JP3881356B2

JP3881356B2 - 車両用操舵装置

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Publication number: JP3881356B2
Application number: JP2004276543A
Authority: JP
Inventors: 英之田中; 正彦栗重; 隆之喜福; 享錢谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP2006088867A

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置をはじめとする車両用操舵装置、特に、自動車等に搭載された車両用操舵手段の制御を含む車両用操舵装置に関するものである。

車両のドライバは、一般に道路の湾曲部や交差点を曲がる際に操舵を行い、その後直進走行に復帰する際に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な戻り力を利用してハンドルを戻す操作を行う。しかしながら、車速が低速域にある場合や凍結路などの滑り易い路面状況においてはタイヤの路面反力トルクが弱いため、上記路面反力トルクがステアリング機構の摩擦トルク以下となってしまい、直進復帰時にハンドルが戻らないことがある。

したがって、このような状況下では、ドライバが自ら戻し方向へトルクを加えてハンドルを中立点まで戻さなければならず、操舵フィーリングが低下するという課題があった。これに対し、ハンドル角信号、操舵トルク信号を備えた電動パワーステアリング制御装置においては、操舵トルクに基づいてハンドル角を中立点へ戻す制御が行なわれている。（例えば特許文献１及び２参照）。

また、ハンドル角信号を利用しないハンドル戻し制御を行うものとして、操舵トルクに応じて電動パワーステアリングのアシスト制御を中立点ではハンドルが復帰する方向へ制御することも行なわれている。（例えば特許文献３参照）。

更に、操舵トルクやハンドル角を利用せずにハンドル戻し制御を行うものとして、タイヤに発生する路面反力トルクを推定し、前記路面反力トルクに応じてハンドルを中立点へ戻すことも行なわれている。（例えば特許文献４参照）。

更にまた、路面反力トルクの推定に当たって電流検出器、操舵トルク検出器、モータ角速度検出器、モータ角加速度検出器などの出力にもとづいてステアリング軸反力トルクをマイコンにて演算し、その演算結果にもとづいて路面反力トルクを推定することも行なわれている。（例えば特許文献５参照）。

特開２００２−３３１９４８号公報特開２００３−４０１３０号公報特開２００２−８７３００号公報特開２００１−１２２１４６号公報特開２００３−３１２５２１号公報

従来の車両用操舵手段の制御は上記のようになされていたため、操縦する車両の車速が大きくなりハンドル角が小さい領域では、ハンドル戻し制御を行うために十分なハンドル角の分解能が得られない場合があり、このような状況で制御を行う場合には、ドライバの操舵フィーリングが低下するという問題点があった。また、ハンドル角信号がセンサ信号のフェールなどで得られない場合は、全ての領域でハンドル戻しが実施できない状況になるという問題点もあった。

更に、操舵トルクが発生しない領域では戻し補償が行われず、トルクセンサの不感帯領域においては、戻しトルクが発生しないためドライバが自らハンドル操作を行わなければならないという問題点があった。
更にまた、低速走行時などの路面反力が小さい領域ではハンドル戻りは向上するが、ハンドル角を中立点に復帰するような制御になっていないため必ずしもドライバの期待通りのハンドル角位置まで戻し力を制御することができないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、操縦する車両の車速が大きくなりハンドル角が小さい領域では十分なハンドル戻し制御を行うハンドル角の分解能が得られない場合においても、ドライバが良好な操舵フィーリングを得ることができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

この発明は、また、ハンドル角信号がセンサ信号のフェールなどで得られない場合においても、ドライバにとって違和感のないハンドル戻し制御を行うことができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

この発明は、更に、操舵トルクが発生せず従来ドライバが自らハンドル操作を行わなければならない領域においても、ドライバの操作なしにハンドル角が中立点まで復帰するハンドル戻し制御を行うことができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

この発明は、更にまた、低速走行時などの路面反力が小さい領域においても、ハンドル角が中立点まで復帰するハンドル戻し制御を行うことができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用操舵装置は、運転者による操舵機構の操舵を補助するためのトルクを発生するモータを制御するための車両用操舵装置において、車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器、ハンドル角を検出するハンドル角検出器、車速を検出する車速検出器及び前記各検出器の検出信号にもとづいて、前記運転者の操舵時に少なくとも前記ハンドル角を中立位置に戻すために補助すべき戻しトルクを演算する戻し補償器を備え、前記戻し補償器は、前記路面反力トルク及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第１の戻しトルクを演算する第１の戻しトルク補償器と、前記ハンドル角及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第２の戻しトルクを演算する第２の戻しトルク補償器を有し、前記戻し補償器は前記車速があらかじめ記憶された所定の車速より小さい場合には、第２の戻しトルクを第１の戻しトルクに加算した戻しトルクを前記戻し補償器の出力とし、前記車速が前記所定の車速より大きい場合には、第１の戻しトルクを前記戻し補償器の出力とするものである。

この発明に係る車両用操舵装置は上記のように、車速と路面反力トルクに基づいた第１の戻し補償器と、車速とハンドル角に基づいた第２の戻し補償器とによって戻し補償器が構成されているため、車速が低く十分に路面反力が得られない状況下においても所望のハンドル戻し制御を行うことが可能となる。

また、第１の戻し補償トルク演算器、第２の戻し補償トルク演算器を備えることで路面反力トルク信号、ハンドル角信号のどちらか一方のセンサ信号がフェールして得られない場合においても、どちらか一方の戻し補償器の出力が得られるためドライバの操舵フィーリングの低下を最小限に抑えることが可能となる。

更に、車速に応じた摩擦トルクを補償することで最適なハンドル戻しトルク補償が可能となり、ステアリング機構の摩擦が経年変化した場合にも、所望のハンドル戻しを行うことが可能となる。

更に、角度依存の摩擦トルクを補償することが可能となるため、ドライアスファルトや滑り易い路面状況下においても所望のハンドル戻しを行うことが可能となる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、この発明に係る代表的な車両用操舵装置系の全体構成を示す概略図である。この図に示すように、車両用操舵装置系は、ハンドル１からステアリング軸２を通じ、ステアリング軸２に付加されるモータ５の出力と足し合わせたトルクをステアリングギアＢＯＸ３を通じて数倍にし、ラック＆ピニオン機構６を通じてタイヤ７を駆動する仕組みである。

次に、力学的・電気的な構成について説明する。車両用操舵装置は、ドライバの操舵トルク９に応じたアシストトルク１０を発生させることを主な機能とする。
電気的には、ドライバがハンドル１を切った時の操舵トルク９をトルクセンサ４で測定し、制御装置８に操舵トルク検出信号１３として信号が送られる。制御装置８はモータ５の状態量である電流検出信号１５及び電圧検出信号１６と操舵トルク検出信号１３とによりアシストトルク１０を発生させるための印加電圧１４を演算し、モータ５に印加する。

力学的には、操舵トルク９とアシストトルク１０の和がステアリング軸反力トルク１７に抗してステアリングを回転させる。また、ハンドル１を回転させる時にはモータ５の慣性も作用し、結局以下の関係式が成立する。

T_tran＝T_hdl＋T_assist- J・dω/dt (１)

ただし、T_tranはステアリング軸反力トルク、T_hdlは操舵トルク、T_assistはアシストトルク１０、J・dω/dtはモータの慣性トルクとする。また、モータ５によるアシストトルク１０は、次式の関係が成立する。

T_assist＝G_gear・K_t・I_mtr (２)

ただし、G_gearはモータのギア比、K_tはモータのトルク乗数、I_mtrはモータの駆動電流とする。また、ステアリング軸反力トルクT_tran は、路面反力トルク１２とステアリング機構内の摩擦トルク１１の和であり、次の式で示される。

T_tran＝T_align＋（ G_gear・T_mfric＋T_frp）（３）

ただし、T_alignは路面反力トルク、T_mfricはモータの摩擦トルク、T_frpはモータを除く主要なステアリング軸機構内の摩擦トルクとする。

車両用操舵装置の制御装置８では、上述のセンサ信号から電流の目標値を演算し、これに対して、モータ５の実電流値が一致するように電流制御がなされて、モータ５は電流値のトルク定数とギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所定のトルクを発生し、ドライバが操舵する時のトルクをアシストする構成となっている。また、以降ステアリング軸換算のモータの摩擦トルクGgear・Tmfricとモータを除く主要なステアリング軸機構内の摩擦トルクTfrpの和を摩擦トルクTfricとする。

実施の形態１による車両用操舵装置の構成の一例を図２に示す。ＥＣＵ８及びマイコン２１は図示した構成要素以外にも様々な機能を有するが、この図では実施の形態１の特徴を示す部分のみ記載する。ＥＣＵ８は車速検出器２２、操舵トルク検出器２３、路面反力検出器２４、ハンドル角検出器２５の出力信号を入力として、マイコン２１によるアシストマップ補償器２６及び戻し補償器２７にて演算される信号を加算器２８で加算して電流目標値を定め、モータ３２で発生しているモータ電流検出器３１の出力信号と加算器２９で加算することによって比較して制御電圧を決定し、モータ駆動機３０にてモータ３２を駆動し目的とするアシストトルクを得る構成となっている。

ここで、マイコン２１については電動パワーステアリングにおいて主要な要素であるアシストマップ補償器２６及びこの発明において関係のある戻し補償器２７の２つの補償器のみを表示したが、慣性補償をはじめその他の補償器を含めた構成を有するものも公知である。他の補償器を含む構成とする場合には、各補償器で演算される信号を実施の形態１と同様に加算器２８で加算するものであり、加算量が増えることになるが、構成は変わらない。

路面反力トルクは、タイヤにロードセルなどの検出器２４を取り付けることでその状態量を測定し制御要素として利用することができる。しかし、一般的にはＥＣＵ８は電流検出器、操舵トルク検出器、モータ角速度検出器、モータ角加速度検出器を備えているため、これらの各検出器の出力信号にもとづいて特許文献５で提案されているようにマイコンによってステアリング軸反力トルクを演算することにより、路面反力トルク推定値を得ることも可能である。

また、ＥＣＵ８がモータ角速度検出器及びモータ角加速度検出器を有していない場合においても、逆起電圧の補正などによりモータ角速度を得ることが可能となり、モータ角加速度は得られたモータ角速度信号を微分することで得ることが可能となる。
以降の実施の形態においては、路面反力トルクの検出には実施の形態１で説明した全ての手法が適用できるものとする。

ハンドル角は、コラム軸にハンドル角センサーなどの検出器を取り付けることでその状態量を測定し制御要素として利用することができる。また、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）の制御ＥＣＵなどよりＣＡＮなどを通じて得ることも可能である。

図３は、上述した図２の構成のうち、主要な構成要素である戻し補償器２７の詳細構成を示すブロック図である。この図に示されるように、戻し補償器２７は、路面反力トルクと車速に応じてドライバフィーリングが向上するような戻し量を決定する第１の戻しトルク補償器４１と、車速が一定値以下でハンドルを中立点に戻すための戻しトルクを演算する第２の戻しトルク補償器４２を有し、第１の戻しトルク補償器４１の出力信号と第２の戻しトルク補償器４２の出力信号とを加算器４３で加算することにより、戻し補償器の出力信号を発生するようにされている。このとき、加算器４３の出力は目標戻しトルク電流値、目標戻しトルク値どちらであってもよい。

次に、この実施の形態における戻し補償器２７の動作を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１０１で路面反力トルク検出器２４により路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０２でハンドル角検出器２５によりハンドル角を検出し、メモリに記憶する。次いでステップＳ１０３で車速検出器２２により車速を検出し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ１０４で第１の戻しトルク補償器４１にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクを演算する。

更に、ステップＳ１０５で第２の戻しトルク補償器４２にてマイコンに予め記憶されているハンドル角と車速の関係に基づいた第２の戻し補償トルクを演算する。
その後、ステップＳ１０６で第１の戻し補償トルクと第２の戻し補償トルクを加算器４３で加算することにより戻し補償器２７の出力信号を演算する。以上の過程を経てステップＳ１０７で戻し補償器２７の出力を得ることができる。

このとき例えば、第２の戻しトルク補償器４２で予めマイコンに記憶されているハンドル角と車速の関係に基づいた第２の戻し補償トルクが車速２０km/h以上で出力０となるように設定することで、車速が大きくなる状況下においてハンドル戻し制御を行うハンドル角の分解能が得られない場合においても路面反力トルクに基づいた第１の戻し補償トルクで戻し補償トルクを得ることが可能となる。

また、上記の例では車速２０km/hで出力０となるように設定したが、ＥＰＳが搭載される車両によって路面反力トルクの発生する大きさが異なるため、第１の戻しトルク補償器４１で予めマイコンに記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクにて十分ドライバの期待するハンドル戻しトルクが得られる車速において第２の戻しトルク補償器４２の出力を０と設定することが望ましい。

また、第１の戻しトルク補償器４１、第２の戻しトルク補償器４２を備えることで路面反力トルク信号及びハンドル角信号のどちらか一方のセンサ信号がフェールして得られない場合においても、どちらか一方の戻しトルク補償器の出力が得られるためドライバの操舵フィーリングの低下を最小限に抑えることが可能となる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。図５は、実施の形態２における戻しトルク補償器２７１の構成を示すブロック図である。戻しトルク補償器以外の構成は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

実施の形態１における戻しトルク補償器２７との相違点は、その演算手法である。即ち、実施の形態１では第１の戻しトルク補償器４１の出力信号と第２の戻しトルク補償器４２の出力信号を加算器４３にて加算演算していたのに対して、実施の形態２では第１の戻しトルク補償器４１のトルク信号と第２の戻しトルク補償器４２のトルク信号を車速信号に基づいてスイッチ５０にて切り替えるようにしたものである。

次に、実施の形態２の動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ２０１で路面反力トルク検出器２４により路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ２０２でハンドル角検出器２５によりハンドル角を検出し、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ２０３で車速検出器２２により車速を検出し、メモリに記憶する。

次に、ステップＳ２０４で第１の戻しトルク補償器４１にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクを演算する。続いて、ステップＳ２０５で第２の戻しトルク補償器４２にてマイコンに予め記憶されているハンドル角と車速の関係に基づいた第２の戻し補償トルクを演算する。次に、ステップＳ２０６でスイッチ５０にて車速に基づき第１の戻し補償トルクと第２の戻し補償トルクの選択を行い、どちらか一方を戻し補償器２７１の出力信号とする。以上の過程を経てステップＳ２０７で戻し補償器２７１の出力を得ることができる。

このように、実施の形態２によれば、車速に応じた戻しトルク補償を実施することが可能となるため、実施の形態１と同様な効果が狙えるだけでなく、搭載車両ごとに設定を行うチューニング工数が低減可能となる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図に基づいて説明する。図７は、実施の形態３における戻しトルク補償器２７２の構成を示すブロック図である。戻しトルク補償器以外の構成は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

実施の形態２における戻しトルク補償器２７１との相違点は、実施の形態２のスイッチ５０を予め記憶された車速に応じた摩擦トルク発生器７０の出力信号に応じて第１の戻しトルク補償器４１のトルク信号と、第２の戻しトルク補償器４２のトルク信号を切り替えるスイッチ７１に置き換えた点である。

実施の形態３における摩擦トルクに関して図８に示すハンドル角とステアリング軸反力トルクの特性に基づいて説明する。図８において、Ａは低速車におけるステアリング軸反力特性を示し、Ｂは高速車におけるステアリング軸反力特性を示す。また、ａは低速車におけるステアリング機構の摩擦トルクを示し、ｂは高速車におけるステアリング機構の摩擦トルクを示す。

操舵は様々なパターンで実施されるが、ステアリング機構の摩擦トルクTfricはドライバの操舵方向によりその操舵方向も決定される。即ち、路面反力トルクTalignにステアリング機構の摩擦トルクTfric相当のヒステリシス特性を含むものがステアリング軸反力トルクTtranに相当する。

また、一般的にステアリング機構の摩擦トルクは一定値であるが、車速が上がってくるとタイヤ回転によるディザトルク効果で、路面反力トルクに対するステアリング軸反力トルクのヒステリシス幅が図８にＢで示すように小さくなり、ステアリング機構の摩擦トルクはｂで示すように小さくなる。また、車速が下がってくると逆に図８のＡで示すようにヒステリシス幅が大きくなり、ステアリング機構の摩擦トルクはａで示すように大きくなる。

また、ステアリング機構の摩擦トルクの大きさとハンドル戻し補償の関係を示す特性図を図９に示す。この図において、T₁はステアリング機構の摩擦トルクを示すものであり、T₂は第１の戻しトルク補償器４１の発生する補償トルクを示すものである。図９のT_2aに示すように、第１の戻しトルク補償器４１にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクの大きさが摩擦トルクT₁より大きい場合は、ドライバが操作することなくハンドルが中立方向へ戻るが、図９のT_2bに示すように、第１の戻しトルク補償器４１にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクの大きさが摩擦トルクT₁より小さい場合はドライバが自らハンドルを中立点まで操作して戻さなければならない。

次に、実施の形態３の動作を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ３０１で路面反力トルク検出器２４により路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ３０２でハンドル角検出器２５によりハンドル角を検出し、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ３０３で車速検出器２２により車速を検出し、メモリに記憶する。続いてステップＳ３０４で第１の戻しトルク補償器４１にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻し補償トルクを演算する。

次に、ステップＳ３０５で第２の戻しトルク補償器４２にてマイコンに予め記憶されているハンドル角と車速の関係に基づいた第２の戻し補償トルクを演算する。
次に、ステップＳ３０６で車速に応じた摩擦トルク発生器７０にてマイコンに予め記憶されている車速に基づいた摩擦トルク信号を発生する。その後、ステップＳ３０７でスイッチ７１にて摩擦トルクに基づき第１の戻し補償トルクと第２の戻し補償トルクの選択を行い、どちらか一方を戻し補償器２７２の出力信号とする。以上の過程を経てステップＳ３０８で戻し補償器２７２の出力を得ることができる。

また、以上の説明では、車速に応じたステアリング機構の摩擦トルクを予めマイコンに記憶する車速に応じた摩擦トルク発生器について説明したが、ステアリング機構の経年変化などにより摩擦トルクが変化する状況も考えられるので、その場合にはマイコンにステアリング軸反力とハンドル角とからヒステリシス幅を演算する機能を備えメモリに記憶するような手段を用いてもよい。

このように、実施の形態３によれば車速に応じた摩擦トルクを補償することで最適なハンドル戻しトルク補償が可能となり、実施の形態１と同様な効果が狙えるだけでなくステアリング機構の摩擦が経年変化した場合にも、所望のハンドル戻しを実現することが可能となる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図に基づいて説明する。図１１は、実施の形態４における戻しトルク補償器２７３の構成を示すブロック図である。戻しトルク補償器以外の構成は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

実施の形態３における戻しトルク補償器２７２との相違点は、実施の形態３のスイッチ７１を予め記憶されたハンドル角と車速に応じた摩擦トルク発生器１１０の出力に応じて第１の戻しトルク補償器４１のトルク信号と、第２の戻しトルク補償器４２のトルク信号を切り替えるスイッチ１１１に置き換えた点である。

実施の形態４におけるハンドル角に応じた摩擦トルクに関して図１２に示すハンドル角と摩擦トルクの特性に基づいて説明する。図１２において、Ｃはステアリング機構の摩擦トルク、D₁はドライアスファルトの路面における路面反力トルク、D₂は滑り易い路面における路面反力トルクを示す。

実施の形態３の説明ではステアリング機構の摩擦トルクは車速に応じて一定としたが、実際はハンドル操作を行いハンドル角が発生した位置に応じて図１２のＣに示すように、摩擦トルクの大きさが異なる。また、図１２のD₁ 、D₂に示すように同じハンドル角においてもドライアスファルトの路面や滑り易い路面など路面状態に応じて路面反力が異なるため、路面反力と車速に基づいた第１の戻しトルク補償器４１の信号の大きさが異なる状況が発生する。

実施の形態４のように、ハンドル角と車速に応じた摩擦トルク発生器１１０を備え、その出力に応じて補償トルク信号を切り替えることにより、角度依存の摩擦トルクを補償することが可能となるため、ドライアスファルト路面や滑り易い路面状況下においてもマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた第１の戻しトルク補償器４１の戻し補償トルクにより、また、ハンドル角と車速に応じたステアリング機構の摩擦トルクより小さい場合には、第２の戻しトルク補償器４２の戻し補償トルクによりハンドルを中立位置へ戻すことが可能となる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５について説明する。
実施の形態５は、上述した各実施の形態における戻し補償器２７及び２７１〜２７３の出力に対して出力変化率に上下限値を設定するようにしたものである。

このようにすれば、戻し補償器２７及び２７１〜２７３における第１の戻しトルク補償器４１と第２の戻しトルク補償器４２の出力に大きな差があった場合でも、実施の形態１では加算器４３により、また、実施の形態２〜４においてはスイッチ５０、７１、１１１により急激な戻しトルク信号の変化を和らげてドライバへ違和感なく戻しトルクをアシストすることが可能となる。

なお、運転者が違和感を感じない戻し補償器のトルク変動は、経験的には出力変化率の上下限値を±１Nm/s程度とするのがよく、より望ましくは±0.3Nm/s以下とするのがよい。

また、出力変化率に上下限値を設定する手段は、ローパスフィルタを用いるなど種々の手段があるが、いずれも良く知られたものであるため詳細な説明は省略する。

この発明に係る代表的な車両用操舵装置系の全体構成を示す概略図である。この発明の実施の形態１の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態１における戻し補償器の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態１における戻し補償器の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２における戻し補償器の構成を示すブロック図である。実施の形態２における戻し補償器の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３における戻し補償器の詳細構成を示すブロック図である。一般的な車速に応じたステアリング軸反力とステアリング機構の摩擦トルクの関係を示す特性図である。実施の形態１における一般的なハンドル角に対する第１の戻し補償トルクとステアリング機能の摩擦トルクの関係を示す特性図である。実施の形態３における戻し補償器の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４における戻し補償器の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態４における一般的なハンドル角に対する第１の戻し補償トルクとステアリング機能の摩擦トルクの関係を示す特性図である。

符号の説明

１ハンドル、２ステアリング軸、３ステアリングギアBOX、
４トルクセンサ、５モータ、６ラック＆ピニオン軸、７タイヤ、
８制御装置、９操舵トルク、１０アシストトルク、１１摩擦トルク、１２路面反力トルク、１３操舵トルク検出信号、１４印加電圧、
１５電流検出信号、１６電圧検出信号、１７ステアリング軸反力トルク、２１マイコン、２２車速検出器、２３操舵トルク検出器、
２４路面反力検出器、２５ハンドル角検出器、２６アシストマップ補償器、２７、２７１〜２７３戻し補償器、
２８加算器、２９加算器、３０モータ駆動機、３１モータ電流検出器、３２モータ、４１第１の戻しトルク補償器、４２第２の戻しトルク補償器、４３加算器、５０車速信号に基づくスイッチ、
７０車速に応じた摩擦トルク発生器、７１スイッチ、
１１０ハンドル角と車速に応じた摩擦トルク発生器、１１１スイッチ。

Claims

運転者による操舵機構の操舵を補助するためのトルクを発生するモータを制御するための車両用操舵装置において、車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器、ハンドル角を検出するハンドル角検出器、車速を検出する車速検出器及び前記各検出器の検出信号にもとづいて、前記運転者の操舵時に少なくとも前記ハンドル角を中立位置に戻すために補助すべき戻しトルクを演算する戻し補償器を備え、前記戻し補償器は、前記路面反力トルク及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第１の戻しトルクを演算する第１の戻しトルク補償器と、前記ハンドル角及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第２の戻しトルクを演算する第２の戻しトルク補償器を有し、前記戻し補償器は前記車速があらかじめ記憶された所定の車速より小さい場合には、第２の戻しトルクを第１の戻しトルクに加算した戻しトルクを前記戻し補償器の出力とし、前記車速が前記所定の車速より大きい場合には、第１の戻しトルクを前記戻し補償器の出力とすることを特徴とする車両用操舵装置。
運転者による操舵機構の操舵を補助するためのトルクを発生するモータを制御するための車両用操舵装置において、車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器、ハンドル角を検出するハンドル角検出器、車速を検出する車速検出器及び前記各検出器の検出信号にもとづいて、前記運転者の操舵時に少なくとも前記ハンドル角を中立位置に戻すために補助すべき戻しトルクを演算する戻し補償器を備え、前記戻し補償器は、前記路面反力トルク及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第１の戻しトルクを演算する第１の戻しトルク補償器と、前記ハンドル角及び車速に基づいてハンドルを中立位置に戻すための第２の戻しトルクを演算する第２の戻しトルク補償器を有し、前記戻し補償器は前記車速に応じて前記第１の戻しトルク補償器の出力と前記第２の戻しトルク補償器の出力のいずれか一方を選択して前記戻し補償器の出力とすることを特徴とする車両用操舵装置。
前記戻し補償器は前記車速が前記所定の車速より小さい場合には、第２の戻しトルクを前記戻し補償器の出力とし、前記車速が前記所定の車速より大きい場合には、第１の戻しトルクを前記戻し補償器の出力とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置。
前記戻し補償器は前記車速に応じて定めた所定値を前記操舵機構の摩擦トルクとしてあらかじめ記憶する摩擦トルク発生器を備え、前記摩擦トルクより第１の戻しトルクが小さい場合には第２の戻しトルク補償器の戻しトルクを前期戻し補償器の出力とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用操舵装置。
前記摩擦トルク発生器の出力信号を運転操作にともなって生じるハンドル角に応じて変化させることを特徴とする請求項４記載の車両用操舵装置。
前記戻し補償器の出力が切り換わる際の出力変化率に上下限値を設定したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の車両用操舵装置。