KR20080043883A

KR20080043883A - 차량의 조타 장치

Info

Publication number: KR20080043883A
Application number: KR1020087008649A
Authority: KR
Inventors: 잇페이 야마자키
Original assignee: 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2008-05-19
Also published as: US8229627B2; RU2380265C1; EP1935757A1; EP1935757B1; KR100912028B1; BRPI0618406B1; US20090157261A1; CN101287639B; WO2007043673A1; EP1935757A4; CN101287639A; RU2008118229A; JP2007106219A; JP4400544B2; BRPI0618406A2

Abstract

본 발명의 목적은, 차량의 조타 장치에 있어서, 조타 핸들을 회전시켰을 때 많은 복귀 토크가 작용하는 것을 방지하여, 조타감을 향상시키는 것이다. 어시스트 제어 프로그램에 있어서, 단계 S12 ∼ S16 의 처리에 의해, 전동 모터 (15) 의 회전 토크 (어시스트 토크) 가, 회전 토크 (Tc) 에 복귀 토크 (g·Trto) 를 가산 (실제로는 감산) 하여 산출된다. 그리고, 산출된 어시스트 토크에 기초하여 전동 모터가 구동 제어된다. 이 경우에 있어서, 조타 토크가 큰 경우에는, 단계 S14 에서 계산되는 복귀 토크 게인 (g) 이 작아지므로, 복귀 토크 (g·Trto) 는 작아지거나, 또는 0 이 된다. 이에 의해, 조타 핸들의 조타 조작에 힘 (토크) 이 필요하면 할수록, 복귀 토크의 영향이 작아진다. 따라서, 조타 핸들의 회전시에 있어서의 조타감이 향상된다.

Description

차량의 조타 장치{VEHICLE STEERING APPARATUS}

본 발명은, 차량의 조타 장치에 관한 것으로, 특히, 조타 조작에 따른 전타륜 (轉舵輪) 의 전타를 어시스트하는 장치, 이른바 파워 스티어링 장치를 갖는 차량의 조타 장치에 관한 것이다.

종래부터, 조타 핸들의 조타 조작에 따른 전타륜의 전타를 어시스트하는 장치, 이른바 파워 스티어링 장치를 갖는 차량의 조타 장치가 알려져 있다. 파워 스티어링 장치로는, 유압 액츄에이터에 의해 어시스트 토크를 발생시키는 유압 파워 스티어링 장치나, 전동 모터 등의 전동 액츄에이터에 의해 어시스트 토크를 발생시키는 전동 파워 스티어링 (EPS) 장치가 알려져 있다. 특히 최근에는, 차량 탑재성이나 연비 향상의 관점에서, 전동 파워 스티어링 장치가 주목을 받고 있다.

파워 스티어링 장치에 있어서는, 조타 성능을 향상시키기 위해, 다양한 연구가 제안되어 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-145101호에 있어서는, 조타 핸들을 조타 위치로부터 중립 위치로 되돌릴 때의 복귀 제어에 있어서, 타각 (舵角) 속도가 클수록 복귀 토크를 작게 하여, 조타 핸들이 중립 위치로 되돌아 올 때의 수렴성을 향상시키는 기술이 기재되어 있다.

그러나, 상기 특허 문헌 1 에 있어서는, 타각 속도에 따라 복귀 토크를 설정 하고 있기 때문에, 조타 핸들의 회전시에도, 타각 속도에 따라서는 복귀 토크가 크게 작용하는 경우가 있다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 조타 핸들을 회전시킬 때 복귀 토크가 저항이 되어, 조타감이 악화된다는 문제가 있다.

발명의 개시

본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 조타 핸들을 회전시켰을 때 큰 복귀 토크가 작용하는 것을 방지하여, 조타감을 향상시킨 차량의 조타 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 조타 핸들의 조타 조작을 어시스트하기 위한 액츄에이터를 구비한 차량의 조타 장치에 있어서, 조타 핸들로부터 입력되는 조타 토크를 검출하는 조타 토크 센서와, 조타 핸들의 복귀 조타시의 조타 조작을 어시스트하기 위한 복귀 토크를, 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정하는 복귀 토크 결정 수단과, 상기 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 복귀 토크에 따라 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 구동 제어 수단을 구비하는 차량의 조타 장치로 한다.

상기 발명에 의하면, 복귀 토크 결정 수단에 의해, 조타 토크가 커짐에 따라 복귀 토크가 작게 설정된다. 따라서, 조타 핸들을 회전시킬 때의 조타 토크가 크면, 저항이 되는 복귀 토크가 작아진다. 즉, 조타 핸들의 조타 조작에 힘 (토크) 이 필요하면 할수록, 복귀 토크의 영향이 작아진다. 따라서, 조타 핸들의 회전시에 있어서의 조타감이 향상된다.

이 경우, 복귀 토크 결정 수단은, 상기와 같이 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정하는 것에 추가하여, 조타 핸들의 조타각이 커짐에 따라 커지도록 결정하면 된다. 이와 같이 복귀 토크를 결정함으로써, 조타 토크 및 조타각에 따른 복귀 토크의 제어를 실시할 수 있다. 예를 들어, 조타각이 큰 경우이고, 또한 조타 토크가 작은 경우 (예를 들어, 조타 핸들의 회전 조작으로부터 복귀 조작으로 바꿀 때) 에는, 조타 핸들을 중립 위치까지 되돌리는 제어를 우선시키는 제어가 요구되는데, 본 발명에 있어서는, 이와 같은 경우에 복귀 토크가 커지므로, 신속하게 조타 핸들을 중립 위치로 되돌릴 수 있다.

또, 상기 복귀 토크 결정 수단은, 상기 복귀 토크의 기준이 되는 토크를 상기 조타각 센서에 의해 검출된 조타각이 커짐에 따라 커지도록 결정하는 기준 복귀 토크 결정 수단과, 상기 기준 복귀 토크에 대한 게인을 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정하는 복귀 토크 게인 결정 수단을 구비하고, 상기 기준 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 토크와 상기 복귀 토크 게인 결정 수단에 의해 결정된 게인에 기초하여 상기 복귀 토크를 결정하는 것이면 된다. 이것에 의하면, 예를 들어 기준 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 기준이 되는 토크 (기준 복귀 토크) 에, 복귀 토크 게인 결정 수단에 의해 결정된 게인 (복귀 토크 게인) 을 곱해 복귀 토크를 결정함으로써, 조타 토크와 조타각의 쌍방의 영향을 가미한 복귀 토크를 설정할 수 있다. 이 경우, 복귀 토크 게인의 값은 임의의 정수의 범위 내에서 설정할 수 있고, 예를 들어 0 ∼ 1 의 범위에서 설정할 수 있다. 또, 복귀 토크 게인은, 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지고, 소양의 값 이상이 되었을 때에는 0 으로 설정할 수도 있다.

또, 본 발명의 차량의 조타 장치는, 조타 핸들의 회전 조타시의 조타 조작을 어시스트하기 위한 회전 토크를, 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 커지도록 결정하는 회전 토크 결정 수단을 추가로 구비하고, 상기 구동 제어 수단은, 상기 회전 토크 결정 수단에 의해 결정된 회전 토크와 상기 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 복귀 토크에 따라 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 것이면 된다. 이것에 의하면, 상기 결정된 회전 토크 및 상기 결정된 복귀 토크의 쌍방에 기초하여 액츄에이터가 구동 제어되기 때문에, 조타 핸들의 회전 조타시 및 복귀 조타시의 쌍방시에 있어서, 회전시의 조타 필링 및 복귀시의 수렴성을 모두 고려한 균형잡힌 조타 어시스트를 실행시킬 수 있다. 이 경우, 상기 회전 토크 결정 수단에 의해 결정된 회전 토크와, 상기 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 복귀 토크에 기초하여 어시스트 토크를 결정하는 어시스트 토크 결정 수단을 형성하고, 구동 제어 수단은, 어시스트 토크 결정 수단에 의해 결정된 어시스트 토크에 따라 액츄에이터를 구동 제어하면 된다. 또한, 상기 회전 토크 결정 수단은, 회전 토크를, 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 커지고, 소정의 조타 토크 이상에서는 일정해지도록 결정해도 된다. 또한, 상기 회전 토크 결정 수단은 차속을 파라미터로서 이용하고, 차속이 낮을수록 회전 토크가 커지도록 결정해도 된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련되는 것으로, 운전자에 의한 조타 조작에 대해 어시스트 기능을 갖는 차량의 조타 장치의 전체 개략도이다.

도 2 는 도 1 의 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 어시스트 제어 프로그램의 플로우 차트이다.

도 3 는 조타 토크와, 차속과, 회전 토크의 관계를 나타내는 그래프이며, 본 실시형태에 있어서의 회전 토크 지령값 테이블이다.

도 4 는 조타각과 기준 복귀 토크의 관계를 나타내는 그래프이며, 본 실시형태에 있어서의 기준 복귀 토크 지령값 테이블이다.

도 5 는 조타 토크와 복귀 토크 게인의 관계를 나타내는 그래프이며, 본 실시형태에 있어서의 복귀 토크 게인 지령값 테이블이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련되는 것으로, 운전자에 의한 조타 조작에 대해 어시스트 기능을 갖는 차량의 조타 장치의 전체 개략도이다.

이 차량의 조타 장치는, 조타 핸들 (11) 에 상단을 일체 회전시키도록 접속한 스티어링 샤프트 (12) 를 구비하고, 스티어링 샤프트 (12) 의 하단에는 피니언 기어 (13) 가 일체 회전하도록 접속되어 있다. 피니언 기어 (13) 는, 랙 바 (14) 에 형성된 랙 기어와 서로 맞물려 랙 앤드 피니언 기구를 구성한다. 랙 바 (14) 의 양단에는 좌우 전륜 (前輪) (FW1, FW2) 이 조타 가능하게 접속되어 있고, 좌우 전륜 (FW1, FW2) 은, 스티어링 샤프트 (12) 의 축선 둘레의 회전에 수반되는 랙 바 (14) 의 축선 방향의 변위에 따라 좌우로 조타된다. 랙 바 (14) 에 는, 조타 어시스트용 전동 모터 (15) 가 장착되어 있다. 전동 모터 (15) 의 회전은, 감속기를 구성하는 볼 나사 기구 (16) 에 의해 감속됨과 함께 랙 바 (14) 의 직선 운동으로 변환된다.

다음으로, 전동 모터 (15) 의 작동을 제어하는 전기 제어 장치 (20) 에 대해 설명한다. 전기 제어 장치 (20) 는, 조타 토크 센서 (21), 조타각 센서 (22) 및 차속 센서 (23) 를 구비하고 있다. 조타 토크 센서 (21) 는, 스티어링 샤프트 (12) 에 장착되어 있다. 그리고, 운전자가 조타 핸들 (11) 을 조타 조작함으로써 입력되는 입력 토크가 스티어링 샤프트 (12) 에 작용하기 때문에, 이 스티어링 샤프트 (12) 에 작용한 토크를 조타 토크 (T) 로서 검출한다. 또한, 조타 토크 (T) 는, 음과 양의 값에 의해 조타 핸들 (11) 의 우방향 (시계 회전 방향) 및 좌방향 (반시계 회전 방향) 의 조타시의 조타 토크 (T) 를 나타낸다.

조타각 센서 (22) 도, 조타 토크 센서 (21) 와 동일하게 스티어링 샤프트 (12) 에 장착되어 있고, 조타 핸들 (11) 의 조타 조작에 따라 발생하는 스티어링 샤프트 (12) 의 회전 각도에 기초하여 조타 핸들 (11) 의 조타각 (θ) 을 검출한다. 또한, 조타각 (θ) 은, 음과 양의 값에 의해 조타 핸들 (11) 의 우방향 (시계 회전 방향) 및 좌방향 (반시계 회전 방향) 의 조타시의 회전각을 나타낸다. 차속 센서 (23) 는, 차속 (V) 을 검출하여 출력한다.

또, 전기 제어 장치 (20) 는, 조타 토크 센서 (21), 조타각 센서 (22) 및 차속 센서 (23) 에 접속된 전자 제어 유닛 (24) 을 구비하고 있다. 전자 제어 유닛 (24) 은, CPU, ROM, RAM 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터를 주요 구성 부품 으로 하고, 도 2 의 어시스트 제어 프로그램을 실행함으로써, 구동 회로 (25) 를 통해 전동 모터 (15) 를 구동 제어한다. 구동 회로 (25) 는, 전자 제어 유닛 (24) 에 의해 지정되는 구동 전류를 전동 모터 (15) 에 흐르게 한다.

다음으로, 상기와 같이 구성한 본 실시형태의 동작에 대해 설명한다. 전자 제어 유닛 (24) 은, 이그니션 스위치의 투입에 의해, 어시스트 제어 프로그램을 소정의 단시간마다 반복하여 실행하기 시작한다. 어시스트 제어 프로그램의 실행은 도 2 의 단계 S10 에서 개시되고, 단계 S11 에서 조타 토크 센서 (21), 조타각 센서 (22) 및 차속 센서 (23) 로부터, 조타 토크 (T), 조타각 (θ) 및 차속 (V) 을 각각 입력한다.

다음으로, 전자 제어 유닛 (24) 은, 단계 S12 에서, ROM 내에 형성되어 있는 회전 토크 지령값 테이블을 참조하여, 조타 토크 (T) 및 차속 (V) 에 따라 변화되는 회전 토크 (Tc) 를 계산한다. 도 3 에 회전 토크 지령값 테이블을 나타낸다. 이 회전 토크 지령값 테이블은, 복수의 대표적인 차속값마다, 조타 토크 (T) 에 의존하여 결정되는 복수의 회전 토크 (Tc) 를 기억하고 있다. 도 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 회전 토크 (Tc) 는, 조타 토크 (T) 가 양의 방향으로 증가함에 따라 비선형적으로 증가하고, 소정의 조타 토크 (T) 에 이르면 일정한 값이 된다. 또, 회전 토크 (Tc) 는, 조타 토크 (T) 가 음의 방향으로 증가함에 따라 비선형적으로 감소 (음의 방향으로 증가) 하고, 소정의 조타 토크 (T) 에 이르면 일정한 값이 된다. 회전 토크 (Tc) 는, 동일한 조타 토크 (T) 에 대해, 차속 (V) 이 낮을수록 크다. 또한, 이 회전 토크 지령값 테이블을 이용하는 대 신에, 조타 토크 (T) 및 차속 (V) 에 따라 변화되는 회전 토크 (Tc) 를 함수에 의해 미리 정의해 두고, 동 함수를 이용하여 회전 토크 (Tc) 를 계산하도록 해도 된다. 또한, 도 3 에 있어서, 가로축인 조타 토크 (T) 는, 조타 핸들 (11) 을 우방향 (시계 회전 방향) 으로 회전시킬 때의 토크를 양의 값으로 하고, 좌방향 (반시계 회전 방향) 으로 회전시킬 때의 토크를 음의 값으로 하고 있다. 또, 세로축인 회전 토크 (Tc) 는, 조타 핸들 (11) 을 우방향 (시계 회전 방향) 으로 회전시키기 위해 부여하는 토크를 양의 값으로 하고, 좌방향 (반시계 회전 방향) 으로 회전시키기 위해 부여하는 토크를 음의 값으로 하고 있다. 이 단계 S12 의 처리가, 본 발명의 회전 토크 결정 수단에 상당한다.

상기 단계 S12 의 처리 후, 전자 제어 유닛 (24) 은, 단계 S13 에서, ROM 내에 형성되어 있는 기준 복귀 토크 지령값 테이블을 참조하여, 조타각 (θ) 에 따라 변화되는 기준 복귀 토크 (Trto) 를 계산한다. 이 기준 복귀 토크 (Trto) 는, 조타 핸들 (11) 을 회전시킨 상태 (돌린 상태) 로부터 중립 상태로 되돌릴 때 (복귀 제어시), 전동 모터 (15) 에 의해 조타 핸들 (11) 을 중립 방향으로 되돌리는 것을 어시스트하기 위한 토크의 기준값이며, 항상 조타 방향과는 역방향으로 부여되는 것이다. 따라서, 기준 복귀 토크 (Trto) 는, 조타 방향에 부여되는 회전 토크 (Tc) 와는 항상 반대 방향에 부여되어, 회전 조작에 있어서의 저항이 된다.

도 4 에 기준 복귀 토크 지령값 테이블을 나타낸다. 이 기준 복귀 토크 지령값 테이블은, 조타각 (θ) 에 의존하여 결정되는 복수의 기준 복귀 토크 (Trto) 를 기억하고 있다. 도 4 로부터 알 수 있는 바와 같이, 기준 복귀 토크 (Trto) 는, 조타각 (θ) 이 양의 방향으로 증가함에 따라 비선형적으로 음의 방향으로 증가한다 (양의 방향으로 감소한다). 또, 기준 복귀 토크 (Trto) 는, 조타각 (θ) 이 음의 방향으로 증가함에 따라 양의 방향으로 증가한다 (음의 방향으로 감소한다). 여기에서, 도 4 에 있어서, 가로축인 조타각 (θ) 은, 조타 핸들 (11) 을 중립 위치로부터 우방향 (시계 회전 방향) 으로 회전시켰을 때의 각도를 양의 값으로 하고, 좌방향 (반시계 회전 방향) 으로 회전시켰을 때의 각도를 음의 값으로 하고 있다. 또, 세로축인 기준 복귀 토크는, 조타 핸들 (11) 을 우방향 (시계 회전 방향) 으로 회전시키기 위해 부여하는 토크를 양의 값으로 하고, 좌방향 (반시계 회전 방향) 으로 회전시키기 위해 부여하는 토크를 음의 값으로 하고 있다. 즉, 도 3 과 도 4 의 세로축인 토크에 있어서, 음과 양의 기준을 동일하게 하고 있다. 상기 서술한 바와 같이 복귀 토크는, 조타 핸들 (11) 을 중립 위치로 되돌리는 방향에 부여하는 토크이고, 회전 토크와는 반대 방향으로 작용하기 때문에, 조타 핸들 (11) 이 중립 위치로부터 우방향으로 회전하고 있는 상태 (도 4 에서 조타각이 양의 영역) 에서는 음의 값을 취하고, 조타 핸들이 중립 위치로부터 좌방향으로 회전하고 있는 상태 (도 4 에서 조타각이 음의 영역) 에서는 양의 값을 취한다. 이와 같이, 기준 복귀 토크는, 조타 핸들 (11) 의 회전 운동 방향에 따라 음과 양의 값을 취하는데, 절대값으로서 본 경우에는, 조타각의 절대값이 커짐에 따라 커지도록 결정된다. 이 단계 S13 의 처리가, 본 발명의 기준 복귀 토크 결정 수단에 상당한다.

조타각 (θ) 의 절대값이 큰 경우에는, 조타 핸들을 중립 위치로 되돌리기 위한 시간이 걸릴 우려가 있다. 이 때문에, 도 4 의 기준 복귀 토크 지령값 테이블에서는, 조타각 (θ) 이 클수록 기준 복귀 토크 (Trto) 를 크게 설정하고, 이에 의해 큰 타각시에 있어서의 복귀 토크가 증가하도록 하고 있다. 또, 조타각 (θ) 이 작은 경우에는, 직진 주행의 안정성을 향상시킬 필요가 있다. 이 때문에, 도 4 의 기준 복귀 토크 지령값 테이블에서는, 조타각 (θ) 이 작을수록 기준 복귀 토크 (Trto) 를 작게 설정하고, 이에 의해 작은 타각시에 불필요한 조타 조작이 실시되지 않도록 하고 있다. 또한, 이 기준 복귀 토크 지령값 테이블을 이용하는 대신에, 조타각 (θ) 에 따라 변화되는 기준 복귀 토크 (Trto) 를 함수에 의해 미리 정의해 두고, 동 함수를 이용하여 기준 복귀 토크 (Trto) 를 계산하도록 해도 된다.

기준 복귀 토크 (Trto) 의 계산 후, 전자 제어 유닛 (24) 은, 단계 S14 에서, ROM 내에 형성되어 있는 복귀 토크 게인 지령값 테이블을 참조하여, 조타 토크 (T) 에 따라 변화되는 복귀 토크 게인 (g) 을 계산한다. 이 복귀 토크 게인 (g) 은, 단계 S13 에서 계산된 복귀 토크 (Trto) 의 게인이다. 도 5 에, 복귀 토크 게인 지령값 테이블을 나타낸다. 이 복귀 토크 지령값 테이블은, 조타 토크 (T) 에 의존하여 결정되는 복수의 복귀 토크 게인 (g) 을 기억하고 있다. 도 5 로부터 알 수 있는 바와 같이, 복귀 토크 게인 (g) 은 양의 값 또는 0 이고, 조타 토크 (T) 의 절대값의 증가에 따라 비선형적으로 감소한다. 즉, 복귀 토크 게인은, 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정된다. 또, 소정의 조타 토크값 (절대값) 이상에서는, 복귀 토크 게인 (g) 이 0 이 된다. 또한, 이 복귀 토크 게인 지령값 테이블을 이용하는 대신에, 조타 토크 (T) 에 따라 변화되는 복귀 토크 게인 (g) 을 함수에 의해 미리 정의해 두고, 동 함수를 이용하여 복귀 토크 게인 (g) 을 계산하도록 해도 된다. 이 단계 S14 의 처리가, 본 발명의 복귀 토크 게인 결정 수단에 상당한다.

다음으로, 전자 제어 유닛 (24) 은, 단계 S15 에서, 복귀 토크 (Trt) 를 계산한다. 이 복귀 토크 (Trt) 는, 단계 S13 에서 계산된 기준 복귀 토크 (Trto) 에, 단계 S14 에서 계산된 복귀 토크 게인 (g) 을 곱함으로써 산출된다. 이 단계 S15 가, 본 발명에 있어서의 복귀 토크 결정 수단이 된다.

다음으로, 전자 제어 유닛 (24) 은, 단계 S16 에서, 어시스트 토크 (Tas) 를 계산한다. 이 어시스트 토크 (Tas) 는, 단계 S12 에서 계산한 회전 토크 (Tc) 와, 단계 S15 에서 계산한 복귀 토크 (Trt) 를 가산하여 산출된다.

그리고, 단계 S17 에서, 구동 회로 (25) 를 통해 전동 모터 (15) 를 제어하여, 계산된 어시스트 토크 Tas=Tc+Trt 가 발생되도록 전동 모터 (15) 를 작동시킨다. 구체적으로는, 전자 제어 유닛 (24) 은 어시스트 토크 (Tas) 에 비례한 크기의 전류를 나타내는 전류 지령값을 구동 회로 (25) 에 출력하고, 구동 회로 (25) 는 전류 지령값에 의해 지정된 크기의 전류를 전동 모터 (15) 에 흐르게 한다.

이에 의해, 전동 모터 (15) 는, 그 출력축에 어시스트 토크 (Tas) 와 동등한 회전 토크를 출력한다. 그리고, 이 회전 토크는 볼 나사 기구 (16) 에 전달되고, 볼 나사 기구 (16) 는 전동 모터 (15) 의 회전을 감속시킴과 함께 직선 운동으로 변환하여, 랙 바 (14) 를 축선 방향으로 구동한다. 그 결과, 운전자에 의한 조타 핸들 (11) 의 회전 운동 조작이 전동 모터 (15) 에 의해 어시스트되고, 좌우 전륜 (FW1, FW2) 은 운전자에 의한 조타력과 전동 모터 (15) 에 의한 어시스트력에 의해 조타된다.

상기와 같이 동작하는 본 실시형태에 있어서는, 상기 단계 S12 ∼ S16 의 처리에 의해, 전동 모터 (15) 의 회전 토크 (어시스트 토크) 가, 회전 토크 (Tc) 에 복귀 토크 (Trt) 를 가산하여 산출된다. 여기에서, 복귀 토크 (Trt) 는, 회전 토크 (Tc) 와는 반대 방향으로 작용하는 토크이고, 회전 토크 (Tc) 를 양의 값으로 한 경우, 복귀 토크 (Trt) 는 음의 값이 된다. 즉, 상기 가산은 실제로 감산이 되고, 어시스트 토크 (Tas) 는, 회전 토크 (Tc) 보다 절대값이 작은 토크값이 된다.

따라서, 복귀 토크 (Trt) 가 크면, 어시스트 토크 (Tas) 가 작아지고, 그 때문에 조타 핸들에 가해지는 힘 (토크) 을 크게 할 필요가 있다. 특히, 조타 핸들을 회전시킬 때에는, 어시스트 토크 (Tas) 를 크게 하여 조타 핸들을 약간의 힘으로 회전시키는 것이 많은 운전자에게 요구되고 있는데, 이 때 어시스트 토크 (Tas) 가 감소하면, 조타 핸들을 회전시킬 때 예기치 못한 조타력을 강요당해 조타감이 악화된다. 이 점에 대해, 본 실시형태에서는, 조타 토크가 큰 경우에는, 단계 S14 에서 계산되는 복귀 토크 게인 (g) 이 작아지거나, 또는 0 이 되므로, 복귀 토크 (Trt) 는 작아지거나, 또는 0 이 된다. 따라서, 조타 핸들의 조타 조작에 힘 (토크) 이 필요하면 할수록, 복귀 토크의 영향이 작아진다. 따라서, 상기한 예기치 못한 조타력을 강요당하는 일은 없어, 조타 핸들의 회전시에 있어서 의 조타감이 향상된다. 이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 조타 토크와 조타각의 쌍방의 영향을 가미한 복귀 토크를 설정할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 기준 복귀 토크 (Trto) 를 조타각 (θ) 과 관련지어 (구체적으로는, 조타각이 커짐에 따라 기준 복귀 토크가 커지도록) 제어하므로, 조타각 (θ) 에 따른 복귀 토크의 제어를 실시할 수 있다. 예를 들어, 조타각 (θ) 이 큰 경우이고, 또한 조타 토크 (T) 가 작은 경우 (예를 들어, 조타 핸들 (11) 의 회전 조작으로부터 복귀 조작으로 바꿀 때) 에는, 조타 핸들 (11) 을 중립 위치까지 되돌리는 제어를 우선시키는 제어가 요구되는데, 본 발명에 있어서는, 이와 같은 경우에 기준 복귀 토크 (Trto) 가 크게 설정되므로, 복귀 토크도 커져, 신속하게 조타 핸들 (11) 을 중립 위치로 되돌릴 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실시형태에 있어서는, 랙 바 (14) 를 전동 모터 (15) 로 구동함으로써, 조타 핸들 (11) 의 조타 조작을 어시스트하는 랙 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치를 예로 설명했지만, 이것 대신에, 스티어링 샤프트 (12) 를 축선 둘레에 구동함으로써, 조타 핸들 (11) 의 조타 조작을 어시스트하는 칼럼 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치나, 스티어링 기어 박스의 피니언을 전동 모터로 구동하는 피니언 어시스트식 전동 파워 스티어링 장치로 해도 된다. 어느 방식이어도, 본 발명이 성립되는 것은 명확하다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 복귀 토크 (Trt) 의 계산을, 기준 복귀 토크 (Trto) 에 대해 복귀 토크 게인 (g) 을 곱해 산출하는 예를 나타냈지만, 조타 토크 (T) 가 커짐에 따라 복귀 토크 (Trt) 가 작아지는 관계가 유지되기만 하면, 그 밖의 계산 방식으로 복귀 토크를 산출해도 된다. 예를 들어, 복귀 토크와 조타 토크의 관계를 나타내는 테이블을 미리 준비해 두고, 조타 토크에 대한 복귀 토크를 미리 결정해 두는 방식이어도 된다. 단, 상기 실시형태의 방식이면, 기준 복귀 토크 자체를 다른 파라미터로 제어 (예를 들어 상기 실시형태와 같이 기준 복귀 토크를 조타각으로 제어) 할 수도 있어, 다양한 상황에 대해 융통성 있는 조타 제어를 실시할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 조타각 (θ) 이 커질수록, 기준 복귀 토크 (Trto) 를 크게 설정하고 있는데, 기준 복귀 토크 (Trto) 는, 조타각 (θ) 이외의 조타 상태를 나타내는 파라미터에 의존하는 것이어도 된다. 기준 복귀 토크 (Trto) 를 여러 가지 조타 상태를 나타내는 파라미터에 의존하는 것으로 함으로써, 다양한 조타 상태에 따른 최적의 복귀 토크를 설정할 수 있다는 이점이 있다.

Claims

조타 핸들의 조타 조작을 어시스트하기 위한 액츄에이터를 구비한 차량의 조타 장치에 있어서,

조타 핸들로부터 입력되는 조타 토크를 검출하는 조타 토크 센서와,

조타 핸들의 복귀 조타시의 조타 조작을 어시스트하기 위한 복귀 토크를, 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정하는 복귀 토크 결정 수단과,

상기 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 복귀 토크에 따라 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 구동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조타 장치는 조타 핸들의 조타각을 검출하는 조타각 검출 센서를 구비하고,

상기 복귀 토크 결정 수단은, 상기 복귀 토크를, 상기 조타각 센서에 의해 검출된 조타각이 커짐에 따라 커지도록 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 복귀 토크 결정 수단은, 상기 복귀 토크의 기준이 되는 토크인 기준 복귀 토크를 상기 조타각 센서에 의해 검출된 조타각이 커짐에 따라 커지도록 결정하는 기준 복귀 토크 결정 수단과, 상기 기준 복귀 토크에 대한 게인을 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 작아지도록 결정하는 복귀 토크 게인 결정 수단을 구비하고, 상기 기준 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 토크와 상기 복귀 토크 게인 결정 수단에 의해 결정된 게인에 기초하여 상기 복귀 토크를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

조타 핸들의 회전 조타시의 조타 조작을 어시스트하기 위한 회전 토크를, 상기 조타 토크 센서에 의해 검출된 조타 토크가 커짐에 따라 커지도록 결정하는 회전 토크 결정 수단을 추가로 구비하고,

상기 구동 제어 수단은, 상기 회전 토크 결정 수단에 의해 결정된 회전 토크와 상기 복귀 토크 결정 수단에 의해 결정된 복귀 토크에 따라 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 조타 장치.