(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング系に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系に補助トルクを与えるアクチュエータと、前記操舵トルクセンサが検出した操舵トルク信号、またはこの操舵トルクを含む複数のセンサ信号に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する駆動手段とからなるパワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記車両に設けられた自動変速装置のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段からの信号に基づいて前記制御信号の特性を変更し、
前記自動変速装置が自動モードの所定シフトポジションから手動モードに切替え可能であり、手動モードに切換えられた場合、前記制御手段は、前記シフトポジション検出手段からの信号に基づき前記複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記手動モードのシフトポジションのうちローギアとトップギア以外の少なくともひとつのシフトポジションのときに、前記複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はアクチュエータ（油圧または電動機）の動力をステアリング系に直接作用させ、ドライバの操舵力を軽減するパワーステアリング装置に係り、特に自動変速機の状態に対応してアクチュエータの動力を制御するパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパワーステアリング装置、例えば電動パワーステアリング装置において、ドライバの手動操舵トルクを検出して操舵トルク信号に対応し、予め車速をパラメータとした複数の目標電流信号特性データを記憶しておき、この目標電流信号特性の１つを選択して電動機制御信号を発生し、電動機駆動手段を介して電動機を駆動することによりステアリング系に電動機トルクを操舵補助力として作用させるよう構成されたものは知られている。
【０００３】
また、従来の電動パワーステアリング装置は、低車速領域には操舵補助力を大きく設定して操舵の軽快性の向上を図り、一方高車速領域には操舵補助力を小さく設定してステアリングの切り過ぎを防止することによって車両挙動の安定化を図るよう構成されている。
【０００４】
通常、車速をパラメータとした複数の目標電流信号特性データは、平均的なドライバの好みに合うよう設定されているが、スポーツ走行の頻度が高いドライバの好みにも対応できるように、車速をパラメータとし、スポーツ走行に対応して別の複数の目標電流信号特性データと外部切替スイッチを設け、この外部切替スイッチを操作することによって平均的ドライバの操舵特性とスポーツ走行の操舵特性の切替えが可能となるよう構成されたものも知られている。（特開昭５９―１０００５９号公報参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動パワーステアリング装置は、外部切替スイッチの操作によって平均的ドライバの操舵特性とスポーツ走行の操舵特性の切替えが可能となるよう構成されているが、切替えスイッチの操作が必要とされるため、操作が煩わしかったり、操作を忘れたりして使用頻度が少なく、有効に利用されない場合が多い。
【０００６】
また、一般的に、オートマチック・トランスミッション車（以後、ＡＴ車と記す）は、自動変速機のシフトレバーのシフトポジションに、１（ロー）、２（セカンド）、３（サード）、Ｄ（Ｄ３やＤ４）等のレンジを有し、山岳部の上りワインディング路や下りワインディング路の走行時、またはサーキット等の走行時にはシフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジに設定する頻度が多い。
【０００７】
これは、シフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジのエンジン回転数が高いため、エンジンブレーキが良く効き、エンジンの発生トルクが高いためにきびきびとした走行が可能となるためである。
【０００８】
しかし、ワインディング路の頻度が高い場合には、操舵回転角が大きくなって車両の挙動も大きくなるため、市街地を走行する場合に較べて手応えの大きな操舵フィーリングが好まれ、車両挙動に適した操舵特性が望まれている。
【０００９】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的は操舵特性を自動変速機の変速特性に連動して自動的に切替え、手応えの大きな操舵フィーリングが得られる操作性に優れたパワーステアリング装置を提供することにある。
また、変速特性の一部を手動で切替え、操舵特性をスポーツ走行モードに適した変速特性に連動させ、より手応えの大きな操舵フィーリングが得られるパワーステアリング装置を提供することにある。
なお、パワーステアリング装置としては、電動パワーステアリング装置および油圧パワーステアリング装置が対象となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明に係るパワーステアリング装置の制御手段は、車両に設けられた自動変速装置のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段からの信号に基づいて制御信号の特性を変更し、自動変速装置が自動モードの所定シフトポジションから手動モードに切替え可能であり、手動モードに切替えられた場合、制御手段は、シフトポジション検出手段からの信号に基づき複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るパワーステアリング装置は、手動モードのシフトポジションのうちローギアとトップギア以外の少なくともひとつのシフトポジションのときに、複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明に係るパワーステアリング装置の制御手段は、車両に設けられた自動変速装置のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段からの信号に基づいて制御信号の特性を変更するので、同じ操舵トルクおよび同じ車速に対応して複数の異なる操舵特性を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係るパワーステアリング装置は、自動変速装置が自動モードの所定シフトポジションから手動モードに切換え可能であり、手動モードに切替えられた場合、制御手段は、シフトポジション検出手段からの信号に基づき複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択するので、スポーツ走行時にはより手応えの大きな操舵フィーリングを得ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
まず、この発明を電動パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。
図１はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステアリング軸３、ハイポイドギア４、ピニオン５ａおよびラック軸５ｂなどからなるラック＆ピニオン機構５、タイロッド６、操向車輪の前輪７、操舵補助力を発生するアクチュエータを構成する電動機８、ステアリングホイール２に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルクに対応した電気信号に変換された操舵トルク信号Ｔを出力する操舵トルクセンサ１０、車速を検出し、車速に対応した電気信号に変換された車速信号Ｖを出力する車速センサ１１、ＡＴ車に設けられた自動変速機のシフトポジションのＤレンジ（Ｄ３レンジ、またはＤ３レンジと２レンジ）を検出し、シフトポジションＤレンジに対応した電気信号に変換されたシフトポジション信号Ｐを出力するシフトポジション検出手段１５、同一の操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖに対応して複数の異なる操舵特性データ値を設定しておき、シフトポジション信号Ｐに対応した操舵特性データ値を選択して電動機８を駆動、制御する制御手段を構成する電動機制御手段１２、電動機駆動手段１３、電動機電流検出手段１４を備える。
【００１５】
ステアリングホイール２を操舵すると、ステアリング軸３に設けられた操舵トルクセンサ１０が操舵トルクを検出し、電気信号に変換した操舵トルク信号Ｔを電動機制御手段１２に供給する。
また、ステアリング軸３に加えられる操舵トルクは、ラック＆ピニオン機構５を介してピニオン５ａの回転力がラック軸５ｂの軸方向の直線運動に変換され、タイロッド６を介して前輪７の操向を変化させる。
【００１６】
一方、車速センサ１１は、車両の速度を検出して対応する電気信号に変換し、車速信号Ｖを電動機制御手段１２に供給する。
また、シフトポジション検出手段１５は、ＡＴ車のシフトレバーのシフトポジションＤレンジを対応した電気信号（例えば電圧信号）で検出し、シフトポジション信号Ｐを電動機制御手段１２に提供する。
【００１７】
電動機制御手段１２は操舵トルク信号Ｔ、車速信号Ｖおよびシフトポジション信号Ｐに基づいて電動機駆動手段１３に、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）の電動機制御信号ＶＯを供給し、電動機駆動手段１３は電動機制御信号ＶＯに対応した電動機電圧ＶＭを供給して電動機８を駆動する。
電動機８が発生する電動機トルクは、ハイポイドギア４を介して倍力された操舵補助トルク（アシストトルク）に変換され、ステアリング軸３に作用する。
【００１８】
このように、電動パワーステアリング装置１は、電動機の動力をステアリング系に作用させ、ステアリングホイール２に加えられるドライバの操舵トルクを軽減するとともに、車速および自動変速機のシフトポジションに応じて電動機の動力を制御し、ドライバにＡＴ車の走行状態に応じた適切な操舵特性を与える。
【００１９】
図２は本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図である。
図２において、電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクセンサ１０、車速センサ１１、電動機制御手段１２、電動機駆動手段１３、電動機８、電動機電流検出手段１４等を備える。
また、電動機制御手段１２には、ＡＴ車の自動変速機１６に搭載されたシフトポジション検出手段１５からのシフトポジション信号Ｐが供給され、自動変速機１６のシフトポジション（１：ロー、２：セカンド、３：サード、Ｄ：Ｄ３やＤ４等のレンジ）に応じた操舵特性の制御がなされる。
【００２０】
操舵トルクセンサ１０は、例えば差動変圧器で構成し、ドライバの操舵力の方向と大きさに対応し、アナログ電気信号に変換された操舵トルク信号Ｔを電動機制御手段１２に供給する。
車速センサ１１は、例えばスリットを有する回転円盤とフォトカプラとからなるスピードメータで構成し、車両速度に比例した周期のパルス電気信号で検出した車速信号Ｖを電動機制御手段１２に供給する。
【００２１】
ここで、自動変速機のシフトポジション検出手段について説明する。
図９に自動変速機の配置図、図１０にシフトポジション表示器イメージ図、図１１にシフトポジション検出手段の構成図を示す。
図９において、自動変速機１６のシフトレバー１７は運転席の近傍に配置し、シフトレバー１７を操作してシフト位置に対応したシフトポジション信号Ｐが図１１のシフトポジション検出手段１５から検出する。
また、車室内のフロントパネル等に図１０のシフトポジション表示器１８を配置してシフト位置を可視的に表示する。
【００２２】
図１１に示すシフトポジション検出手段１５は、例えばポテンショメータで構成し、図９に示すシフトレバー１７と連動してＯ点を中心として回転する可動接点部５３、Ｏ点を中心とした扇形状に形成した電圧検出パターン５１と、扇形上に形成し、両端に電源（例えば、＋５Ｖ）を接続する電極パターン５２Ａと車体アース（ＧＮＤ）に接続する接地パターン５２Ｂを有し、抵抗体パターン（例えば、ポテンショメータ）で形成した可変抵抗手段５２とを備え、可動接点部５３に設けたブラシ５３Ａが電圧検出パターン５１と可変抵抗手段５２に接触しながら回転移動することにより、シフトポジション（１：ロー、２：セカンド、３：サード、Ｄ：Ｄ３やＤ４等のレンジ）に対応した検出電圧ＶＫ（電圧ＶＫ―ＧＮＤ間）を検出する。
【００２３】
なお、ＡＴ車のシフトポジションには、１：ロー、２：セカンド、３：サード、Ｄ：Ｄ３やＤ４等のレンジの自動変速に対応したものの他に、スポーツ走行により適した変速制御のため、例えばシフトレバーの切替えをシフトポジションＤ３レンジから分岐して操作可能に構成してマニュアルで設定できるようにしたもの、シフトレバーの切替えをシフトポジションＤ４レンジに設定した状態から、シフトレバーに設けたスイッチを操作してマニュアルで設定できるようにしたもの、ＣＶＴ（自動変速装置）のＤ３、Ｄ４レンジでマニュアルで設定できるようにしたもの等があり、Ｄ３およびＤ４等の固定された自動変速パターンを手動変速パターンに変更し、ドライバが好む走行状態、例えば手動変速でスポーツ走行パターンを実現している。
【００２４】
また、シフトポジション検出手段１５は図示しない判定手段を備え、シフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジの検出電圧ＶＫを検出した場合には、例えばＨレベルのシフトポジション信号Ｐを電動機制御手段１２の切替手段２４に供給する。
【００２５】
電動機制御手段１２はマイクロプロセッサを基本に、ソフトプログラムの命令実行プログラムにより動作する各種演算機能、メモリ、処理機能等から構成され、目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２および目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３からなる目標信号設定手段２１、切替手段２４、偏差決定手段２５、駆動制御手段２６を備える。
【００２６】
目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２および目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３は、それぞれＲＯＭ等のメモリを備え、操舵トルクセンサ１０が検出した信号の操舵トルク信号Ｔおよび車速センサが１１が検出した信号の車速信号Ｖを取込み、並列のディジタル処理されたそれぞれの信号ＶＤ、ＴＤに基づいて予めそれぞれのメモリに設定した車速信号ＶＤをパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号ＩＭＳの特性データから操舵トルク信号ＴＤに対応する目標電流信号ＩＭＳ（ＩＭＡ、ＩＭＢ）データを読み出し、目標電流信号ＩＭＡおよび目標電流信号ＩＭＢを切替手段２４に提供する。
【００２７】
図３に図２の目標信号設定手段の一実施例要部ブロック構成図を示す。
この実施例は目標電流信号データを記憶する記憶手段を２個設け、それぞれの記憶手段に設定した特性データの中からシフトポジション信号Ｐに基づいていずれか１つの記憶手段からの目標電流信号データを選択可能にするものである。
図３において、目標信号設定手段２１は、スポーツ走行パターンデータ記憶手段２２Ａおよびデータアクセス手段２２Ｂを有する目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２、通常走行パターンデータ記憶手段２３Ａおよびデータアクセス手段２３Ｂを有する目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３を備える。
【００２８】
データアクセス手段２２Ｂは操舵トルク信号ＴＤおよび車速信号ＶＤを取込み、スポーツ走行パターンデータ記憶手段２２Ａにアクセス信号を送り、スポーツ走行パターンデータ記憶手段２２Ａに予め設定して記憶してある、図６（ａ）に示す自動変速でスポーツ走行パターンの車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号（ＩＭＡ）特性図の特性データから対応する目標電流信号ＩＭＡデータを読み出し、自動変速でスポーツ走行時の目標電流信号ＩＭＡを切替手段２４の一方の端子に提供する。
【００２９】
データアクセス手段２３Ｂもデータアクセス手段２２Ｂと同様に、操舵トルク信号ＴＤおよび車速信号ＶＤを取込み、図６（ｂ）示す自動変速で通常走行パターンの車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号（ＩＭＢ）特性図の特性データから対応する目標電流信号ＩＭＢデータを読み出し、自動変速で通常走行時の目標電流信号ＩＭＢデータを切替手段２４のもう一方の端子に提供する。
【００３０】
スポーツ走行パターンデータ記憶手段２２Ａおよび通常走行パターンデータ記憶手段２３Ａは、それぞれＲＯＭ等のメモリで構成し、予め設定した図６の（ａ）、（ｂ）に示す車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号（ＩＭＡ、ＩＭＢ）特性図の特性データを記憶し、データアクセス手段２２Ｂおよびデータアクセス手段２３Ｂからのアクセス信号に基づき、それぞれスポーツ走行時の目標電流信号ＩＭＡデータおよび通常走行時の目標電流信号ＩＭＢデータを出力する。
【００３１】
図６（ａ）に示す自動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ特性と図６（ｂ）に示す自動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢ特性は、いずれも同一の車速信号ＶＤおよび同一の操舵トルク信号ＴＤに対して異なる特性値を有するよう設定し、特に、自動・スポーツ走行パターンの特性値を自動・通常走行パターンの特性値よりも小さく設定することにより、スポーツ走行時にドライバの操舵手応えを大きくすることができる。
【００３２】
切替手段２４は電子スイッチまたはソフト制御のスイッチ機能で構成し、図１１に示すシフトポジション検出手段１５からシフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジに対応したＨレベルのシフトポジション信号Ｐ（ＰＳ）が提供された場合には、自動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡを選択し、シフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジ以外のシフトポジション１（ロー）、Ｄ４に対応したＬレベルのシフトポジション信号Ｐ（ＰＴ）が提供された場合には、自動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢを選択し、いずれも目標電流信号ＩＭＳとして図２に示す偏差決定手段２５に供給する。
【００３３】
このように、目標信号設定手段２１は、それぞれＡＴ車の自動変速でスポーツ走行パターンの目標電流信号特性データ（ＩＭＡ）、自動変速で通常走行パターンの目標電流信号特性データ（ＩＭＢ）を記憶するスポーツ走行パターンデータ記憶手段２２Ａおよび通常走行パターンデータ記憶手段２３Ａを備えたので、シフトポジション検出手段１５から提供されるシフトポジション信号Ｐ（ＰＳ、ＰＴ）に基づいてそれぞれ自動変速でスポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ、または自動変速で通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢを出力することができる。
【００３４】
偏差決定手段２５は減算器やソフト制御の減算機能で構成し、目標電流信号ＩＭＳと電動機電流検出手段１４からフィードバックされる電動機電流検出信号ＩＭＤの偏差を演算し、偏差信号ΔＩ（＝ＩＭＳ−ＩＭＤ）を駆動制御手段２６に出力する。
【００３５】
駆動制御手段２６は、偏差信号ΔＩ（＝ＩＭＳ−ＩＭＤ）に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分（Ｄ）の演算、処理を行うＰＩＤコントローラ、このＰＩＤコントローラからの信号に基づいて電動機８の発生トルクの方向と大きさを制御するためにオン信号やＰＷＭ（パルス幅変調）信号の混成信号である電動機制御信号ＶＯを発生する信号発生器などを備え、電動機制御信号ＶＯを電動機駆動手段１３に供給して偏差信号ΔＩ（＝ＩＭＳ−ＩＭＤ）を速やかに、かつ安定に０に制御する。
【００３６】
電動機駆動手段１３はスイッチング素子、例えば電動機８が直流電動機の場合、４個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなるブリッジ回路で構成し、オン信号やＰＷＭ（パルス幅変調）信号の電動機制御信号ＶＯでＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を駆動制御し、駆動方向と大きさを有する電動機電圧ＶＭ を供給して電動機８を駆動する。
【００３７】
電動機８は、例えば直流電動機やブラシレス・モータ等を用い、電動機駆動手段１３から供給される駆動方向と大きさを有する電動機電圧ＶＭで駆動され、電動機電圧ＶＭに対応した動力を発生し、電動機トルクを操舵補助力としてステアリング系に作用する。
【００３８】
電動機電流検出手段１４は、例えばホール素子を用いた電流センサ、電流を電圧として検出する抵抗器を用いた検出器等で構成し、電動機８に流れる電動機電流ＩＭを検出し、ディジタル信号に変換した電動機検出電流ＩＭＤを偏差決定手段２６にフィードバック（ＮＦＢ：負帰還）する。
【００３９】
図４は本発明に係る電動機制御手段の別実施例要部ブロック構成図である。
図４において、電動機制御手段３０はマイクロプロセッサを基本にソフト制御の各種演算手段、処理手段およびメモリ等を備え、自動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ、および制動電流信号ＩＤＡをそれぞれ設定する目標信号特性データ発生手段（Ａ）３２および制動信号特性データ発生手段（Ａ）３３と、自動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢ、および制動電流信号ＩＤＢをそれぞれ設定する目標信号特性データ発生手段（Ｂ）３５および制動信号特性データ発生手段（Ｂ）３６とからなる目標信号設定手段３１、目標電流信号演算手段（Ａ）３４、目標電流信号演算手段（Ｂ）３７、切替手段２４、偏差演算手段２５、駆動制御手段２６を備える。
【００４０】
目標信号特性データ発生手段（Ａ）３２および目標信号特性データ発生手段（Ｂ）３５は、図２に示す目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２および目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３と同じ構成であり、操舵トルク信号ＴＤおよび車速信号ＶＤに基づいて図６（ａ）、（ｂ）の特性データから対応した目標電流データＩＭＡ、ＩＭＢを選定し、目標電流信号ＩＭＡ、目標電流信号ＩＭＢをそれぞれ目標電流信号演算手段（Ａ）３４、目標電流信号演算手段（Ｂ）３７に提供する。
【００４１】
制動信号特性データ発生手段（Ａ）３３および制動信号特性データ発生手段（Ｂ）３６はＲＯＭ等のメモリを備え、予め設定した図７の（ａ）、（ｂ）に示す車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵回転速度信号ＮＤ―制動電流信号（ＩＤＡ、ＩＤＢ）特性図の特性データから、操舵回転速度センサ９で検出し、電気信号に変換された操舵回転速度信号ＮＤおよび車速信号ＶＤ対応する制動電流データＩＤＡ、ＩＤＢを選定し、制動電流信号ＩＤＡ、制動電流信号ＩＤＢをそれぞれ目標電流信号演算手段（Ａ）３４、目標電流信号演算手段（Ｂ）３７に提供する。
【００４２】
なお、図７の特性図において、（ａ）は図１１に示すシフトポジション検出手段１５からシフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジに対応した自動変速でスポーツ走行パターンに対応させ、（ｂ）はシフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジ以外のシフトポジション１（ロー）、Ｄ４に対応した自動変速で通常走行パターンに対応させたものであり、同一の車速信号ＶＤおよび操舵回転速度信号ＮＤに対して（ａ）の制動電流信号ＩＤＡが（ｂ）の制動電流信号ＩＤＢよりも大きくなるよう設定する。
【００４３】
目標電流信号演算手段（Ａ）３４および目標電流信号演算手段（Ｂ）３７は、加算機能、減算機能、およびステアリング状態判定手段３８からのステアリング状態信号ＳＴの制御で加算機能と減算機能を切替えるスイッチ手段を備える。
【００４４】
目標電流信号演算手段（Ａ）３４は、ステアリング状態信号ＳＴが、例えばＨレベルの場合には、目標信号特性データ発生手段（Ａ）３２から提供される目標電流信号ＩＭＡと制動信号特性データ発生手段（Ａ）３３から提供される制動電流信号ＩＤＡの偏差（ＩＭＡ−ＩＤＡ）を演算し、ステアリング往き状態の目標電流信号ＩＭＳＡ（＝ＩＭＡ−ＩＤＡ）を切替手段２４に供給する。
【００４５】
また、目標電流信号演算手段（Ａ）３４は、ステアリング状態信号ＳＴが、例えばＬレベルの場合には、目標電流信号ＩＭＡと制動電流信号ＩＤＡの和（ＩＭＡ＋ＩＤＡ）を演算し、ステアリング戻り状態の目標電流信号ＩＭＳＡ（＝ＩＭＡ＋ＩＤＡ）を切替手段２４に供給する。
【００４６】
目標電流信号演算手段（Ｂ）３７も目標電流信号演算手段（Ａ）３４と同様に構成し、ステアリング往き状態には目標信号特性データ発生手段（Ｂ）３５から提供される目標電流信号ＩＭＢと制動信号特性データ発生手段（Ｂ）３６から提供される制動電流信号ＩＤＢの偏差（ＩＭＢ−ＩＤＢ）を演算し、目標電流信号ＩＭＳＢ（＝ＩＭＢ−ＩＤＢ）を切替手段２４に供給する。
一方、ステアリング戻り状態には、目標電流信号ＩＭＢと制動電流信号ＩＤＢの和（ＩＭＢ＋ＩＤＢ）を演算し、目標電流信号ＩＭＳＢ（＝ＩＭＢ＋ＩＤＢ）を切替手段２４に供給する。
【００４７】
ステアリング状態判定手段３８は操舵トルク信号ＴＤの方向フラグＦおよび操舵回転速度信号ＮＤのフラグＧに基づいて図１に示すステアリングホイール２の往き状態または戻り状態を検出し、例えばステアリング往き状態はＨレベル、ステアリング戻り状態にはＬレベルのように、ステアリング状態に対応したステアリング状態信号ＳＴを目標電流信号演算手段（Ａ）３４および目標電流信号演算手段（Ｂ）３７に供給する。
ステアリング往き状態またはステアリング戻り状態の検出は、例えばフラグＦとフラグＧの符号で判定するよう構成し、フラグＦとフラグＧの符号が一致する場合（Ｆ＝Ｇ）は往き状態、フラグＦとフラグＧの符号が不一致の場合（Ｆ≠Ｇ）には戻り状態とする。
【００４８】
このように、制動信号特性データ発生手段（Ａ）３３および制動信号特性データ発生手段（Ｂ）３６はドライバが操作するステアリングホイール２の操舵回転速度Ｎに対応した制動電流信号ＩＤＡ（または制動電流信号ＩＤＢ）で、操舵トルクＴに対応した目標電流信号ＩＭＡ（または目標電流信号ＩＭＢ）を制動することができる。
【００４９】
また、目標電流信号演算手段（Ａ）３４および目標電流信号演算手段（Ｂ）３７を備え、ステアリング状態判定手段３８からのステアリング状態信号ＳＴに基づいてステアリング往き状態またはステアリング戻り状態に対応した目標電流信号ＩＭＳＡ、ＩＭＳＢを発生する。
【００５０】
切替手段２４は電子スイッチまたはソフト制御のスイッチ機能で構成し、図１１に示すシフトポジション検出手段１５からシフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジに対応したＨレベルのシフトポジション信号Ｐ（ＰＳ）が提供された場合には、目標電流信号演算手段（Ａ）３４側を接続して目標電流信号ＩＭＳＡを自動変速でスポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＳとして偏差決定手段２５に出力する。
【００５１】
一方、シフトポジションＤ３や２（セカンド）レンジ以外のシフトポジション１（ロー）、Ｄ４に対応したＬレベルのシフトポジション信号Ｐ（ＰＴ）が提供された場合には、目標電流信号演算手段（Ｂ）３７側を接続して目標電流信号ＩＭＳＢを自動変速で通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＳ として偏差決定手段２５に出力する。
【００５２】
このように、電動機制御手段３０は、ＡＴ車のシフトポジションＤ３や２（セカンド）の自動変速でスポーツ走行パターン、およびシフトポジションＤ３や２（セカンド）以外の自動変速で通常走行パターンに対応したそれぞれ目標電流信号ＩＭＡ、ＩＭＢおよび制動電流信号ＩＤＡ、ＩＤＢを発生し、ステアリングの往き状態またはステアリング戻り状態に対応した目標電流信号ＩＭＳ（ＩＭＡ−ＩＤＡ、ＩＭＢ−ＩＤＢ）、（ＩＭＡ＋ＩＤＡ、ＩＭＢ＋ＩＤＢ）に基づいて図１に示す電動機８を駆動するよう構成したので、車両の走行状態に対応したきめ細かい操舵特性が得られる。
【００５３】
また、自動変速でスポーツ走行モード、かつステアリング往き状態の目標電流信号ＩＭＳ（＝ＩＭＡ−ＩＤＡ）を自動変速で通常走行モード、かつステアリング往き状態の目標電流信号ＩＭＳ（ＩＭＢ−ＩＤＢ）より小さな値に設定するので、自動変速でスポーツ走行モードの操舵補助力を小さくでき、手応え感のある操舵特性が得られる。
【００５４】
さらに、ＡＴ車のシフトレバーを操作し、所定のシフトポジション（例えば、シフトポジションＤ３レンジ）から分岐させ、手動操作でマニュアル設定し、固定された自動変速パターンを手動変速パターンに変更してドライバの好みに合った手動変速でスポーツ走行パターン、および手動変速で通常走行パターンの操舵特性は、それぞれ図８（ａ）の手動・スポーツ走行パターンの車速信号ＶＤをパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号（ＩＭＡ）特性図、図８（ｂ）の手動・通常走行パターンの車速信号ＶＤをパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号（ＩＭＢ）特性図に示すデータを、予め図２に示すそれぞれ目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２、目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３のＲＯＭに設定して実現することができる。
【００５５】
なお、図８（ａ）に示す手動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ、および図８（ｂ）に示す手動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢのそれぞれは、同一の操舵トルク信号ＴＤおよび車速信号ＶＤに対し、図６（ａ）に示す自動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ、図６（ｂ）の自動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢよりも小さい値に設定する。
【００５６】
また、図８の（ａ）、（ｂ）の特性データをそれぞれ図４に示す目標信号特性データ発生手段（Ａ）３２、目標信号特性データ発生手段（Ｂ）３５のＲＯＭに予め設定しておき、手動変速でスポーツ走行パターン、および手動変速で通常走行パターンの操舵特性を実現することができる。
【００５７】
次に、この発明を油圧パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。
図５にこの発明に係る油圧パワーステアリング装置の全体構成図を示す。
図５において、油圧パワーステアリング装置４０は、図２に示す電動機制御手段１２に対応するアクチュエータ制御手段４１、電動機駆動手段１３に対応するアクチュエータ駆動手段４２を備える。
【００５８】
また、油圧パワーステアリング装置４０は、アクチュエータ駆動手段４２に駆動されるソレノイド駆動手段６１、給油路７３と油圧反動室６３の間に連絡路７４Ｂを介して設けられた可変絞り弁６２、可変絞り弁６２から供給される油圧により切換弁６４のスプール弁体６４Ａを中立位置に付勢するとともに操舵トルクを付与する油圧反動室６３、パワーシリンダ６５へ供給する油圧の切換えを行う切換弁６４、ラック軸６７に一体的に設けられたピストン６６を左右一対の油圧室６５Ａ、６５Ｂに切換弁６４から供給される油圧で駆動してラック軸６７を移動するパワーシリンダ６５、ラック軸６７に設けられたラック６７Ａと歯合するピニオン６８Ａ、ピニオン軸６８Ｃに支承され、操舵トルクにより揺動自在なピニオンホルダ６８Ｂに一体的に設けられるピン６４Ｆにスプール弁体６４Ａが嵌合されてなる機械的なトルクセンサ１０、ピニオン軸６８Ｃに連結されるステアリング軸６９、ステアリングホイール７０などを備える。
【００５９】
さらに、油圧パワーステアリング装置４０は、作動油圧を発生する作動油圧源７２、排油を蓄える油タンク７１、作動油圧を切換弁６４および可変絞り弁６２に供給する給油路７３、排油を油タンク２３に戻す排油路７５、その他に給油路７４Ａ、連結路７４Ｂ、７６、７７を備える。
【００６０】
アクチュエータ制御手段４１は図２の電動機駆動手段１２で説明した目標信号設定手段２１、切替手段２４、駆動制御手段２６を備え、機械的な操舵トルクセンサ１０からの圧油による動力補助に対して操舵トルクを変えるための油圧反動室６３に与える圧油を、車速センサ１１からの車速信号ＶＤに基づいて予め目標信号特性データ発生手段（Ａ）２２および目標信号特性データ発生手段（Ｂ）２３に設定した目標電流信号ＩＭＡおよび目標電流信号ＩＭＢを出力し、シフトポジション検出手段からのシフトポジション信号Ｐに基づいて切替手段２４を切替えることにより、操舵トルクＴ、車速ＶおよびシフトポジションＰの車両状態に対応した図６の特性図に示す目標電流信号ＩＭＡと同等の油圧特性または目標電流信号ＩＭＢと同等の油圧特性を選択することができる。
【００６１】
続いて、油圧パワーステアリング装置４０の概略動作について説明する。
ドライバがステアリングホイール７０を操作すると、ステアリング軸６９を介して操舵トルクがピニオン軸６８Ｃに伝達されてピニオン６８Ａが回転し、ピニオン６８Ａと嵌合されたラック６７Ａが移動してラック軸６７が操舵トルクおよび操舵方向に対応した直線運動を行い、ラック軸６７の両端を介して連結された操向車輪を移動するよう手動のステアリング系が構成される。
【００６２】
一方、ピニオン６８Ａが回転すると、ピニオンホルダ６８Ｂも回転し、ピニオンホルダ６８Ｂに設けられたピン６４Ｆに連結された切換弁６４のスプール弁体６４Ａも図の左右方向に移動する。
【００６３】
例えば、スプール弁体６４Ａが右方向に移動すると、給油路７４Ａに連通した給油ポート６４Ｅが、パワーシリンダ６５の油圧室６５Ａに連通したポート６４Ｃに接続され、油圧室６５Ａに所定油圧を供給する。
一方、排油路７５に連通した排油ポート６４Ｂが、パワーシリンダ６５の油圧室６５Ｂに連通したポート６４Ｂに接続され、油圧室６５Ｂの油圧は減少する。
【００６４】
この状態では、油圧室６５Ａに所定油圧が供給され、油圧室６５Ｂの油圧が減少するため、パワーシリンダ６５のピストン６６は図の右方向に移動し、ラック軸６７も右方向に移動させるため、手動ステアリング系の手動操舵力に加え、油圧パワーステアリング系の操舵補助力が付勢される。
【００６５】
同様に、スプール弁体６４Ａが左方向に移動すると、油圧室６５Ｂに所定油圧が供給され、油圧室６５Ａの油圧が減少するため、パワーシリンダ６５のピストン６６は図の左方向に移動する。
なお、ドライバがステアリングホイール７０を操作しない状態には、油圧室６５Ａおよび油圧室６５Ｂ内の油圧は等しくなり、ラック軸６７は中立位置に保たれる。
【００６６】
油圧室６５Ａまたは油圧室６５Ｂに供給、排出される油圧のシーソ動作により付勢される油圧パワーステアリング系の操舵補助力は、単純な油圧供給または油圧排出のオン／オフ制御により発生するため、設定された範囲の最大値となる。
【００６７】
最大の操舵補助力を、操舵トルクＴ、車速ＶおよびシフトポジションＰの車両状態に対応した操舵補助力とするため、本発明を適用してソレノイド駆動手段６１を駆動するソレノイド電流ＩＳＬを車速ＶとシフトポジションＰによりコントロールし、可変絞り弁６２の可変絞り６２Ｃの開度を調節して給油路７３から供給される油圧を給油路７４Ａと連結路７４Ｂに分割するよう構成する。
【００６８】
ドライバがステアリングホイール７０を操作すると、ステアリング軸６９に配置された操舵トルクセンサ１０が手動の操舵トルクＴを検出し、ピニオンホルダ６８Ｂ、ピン６４Ｆを介してスプール弁体６４Ａを作動してパワーシリンダ６５に圧油を供給する。
車両の状態に対応し、車速センサ１１およびシフトポジション検出手段１５が検出してディジタル信号に変換された車速信号ＶＤおよびシフトポジション信号Ｐをアクチュエータ制御手段４１に供給される。
【００６９】
アクチュエータ制御手段４１は、車速信号ＶＤおよびシフトポジション信号Ｐに基づいて図６の特性図に示す目標電流信号ＩＭＡと同等の油圧特性または目標電流信号ＩＭＢと同等の油圧特性を選択できるよう、アクチュエータ駆動手段４２を制御信号に基づいてソレノイド電流ＩＳＬを発生し、ソレノイド駆動手段６１を駆動する。
【００７０】
ソレノイド電流ＩＳＬは、自動・スポーツ走行パターンまたは自動・通常走行パターンのシフトポジション位置、車速Ｖ（ＶL：低車速領域、ＶＭ： 中車速領域、ＶＨ：高車速領域）に対応した目標電流信号と同様な特性になるよう設定する。
【００７１】
ソレノイド駆動手段６１のソレノイド６１Ａがソレノイド電流ＩＳＬで駆動されると、ソレノイド電流ＩＳＬに比例した力が可動コア６１Ｂに作用し、可動コア６１Ｂが移動して可変絞り弁６２のスプール弁体６２Ａを移動させる。
【００７２】
可変絞り弁６２は、連絡路７４Ｂに連通した入口ポート、油圧反動室６３に繋がる出口ポート、スプール弁体６２Ａ、スプール弁体６２Ａを押し戻すばねを備え、スプール弁体６２Ａには入口ポートと出口ポートを連通する環状溝６２Ｂを有し、環状溝６２Ｂの入口ポート側に切り欠部を設け、入口ポート側と切り欠部とで可変絞り６２Ｃを形成する。
【００７３】
スプール弁体６２Ａは、ソレノイド電流ＩＳＬが０の場合にはばね力によって環状溝６２Ｂが入口ポートと出口ポートを完全に連通する位置にあり、給油路７４Ａから連絡路７４Ｂを介して供給される油圧（最大値）を油圧反動室６３に供給する。
【００７４】
一方、ソレノイド電流ＩＳＬが０から増加するにつれてスプール弁体６２Ａは、ばね力と平衡を取りながら図の左方向に移動し、可変絞り６２Ｃが入口ポートの開度を調整し、連絡路７４Ｂを介して油圧反動室６３に供給される油圧はソレノイド電流ＩＳＬに反比例して次第に減少し、最終的には０となる。
【００７５】
油圧反動室６３は、切換弁６４のスプール弁体６４Ａに係合されて平行な方向に移動可能な対向する一対のプランジャ（図示せず）間に配置され、油圧反動室６３には一対のプランジャを相互に離反する側に付勢するばね（図示せず）が設けられているため、可変絞り弁６２の出口ポートから連結路７６を介して供給される油圧に対応した力でスプール弁体６４Ａを中立位置に付勢する。
【００７６】
このように、ソレノイド電流ＩＳＬによりソレノイド駆動手段６１を駆動して可変絞り弁６２の可変絞り６２Ｃの開度を調節し、油圧反動室６３に供給する油圧を制御して切換弁６４のスプール６４Ａに制動をかけるとともに、給油路７４Ａを介して切換弁６４の給油ポート６４Ｅに供給する油圧をソレノイド電流ＩＳＬに対応するよう制御するので、ソレノイド電流ＩＳＬに比例した油圧でパワーシリンダ６５のピストン６６を駆動し、ラック軸６７を移動させることにより、ソレノイド電流ＩＳＬに対応した操舵補助力をステアリング系に作用させることができる。
【００７７】
なお、ステアリングホイール７０の操舵回転速度Ｎを検出する操舵回転速度センサ９をステアリング軸６９に配置した場合には、図４に示す電動機制御手段３０の目標信号設定手段３１、目標電流信号演算手段（Ａ）３４、目標電流信号演算手段（Ｂ）３７、切換手段２４、駆動制御手段２６をアクチュエータ制御手段４１に備えることにより、図６（ａ）の目標電流信号ＩＭＡと図７（ａ）の制御電流信号ＩＤＡを合成した目標電流信号ＩＭＳＡ、または図６（ｂ）の目標電流信号ＩＭＢと図７（ｂ）の制御電流信号ＩＤＢを合成した目標電流信号ＩＭＳＢに対応したソレノイド電流ＩＳＬを出力し、ソレノイド電流ＩＳＬ対応した操舵補助力をステアリング系に作用させるよう構成することができる。
【００７８】
また、図８の（ａ）、（ｂ）に示す手動・スポーツ走行パターンの目標電流信号ＩＭＡ、または手動・通常走行パターンの目標電流信号ＩＭＢに対応したソレノイド電流ＩＳＬを発生し、ソレノイド電流ＩＳＬ対応した操舵補助力をステアリング系に作用させるよう構成することもできる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るパワーステアリング装置の制御手段は、車両に設けられた自動変速装置のシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段からの信号に基づいて制御信号の特性を変更し、同じ操舵トルクおよび同じ車速に対応して複数の異なる操舵特性を得ることができるので、車両の走行モードに適した操舵フィーリングを得ることができる。
【００８０】
また、本発明に係るパワーステアリング装置は、自動変速装置が自動モードの所定シフトポジションから手動モードに切換え可能であり、手動モードに切換えられた場合、制御手段は、シフトポジション検出手段からの信号に基づき複数の目標信号特性データから自動モードに対応する特性データ値よりも小さな特性データ値を選択するので、スポーツ走行時には変速特性に連動したより手応えの大きな操舵フィーリングを得ることができる。
【００８１】
よって、操舵特性を変速特性に自動的に連動させ、ドライバの好みに応じた手応えの確かな操舵フィーリングが得られる操作性に優れたパワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
【図３】図２の目標信号設定手段の一実施例要部ブロック構成図
【図４】この発明に係る電動機制御手段の別実施例要部ブロック構成図
【図５】この発明に係る油圧パワーステアリング装置の全体構成図
【図６】自動モードの車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号ＩＭＳ特性図
【図７】車速信号ＶＤをパラメータとした操舵回転速度信号ＮＤ―制動電流信号（ＩＤＡ、ＩＤＢ）特性図
【図８】手動モードの車速信号ＶＤ（ＶＬ、ＶＭ、ＶＨ）をパラメータとした操舵トルク信号ＴＤ―目標電流信号ＩＭＳ特性図
【図９】自動変速機の配置図
【図１０】シフトポジション表示器イメージ図
【図１１】シフトポジション検出手段の構成図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリング軸、４…ハイポイドギア、５…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック軸、６…タイロッド、７…前輪、８…電動機、９…操舵回転速度センサ、１０…操舵トルクセンサ、１１…車速センサ、１２，３０…電動機制御手段、１３…電動機駆動手段、１４…電動機電流検出手段、１５…シフトポジション検出手段、２１，３１…目標信号設定手段、２２，３２…目標信号特性データ発生手段（Ａ）、２２Ａ…スポーツ走行パターンデータ記憶手段、２２Ｂ，２３Ｂ…データアクセス手段、２３，３５…目標信号特性データ発生手段（Ｂ）、２３Ａ…通常走行パターンデータ記憶手段、２４…切替手段、２５…偏差演算手段、２６…駆動制御手段、データ発生手段、３３…制動信号特性データ発生手段（Ａ）、３４…目標電流信号演算部手段（Ａ）、３６…制動信号特性データ発生手段（Ｂ）３７…目標電流信号演算部手段（Ｂ）、４０…油圧パワーステアリング装置、４１…アクチュエータ制御手段、４２…アクチュエータ駆動手段、６１…ソレノイド駆動手段、６２…可変絞り弁、６３…油圧反動室、６４…切換弁、６５…パワーシリンダ、ＩＭ…電動機電流、ＩＭＤ…電動機電流検出信号、ＩＭＡ，ＩＭＢ，ＩＭＳ，ＩＭＳＡ，ＩＭＳＢ…目標電流信号、ＩＤＡ，ＩＤＢ…制動電流信号、ΔＩ…偏差信号、ＩＳＬ…ソレノイド電流、Ｐ，ＰＳ、ＰＴ…シフトポジション信号、Ｔ，ＴＤ…操舵トルク信号、Ｖ，ＶＤ…車速信号、ＶＯ…電動機制御信号、ＶＭ…電動機電圧。
【図１】
0003625082.tif 000002
【図２】
0003625082.tif 000003
【図３】
0003625082.tif 000004
【図４】
0003625082.tif 000005
【図５】
0003625082.tif 000006
【図６】
0003625082.tif 000007
【図７】
0003625082.tif 000008
【図８】
0003625082.tif 000009
【図９】
0003625082.tif 000010
【図１０】
0003625082.tif 000011
【図１１】
0003625082.tif 000012