(57)【要約】【課題】保舵状態におけるドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減できる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】少なくとも操舵トルクから設定された操舵補助特性に基づき求められる操舵補助トルク基準値に、ゲインを乗じることで求められる操舵補助トルク目標値に応じて操舵補助力発生用モータが駆動される。操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かを判断する。保舵状態ではないと判断される時は前記ゲインの値として設定された標準値が用いられ、保舵状態であると判断される時は前記ゲインの値として前記標準値を超える値が用いられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクから設定された操舵補助特性に基づき求められる操舵補助トルク基準値に、ゲインを乗じることで求められる操舵補助トルク目標値に応じて駆動される操舵補助力発生用モータと、
操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値を求める手段と、
その操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かを判断する手段とを備え、
保舵状態ではないと判断される時は前記ゲインの値として設定された標準値が用いられ、保舵状態であると判断される時は前記ゲインの値として前記標準値を超える値が用いられることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じて、前記ゲインの値が漸次増加される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ゲインの値が前記標準値を超える時、保舵状態ではないとの判断の継続時間の増加に応じて、前記ゲインの値が漸次減少される請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵状態指標値として、操舵トルクの大きさと操舵速度の大きさと操舵角加速度または操舵トルク変化速度の大きさとが求められ、
その求めた操舵トルクの大きさが設定値を超え、且つ、操舵速度の大きさが設定値未満であり、且つ、操舵角加速度または操舵トルク変化速度の大きさが設定値未満である時は保舵状態であると判断され、そうでない時は保舵状態ではないと判断される請求項１〜３の中の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータにより操舵補助力を発生する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においては、操舵トルクや車速等から設定された操舵補助特性に基づき操舵補助トルク目標値を求め、その操舵補助トルク目標値に応じて操舵補助力発生用モータを駆動している。そのような電動パワーステアリング装置を備えた車両により例えば旋回半径の大きな道路を走行する場合、操舵角が殆ど変化しない保舵状態が長時間継続するためにドライバーの負担が大きくなる。
【０００３】
そこで、車両の旋回状態が所定時間（例えば２秒）以上経過した場合に保舵状態であると判断し、操舵補助トルク目標値を大きくすることでドライバーの負担を軽減することが提案されている（特許文献１参照）。この場合、保舵状態であると判断した時点で、操舵補助トルク目標値を漸次増加させることで操舵補助力の急変による操舵フィーリングの悪化を防止することも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１０６１０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、車両の旋回状態が所定時間以上経過するまでは保舵状態か否かの判断がなされない。すなわち、保舵状態か否かの判断に時間を要し、その判断がなされるまでは操舵補助力が増加しないため、ドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減することができない。特に、保舵状態であると判断した時点で操舵補助トルク目標値を漸次増加させる場合、十分に操舵補助力が増加するまでの時間がさらに長くなる。そのため、操舵フィーリングを悪化させることなくドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減するのは困難であった。
本発明は、上記課題を解決することの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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵トルクから設定された操舵補助特性に基づき求められる操舵補助トルク基準値に、ゲインを乗じることで求められる操舵補助トルク目標値に応じて駆動される操舵補助力発生用モータと、操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値を求める手段と、その操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かを判断する手段とを備え、保舵状態ではないと判断される時は前記ゲインの値として設定された標準値が用いられ、保舵状態であると判断される時は前記ゲインの値として前記標準値を超える値が用いられることを特徴とする。
本発明によれば、操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かの判断を行うので、保舵状態か否かの判断をリアルタイムで行うことができる。これにより、現時点が保舵状態であれば操舵補助トルク基準値に乗じるゲインを即座に大きくして、操舵補助力を増大させることでドライバーの負担を軽減できる。
【０００７】
本発明の電動パワーステアリング装置において、保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じて、前記ゲインの値が漸次増加されるのが好ましい。さらに、前記ゲインの値が前記標準値を超える時、保舵状態ではないとの判断の継続時間の増加に応じて、前記ゲインの値が漸次減少されるのが好ましい。
これにより、現時点が保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じて操舵補助力を漸次増大させ、さらに、ゲインの値が標準値を超える時に保舵状態でなければ操舵補助力を漸次減少させることができる。よって、現時点が保舵状態であれば即座にゲインを漸次大きくし、保舵状態でなければ即座にゲインを漸次小さくでき、操舵フィーリングを悪化させることなくドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減できる。
【０００８】
前記操舵状態指標値として、操舵トルクの大きさと操舵速度の大きさと操舵角加速度または操舵トルク変化速度の大きさとが求められ、その求めた操舵トルクの大きさが設定値を超え、且つ、操舵速度の大きさが設定値未満であり、且つ、操舵角加速度または操舵トルク変化速度の大きさが設定値未満である時は保舵状態であると判断され、そうでない時は保舵状態ではないと判断されるのが好ましい。これにより、保舵状態か否かを現時点において確実に判断できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す電動パワーステアリング装置１においては、車両のステアリングホイールＨに連結されるステアリングシャフト２が、ステアリングギヤ３を介して車輪４に連結されている。ステアリングギヤ３は、本実施形態ではラックピニオン式とされ、ステアリングシャフト２にユニバーサルジョイント５を介して接続されるピニオン６と、ピニオン６に噛み合うラック７とを備え、ラック７にリンク機構を介して車輪４が連結される。これにより、ステアリングホイールＨの回転がステアリングシャフト２およびピニオン６を介してラック７に伝達され、ラック７の移動により車輪４のトー角が変化することで操舵がなされる。ステアリングギヤ３は、ドライバーの操舵により作動する部材の動きを舵角が変化するように車輪に伝達できれば構成は特に限定されず、例えばボールスクリュー式としてもよい。
【００１０】
操舵補助力発生用のモータ１０の出力が、出力伝達機構を介して車輪４に舵角が変化するように伝達される。その出力伝達機構は、ステアリングシャフト２に設けられる従動ギヤ１１と、従動ギヤ１１に噛み合う駆動ギヤ１２とを有し、駆動ギヤ１２がモータ１０により駆動される。出力伝達機構はモータ１０の出力を舵角が変化するように車輪４に伝達できれば構成は特に限定されず、例えばラックピニオン式ステアリングギヤのラックに一体化されるスクリューと、そのスクリューにねじ合わされるナットとを有し、そのナットがモータ１０により駆動されるものでもよい。
【００１１】
ステアリングシャフト２により伝達される操舵トルクと車速を検出するため、トルクセンサ２１と車速センサ２２が車載コンピュータにより構成される制御装置２０に接続される。操舵トルクと操舵補助トルク基準値との関係が操舵補助特性として予め設定され、例えば図２に示すように操舵トルクＴｈの大きさが大きく車速Ｖが小さい程に操舵補助トルク基準値Ｔａの大きさが大きくなる関係が操舵補助特性として制御装置２０に記憶される。
【００１２】
制御装置２０は、検出した操舵トルクＴｈと車速Ｖとから操舵補助特性に基づき操舵補助トルク基準値Ｔａを求め、その操舵補助トルク基準値ＴａにゲインＫを乗じた値を操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  ＝Ｋ・Ｔａとして求める。さらに制御装置２０は、操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  に応じたモータ１０の指示電流値と電流検出センサ２３により検出されるモータ１０の駆動電流値との偏差をなくすように、例えばＰＩ制御によりモータ１０を駆動回路を介してＰＷＭ駆動する。これにより操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  に応じてモータ１０を駆動することで操舵補助力を発生させる。
【００１３】
制御装置２０は、操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値として、トルクセンサ２１の検出値の絶対値から操舵トルクＴｈの大きさを求め、制御装置２０に接続される舵角センサ２４により検出される舵角δの時間微分値の絶対値から操舵速度の大きさを求め、その操舵速度の時間微分値の絶対値から操舵角加速度の大きさを求める。制御装置２０は、求めた操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かを判断する。本実施形態では、求めた操舵トルクＴｈの大きさが設定値αを超え、且つ、操舵速度の大きさが設定値β未満であり、且つ、操舵角加速度の大きさが設定値γ未満である時は保舵状態であると判断し、そうでない時は保舵状態ではないと判断する。なお、操舵状態指標値は操舵状態を現時点で表す値であれば限定されず、例えば、操舵角加速度の大きさに代えて操舵トルクＴｈの時間微分値の絶対値から求める操舵トルク変化速度の大きさを操舵状態指標値として求め、操舵角加速度の大きさが設定値γ未満か否かの判断に代えて操舵トルク変化速度の大きさが設定値未満か否かの判断を行ってもよい。
【００１４】
上記操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  を演算する際に保舵状態ではないと判断した時、制御装置２０はゲインＫの値として予め設定された標準値を用い、保舵状態であると判断した時、ゲインＫの値として標準値を超える値を用いる。また、ゲインＫの値が設定された上限値未満の時、保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じてゲインＫの値は漸次増加され、ゲインＫの値が標準値を超える時、保舵状態ではないとの判断の継続時間の増加に応じてゲインＫの値は漸次減少される。この場合のゲインＫの漸増速度と漸減速度は良好な操舵フィーリングを確保できるように適宜設定すればよい。
【００１５】
図３にゲインＫと時間ｔとの関係の一例を示す。時間ｔ１、ｔ４で保舵状態であると判断され、時間ｔ３、ｔ５で保舵状態でないと判断されたものとする。ゲインＫの値は時間ｔ１までは標準値Ｋｏとされ、時間ｔ１から保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じて漸次増加し、時間ｔ２において設定された上限値Ｋｍａｘに達した後は一定となるものとされ、時間ｔ３において保舵状態ではないと判断されることで漸次減少し、時間ｔ４から再び保舵状態であると判断されて漸次増加し、時間ｔ５において再び保舵状態ではないと判断されることで漸次減少し、時間ｔ６において標準値Ｋｏとなる。
【００１６】
制御装置２０によるモータ１０の制御手順を図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、各センサによる検出値を読み込み（ステップＳ１）、操舵状態指標値を求め（ステップＳ２）、保舵状態か否かを判断する（ステップＳ３）。ステップ３において保舵状態であればゲインＫが上限値Ｋｍａｘか否かを判断し（ステップＳ４）、上限値Ｋｍａｘに達していなければゲインＫを予め設定した値ΔＫだけ増加させ、増加後の値を新たなゲインＫとし（ステップＳ５）、上限値Ｋｍａｘに達していればゲインＫを変更することなく、求めた操舵補助トルク基準値ＴａにゲインＫを乗じて操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  を求める（ステップＳ６）。ステップ３において保舵状態でなければゲインＫが標準値Ｋｏか否かを判断し（ステップＳ７）、標準値Ｋｏに達していなければゲインＫを予め設定した値ΔＫだけ減少させ、減少後の値を新たなゲインＫとし（ステップＳ８）、標準値Ｋｏに達していればゲインＫを変更することなく、ステップＳ６で操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  を求める。しかる後に、操舵補助トルク目標値Ｔａ＊  に応じてモータ１０を制御し（ステップＳ９）、イグニッションスイッチのオンオフ等に基づき制御を終了するか否かを判断し（ステップＳ１０）、制御を終了しなければステップＳ１に戻る。
【００１７】
上記電動パワーステアリング装置１によれば、操舵状態を現時点で表す操舵状態指標値に基づき保舵状態であるか否かの判断を行うので、保舵状態か否かの判断をリアルタイムで確実に行うことができる。これにより、現時点が保舵状態であれば操舵補助トルク基準値Ｔａに乗じるゲインＫを即座に大きくし、操舵補助力を増大させることでドライバーの負担を軽減できる。また、現時点が保舵状態であるとの判断の継続時間の増加に応じてゲインＫを漸次増加させることで操舵補助力を漸次増大させ、さらに、ゲインＫの値が標準値を超える時に保舵状態でなければ操舵補助力を漸次減少させることができる。よって、現時点が保舵状態であれば即座にゲインを漸次大きくし、保舵状態でなければ即座にゲインを漸次小さくでき、操舵フィーリングを悪化させることなくドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減できる。
【００１８】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、操舵補助特性は図２に示すものに限定されず、操舵補助特性を特定するための条件は少なくとも操舵トルクを含むものであればよく、例えば舵角を条件として付加してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵フィーリングを悪化させることなく保舵状態におけるドライバーの負担を十分かつ迅速に軽減できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における操舵補助特性を示す図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるゲインＫと時間ｔとの関係の一例を示す図
【図４】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータの制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１  電動パワーステアリング装置
１０  モータ
２０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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