JP2002308120A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平坦路での加減速時、下り傾斜路及び登り傾
斜路での走行時に車両の重心が移動したとき、この車両
の重心移動に影響を受けることがない最適な操舵フィー
リングを得ることができるようにする。 【解決手段】 車両の重力加速度を検出するＧセンサ１
２と、操舵輪１の操舵に応じてモータ電流指令値を定め
る手段と、前記重力加速度に応じて補正係数を定める手
段と、前記Ｇセンサ１２が検出した重力加速度に応じた
前記補正係数及び前記モータ電流指令値に基づいて補正
モータ電流指令値を演算する手段と、該手段により演算
された補正モータ電流指令値に基づいて駆動信号を操舵
補助用モータ６の駆動回路６０へ出力する手段とを備え
ており、重力加速度に応じた操舵補助力を得ることがで
きるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操舵手段の操舵によ
る舵取機構の動作を補助するモータを備えた電動パワー
ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置として、特
開平７−１８６９９５号公報に記載されているように、
操舵手段に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ
と、車速を検出する車速センサと、操舵補助用のモータ
と、前記車速センサが検出した車速から車両の進行方向
に対する加速度を演算する演算部を有し、前記モータの
駆動回路へモータ電流指令値を出力する制御部とを備
え、前記演算部が演算した加速度に基づいて前記モータ
電流指令値を小さく補正することにより、車両が加減速
するときに必要な操舵力を加速度が零の場合に比べて重
くなるように構成したものが知られている。

【０００３】また、特開平６−３１２６６６号公報に記
載されているように、操舵輪及び該操舵輪にその上端が
繋がり、下端がピニオンに繋がる操舵軸を有する操舵手
段と、車速を検出する車速センサと、操舵補助用のモー
タと、前記車速センサが検出した車速から車両の減速走
行状態を判定する判定部を有し、前記モータの駆動回路
へモータ電流指令値を出力する制御部とを備え、前記判
定部が減速走行状態であると判定したとき、前記モータ
電流指令値を小さく補正することにより、急ブレーキに
よって車速が急激に低下した場合においても操舵力が急
に軽くならないように構成したものが知られている。

【０００４】ところで、車両の舵取りは、操向用の車輪
（一般的には前輪）に加わる路面反力に抗して行われ、
路面反力の大小は、車速の遅速及び操舵角度の大小に夫
々対応するため、停止時又は低速走行時にはモータによ
る操舵補助力を大とし、高速走行時にはモータによる操
舵補助力を小とするように前記モータを駆動制御するこ
とが基本になっている。

【０００５】この基本をふまえて前者の特開平７−１８
６９９５号公報に記載された電動パワーステアリング装
置は、車両の加速度に基づいてモータ電流指令値を小さ
く補正し、車両が加減速するときに必要な操舵力を重目
にしてあり、また、後者の特開平６−３１２６６６号公
報に記載された電動パワーステアリング装置は、車両の
車速に基づいて車両が減速走行状態であると判定したと
き、モータ電流指令値を小さく補正し、急ブレーキによ
って車速が急激に低下した場合に必要な操舵力を重目に
してある。従って、車両が減速するときは良好な操舵補
助力を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、車両は平坦
路を走行するだけでなく、坂路等の傾斜路を走行するこ
とがあり、この傾斜路では車両が前後方向へ傾斜するこ
とになるため、下り傾斜路では車両の重心位置が前方へ
移動し、登り傾斜路では車両の重心位置が後方へ移動す
ることになる。従って、下り傾斜路では操舵抵抗が平坦
路の場合に比べて大きくなり、登り傾斜路では操舵抵抗
が平坦路の場合に比べて小さくなり、平坦路、下り傾斜
路及び登り傾斜路での加減速時に得られる操舵補助力が
異なり、全体として最適な操舵フィーリングを得ること
ができなかった。

【０００７】本発明は上記事情に対応することができる
電動パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明に
係る電動パワーステアリング装置は、操舵手段と、該操
舵手段の操舵による舵取機構の動作を補助するモータ
と、該モータの駆動回路を制御する制御部とを備えた電
動パワーステアリング装置において、車両の重力加速度
を検出する検出手段と、前記操舵手段の操舵に応じてモ
ータ電流指令値を定める手段と、前記重力加速度に応じ
て補正係数を定める手段と、前記検出手段が検出した重
力加速度に応じた前記補正係数及び前記モータ電流指令
値に基づいて補正モータ電流指令値を演算する手段と、
該手段により演算された補正モータ電流指令値に基づい
て駆動信号を前記駆動回路へ出力する手段とを備えてい
ることを特徴とする。

【０００９】本発明にあっては、平坦路、下り傾斜路、
登り傾斜路及び加減速時での車両の重力加速度が検出さ
れ、この検出された重力加速度に基づいてモータ電流指
令値を補正することができるため、平坦路、下り傾斜
路、登り傾斜路及び加減速時での実加速度に応じた操舵
補助力を得ることができ、全体として車両の重心移動に
影響を受けることがない最適な操舵フィーリングを得る
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る電動パ
ワーステアリング装置の縦断面図である。

【００１１】この電動パワーステアリング装置は、上端
が舵取りのための操舵輪１に繋がり、下端に筒部を有す
る第１の操舵軸２と、前記筒部内に挿入されてその上端
が前記操舵軸２の上端に同軸的に連結され、前記操舵輪
１に加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーション
バー３と、その下端が前記トーションバー３の下端に同
軸的に連結される第２の操舵軸４と、前記トーションバ
ー３の捩れに応じた第１及び第２の操舵軸２，４の相対
回転変位量によって前記操舵輪１に加わる操舵トルクを
検出するトルクセンサ５と、該トルクセンサ５が検出し
たトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ６
と、該モータ６の駆動回路６０を制御する制御部７と、
前記モータ６の回転に連動し、該回転を減速して第２の
操舵軸４に伝達するウォーム等の駆動歯車８１及びウォ
ームホイール等の従動歯車８２を有する減速歯車機構８
と、前記トルクセンサ５及び前記減速歯車機構８が収容
されるハウジング９とを備え、このハウジング９に前記
モータ６が取付けられている。尚、前記操舵輪１、操舵
軸２，４、トーションバー３及び前記第２の操舵軸４に
繋がるユニバーサルジョイントが操舵手段を構成してい
る。

【００１２】減速歯車機構８は、前記モータ６の出力軸
に繋がる前記駆動歯車８１と、前記第２の操舵軸４の中
間に嵌合固定された従動歯車８２とを備え、これら駆動
歯車８１及び従動歯車８２の噛合により前記出力軸の回
転を減速して第２の操舵軸４に伝達し、該第２の操舵軸
４からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニ
オン式の舵取機構へ伝達するようにしている。尚、この
舵取機構は前記ユニバーサルジョイントを経て第２の操
舵軸４に繋がるピニオンと、該ピニオンに噛合するラッ
ク歯を有し、車体の前部に左右方向への移動を可能に配
置されたラック軸と、該ラック軸の両端部に連結された
ナックルアームとを備え、ラック軸の両方向への移動に
よりナックルアームを押し引きし、該ナックルアームに
支持された操向輪を左右に操向させるものである。

【００１３】図２は制御部のブロック図である。マイク
ロプロセッサを用いてなる前記制御部７の入力部には前
記トルクセンサ５と、車両の車速を検出するセンサを用
いてなる車速検出手段１０と、前記操舵輪１の操舵量
（回転量）及び操舵方向を検出するロータリエンコーダ
を用いてなる操舵検出手段１１と、車両の重力加速度を
検出するＧセンサを用いてなる検出手段１２とが接続さ
れており、出力部には前記駆動回路６０が接続されてい
る。

【００１４】検出手段１２は、前記制御部７、ハウジン
グ９等の内側、又は、外側にＧセンサを配置したり、車
両の姿勢制御用として既に車両に組み込まれているＧセ
ンサを利用したりして車両の重力加速度を検出するよう
にしてある。

【００１５】また、制御部７には、前記操舵手段の操舵
に応じてモータ電流指令値を定める手段１３と、前記検
出手段１２が検出した重力加速度を電気信号に変換する
変換手段１４と、該変換手段１４によって変換された電
気信号に応じて補正係数を定める手段１５と、前記検出
手段１２が検出した重力加速度の電気信号に応じた前記
補正係数及び前記モータ電流指令値に基づいて補正モー
タ電流指令値を演算する手段１６と、該手段１６により
演算された補正モータ電流指令値を最大値以下に制限し
て目標とする駆動信号を前記駆動回路６０へ出力する手
段１７とを設けてある。

【００１６】図３は操舵トルク−モータ電流指令値マッ
プの図である。モータ電流指令値を定める手段１３は、
前記トルクセンサ５が検出した操舵トルクに応じて予め
作成されたマップを用いてモータ電流指令値を設定する
ようにしてある。このマップは前記操舵トルクの増加に
比例してモータ電流指令値を大きくするように作成され
た特性の一つを前記車速検出手段１０が検出した車速に
応じて選択し、この選択された特性とトルクセンサ５が
検出した操舵トルクとに基づいて目標とするモータ電流
指令値を出力するように構成されている。

【００１７】図４は重力加速度−補正係数マップの図で
ある。補正係数を定める手段１５は、Ｇセンサが検出し
た重力加速度に応じて予め作成された重力加速度−補正
係数マップを用いて補正係数を設定するようにしてあ
る。このマップは、車両が平坦路を走行し、さらに、非
加減速の場合、車両の重心位置は殆ど変わらないため、
補正係数は１．０としてあり、車両が下り傾斜路を走
行、及び平坦路での走行で減速した場合、車両の重心位
置は前方へ移動し、操舵力が平坦路での走行及び非減速
時に比べて増大するため、補正係数は１．０よりも大き
く、最大で１．２としてあり、車両が登り傾斜路を走
行、及び平坦路での走行で加速した場合、車両の重心位
置は後方へ移動し、操舵力が平坦路での走行及び非加速
時に比べて減少するため、補正係数は１．０よりも小さ
く、最小で０．８としてあり、Ｇセンサが検出した重力
加速度に応じて所定の補正係数が決定される。

【００１８】以上の如く構成された電動パワーステアリ
ング装置において、制御部７はエンジンの始動に応じて
その制御動作を開始し、トルクセンサ５が検出した操舵
トルクと、車速検出手段１０が検出した車速と、操舵検
出手段１１が検出した操舵輪１の操舵量（回転量）及び
操舵方向と、検出手段１２が検出した重力加速度とを読
み込む。読み込んだ車速に基づいて図３の操舵トルク−
モータ電流指令値マップから一つの特性を選択し、この
選択された特性と読み込んだ操舵トルクとに基づいて目
標とするモータ電流指令値が出力される。

【００１９】一方、読み込んだ重力加速度に基づいて図
４の重力加速度−補正係数マップから補正係数が決定さ
れる。この場合、車両が平坦路を非加減速で走行してい
る時、つまり重力加速度が０の時は、１．０の補正係数
に決定される。また、車両が下り傾斜路を走行している
とき及び平坦路での走行で減速されたときに検出された
重力加速度では、１．０よりも大きい補正係数に決定さ
れる。また、車両が登り傾斜路を走行しているとき及び
平坦路での走行で加速されたときに検出された重力加速
度では、１．０よりも小さい補正係数に決定され、この
補正係数が出力される。

【００２０】出力されたモータ電流指令値と補正係数と
の積が演算する手段１６によって演算され、この演算さ
れた補正モータ電流指令値に基づいて目標とする駆動信
号が手段１７から出力され、この駆動信号に基づいてモ
ータ６が駆動される。この場合、車両が下り傾斜路を走
行しているとき及び平坦路での走行で減速されたときの
補正モータ電流指令値は非補正の前記モータ電流指令値
に比べて高い値となり、また、車両が登り傾斜路を走行
しているとき及び平坦路での走行で加速されたときの補
正モータ電流指令値は非補正の前記モータ電流指令値に
比べて低い値となる。

【００２１】このように本発明にあっては、平坦路、下
り傾斜路、登り傾斜路及び加減速時における重力加速度
に基づいてモータ電流指令値を補正することができるた
め、平坦路、下り傾斜路、登り傾斜路及び加減速時にお
ける実加速度に応じた操舵補助力を得ることができ、車
両の重心移動に影響を受けることがない最適な操舵フィ
ーリングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の縦
断面図である。

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の制
御部のブロック図である。

【図３】操舵トルク−モータ電流指令値マップの図であ
る。

【図４】重力加速度−補正係数マップの図である。

【符号の説明】

１ 操舵輪 ６ モータ ７ 制御部 １２ 検出手段 ６０ 駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵手段と、該操舵手段の操舵による舵
   取機構の動作を補助するモータと、該モータの駆動回路
   を制御する制御部とを備えた電動パワーステアリング装
   置において、車両の重力加速度を検出する検出手段と、
   前記操舵手段の操舵に応じてモータ電流指令値を定める
   手段と、前記重力加速度に応じて補正係数を定める手段
   と、前記検出手段が検出した重力加速度に応じた前記補
   正係数及び前記モータ電流指令値に基づいて補正モータ
   電流指令値を演算する手段と、該手段により演算された
   補正モータ電流指令値に基づいて駆動信号を前記駆動回
   路へ出力する手段とを備えていることを特徴とする電動
   パワーステアリング装置。