JPH11301509A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】右折時や左折時における操舵フィーリングを向
上する。 【解決手段】方向指示器が作動され（Ｓ４）、かつ、車
速Ｖが５０km/h以下の低速走行状態である場合には（Ｓ
７）、右折または左折のための操舵が行われるものと見
なされる。そして、ウインカ定数Ｃｗを用いることによ
り、操舵補助力が増加補正される（Ｓ８）。車速Ｖが５
０km/hを超える高速走行状態においては、車線変更など
のために方向指示器が作動されたものと見なして、操舵
補助力の増加補正は行わない（Ｓ７，Ｓ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータの回転力
を利用して車両のステアリング機構に操舵補助力を与え
るための電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】四輪車両に装備されている電動パワース
テアリング装置の多くは、車速に応じて操舵補助力を増
減させる車速感応型制御を採用している。すなわち、停
車時や低速走行時には、操舵抵抗が大きいので、比較的
大きな操舵補助力をステアリング機構に与え、高速走行
時には、操舵抵抗が小さいので、比較的小さな操舵補助
力をステアリング機構に与えるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、右折時や左折
時には、ステアリングを大きく切り込む必要があるた
め、車速感応型制御に起因して操舵補助力が不足し、抵
抗感が生じる場合がある。すなわち、右折時または左折
時には、車速感応型制御が、快適な操舵フィーリングを
阻害する場合がある。

【０００４】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、右折時や左折時における操舵フィーリン
グを向上できる電動パワーステアリング装置を提供する
ことである。

【０００５】

【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、方向指示
器を有する車両に搭載され、モータの回転力を利用して
操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置にお
いて、車両の方向指示器の動作／非動作を検出する検出
手段と、この検出手段によって方向指示器が動作中であ
ることが検出されたとき、操舵補助力を増加補正すべく
上記モータを制御するモータ制御手段とを含むことを特
徴とする電動パワーステアリング装置である。

【０００６】上記の構成によれば、運転者が右折または
左折のために方向指示器を動作させると、このことが検
出手段によって検出される。そして、この検出結果に基
づき、操舵補助力を増加させるためのモータ制御が行わ
れる。これにより、右折時または左折時には、方向指示
器が動作していないときよりも大きな操舵補助力がステ
アリング機構に与えられることになる。したがって、た
とえ車速感応型制御が行われている場合であっても、抵
抗感が生じることがない。その結果、操舵フィーリング
を向上できる。

【０００７】請求項２記載の発明は、車速を検出する車
速検出手段と、この車速検出手段によって検出される車
速が所定値を超えるときには、上記操舵補助力の増加補
正を禁止する手段（図２のステップＳ７のＮＯおよびス
テップＳ５に対応）とをさらに含むことを特徴とする請
求項１記載の電動パワーステアリング装置である。

【０００８】この構成によれば、車速が所定値を超える
場合、すなわち、車両が比較的高速に走行している状態
においては、操舵補助力の増加補正が禁止される。これ
により、車線変更などのように右折や左折以外の目的で
方向指示器が作動された場合においては操舵補助力が増
加されることがなく、無駄な制御が行われることがない
うえ、安定した操向性を確保できる。

【０００９】

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

【００１０】図１は、この発明の一実施形態に係る電動
パワーステアリング装置の電気的構成をステアリング機
構の断面構造とともに示すブロック図である。ステアリ
ング機構１は、車幅方向に沿って配置されたラック１１
と、このラック１１にギアボックス１７内において噛合
するピニオン部を先端に有するピニオン軸１２と、ラッ
ク１１の両端に回動自在に結合されたタイロッド１３
と、このタイロッド１３の先端に回動自在に結合された
ナックルアーム１４とを有している。ナックルアーム１
４は、キングピン１５まわりに回動自在に設けられてお
り、このナックルアーム１４に操舵輪（通常は前輪）１
６が取り付けられている。ピニオン軸１２の基端部は、
ユニバーサルジョイントを介してステアリング軸に結合
されており、このステアリング軸の一端にステアリング
ホイールが固定されている（いずれも図示せず。）。こ
の構成により、ステアリングホイールを回転させること
によって、ラック１１がその長手方向に変位し、ナック
ルアーム１４がキングピン１５まわりに回動して、操舵
輪１６の方向が変化する。

【００１１】このステアリング機構１に操舵補助力を与
えるための電動パワーステアリング装置２は、ラック１
１の途中部に関連して設けられた三相ブラシレスモータ
Ｍと、このモータＭをモータドライバ２１を介して駆動
制御するためのコントローラ２０（モータ制御手段）と
を備えている。コントローラ２０には、車速を検出する
車速センサ２２、操舵トルクを検出するトルクセンサ２
３、およびモータＭの回転角を検出するモータ回転角セ
ンサ２４、方向指示器センサ２５（検出手段）の各出力
信号が入力されている。これらのセンサ２２，２３，２
４，２５の出力信号に基づき、コントローラ２０は、モ
ータＭの駆動電流を制御し、これにより、ステアリング
機構１に与える操舵補助力を増減する。

【００１２】車速センサ２２は、たとえば、車輪に関連
して設けられ、車輪の回転速度に対応した周期でパルス
信号を出力する車輪速センサによって実現される。この
場合、パルス信号の周期または周波数を計測することに
よって、車両の速さである車速を求めることができる。

【００１３】トルクセンサ２３は、ステアリングシャフ
トをステアリングホイール側の入力軸とピニオン軸１２
側の出力軸とに分割しておき、これらの入力軸および出
力軸の間をトーションバーで結合するとともに、このト
ーションバーのねじれ量を検出する構成によって実現さ
れる。つまり、ステアリングホイールに加えられたトル
クとトーションバーのねじれ量が一対一に対応するの
で、このねじれ量をポテンショメータなどの適当な検出
機構で検出することによって操舵トルクを検出すること
ができる。

【００１４】モータ回転角センサ２４は、ロータリエン
コーダなどで構成され、モータＭの回転角の検出を通じ
て、ラック１１の車幅方向位置または変位量を検出し、
これにより、操舵角度または操舵角度変化量を検出する
ことができるようになっている。

【００１５】方向指示器センサ２５は、車両の方向指示
器が作動された場合に、方向指示器動作信号を出力す
る。この方向指示器センサ２５は、たとえば、方向指示
器の作動中に導通状態となるリレーからの出力信号を用
いるものであってもよい。

【００１６】モータＭに関連する構成について概説すれ
ば、ラック１１の途中部には、ねじ軸部３１が形成され
ており、このねじ軸部３１には複数のボールを介してボ
ールナット３２が螺合していて、これによりボールねじ
機構３０が形成されている。ラック１１は、モータＭの
中央を貫いている。このラック１１を取り囲むようにモ
ータＭのロータ４１が配置されており、さらに、このロ
ータ４１を取り囲むようにモータＭのステータ４２が配
置されている。そして、ロータ４１とボールナット３２
とが連結されている。

【００１７】モータＭのケース４０とボールナット３２
との間には、軸受け３５，３６が介装されており、ま
た、ケース４０とロータ４１の一端部付近との間には軸
受け３７が介装されている。そして、ロータ４１の上記
一端部に、モータ回転角センサ２４が配置されている。

【００１８】この構成により、モータＭに通電してロー
タ４１にトルクを与えると、このロータ４１に連結され
ているボールナット３２にトルクが伝達される。このト
ルクは、ボールねじ機構３０によって、ラック１１の車
幅方向への駆動力に変換される。こうして、モータＭを
駆動源とした操舵補助力がステアリング機構１に与えら
れる。

【００１９】図２は、コントローラ２０によるモータＭ
の制御のための処理を説明するためのフローチャートで
ある。コントローラ２０は、まず、トルクセンサ２３お
よび車速センサ２２の出力信号を取り込んで、操舵トル
クＴおよび車速Ｖについてのデータを収集する（ステッ
プＳ１，Ｓ２）。次いで、コントローラ２０は、車速Ｖ
に基づいて、車速係数Ｃｖを求める（ステップＳ３）。

【００２０】車速係数Ｃｖは、たとえば、図３に曲線Ｌ
０で示すように、車速Ｖに応じて定められており、車速
Ｖが大きくなるほど小さい値となるようにされている。
実際には、たとえば、車速Ｖ＝５，１０，３０，８０
（km/h）に対する車速係数Ｃｖの値がコントローラ２０
内のメモリ２０Ｍ（図１参照）に記憶されていて、これ
らの値以外の車速Ｖに対する車速係数Ｃｖは、直線補間
処理などの演算によって求められる。ただし、図３の例
では、５（km/h）未満の車速Ｖに対する車速係数Ｃｖは
一律に１００とされており、８０（km/h）を超える車速
Ｖに対する車速係数Ｃｖは一律に１０とされている。

【００２１】車速係数Ｃｖが定まると、コントローラ２
０は、方向指示器センサ２５から方向指示器動作信号が
出力されているかどうかを調べる（図２のステップＳ
４）。もしも、方向指示器動作信号が出力されていなけ
れば、下記第(1) 式に基づいて、操舵補助力を定め（ス
テップＳ５）、この操舵補助力を達成するための制御信
号をモータドライバ２１に入力する（ステップＳ６）。
その後は、ステップＳ１からの処理が繰り返し行われ
る。

【００２２】 （操舵補助力）＝Ｃｖ×（Ｔに応じた補助力） ・・・・・・(1) 操舵トルクＴに応じた補助力は、操舵トルクＴと補助力
とのテーブル（トルク−補助力テーブル）として、コン
トローラ２０内のメモリ２０Ｍに格納されており、操舵
トルクＴが大きいほど大きな補助力が対応付けられてい
る。また、操舵トルクＴが一定値よりも小さい場合に
は、補助力は零とされている。この補助力が零とされる
操舵トルクＴの範囲は、一般に、不感帯と呼ばれてい
る。

【００２３】上記第(1) 式により操舵補助力を定めるこ
とにより、車速感応型の操舵補助力制御を行えることが
理解されるであろう。

【００２４】一方、方向指示器動作信号が出力されてい
る場合には（ステップＳ４）、さらに、コントローラ２
０は、車速Ｖが５０（km/h）以下かどうかを判断する
（ステップＳ７）。もしも、車速Ｖが５０（km/h）を超
えている場合には、ステップＳ５に進み、方向指示器動
作信号が出力されていない場合と同様にして操舵補助力
が定められる。

【００２５】これに対して、ステップＳ７において、車
速Ｖが５０（km/h）以下であると判断されると、コント
ローラ２０は、ウインカ定数Ｃｗを用いた下記第(2) 式
に基づいて、操舵補助力を定め（ステップＳ８）、この
操舵補助力を達成するための制御信号をモータドライバ
２１に入力する（ステップＳ６）。その後は、ステップ
Ｓ１からの処理が繰り返し行われる。

【００２６】 （操舵補助力）＝Ｃｗ×Ｃｖ×（Ｔに応じた補助力） ・・・・・・(2) 操舵トルクＴに応じた補助力については、第(1) 式の場
合と同様である。また、この第(2) 式の場合にも、車速
係数Ｃｖに応じて操舵補助力が定められていることか
ら、車速適応型の操舵補助力制御が行われることが理解
されるであろう。

【００２７】ウインカ定数Ｃｗは、右折時または左折時
において操舵補助力を増加補正するための定数であり、
たとえば、Ｃｗ＝１．１とされる。これにより、右折時
または左折時には、方向指示器が動作していないときと
比較して、１割程度大きな操舵補助力が発生されること
になる。図３における曲線Ｌ１は、ウインカ定数Ｃｗお
よび車速係数Ｃｖの積と車速Ｖとの関係を表している。
車速Ｖが５０（km/h）を超える範囲においては、Ｃｗ＝
１と考えればよく、この車速領域においては、曲線Ｌ０
と曲線Ｌ１とは一致する。また、ウインカ定数Ｃｗと車
速係数Ｃｖとの積の上限値は１００とされていて、低速
領域においては、第(2) 式のＣｗ×Ｃｖは、１００で一
定とされる。なお、ウインカ定数Ｃｗは、可変としても
よい。ステップＳ７において、車速Ｖが５０（km/h）以
下であることをウインカ定数Ｃｗの使用の条件としてい
るのは、高速走行時において車線変更のために方向指示
器が作動された場合に、操舵補助力の増加補正が行われ
ないようにするためである。

【００２８】以上のように、この実施形態では、車両が
右折または左折するかどうかを、低速走行状態（５０
（km/h）以下）において方向指示器が作動されたか否か
に基づいて判定し、車両が右折または左折する場合に
は、操舵補助力を増加補正するようにしている。これに
より、車両感応型制御において従来問題となっていた右
折または左折時の操舵補助力不足を解消することがで
き、操舵フィーリングを格段に向上できる。

【００２９】図４は、この発明の他の実施形態における
制御処理を説明するためのフローチャートである。この
実施形態の説明においては、上述の図１を再び参照する
こととし、図４において、図２の各ステップと同等の処
理が行われるステップには図２の場合と同じ参照符号を
付すこととする。

【００３０】この実施形態では、コントローラ２０のメ
モリ２０Ｍには、不感帯幅を標準値に設定した第１のト
ルク−補助力テーブルＴ１と、不感帯幅を標準値よりも
広く設定した第２のトルク−補助力テーブルＴ２とが格
納されている。

【００３１】そして、コントローラ２０は、ステップＳ
２の処理に引き続き、車速Ｖが５０（km/h）以下かどう
かを判断する（ステップＳ１１）。もしも、車速Ｖが５
０（km/h）以下のときには第１のトルク−補助力テーブ
ルＴ１が選択され（ステップＳ１２）、車速Ｖが５０
（km/h）を超えるときには第２のトルク−補助力テーブ
ルＴ２が選択される（ステップＳ１３）。

【００３２】その後は、上述の第１の実施形態の場合と
同様にして、ステップＳ３以下の処理が行われるが、ス
テップＳ５およびＳ８においては、ステップＳ１１〜Ｓ
１３の処理によって選択されたトルク−補助力テーブル
Ｔ１またはＴ２に基づいて、操舵トルクＴに応じた補助
力が定められることになる。ただし、図２のステップＳ
７の処理は、この実施形態では省かれている。

【００３３】このように、この実施形態によれば、車両
が比較的高速に走行している場合には、不感帯幅が広く
なるので、方向指示器を作動させたうえでステアリング
操作を行っても、操舵トルクＴが上記第２のトルク−補
助力テーブルＴ２の不感帯に対応する比較的大きなしき
い値に達しなければ、操舵補助が開始されない。これに
より、車線変更時において大きな操舵補助力がステアリ
ング機構１に与えられることを防止できる。

【００３４】この発明の２つの実施形態について説明し
たが、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、上述の実施形態においては、三相ブラシ
レスモータＭが発生する回転力をステアリング機構１に
伝達する電動パワーステアリング装置について説明した
が、この発明は、モータによって油圧ポンプを駆動し、
この油圧ポンプの発生油圧によって操舵補助を行う構成
の電動ポンプ式パワーステアリング装置に対しても適用
することができる。

【００３５】また、方向指示器が動作中であるか否かに
応じてトルク−補助力テーブルを使い分けることとし、
方向指示器が動作中である場合に用いられるトルク−補
助力テーブルにおいては、上述のウインカ定数Ｃｖを予
め乗じた補助力値を操舵トルクＴの各値に対応付けてお
くようにしてもよい。

【００３６】さらに、上述の実施形態では、車速感応型
の電動パワーステアリング装置について説明したが、こ
の発明は、車速非感応型の電動パワーステアリング装置
にも適用することができ、右折時または左折時における
操舵フィーリングの向上に寄与することができる。

【００３７】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的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の電動パワーステアリン
グ装置の電気的構成をステアリング機構の断面構造とと
もに示すブロック図である。

【図２】操舵補助力制御動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図３】車速係数と車速との関係例などを示すグラフで
ある。

【図４】この発明の他の実施形態における操舵補助力制
御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 ２ 電動パワーステアリング装置 Ｍ モータ ２０ コントローラ ２２ 車速センサ ２３ トルクセンサ ２５ 方向指示器センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】方向指示器を有する車両に搭載され、モー
   タの回転力を利用して操舵補助力を発生する電動パワー
   ステアリング装置において、 車両の方向指示器の動作／非動作を検出する検出手段
   と、 この検出手段によって方向指示器が動作中であることが
   検出されたとき、操舵補助力を増加補正すべく上記モー
   タを制御するモータ制御手段とを含むことを特徴とする
   電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】車速を検出する車速検出手段と、 この車速検出手段によって検出される車速が所定値を超
   えるときには、上記操舵補助力の増加補正を禁止する手
   段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の電動
   パワーステアリング装置。