(57)【要約】  【課題】  車両の加速の有無を、専用のセンサを用いることなく、また遅れを伴わずに検出し、この検出結果に基づいて操舵補助力の減量補正を実施することにより、発進及び加速走行時における操舵の違和感を解消することが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】  トルクセンサ４により検出される操舵トルクと、車速センサ７により検出される車速とに基づいて決定される目標補助力を得るべく操舵補助用のモータ５を駆動制御するアシスト制御部６に、エンジン回転センサ８によるエンジンの回転速度の検出値を与え、この検出値に基づいて車両の加速の有無を判定して、加速時には目標補助力を減量補正してモータ５を駆動する構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵部材に加えられる操舵トルクと前記車両の走行速度とに基づいて目標補助力を定め、該目標補助力を発生すべく操舵補助用のモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
前記車両のエンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、
該エンジン回転センサの検出結果に基づいて前記車両の加速の有無を判定する判定手段と、
該判定手段による加速の判定に応じて前記目標補助力を減量補正する補正手段と
を備え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】
前記操舵トルクの変化率を算出する手段と、該手段により算出される変化率が予め設定された下限値を超えているとき、前記補正手段による減量補正を中止する手段とを備える請求項１記載の電動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、操舵部材に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて駆動制御されるモータの回転力により操舵を補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイール等の操舵部材の回転操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの発生力を操舵機構に加えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられる操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出された操舵トルクに基づいて目標補助力を求め、この目標補助力を発生させるべく前記モータを駆動制御する構成となっている。
【０００３】
また、以上の如く算出される目標補助力を車速に応じて補正することにより良好な操舵感を実現し得ることが従来から知られている。この補正は、低速走行時又は停車時には、目標補助力を増量補正して操舵補助用のモータが発生する操舵補助力を大とし、運転者による操舵部材の操作を軽快に行わせる一方、高速走行時には、目標補助力を減量補正して操舵補助力を小とし、運転者に操作される操舵部材に適度な剛性を付与し、ふらつきのない安定した走行を実現するように行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置においては、オルタネータにより検出されるエンジンの回転数を用いて車速を求めることにより、車速検出のための専用のセンサを不要としている。
【特許文献１】特開平９−４８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、以上の如く車速の遅速に応じて操舵補助力を増減する制御を行った場合、発進時及び加速時における操舵に違和感を伴うという問題がある。即ち、発進時及び加速時には、車両の荷重バランスが後側に移行するため操舵用の車輪（前輪）に加わる荷重が減少して操舵に要する力は小さくなるのに対し、停車状態からの発進時、又は低速状態下での加速時には、操舵補助用のモータが発生する操舵補助力は低車速に応じて増量補正された状態にあり、操舵部材の操作感が過度に軽くなって操舵が不安定となる。
【０００６】
以上の如き操舵の違和感は、車両の加速の有無を検出し、加速（発進を含む）状態にある間には、車速に応じた補正を含む目標補助力を減じることにより解消されるが、加速の有無を検出するための専用のセンサ（前後加速度センサ）が必要となり、装置構成の複雑化を招くという問題がある。また、車速センサによる検出車速を微分して加速の有無の検出のために利用することも可能であるが、この場合、検出に遅れが生じ、十分な解消効果は得られない。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の加速の有無を、専用のセンサを用いることなく、また遅れを伴わずに検出し、この検出結果に基づいて操舵補助力の減量補正を実施することにより、発進及び加速走行時における操舵の違和感を解消することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵部材に加えられる操舵トルクと前記車両の走行速度とに基づいて目標補助力を定め、該目標補助力を発生すべく操舵補助用のモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、前記車両のエンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、該エンジン回転センサの検出結果に基づいて前記車両の加速の有無を判定する判定手段と、該判定手段による加速の判定に応じて前記目標補助力を減量補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記操舵トルクの変化率を算出する手段と、該手段により算出される変化率が予め設定された下限値を超えているとき、前記補正手段による減量補正を中止する手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置においては、エンジン回転センサにより検出されるエンジンの回転速度に基づいて加速の有無を判定するから、専用のセンサを用いずに、加速の有無を遅滞なく検出することができ、この検出に応じて目標補助力を減量補正するから、発進及び加速走行時における操舵の違和感を有効に解消し、安定した操舵を行わせることが可能となる。
【００１１】
また第２発明に係る電動パワーステアリング装置においては、操舵部材に加えられる操舵トルクの変化率を算出し、この変化率が大きい場合には、加速の判定に応じた目標補助力の減量補正を中止するから、発進又は加速に伴うトルクステアの発生時に大なる操舵補助力を確保することができ、このトルクステアに抗すべくなされる操舵部材の操作が阻害される虞れがなく、発進時及び加速時の操舵をより安定して行わせることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。なお本図には、ラックピニオン式の操舵機構を備える車両への適用例が示されているが、本発明は、ボールねじ式の操舵機構等、他の形式の操舵機構を備える車両への適用も可能であることは言うまでもない。
【００１３】
ラックピニオン式の操舵機構は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸１と、ラックハウジング10の中途に交叉するピニオンハウジング20の内部に回転自在に支持されたピニオン軸２とを備える公知の構成を有している。
【００１４】
ラックハウジング10の両側から外部に突出するラック軸１の両端は、各別のタイロッド11，11を介して操舵輪としての左右の前輪12，12に連結されており、ピニオンハウジング20の外部に突出するピニオン軸２の上端は、ステアリング軸３を介して操舵部材としてのステアリングホイール30に連結されている。またピニオンハウジング20の内部に延びるピニオン軸２の下部には、図示しないピニオンが形成されており、該ピニオンは、ラックハウジング10との交叉部において、ラック軸１の外面に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させてある。
【００１５】
ステアリング軸３は、筒形をなすコラムハウジング31の内部に回転自在に支持され、該コラムハウジング31を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って固定されており、コラムハウジング31の下方へのステアリング軸３の突出端にピニオン軸２が連結され、同じく上方への突出端にステアリングホイール30が固設されている。
【００１６】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、この回転がステアリング軸３を介してピニオン軸２に伝達され、該ピニオン軸２の回転が、ピニオンとラック歯との噛合部においてラック軸１の軸長方向の移動に変換されることとなり、このようなラック軸１の移動により、左右の前輪12，12が各別のタイロッド11，11を介して押し引きされて操舵がなされる。
【００１７】
ステアリング軸３を支持するコラムハウジング31の中途には、ステアリングホイール30の回転操作によりステアリング軸３に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４が設けてあり、該トルクセンサ４よりも下位置に操舵補助用のモータ５が取付けてある。
【００１８】
トルクセンサ４は、検出対象となるステアリング軸３を上下の２軸に分割し、これらの２軸を捩れ特性が既知のトーションバーにより同軸上に連結し、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って前記２軸間に生じる相対角変位を適宜の手段により検出する公知の構成を有している。
【００１９】
操舵補助用のモータ５は、コラムハウジング31の外側に軸心を略直交させて取り付けてあり、例えば、コラムハウジング31の内部に延びる出力端に固着されたウォームをステアリング軸３に外嵌固定されたウォームホイールに噛合させ、モータ５の回転を、ウォーム及びウォームホイールにより減速してステアリング軸３に伝えるように伝動構成されている。この構成により操舵補助用のモータ５の回転は、ステアリング軸３に減速伝動され、該ステアリング軸３の下端に連設されたピニオン軸２に回転力が付与されることとなり、この回転に応じて前述の如く行われる操舵が補助される。
【００２０】
なお操舵補助用のモータ５は、図示の位置に限らず、操舵トルクの検出がなされるトルクセンサ４よりも下位置であれば、ステアリング軸３、ピニオン軸２又はラック軸１に伝動構成して適宜の位置に取付けることができる。ラック軸１に伝動構成する場合、モータ５の回転をラック軸１の軸長方向の移動に変換するために、ボールねじ機構等の運動変換手段が必要となる。
【００２１】
このように取付けられた操舵補助用のモータ５は、アシスト制御部６から図示しない駆動回路を介して与えられる制御指令に従って駆動される。アシスト制御部６には、トルクセンサ４による操舵トルクの検出値が与えられており、また車両の適宜部位に配された車速センサ７から車速の検出値が与えられ、更に、車両のエンジンに付設されたエンジン回転センサ８から、該エンジンの回転速度の検出値が与えられている。
【００２２】
図２は、アシスト制御部６のブロック図である。アシスト制御部６は、内部バス60により相互に接続されたＣＰＵ61、ＲＯＭ62及びＲＡＭ63を備え、ＲＯＭ62に記憶された制御プログラムに従うＣＰＵ61の動作により以下のアシスト制御を実施するＥＣＵとして構成されており、トルクセンサ４による操舵トルクの検出値、車速センサ７による車速の検出値及びエンジン回転センサ８によるエンジンの回転速度の検出値は、入力インターフェイス64，65，66を介してＣＰＵ61に取り込まれるようになしてある。
【００２３】
図３は、アシスト制御部６の動作内容を示すフローチャートである。アシスト制御部６は、トルクセンサ４により検出される操舵トルクＴ及び車速センサ７により検出される車速Ｖを所定のサンプリング周期にて取込み（ステップ１、２）、次いでこれらの操舵トルクＴ及び車速Ｖを用いて、発生すべき操舵補助力の目標値（目標補助力）を算出する（ステップ３）。
【００２４】
ステップ３での目標補助力の算出は、例えば、トルクセンサ４から取り込まれる操舵トルクＴの検出値をＲＯＭ62に格納された制御マップに適用して基準補助力を求め、この基準補助力を、車速センサ７から取り込まれる車速Ｖの遅速に応じて増減補正する手順によりなされる。なお、操舵トルクと目標補助力との関係を示す制御マップを車速毎に複数準備しておき、車速Ｖの検出結果に応じて選定された制御マップに操舵トルクＴを適用し、車速Ｖによる補正項を含めた目標補助力を求める手順により行わせることもできる。このような目標補助力の算出動作は、従来から既知の動作であり、図３中には、単一のサブルーチンブロックにより示し、詳細な説明は省略する。
【００２５】
以上の如く目標補助力の算出を終えた後、アシスト制御部６は、エンジン回転センサ８により検出されるエンジン回転数Ｎを用いて先に求められた目標補助力を減量補正する加速補正動作を行い（ステップ４）、得られた目標補助力を発生すべく操舵補助用のモータ５に制御指令を発し、該モータ５を駆動する（ステップ５）。
【００２６】
図４は、加速補正動作の内容を示すフローチャートであり、この動作においてアシスト制御部６は、まず操舵トルクの変化率ΔＴを算出する（ステップ11）。この算出は、ステップ１において取り込まれた現状の操舵トルクＴx と、前回のサンプリング時に取り込まれた操舵トルクＴX-1 とを用いた差分演算によりなされる。前回の操舵トルクＴX-1 は、ワークエリアとしてのＲＡＭ63に記憶させておけばよい。
【００２７】
次いでアシスト制御部６は、算出されたΔＴを予め設定された下限変化率δと比較する（ステップ12）。この比較の結果、ΔＴがδ以上であると判定された場合（ステップ12：ＮＯ）には、ステップ13以降の処理、即ち、目標補助力の減量補正を行うことなくリターンする。
【００２８】
この動作は、特に、前輪駆動車、４輪駆動車等、操舵用の車輪が走行用の駆動輪を兼ねる車両において、発進及び加速時に発生するトルクステアの影響を軽減するために必要となるものである。トルクステアは、左右夫々の駆動輪に伝達される駆動力の不可避のアンバランスに起因して、駆動力の変化が大きい加速時及び発進時に操舵力及び保舵力が変化し、進路の乱れを招来する現象である。
【００２９】
前記ステップ12は、トルクステアの発生の有無の判定のために設けてあり、操舵トルクＴの変化率ΔＴが大きい場合（ステップ12：ＮＯ）、トルクステアが発生しており、これに抗するためのステアリングホイール30の操作がなされている状態であるとの判定がなされる。そして、この場合、目標補助力の減量補正を行わずにリターンするから、ステップ５において駆動される操舵補助用のモータ５による十分な操舵補助力の発生が維持されることとなり、トルクステアに抗すべく行われるステアリングホイール30の操作を阻害することがない。
【００３０】
一方、ステップ12における比較の結果、操舵トルクの変化率ΔＴが下限変化率δよりも小さいと判定された場合（ステップ12：ＹＥＳ）、即ち、トルクステアが発生していないと判定された場合、アシスト制御部６は、エンジン回転センサ８により検出されるエンジンの回転速度Ｎを取込み（ステップ13）、この回転速度Ｎを、車速Ｖに応じて予め設定された基準回転速度Ｎ0 と比較する（ステップ14）。この比較の結果、現状の回転速度Ｎが基準回転速度Ｎ0 を超えている場合（ステップ14：ＹＥＳ）、加速中であると判定し、回転速度Ｎの検出値に基づいて加速補正量を設定し（ステップ15）、この加速補正量により目標補助力を減量補正して（ステップ16）リターンし、また現状の回転速度Ｎが基準回転速度Ｎ0 以下であった場合（ステップ14：ＮＯ）、加速中ではないと判定して、目標補助力の減量補正を行うことなくリターンする。
【００３１】
このようにアシスト制御部６においては、アクセル操作を伴う加速走行中は、定速走行中及び減速走行中に比してエンジンの回転速度が増大することに着目し、エンジン回転センサ８により検出されるエンジンの回転速度Ｎに基づいて加速の有無を判定し、この判定に応じて目標補助力が減じるから、操舵用の車輪の接地荷重が小さくなる加速走行中にステアリングホイール30に適度な剛性感を付与することができ、安定した操舵を行わせることができる。
【００３２】
ここで、エンジンの回転速度Ｎは、実際の車両の加速に先立って増加するから、加速の有無を遅滞なく判定することができ、またエンジン回転センサ８は、車両の駆動系の制御のために必須のセンサであり、専用のセンサを用いることなく加速の有無を判定することができる。
【００３３】
なおステップ15において設定される加速補正量は、回転速度Ｎの増加に応じて適宜に増大する値として設定されるのが望ましいが、回転速度Ｎの如何に拘らず一定の値として設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。
【図２】アシスト制御部のブロック図である。
【図３】アシスト制御部の動作内容を示すフローチャートである。
【図４】加速補正動作の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
４    トルクセンサ
５    モータ
６    アシスト制御部
７    車速センサ
８    エンジン回転センサ
30    ステアリングホイール（操舵部材）
【図１】
2007015495.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007015495.tif 000005
【図４】
2007015495.tif 000006