図である。ＣＰＵ３１は、操舵の緊急度に応じて、ア
シスト開始回転数ＲＳを変化させる。具体的には、操舵
の緊急度が高いほど、アシスト開始回転数ＲＳを大きく
する。これにより、急操舵時のように操舵の緊急度が高
い場合には、速やかに必要な操舵補助力が発生されるの
で、操舵フィーリングが向上するうえ、適切な操舵補助
を行える。また、操舵の緊急度が低いときには、アシス
ト開始回転数ＲＳは比較的低く設定されるので、省エネ
ルギー性の向上にもつながる。

【００２２】操舵の緊急度は、この実施形態において
は、操舵トルクの時間についての１階微分値や、操舵ト
ルクの時間についての２階微分値などに基づいて定めら
れるが、その詳細は後述する。図４は、アシスト回転数
の定め方を表す図である。ＣＰＵ３１は、舵角センサ１
１からの舵角データの時間変化率を求めることによって
得られる舵角速度と、車速センサ１２から得られる車速
データとに基づいて、アシスト回転数ＲＡを変化させ
る。具体的には、車速が大きいほどアシスト回転数ＲＡ
が小さく設定される。これは低速走行中ほど大きな操舵
補助力を必要とし、高速で走行しているときには小さな
操舵補助力を要するに過ぎないからである。また、ＣＰ
Ｕ３１は、舵角速度が大きいほどアシスト回転数ＲＡを
大きく設定する。これは、舵角速度が大きいほど大きな
操舵補助力が必要になるからである。

【００２３】このようにアシスト回転数ＲＡを定めるこ
とにより、車速および舵角速度に応じて適切な電力が電
動モータ２７に過不足なく供給されるから、省エネルギ
ー性を向上できる。図５は、ＣＰＵ３１による電動モー
タ２７の制御の全体の流れを説明するためのフローチャ
ートである。ＣＰＵ３１は、トルクセンサ１３から操舵
トルクデータを取り込み（ステップＳ１）、車速センサ
１２から車速データを取り込み（ステップＳ２）、さら
に舵角センサ１１から舵角データを取り込んで（ステッ
プＳ３）、これらのデータに基づいて、電動モータ２７
を起動するための所定の起動条件が満たされたか否かを
判断する（ステップＳ４）。起動条件が満たされなけれ
ば、引き続き、上記各センサ１１〜１３からのデータの
監視を継続する。

【００２４】起動条件が満たされると、ＣＰＵ３１は、
操舵の緊急度を演算する（ステップＳ５）。そして、Ｃ
ＰＵ３１は、この演算された緊急度に基づいて、アシス
ト開始回転数ＲＳを設定し（ステップ６）、このアシス
ト開始回転数ＲＳを目標回転数として（ステップＳ
７）、電動モータ２７の回転数がこの目標回転数に等し
くなるように、この電動モータ２７を駆動制御する。

【００２５】次に、舵角データの時間変化率として求め
ることができる舵角速度と、車速とに基づいて、アシス
ト回転数ＲＡが演算される（ステップＳ８）。そして、
アシスト開始回転数ＲＳを目標回転数に設定してから所
定時間Ｔ１（数ミリ秒）が経過すると、リミッタ処理を
行いながら、目標回転数をアシスト開始回転数ＲＳから
アシスト回転数ＲＡへと漸減させていく（ステップＳ
９）。

【００２６】その後は、たとえば、舵角センサ１１が検
出する舵角が舵角中点付近である状態が一定時間以上継
続するなどの所定の条件が満たされれば、電動モータ２
７が停止される。電動モータ２７の停止後は、ステップ
Ｓ１からの処理が行われることになる。次に、図５のス
テップＳ５における処理、すなわち、操舵の緊急度の演
算処理の一例について説明する。

【００２７】まず、操舵の緊急度の検出原理について説
明する。車線変更を行う場合において、操舵の緊急度レ
ベルと、操舵開始から設定時間内における操舵トルクの
変化量（操舵トルクの時間についての１階微分値に相
当）との関係を、電動パワーステアリング装置を備えた
車両を用いた実験によって求めた。図６は、その実験結
果を示す。

【００２８】図６における横軸は、車速５０ｋｍ／時で
横方向に３．５ｍの車線変更を行う場合において、最初
のｌｍを移動するのに要した時間（秒）を示す。その時
間が短い程に緊急度レベルが高い。図６における縦軸
は、操舵開始から設定時間（０．１秒間）においてトル
クセンサ１３が検出する操舵トルクの変化量（Ｎ・ｍ）
を示す。この操舵トルクは、車輪の転舵角が実際に変化
するのに先行して変化する。上記設定時間は、後述のよ
うに、標準的な操舵を行った場合に、操舵開始から設定
時間内における操舵トルクの変化量と、操舵の緊急度レ
ベルとを対応付けることができる範囲で、可及的に短く
設定するのが好ましい。

【００２９】図６においては、実験結果のデータを、
「●」と「△」とでプロットしている。「●」で示すデ
ータａ〜ｖは、標準的な操舵を行った結果を示す。
「△」で示すデータα〜εは、変則的な操舵を行った結
果を示す。ここで、標準的な操舵とは、車線変更の開始
から終了までの間において、意識的に操舵の速さを変え
ることなく自然に行う操舵をいう。また、変則的な操舵
とは、車線変更の開始当初において、意識的に操舵の速
さを変えて行う操舵をいう。

【００３０】図６に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖか
ら、車線変更時に標準的な操舵を行った場合は、操舵開
始から設定時間内における操舵トルクの変化量と、操舵
の緊急度レベルとには対応関係があるのを確認できる。
本実験においては、操舵の緊急度レベルを４段階に分類
している。すなわち、データａ〜ｇが最も緊急度レベル
の高い「緊急」に、データｈ、ｉが２番目に緊急度レベ
ルの高い「クイック」に、データｊ〜ｓが３番目に緊急
度レベルの高い「普通」に、データｔ〜ｖが「普通」と
最も緊急度レベルの低い「スロー」との境界に分類され
る。

【００３１】一方、図６に示す変則操舵のデータα〜ε
から、車線変更時に変則的な操舵を行った場合は、操舵
の緊急度レベルと、操舵開始から設定時間内における操
舵トルクの変化量とは、対応関係がないことを確認でき
る。すなわち、データのαは、車線変更に要する時間に
対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類される
べきものであるが、意図的に車線変更の開始直後のみ急
激な操舵を行っているため、操舵開始から設定時間内に
おける操舵トルクの変化量からは「緊急」に分類され
る。

【００３２】また、データβは、車線変更に要する時間
に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類され
るべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だ
けは通常の速さでの操舵を行っているため、操舵開始か
ら設定時間内における操舵トルクの変化量からは「普
通」に分類されている。また、データγ，δは、車線変
更に要する時間に対応する緊急度レベルからは「普通」
に分類されるべきでものであるが、意図的に車線変更の
開始直後だけは比較的素早い操舵を行っているため、操
舵開始から設定時間内における操舵トルクの変化量から
は「クイック」に分類されている。

【００３３】また、データεは、車線変更に要する時間
に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべ
きでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だけは
比較的緩やかな操舵を行っているため、操舵開始から設
定時間内における操舵トルクの変化量からは「普通」と
「スロー」との境界に分類されている。次に、車線変更
を行う場合において、操舵の緊急度レベルと、操舵開始
から設定時間（０．１秒）経過時点の操舵トルクの変化
加速度（操舵トルクの時間についての２階微分値に相
当）との関係を、電動パワーステアリング装置を備えた
車両を用いた実験により求めた。図７は、その実験結果
を示す。この図７の実験結果の各データは、上記図６の
実験結果の各データに対応する。

【００３４】図７における横軸は、車速５０ｋｍ／時で
横方向に３．５ｍの車線変更を行う場合において、最初
の１ｍを移動するのに要した時間を示す。また、図７に
おける縦軸は、操舵開始から０．１秒経過時点の操舵ト
ルクの変化加速度（Ｎ．ｍ／ｓ２）を示す。図７におい
ては、実験結果のデータを、図６と同様に標準的な操舵
を行った結果を「●」で、変則的な操舵を行った結果を
「△」でプロットされており、各データ符号ａ〜ｖ、α
〜εは、図６のデータ符号に対応している。

【００３５】図７に示す標準的な操舵のデータａ〜ｖか
ら、車線変更時に標準的な操舵を行った場合は、操舵の
緊急度レベルと、操舵トルクの変化加速度とは、対応関
係があることを確認できる。すなわち、データａ〜ｇが
最も緊急度レベルの高い「緊急」に、データｈ、ｉが２
番目に緊急度レベルの高い「クイック」に、データｊ〜
ｓが３番目に緊急度レベルの高い「普通」に、データｔ
〜ｖが「普通」と最も緊急度レベルの低い「スロー」と
の境界に分類される。その緊急度レベルが「普通」と
「スロー」との境界は、その変化加速度が零とされる。

【００３６】一方、図７に示す変則操舵のデータα〜ε
から、車線変更時に変則的な操舵を行った場合は、操舵
の緊急度レベルと、その操舵トルクの変化加速度とは、
必ずしも対応しないことを確認できる。すなわち、デー
タαは、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベル
からは「クイック」に分類されるべきものであるが、意
図的に車線変更の開始直後のみ急激な操舵を行っている
ため、その変化加速度に対応する緊急度レベルは「クイ
ック」と「普通」との境界に分類されている。このデー
タαは、操舵開始から設定時間内における操舵トルクの
変化量に対応する緊急度レベルは「緊急」に分類されて
いるので、その緊急度レベルの程度は、その操舵トルク
の変化加速度に対応する緊急度レベルの方が低くなって
いる。

【００３７】また、データβは、車線変更に要する時間
に対応する緊急度レベルからは「クイック」に分類され
るべきものであり、意図的に車線変更の開始直後だけは
通常の速さでの操舵を行っているが、その操舵トルクの
変化加速度に対応する緊急度レベルは「クイック」に分
類されている。このデータβは、操舵開始から設定時間
内における操舵トルクの変化量に対応する緊急度レベル
は「普通」に分類されているので、その緊急度レベルの
程度は、その操舵トルクの変化加速度に対応する緊急度
レベルの方が高くなっている。

【００３８】また、データγ，δは、車線変更に要する
時間に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類され
るべきでものであるが、意図的に車線変更の開始直後だ
けは比較的素早い操舵を行っているため、その操舵トル
クの変化加速度に対応する緊急度レベルは「普通」と
「クイック」の境界近傍に分類されている。このデータ
γ，δは、操舵開始から設定時間内における操舵トルク
の変化量に対応する緊急度レベルが「クイック」に分類
されているので、その緊急度レベルの程度は、その操舵
トルクの変化加速度に対応する緊急度レベルの方が低く
なっている。

【００３９】また、データεは、車線変更に要する時間
に対応する緊急度レベルからは「普通」に分類されるべ
きものであり、意図的に車線変更の開始直後だけは比較
的緩やかな操舵を行っているが、その操舵トルクの変化
加速度に対応する緊急度レベルも「普通」に分類されて
いる。このデータεは、操舵開始から設定時間内におけ
る操舵トルクの変化量に対応する緊急度レベルは「普
通」と「スロー」との境界に分類されているので、その
緊急度レベルの程度は、その操舵トルクの変化加速度に
対応する緊急度レベルの方が高くなっている。

【００４０】次に、操舵トルクの変化加速度に対応する
緊急度レベルが、「普通」と「スロー」との境界に近い
データｋ、ｏ、ｎ、ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖについて、その
変化加速度の変化速度（操舵トルクの変化加速度の時間
についての微分値）も考慮して、操舵開始から上記設定
時間（０．１秒）経過時点から、さらに設定時間（０．
４秒）経過時点の操舵トルクを演算した。そのさらなる
設定時間は、各データｋ、ｏ、ｎ、ε、ｒ、ｔ、ｕ、ｖ
の緊急度レベルの相違を下記のように識別することがで
きる範囲で、可及的に短く設定するのが好ましい。

【００４１】その演算結果を、操舵開始から０．１秒経
過時点の操舵トルクと比較すると、車線変更に要する時
間に対応する緊急度レベルの高いデータｋ、ｏ、ｎ、ε
については、図７において矢印で示すように操舵トルク
が増加し、車線変更に要する時間に対応する緊急度レベ
ルの低いデータｒ、ｔ、ｕ、ｖについては、図７におい
て矢印で示すように操舵トルクが減少する。

【００４２】すなわち、操舵の緊急度レベルが２つの緊
急度レベルの境界または境界近傍である場合、操舵開始
から設定時間経過時点の操舵トルクが、その後に増加す
る場合は減少する場合よりも、緊急度レベルが高い。こ
の関係が成り立つ操舵の緊急度レベルの境界付近の領域
を、緊急度レベルの境界近傍とし、その具体的な境界か
らの範囲は実験により求めることができる。

【００４３】以上のことから、操舵開始から設定時間内
における操舵トルクの変化量（操舵トルクの時間につい
ての１階微分値）、その設定時間経過時点の操舵トルク
の変化加速度（操舵トルクの時間についての２階微分
値）、および操舵開始から設定時間経過時点の操舵トル
クのその後の設定時間内の増減に基づいて、操舵の緊急
度レベルを判定できる。したがって、たとえば、操舵ト
ルクの変化量に対する緊急度のレベルを表すテーブル、
および操舵トルクの変化加速度に対する緊急度のレベル
表すテーブルを、それぞれ記憶手段としてのＲＯＭ３３
に予め格納しておけば、操舵トルクの変化量および操舵
トルクの変化加速度等に基づいて操舵の緊急度を判定で
きる。

【００４４】図８は、操舵の緊急度の判定手順を示すフ
ローチャートである。まず、操舵開始から設定時間内に
おける操舵トルクの変化量に対応する緊急度レベルと、
その設定時間経過時点の操舵トルクの変化加速度に対応
する緊急度レベルとがー致するか否かを判断する（ステ
ップ１０１）。この判断のため、ＣＰＵ３１は、その設
定時間の経過時に、トルクセンサ１３から時系列に読み
込んだ操舵入力トルクから、操舵開始時の操舵トルクと
設定時間経過時の操舵トルクとの差を演算することで、
その操舵トルクの変化量を求め、また、その設定時間経
過時点の操舵トルクの２階微分値に対応する変化加速度
を演算する。

【００４５】その判断の結果、両緊急度レベルがー致す
る時は、その緊急度レベルを仮の判定結果とし（ステッ
プ１０２）、両緊急度レベルがー致しない時は、その変
化加速度に対応する緊急度レベルを仮の判定結果とする
（ステップ１０３）。次に、各仮の判定結果による緊急
度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍
か否かを判断する（ステップ１０４）。

【００４６】その判断の結果、仮の判定結果による緊急
度レベルが、２つの緊急度レベルの境界または境界近傍
でなければ、その仮の判定結果による緊急度レベルを判
定結果とする（ステップ１０５）。その判断の結果、仮
の判定結果による緊急度レベルが、２つの緊急度レベル
の境界または境界近傍であれば、操舵開始から設定時間
（例えば０．１秒）経過時点の操舵トルクが、その後の
設定時間（例えば０．４秒）内に減少するか否かを判断
する（ステップ１０６）。

【００４７】この判断のために、ＣＰＵ３１は、操舵開
始から設定時間（例えば０．１秒）の経過時に、時系列
に読み込んだ操舵入力トルクから、操舵開始から設定時
間（例えば０．１秒）経過時点の操舵トルクを求め、さ
らに、その操舵開始から設定時間（例えば０．１秒）経
過時点の操舵トルクの変化加速度の変化速度に基づき、
その後の設定時間（例えば０．４秒）経過時点の操舵ト
ルクを演算する。

【００４８】その判断の結果、その後の設定時間内に操
舵トルクが減少しなければ、２つの緊急度レベルの中の
高い方の緊急度レベルを判定結果とし（ステップ１０
７）、その後の設定時間内に操舵トルクが減少すれば、
２つの緊急度レベルの中の低い方の緊急度レベルを判定
結果とする（ステップ１０８）。以上のようにこの実施
形態によれば、操舵の緊急度を、操舵トルクの１階微分
値のみならず、操舵トルクの２階微分値をも利用して求
めているので、操舵の緊急度を正確に検出することがで
きる。そして、このように正確に検出された操舵の緊急
度に応じてアシスト開始回転数ＲＳが定められるので、
緊急度が高いときには速やかに操舵補助力が発生され、
緊急度が低いときにはアシスト開始回転数ＲＳが低めに
設定されることにより、消費エネルギーの低減を図るこ
とができる。

【００４９】この発明の一実施形態の説明は以上である
が、この発明は、他の形態でも実施することが可能であ
り、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】目標回転数の時間変化を示す図である。

【図３】操舵の緊急度に基づくアシスト開始回転数の設
定例を示す図である。

【図４】車速および舵角速度に基づくアシスト回転数の
設定例を示す図である。

【図５】電動モータの駆動制御のための処理の流れを示
すフローチャートである。

【図６】操舵トルクの時間変化量と操舵の緊急度との相
関を示す図である。

【図７】操舵トルクの変化加速度と操舵の緊急度との相
関を示す図である。

【図８】操舵トルクの時間変化量および操舵トルクの変
化加速度に基づいて操舵の緊急度レベルを判定するため
の処理の流れ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３１ＣＰＵ３２ＲＡＭ３３ＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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するパワーステアリング
装置において、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、この操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルク
の時間についての２階微分値を利用して、操舵の緊急度
を演算する操舵緊急度演算手段と、この操舵緊急度演算手段によって演算された操舵の緊急
度に基づいて、電動モータを起動する当初の目標回転数
であるアシスト開始回転数を定める手段を含む目標回転
数設定手段と、この目標回転数設定手段によって設定された目標回転数
に上記電動モータの回転数を一致させるべく、この電動
モータを駆動制御する制御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。
【請求項２】上記目標回転数設定手段は、さらに、電動モータが起動された後所定時間経過後にお
ける電動モータの目標回転数であるアシスト回転数を定
める手段と、アシスト開始回転数からアシスト回転数へと目標回転数
を変化させる際に、所定時間ごとの目標回転数の変化量
を、所定のリミッタ値を超えないように制限するリミッ
タ処理手段とを含むものであることを特徴とする請求項
１記載のパワーステアリング装置。