(57)【要約】【課題】車速の過渡的変化時にドライバーの意思を迅速に反映して操舵補助力を増減し、操舵フィーリングを向上することができるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵補助力制御用アクチュエータ９を操舵補助力の大きさが求めた車速の大きさに逆相関するように制御する。操作されることで車速変化を生じさせる被操作部材１５の操作量の変化の速さを表す補正基準値を求める。車速が増加するように被操作部材１５が操作された時は求めた補正基準値の増加に応じて操舵補助力が減少し、車速減少時は求めた補正基準値の増加に応じて操舵補助力が増加するように前記アクチュエータ９が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助力制御用アクチュエータと、
車速を求める手段と、
操舵補助力の大きさが求めた車速の大きさに対応するように前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えるパワーステアリング装置において、
操作されることで車速変化を生じさせる被操作部材の操作量の変化の速さを表す補正基準値を求める手段が設けられ、
車速増加のための前記被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさに操舵補助力が逆相関または相関し、車速減少のための前記被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさに操舵補助力が相関するように前記アクチュエータの制御の目標値が補正されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
車速の減少時は、アクセルペダルおよびブレーキペダルが前記被操作部材とされている請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵補助力を車速に応じて制御可能なパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置により付与される操舵補助力の大きさを、低車速での車両旋回性能と高車速での走行安定性を向上するため、車速に対応するように制御することが行われている。そのため、車速をセンサ出力に基づき求め、その求めた値に応じて操舵補助力制御用アクチュエータを制御している。
【０００３】
また、検出車速から車両加速度を求め、求めた加速度に応じて操舵補助力を加速時に小さく減速時に大きくしたり（特許文献１参照）、ブレーキ操作の検出時に検出車速から車両減速度を求め、操舵補助力を減速度に応じて小さくしたり（特許文献２参照）、検出車速から車両加速度を求め、求めた加速度に応じて操舵補助力を加速時に小さく減速時に大きくすると共に、前輪荷重を求め、操舵補助力を前輪荷重の増減に応じて増減すること（特許文献３参照）が提案されている。
【０００４】
さらに、ブレーキ操作の有無から車両が制動中か否かを検出し、車両制動中は制動開始時の車速での操舵補助力よりも所定量だけ操舵補助力を大きくすることが提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１１ー５９４６８号公報
【特許文献２】特開２００１ー１９９３５４号公報
【特許文献３】特開２０００ー１４２４４２号公報
【特許文献４】特許第２９４７２９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
操舵補助力を単に検出車速に応じて制御した場合、車両の加減速時に適正な操舵補助力を付与できない。また、特許文献１〜３によれば車両の加減速度に応じて操舵補助力を増減できるが、その加減速度は検出車速から求められるものであるため、ドライバーの意思を迅速に反映して操舵補助力を増減できない。すなわち、ドライバーがアクセルペダルやブレーキペダルにより車速変更操作を行ってから、実際に車速が変化するまでには遅れがあるため、ドライバーにとっては加速時の操舵は軽過ぎ、減速時の操舵は重過ぎるものとなる。さらに、ブレーキ操作時のみ操舵補助力を大きくする従来例においては、車速の加速時には迅速に操舵補助力を小さくすることができず、また、ブレーキ操作時の操舵補助力は制動開始時の車速を基準にして増大されるため実際のブレーキ操作の速さを反映した適正な操舵補助力を付与できない。すなわち、従来は車速の過渡的変化時に迅速に適正な操舵補助力を付与することができなかった。
本発明は、上記課題を解決することのできるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、操舵補助力制御用アクチュエータと、車速を求める手段と、操舵補助力の大きさが求めた車速の大きさに対応するように前記アクチュエータを制御する制御手段とを備えるパワーステアリング装置において、操作されることで車速変化を生じさせる被操作部材の操作量の変化の速さを表す補正基準値を求める手段が設けられ、車速増加のための前記被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさに操舵補助力が逆相関または相関し、車速減少のための前記被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさに操舵補助力が相関するように前記アクチュエータの制御の目標値が補正されることを特徴とする。
本発明によれば、操舵補助力の大きさは車速の大きさに対応し、その車速の変化に先立って操作される被操作部材の操作量の変化の速さを表す補正基準値が求められる。その補正基準値に応じて操舵補助力制御用アクチュエータの制御の目標値を補正するので、実際の車速変化による操舵補助力の変化が生じる前に、車速増加のための被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさの増加に応じて操舵補助力が減少または増加し、車速減少のための被操作部材の操作時は求めた補正基準値の大きさの増加に応じて操舵補助力が増加する。よって、ドライバーの意思を迅速に反映して操舵補助力を増減できる。
【０００７】
本発明のパワーステアリング装置において、車速の減少時は、アクセルペダルおよびブレーキペダルが前記被操作部材とされているのが好ましい。これにより、車速の減少時にアクセルペダルとブレーキペダルが操作された時に迅速にドライバーの意思を反映して操舵補助力を増加できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパワーステアリング装置によれば、車速の過渡的変化時にドライバーの意思を迅速に反映して操舵補助力を増減し、操舵フィーリングを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示す電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１の操舵によるステアリングシャフト２の回転を中間軸３を介してピニオン４に伝達することで、ピニオン４に噛み合うラック５を車両幅方向に移動させる。このラック５の移動により、ラック５の各端にタイロッドやナックルアーム等を介して接続される左右前車輪６ｆの転舵角が変化する。ステアリングシャフト２の外周に設けられたベベルギヤ７に噛み合うベベルギヤ８が、モータ９（操舵補助力制御用アクチュエータ）により駆動されることで操舵補助力が付与される。
【００１０】
モータ９は制御装置１０により駆動回路１１を介して制御される。制御装置１０に、ステアリングシャフト２により伝達される操舵トルクＴｈを検知するトルクセンサ１２と、前後左右車輪６ｆ、６ｒの車輪回転速度を検知する車輪速センサ１３と、操舵用モータ９の駆動電流Ｉを検知する電流センサ１４が接続されている。なお、トルクセンサ１２は公知のものを用いることができ、例えばステアリングシャフト２の一部をトーションバーにより連結される２部材から構成し、その２部材それぞれに磁気回路を構成する磁性体を一体化し、操舵トルクによるトーションバーの捩れによる両磁性体の相対回転による磁気抵抗の変化を検出するものや、ステアリングシャフト２自体の操舵トルクによる捩れを圧電センサにより検出するものを用いることができる。
【００１１】
制御装置１０は車輪速センサ１３の出力である前後左右車輪６ｆ、６ｒの回転速度の平均値から車速Ｖを求める。車速Ｖの求め方は本実施形態に限定されず、例えば後輪駆動車両にあっては左右後車輪６ｒの、前輪駆動車両にあっては左右前車輪６ｆの回転速度の平均値から求めてもよいし、車両のエンジン回転速度とトランスミッションの減速比から求めてもよい。
【００１２】
操作されることで車速変化を生じさせる被操作部材であるアクセルペダル１５の変位量を検出する変位センサ１５ａが制御装置１０に接続されている。制御装置１０は、変位センサ１５ａから時系列に入力されるアクセルペダル１５の検出変位量から、アクセルペダル１５の操作量の変化の速さを表す補正基準値としてアクセルペダル変位速度Ａを求める。なお、補正基準値としてアクセルペダル１５の変位加速度を求めてもよいし、変位センサに代えてアクセルペダル１５の踏力を検知するロードセルを設け、補正基準値としてアクセルペダル１５の踏力の変化速度や変化加速度を求めてもよい。また、他のシステムで使用しているペダル操作量信号を通信を介して用いてもよい。
【００１３】
図２は制御装置１０により構成される操舵用モータ９の制御系を示すブロック線図であり、Ｃａは操舵トルクＴｈに対する目標アシストトルクＴａ* の調節部である。目標アシストトルクＴａ* は操舵トルクＴｈ、車速Ｖおよびアクセルペダル変位速度Ａの関数Ｆ（Ｔｈ，Ｖ，Ａ）とされ、予め定められて例えばテーブル形式で制御装置１０に記憶される。制御装置１０は、記憶されたＴａ* ＝Ｆ（Ｔｈ，Ｖ，Ａ）の関係と、検出された操舵トルクＴｈと、求められた車速Ｖと、求められたアクセルペダル変位速度Ａとから目標アシストトルクＴａ* を演算する。目標アシストトルクＴａ* は、操舵トルクＴｈの大きさに相関し、車速Ｖの大きさに逆相関し、車速増加のためのアクセルペダル１５の操作時はアクセルペダル変位速度Ａの大きさに逆相関するように補正され、車速減少のためのアクセルペダル１５の操作時はアクセルペダル変位速度Ａの大きさに相関するように補正される。Ｃｂは目標アシストトルクＴａ* に対する目標駆動電流Ｉ* の調節部である。目標駆動電流Ｉ* は伝達関数をＧとしてＩ* ＝Ｇ・Ｔａ* により求められ、伝達関数Ｇは例えば比例積分制御がなされるように定められる。求められた目標駆動電流Ｉ* と検出された駆動電流Ｉの偏差を低減するように操舵用モータ９が駆動回路１１を介して制御される。
【００１４】
図３は、アクセルペダル変位速度Ａが零である時の目標アシストトルクＴａ* と操舵トルクＴｈと車速Ｖとの関係の一例を示し、操舵補助力の大きさが求めた操舵トルクＴｈの大きさに相関すると共に求めた車速Ｖの大きさに逆相関する。  
【００１５】
図４は、アクセルペダル変位速度Ａと目標アシストトルクＴａ* に乗じられる補正係数との関係の一例を示し、その補正係数はアクセルペダル変位速度Ａが零の時に１とされる。アクセルペダル変位速度Ａは車速Ｖが増加するようにアクセルペダル１５が操作された時に正とされ、車速Ｖが減少するようにアクセルペダル１５が操作された時に負とされる。すなわち、車速Ｖが増加するようにアクセルペダル１５が操作された時はアクセルペダル変位速度Ａの大きさに操舵補助力が逆相関し、車速減少時はアクセルペダル変位速度Ａの大きさに操舵補助力が相関するようにモータ９の制御における目標アシストトルクＴａ* が補正される。なお、目標アシストトルクＴａ* 以外のモータ９の制御における目標値を補正するようにしてもよく、例えば目標駆動電流Ｉ* を補正するようにしてもよい。
【００１６】
上記実施形態の電動パワーステアリング装置によれば、操舵補助力の大きさは車速Ｖの大きさに逆相関し、その車速Ｖの変化に先立って操作されるアクセルペダル１５の変位速度Ａが求められる。アクセルペダル変位速度Ａに応じて目標アシストトルクＴａ* を補正するので、実際の車速変化による操舵補助力の変化が生じる前に、車速増加のためのアクセルペダル１５の操作時は求めたアクセルペダル変位速度Ａの大きさの増加に応じて操舵補助力が減少し、車速減少のためのアクセルペダル１５の操作時は求めたアクセルペダル１５の大きさの増加に応じて操舵補助力が増加する。よって、ドライバーの意思を迅速に反映して操舵補助力を増減できる。
【００１７】
本発明の変形例として、車速の減少時においては、アクセルペダル１５だけでなくブレーキペダル１６も操作されることで車速変化を生じさせる被操作部材とし、図１において鎖線で示すようにブレーキペダル１６の変位量を検出する変位センサ１６ａを制御装置１０に接続してもよい。この場合、制御装置１０は、補正基準値としてアクセルペダル変位速度Ａだけでなく、変位センサ１６ａから時系列に入力されるブレーキペダル１６の検出変位量から、ブレーキペダル１６の操作量の変化の速さを表すブレーキペダル変位速度Ｂも補正基準値として求める。なお、補正基準値としてブレーキペダル１６の変位加速度を求めてもよいし、変位センサに代えてブレーキペダル１６の踏力を検知するロードセルを設け、補正基準値としてブレーキペダル１６の踏力の変化速度や変化加速度を求めてもよい。また、他のシステムで使用しているペダル操作量信号を通信を介して用いてもよい。
【００１８】
本変形例においては図２において鎖線矢印で示すように調節部Ｃａにブレーキペダル変位速度Ｂが入力され、目標アシストトルクＴａ* は操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、アクセルペダル変位速度Ａおよびブレーキペダル変位速度Ｂの関数Ｆ（Ｔｈ，Ｖ，Ａ，Ｂ）とされ、予め定められて例えばテーブル形式で制御装置１０に記憶される。制御装置１０は、記憶されたＴａ* ＝Ｆ（Ｔｈ，Ｖ，Ａ，Ｂ）の関係と、検出された操舵トルクＴｈと、求められた車速Ｖと、求められたアクセルペダル変位速度Ａと、求められたブレーキペダル変位速度Ｂとから目標アシストトルクＴａ* を演算する。目標アシストトルクＴａ* は、操舵トルクＴｈの大きさに相関し、車速Ｖの大きさに逆相関し、車速増加のためのアクセルペダル１５の操作時はアクセルペダル変位速度Ａの大きさに逆相関するように補正され、車速減少のためのアクセルペダル１５およびブレーキペダル１６の操作時はアクセルペダル変位速度Ａおよびブレーキペダル変位速度Ｂの大きさに相関するように補正される。
【００１９】
図５は、ブレーキペダル変位速度Ｂと目標アシストトルクＴａ* に乗じられる補正係数との関係の一例を示し、その補正係数はブレーキペダル変位速度Ｂが零の時に１とされる。ブレーキペダル変位速度Ｂは制動解除するようにブレーキペダル１６が操作された時に負とされ、車速Ｖが減少するようにブレーキペダル１６が操作された時に正とされる。すなわち、制動解除するようにブレーキペダル１６が操作された時はブレーキペダル変位速度Ｂの大きさは操舵補助力に影響せず、車速減少時はブレーキペダル変位速度Ｂの大きさに操舵補助力が相関するようにモータ９の制御における目標アシストトルクＴａ* が補正される。
【００２０】
本変形例における他の構成は上記実施形態と同様とされる。これにより、車速減少時にアクセルペダル１５とブレーキペダル１６が操作された時でも迅速にドライバーの意思を反映して操舵補助力を増減できる。
【００２１】
本発明は上記実施形態や変形例に限定されない。例えば、トルクセンサに代えてステアリングシャフトの回転角を検知する角度センサを設け、その検出回転角の大きさに操舵補助力の大きさが相関するように操舵補助力制御用アクチュエータを制御してもよい。また、本発明は電動パワーステアリング装置以外のパワーステアリング装置にも適用できる。例えば、操舵補助力発生用油圧アクチュエータに送る圧油の圧力を制御する電磁バルブあるいは電動ポンプを備え、その電磁バルブや電動ポンプを操舵補助力制御用アクチュエータとして車速に応じて制御することで、操舵補助力の大きさを車速の大きさに逆相関させるパワーステアリング装置にも本発明を適用できる。さらに、ステアリング装置の型式はラックピニオン式に限定されず、例えばステアリングホイールの回転を車輪にボールスクリューやリンク機構を介して伝達する型式であってもよい。また、車速増加のための被操作部材の操作時は求めた操作量の変化の速さを表す補正基準値の大きさに操舵補助力が相関する（大きくなる）ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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用モータの制御系を示すブロック線図
【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目標アシストトルクと操舵トルクと車速Ｖ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アクセルペダル変位速度と目標アシストトルクの補正係数との関係の一例を示す図
【図５】本発明の変形例の電動パワーステアリング装置におけるブレーキペダル変位速度と目標アシストトルクの補正係数との関係の一例を示す図
【符号の説明】
【００２３】
９  モータ
１０  制御装置
１３  車輪速センサ
１５  アクセルペダル
１６  ブレーキペダル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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