JP3117120B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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、電動機の動力を
操舵補助力としてステアリング系に作用させ、ドライバ
の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係
り、特にラックエンド近傍のステアリングの突きあて制
御に伴う操舵フィーリングの低下を改善する電動パワー
ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置は、
本願出願人が特開昭６４−９０６４号公報に開示したよ
うに、ステアリング系の操舵力（操舵トルク）を検出す
る操舵力検知手段、または操舵力検知手段およびステア
リング系の操舵速度（操舵回転速度）を検出する操舵速
度検知手段と、過負荷防止手段とを備え、操舵力が所定
値を超える場合、または操舵力が所定値を超え、かつ操
舵速度が所定値以下の場合には過負荷防止手段を動作さ
せてステアリング系に操舵補助力を作用させる電動機の
電流を減少するよう構成されている。

【０００３】このように構成された従来の電動パワース
テアリング装置は、例えばラック＆ピニオン式のもので
は、ドライバのステアリング操作によってラック軸が最
大操舵位置（ラックエンドの突きあて）になったにも係
わらず、さらに操舵力が加えられた場合、または路上の
障害物に妨げられて操向車輪の転舵が不可能になったに
も係わらず、さらに操舵力が加えられた場合等に、操舵
力が所定値を超える状態、または操舵力が所定値を超え
るとともに操舵速度が所定値以下の状態（以下、“ステ
アリングの突きあて状態”と記す）が検出され、電動機
に流れる不必要な電流を減少させて電動機の消費電力の
低減が図られ、発熱などに伴う電動機、電動機を駆動す
るブリッジ回路のスイッチング素子（例えば、パワーＦ
ＥＴ：電界効果トランジスタ）等の劣化や破損が防止さ
れる。

【０００４】

【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、 操舵力（操舵トルク）と、操舵速度
（操舵回転速度）または電動機回転速度とにより前述の
ようなステアリングの突きあて状態を検出し、電動機に
流れる電流を減少させて電動機が発生する不必要な操舵
補助力を制限させていたが、ステアリングの突きあて状
態を検出した後に、ステアリング操作を逆方向に行った
場合（以下、操舵トルクが一方から他方へ変更される操
作のことを“操舵切り返し”と記す）には、本来ステア
リング突きあて状態からの復帰であるから充分な操舵補
助力が必要であるにも係わらず、電動機が停止状態から
急に逆方向に回転させられるため、電動機の慣性力によ
って再びステアリング系の突きあて状態を検出して電動
機の操舵補助力が小さく制限されてしまい、ステアリン
グ操作に対応した充分な操舵補助力が得られないため、
操舵フィーリングの劣化を招く課題がある。

【０００５】特に、操舵補助力を減少させたり、元に復
帰させる時に、時間とともに減少または復帰させる手法
を用いた場合には、ステアリングの突きあて状態を検出
した後、急に反対方向に操舵切り返しを行うと、操舵補
助力がまだ元に戻っていない状態なのでステアリングの
突きあて状態を検出してしまう課題がある。

【０００６】また、このような現象は、ステアリングの
突きあて状態でない場合の操舵切り返し時にも発生する
ことがある。

【０００７】なお、ステアリングの操舵切り返し時に操
舵補助力を制限しないようにするためには、ステアリン
グの突きあて状態検出条件を厳しくしなければならず、
本来のステアリングの突きあて状態の検出が遅れ、電動
機やブリッジ回路を構成するスイッチング素子の消費電
力が大きくなる課題がある。

【０００８】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、その目的はステアリングの突きあて状
態時の消費電力を制限しながら、ステアリング切り返し
時に最適な操舵補助力が得られる電動パワーステアリン
グ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１および請求項２に係る電動パワーステアリング
装置の制御手段は、操舵トルク信号が一方向から反対方
向に変更された後の所定時間は、操舵トルクに基づく目
標電流信号の減少補正を禁止または制限する補正制限手
段を備えたことを特徴とする。

【００１０】この発明に係る電動パワーステアリング装
置は、制御手段に、操舵切り返し時の所定時間は、反対
方向の操舵トルクに基づく目標電流信号の減少補正を禁
止または制限する補正制限手段を備えたので、反対方向
のステアリング操作に対しては、減少補正を禁止または
制限して操舵トルクに対応した操舵特性を補償すること
ができる。

【００１１】なお、請求項２の制御手段のほうが請求項
１の制御手段に較べ、ステアリングの突きあて状態をよ
り正確に検出することができる。

【００１２】請求項３に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段は、目標電流信号の減少補正およびその後
の復帰補正を時間経過とともに漸増減する時間漸増減手
段を備えたことを特徴とする。

【００１３】この発明に係る電動パワーステアリング装
置は、制御手段に、目標電流信号の減少補正およびその
後の復帰補正を時間経過とともに漸増減する時間漸増減
手段を備えたので、減少補正時およびその後の復帰補正
時は電動機電流を時間経過とともに次第に減少および増
加してステアリング系に作用する操舵補助力を滑らかに
減少および増加させることができる。

【００１４】請求項４に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段は、いずれか一方の操舵トルクに対して目
標電流の減少補正を実行した後の所定時間は反対方向の
操舵トルクに対する減少補正を禁止または制限する制限
手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】この発明に係る電動パワーステアリング装
置は、制御手段に、いずれか一方の操舵トルクに対して
目標電流の減少補正を実行した後の所定時間は反対方向
の操舵トルクに対する減少補正を禁止または制限する制
限手段を備えたので、減少補正および復帰補正を時間と
ともに連続的に変更するようにした補正手段を有する場
合の急激な操舵切り返し時に、減少補正を禁止または制
限して操舵トルクに対応した操舵特性を補償することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明の電動パワー
ステアリング装置は、操舵トルクが所定値を超える条
件、または操舵トルクが所定値を超え、かつ操舵回転速
度が所定値を下回る条件を満たす場合に、電動機電流を
減少補正して電動機および電動機駆動回路を構成するス
イッチング素子の消費電力を低減する減少補正制御を禁
止または制限し、ステアリングの切り返し時に操舵トル
クに対応した操舵特性が得られるようにして最適な操舵
フィーリングが得られるようにするものである。

【００１７】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。図１において、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１７に
一体的に設けられたステアリング軸２に自在継ぎ手３
Ａ、３Ｂを備えた連結軸３を介し、ステアリング・ギア
ボックス４内に設けたラック＆ピニオン機構５のピニオ
ン５Ａに連結されて手動操舵力発生手段６を構成する。

【００１８】ピニオン５Ａに噛み合うラック歯７Ａを備
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７
は、その両端にタイロッド８を介して操向輪としての左
右の前輪９が連結される。

【００１９】このようにして、ステアリングホイール１
７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発
生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を操
向させて車両の向きを変えている。

【００２０】手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減
するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸
７と同軸的に配設し、ラック軸７と同軸に設けられたボ
ールねじ機構１１を介して推力に変換し、ラック軸７
（ボールねじ軸１１Ａ）に作用させる。

【００２１】ステアリング・ギアボックス４内にはドラ
イバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵ト
ルクセンサ１２を配置し、操舵トルクセンサ１２が検出
した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵トル
ク信号Ｔ_Sを制御手段１５に提供する。または、ドライ
バの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵トル
クセンサ１２、ドライバの操作するステアリングホイー
ル１７の操舵回転速度の方向と大きさを検出する操舵回
転速度センサ１３を配置し、操舵トルクセンサ１２が検
出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵ト
ルク信号Ｔ_S、操舵回転速度センサ１３が検出した操舵
回転速度に対応したアナログ電気信号の操舵回転速度信
号Ｎ_Sのそれぞれを制御手段１５に提供する。

【００２２】なお、操舵回転速度センサ１３の代りに電
動機１０の回転速度を検出する電動機回転速度センサを
設け、数１から操舵回転速度Ｎ_Sを算出することもでき
る。

【００２３】

【数１】Ｎ_S＝Ｋ₁（Ｎ_M−ｄＴ_S／ｄｔ） ただし、Ｋ₁は定数、Ｎ_Mは電動機回転速度、ｄＴ_S／ｄ
ｔは操舵トルクＴ_Sの微分値

【００２４】また、操舵回転速度センサ１３の代りに電
動機回転速度センサを配置し、操舵回転速度Ｎ_Sに代え
て電動機回転速度センサが検出した電動機回転速度信号
（Ｎ_M）を制御手段１５に供給するよう構成してもよ
い。

【００２５】さらに、電動機回転速度センサの代りに電
動機電圧センサおよび電動機電流センサを設け、電動機
電圧センサで検出した電動機電圧Ｖ_Mおよび電動機電流
センサで検出した電動機電流Ｉ_Mを用いて数２から電動
機回転速度Ｎ_Mを算出することもできる。

【００２６】

【数２】Ｎ_M＝（Ｖ_M−Ｋ₂＊Ｉ_M）／Ｋ₃ ただし、Ｋ₂、Ｋ₃は定数

【００２７】制御手段１５はマイクロプロセッサを基本
に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等で
構成し、操舵トルク信号Ｔ_Sに対応する電動機制御信号
Ｖ_O（例えば、オン信号とＰＷＭ信号の混成信号）を発
生して電動機駆動手段１６を駆動制御する。

【００２８】また、制御手段１５は、操舵トルク信号Ｔ
_S、または操舵トルク信号Ｔ_Sおよび、操舵回転速度信号
Ｎ_Sまたは電動機回転速度（Ｎ_M）に基づいて操舵トルク
信号Ｔ_Sに対応した目標電流信号（Ｉ_MS）を減少補正す
る補正手段の制御を禁止または制限する補正制限手段を
備え、操舵トルク信号Ｔ_Sが所定値を超える条件、また
は操舵トルク信号Ｔ_Sが所定値を超え、かつ操舵回転速
度信号Ｎ_Sまたは電動機回転速度（Ｎ_M）が所定値を下回
る条件の場合に作動して目標電流信号（Ｉ_MS）を減少補
正する補正手段の減少補正制御を解除したり、減少補正
を制限してステアリング切り返し時の操舵特性を操舵ト
ルク信号Ｔ_Sに対応したものとする。

【００２９】さらに、制御手段は、時間漸減手段、時間
漸増手段を備え、目標電流信号（Ｉ _MS）の減少補正時、
または補正制限時に目標電流信号（Ｉ_MS）の減少または
増加を時間経過とともに次第に変化させて操舵特性を滑
らかに変更する。

【００３０】電動機駆動手段１６は、例えば４個のパワ
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のスイッチング素子
からなるブリッジ回路で構成し、制御手段１５から供給
される電動機制御信号Ｖ_Oに基づいて電動機電圧Ｖ_Mを出
力して電動機１０を駆動する。

【００３１】図２は請求項１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の制御手段１５は、目標
電流信号設定手段２１、補正手段２２、補正制限手段２
３、駆動制御手段２４を備える。

【００３２】目標電流信号設定手段２１はＡ／Ｄ変換手
段、ＲＯＭ等のメモリで構成し、操舵トルクセンサ１２
から供給される操舵トルク信号Ｔ_Sをディジタルの操舵
トルク信号Ｔ_Dに変換し、この操舵トルク信号Ｔ_Dに基づ
いて予め設定されている目標電流信号Ｉ_MSに変換し、操
舵トルク信号Ｔ_Dに対する目標電流信号Ｉ_MSを補正手段
２２の乗算手段２７に供給する。

【００３３】図８に操舵トルク信号（Ｔ_D）―目標電流
信号（Ｉ_MS）特性図を示す。図８に示すように、目標電
流信号設定手段２１は右方向の操舵トルクに対応した操
舵トルク信号Ｔ_D（＋極性）に対しては、プラス極性の
目標電流信号Ｉ_MS（＋）を供給し、一方、左方向の操舵
トルクに対応した操舵トルク信号Ｔ_D（−極性）対して
はマイナス極性の目標電流信号Ｉ_MS（−）を供給する。

【００３４】補正手段２２は、補正条件判定手段２５、
補正係数発生手段２６、乗算手段２７を備え、操舵トル
クセンサ１２から供給される操舵トルク信号Ｔ_Sに基づ
いて補正係数Ｋ_H（０＜Ｋ_H≦１）を発生し、この補正係
数Ｋ_Hを目標電流信号Ｉ_MSに乗算し、目標電流信号Ｉ_MS
を減少補正して目標電流信号Ｉ_MSHを駆動制御手段２４
に供給する。

【００３５】補正条件判定手段２５は比較手段を備え、
切替手段３０供給される操舵トルク信号Ｔ_Q（操舵トル
ク信号Ｔ_Sと同じ）と基準トルク値Ｔ_Fを比較し、操舵ト
ルク信号Ｔ_Sが基準トルク値Ｔ_Fを超える（Ｔ_S＞Ｔ_R）場
合には補正判定信号Ｊ_H（例えば、Ｈレベル）を補正係
数発生手段２６に提供する。

【００３６】なお、基準トルク値Ｔ_Fはステアリングの
突きあて状態のように充分大きな操舵トルク信号Ｔ_Sに
対応した値に設定する。

【００３７】補正係数発生手段２６は、例えばＨレベル
の補正判定信号Ｊ_Hが供給された場合には所定の補正係
数Ｋ_H（０＜Ｋ_H＜１）、Ｌレベルの補正判定信号Ｊ_Hが
供給された場合には所定時間で次第に１まで増加する補
正係数Ｋ_H（＝１）を乗算手段２７に供給する。

【００３８】図３に補正係数発生手段の一実施の形態要
部ブロック構成図を示す。図３において、補正係数発生
手段２６は、補正係数設定手段４１、時間漸増減手段４
２を備える。補正係数設定手段４１はＲＯＭ等のメモリ
を備え、予め１および１を下回るＫ_Cの係数を記憶して
おき、Ｌレベルの補正判定信号Ｊ_Hに基づいて補正係数
１、一方Ｈレベルの補正判定信号Ｊ_Hに基づいて１を下
回る補正係数Ｋ_Cの２値の補正係数Ｋ_Xを時間漸増減手段
４２に出力する。

【００３９】時間漸増減手段４２はそれぞれ２種の関数
演算手段およびタイマ手段を備え、補正判定信号Ｊ_Hが
ＬレベルからＨレベルに切り替った場合には、補正判定
信号Ｊ_HがＬレベルの補正係数１から補正判定信号Ｊ_Hが
Ｈレベルの補正係数Ｋ_Cまでを所定関数（例えば、１次
関数）を演算して出力することにより、立下り時間Ｔ_A
で連続的に減少し、立下り時間Ｔ_A以降所定時間Ｔ_Kまで
は一定値の補正係数Ｋ_C(0<K_C＜１）を補正係数Ｋ_Hとし
て乗算手段２７に供給する。

【００４０】一方、補正判定信号Ｊ_HがＨレベルからＬ
レベルに切り替った場合には、補正係数Ｋ_Cから補正係
数１までを別の所定関数（例えば、１次関数）を演算し
て出力することにより、立上り時間Ｔ_Bで連続的に増加
し、時間（Ｔ_K＋Ｔ_B）以降は補正係数１を補正係数Ｋ_H
として乗算手段２７に供給する。

【００４１】図４に補正係数の時間特性図の一例を示
す。図４において、補正係数Ｋ_Hは、補正判定信号Ｊ_Hが
ＬレベルからＨレベルに切り替わると、補正係数１は、
時間ｔ＝０から時間ｔ＝Ｔ_Aまでは１次関数（Ｋ_H＝−α
＊ｔ＋１）で減少する減少補正が行われ、時間ｔ＝Ｔ_A
以降の所定時間Ｔ_Kまでは補正係数Ｋ_C（一定値）とな
る。

【００４２】一方、所定時間Ｔ_Kにおいて、補正判定信
号Ｊ_HがＨレベルからＬレベルに切り替わると、補正係
数Ｋ_Cは、時間Ｔ_Kから時間（Ｔ_K＋Ｔ_B）までは１時関数
（Ｋ_H＝Ｋ_C＋β＊ｔ）で補正係数１まで増加する復帰補
正が行われし、時間（Ｔ_K＋Ｔ_B）以降は補正係数１を保
つ。なお、立上り時の傾きβは立下り時の傾きαよりも
大きく設定する。

【００４３】乗算手段２７は乗算器またはソフト制御の
乗算機能を備え、補正係数発生手段２６から供給される
補正係数Ｋ_Hと、目標電流信号設定手段２１から供給さ
れる目標電流信号Ｉ_MSの乗算処理（Ｋ_H＊Ｉ_MS）を実行
し、目標電流信号Ｉ_MSを補正係数Ｋ_Hで減少補正した目
標電流信号Ｉ_MSH（＝Ｋ_H＊Ｉ_MS）を駆動制御手段２４に
提供する。

【００４４】補正制限手段２３は、極性反転検出手段２
８、タイマ手段２９、切替手段３０を備え、操舵トルク
センサ１２から供給される操舵トルク信号Ｔ_Sの極性反
転信号Ｐ_Hに基づいて補正条件判定手段２５に供給する
操舵トルク信号Ｔ_Sを所定時間Ｔ_Kの間、操舵トルク信号
Ｔ_O（例えば、０値に設定）に切替え、この操舵トルク
信号Ｔ_O（例えば、０値に設定）を操舵トルク信号Ｔ_Qと
して補正条件判定手段２５に供給する。

【００４５】極性反転検出手段２８は、操舵トルクセン
サ１２から供給される操舵トルク信号Ｔ_Sの極性（左右
の操舵方向）変化を検出し、極性変化に対応した極性反
転信号Ｐ_Hをタイマ手段２９に出力する。

【００４６】図５はこの発明に係る極性反転検出手段の
要部ブロック構成図である。図５において、極性反転検
出手段２８は、操舵トルク変換手段４３、比較手段４４
を備える。操舵トルク変換手段４３は、仮想接地を中点
電位（例えば、２.５Ｖ）とした単一電源（５Ｖ電源）
駆動の差動増幅器で構成し、操舵トルク信号Ｔ_Sの中立
点（Ｔ_S＝０）を中立電位（２.５Ｖ）とし、プラス極性
（例えば、右方向）の操舵トルク信号Ｔ_Sを２.５Ｖを超
えるトルク検出電圧Ｖ_DT（＞２.５Ｖ）で検出するとと
もに、マイナス極性（例えば、左方向）の操舵トルク信
号Ｔ_Sを２.５Ｖを下回るトルク検出電圧Ｖ_DT（＜２.５
Ｖ）で検出し、操舵トルク信号Ｔ_Sの方向と大きさに対
応したトルク検出電圧Ｖ_DTを比較手段４４に供給する。

【００４７】比較手段４４は比較器またはソフト制御の
比較機能を備え、操舵トルク変換手段４３から供給され
るトルク検出電圧Ｖ_DTと基準値Ｖ_R（＝２.５Ｖ）とを比
較し、トルク検出電圧Ｖ_DTが基準値Ｖ_R（＝２.５Ｖ）を
超える（Ｖ_DT＞Ｖ_R）場合には、例えばＨレベルの極性
反転信号Ｐ_Hを発生し、一方トルク検出電圧Ｖ_DTが基準
値Ｖ_R（＝２.５Ｖ）を下回る（Ｖ_DT＜Ｖ_R）場合にはＬ
レベルの極性反転信号Ｐ_Hを発生してタイマ手段２９に
提供する。

【００４８】図６にこの発明に係る極性反転検出手段の
特性図を示す。（ａ）図は操舵トルク（Ｔ_L，Ｔ_R）−ト
ルク検出電圧（Ｖ_DT）特性図、（ｂ）はトルク検出電圧
（Ｖ_DT）−極性反転信号（Ｐ_H）特性図である。（ａ）
図に示すように、右方向操舵トルクＴ_R（プラス極性）
に対応してトルク検出電圧Ｖ_DTは２.５Ｖを超える値を
設定し、左方向操舵トルクＴ_L（マイナス極性）に対応
してトルク検出電圧Ｖ_DTは２.５Ｖを下回る値に設定す
る。

【００４９】（ｂ）図に示すように、極性判定信号Ｐ_H
はトルク検出電圧Ｖ_DTが２.５Ｖ（基準値Ｖ_R）を超える
場合にはＨレベルの信号を発生し、トルク検出電圧Ｖ_DT
が２.５Ｖ（基準値Ｖ_R）を下回る場合にはＬレベルの信
号を発生するよう構成する。なお、極性判定信号Ｐ_Hの
立上り、立下りは、２.５Ｖ（基準値Ｖ_R）を中心として
ヒステリシス特性を持たせるようにしてもよい。

【００５０】タイマ手段２９は、例えばトグル特性を有
するリトリガブルのモノマルチ・バイブレータで構成
し、極性反転検出手段２８から供給される極性判定信号
Ｐ_Hの立上りおよび立下りをトリガとして所定時間Ｔ_Kの
タイマ信号Ｔ_K（例えば、Ｈレベル）を発生し、タイマ
信号Ｔ_Kを切替手段３０に提供する。

【００５１】切替手段３０は切替機能、メモリを備え、
タイマ手段２９から提供されるタイマ信号Ｔ_Kに基づ
き、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルク信号Ｔ
_Sと、予めメモリに設定した操舵トルク信号Ｔ_O（例え
ば、０値）との切替えを行い、操舵トルク信号Ｔ_Qとし
て補正条件判定手段２５に供給する。

【００５２】例えば、タイマ信号Ｔ_KがＬレベルの場合
には操舵トルク信号Ｔ_S、タイマ信号Ｔ_KがＨレベルの場
合には操舵トルク信号Ｔ_O（例えば、０値）をそれぞれ
選択する。

【００５３】このように、操舵トルクセンサ１２が検出
した操舵トルク信号Ｔ_Sと、例えば、０値の操舵トルク
信号Ｔ_Oとをタイマ信号Ｔ_Kで切替える切替手段３０を備
えたので、タイマ信号Ｔ_KがＨレベルの場合には０値の
操舵トルク信号Ｔ_Qを出力し、補正条件判定手段２５か
らＬレベルの補正判定信号Ｊ_Hを補正係数発生手段２６
に供給し、係数１の補正係数Ｋ_Hを乗算手段２７に出力
するので、乗算手段２７から出力される目標電流信号Ｉ
_MSHは目標電流信号Ｉ_MSと等しく（Ｉ_MSH＝Ｉ_MS）なり、
反対方向の操舵トルクに基づく目標電流信号Ｉ_MSの減少
補正を禁止することができる。

【００５４】なお、Ｌレベルの補正判定信号Ｊ_Hが供給
された場合の補正係数Ｋ_Hを、補正係数Ｋ_Cより充分大き
く、係数１より小さな値に設定することにより、反対方
向の操舵トルクに基づく目標電流信号Ｉ_MSの減少補正を
制限することもできる。

【００５５】駆動制御手段２４は、ＰＩ（比例・積分）
コントローラまたはＰＩＤ（比例・積分・微分）コント
ローラ、制御信号発生手段等を備え、乗算手段２７から
提供される目標電流信号Ｉ_MSHにＰＩ制御またはＰＩＤ
制御を施し、目標電流信号Ｉ_{M SH}に対応したＰＷＭ信
号、オン／オフ信号の混成信号からなる電動機制御信号
Ｖ_Oを電動機駆動手段１６に供給する。

【００５６】このように、請求項１に係る電動パワース
テアリング装置は、制御手段に、操舵トルク信号が一方
向から他方向に変更された後の所定時間は、操舵トルク
に基づく目標電流信号の減少補正を禁止または制限する
補正制限手段を備えたので、ステアリングの切り返し時
に減少補正を禁止または制限して操舵トルクに対応した
操舵特性を補償することができる。

【００５７】また、請求項３に係る電動パワーステアリ
ング装置は、制御手段に、目標電流信号の減少補正およ
びその後の復帰補正を時間経過とともに漸増減する時間
漸増減手段を備えたので、減少補正時およびその後の復
帰補正時は電動機電流を時間経過とともに次第に減少お
よび増加してステアリング系に作用する操舵補助力を滑
らかに減少および増加させることができる。

【００５８】図７は請求項２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７において、
電動パワーステアリング装置４０の制御手段４５は、目
標電流信号設定手段２１、補正手段３３、補正制限手段
２３、駆動制御手段２４を備える。なお、制御手段４５
を構成する目標電流信号設定手段２１、駆動制御手段２
４のそれぞれは、図２に示す制御手段１５と同一構成、
同一作用を備えているので説明を省略する。

【００５９】補正手段３３は、補正条件判定手段３４、
補正係数発生手段２６、乗算手段２７を備え、補正条件
判定手段３４を操舵トルクセンサ１２から供給される操
舵トルク信号Ｔ_Sと、操舵回転速度センサ１３から供給
される操舵回転速度信号Ｎ_Sまたは電動機回転速度セン
サ１４から供給される電動機回転速度信号Ｎ_Mに基づい
て補正判定信号Ｊ_Hを出力するよう構成した点が図２に
示す補正手段２２の補正条件判定手段２５と異なる。

【００６０】補正条件判定手段３４は比較手段を備え、
操舵トルク信号Ｔ_Sと同じトルク方向の基準トルク値Ｔ_F
（右方向基準トルク値Ｔ_FR、左方向基準トルク値
Ｔ_FL）、操舵回転速度信号Ｎ_Sと同じ方向の基準操舵回
転速度値Ｎ_F（右方向基準操舵回転速度値Ｎ_FR、左方向
基準操舵回転速度値Ｎ_FL）または電動機回転速度信号Ｎ
_Mと同じ方向の基準電動機回転速度値Ｎ_MF（右方向基準
電動機回転速度値Ｎ_MFR、左方向基準電動機回転速度値
Ｎ_MFL）のそれぞれを比較する。

【００６１】例えば、右方向操舵トルク信号Ｔ_Sが右方
向基準トルク値Ｔ_FRを超え（Ｔ_S＞Ｔ_FR）、かつ右方向
操舵回転速度信号Ｎ_Sが右方向基準操舵回転速度値Ｎ_FR
以下（Ｎ_S≦Ｎ_FR）または右方向電動機回転速度信号Ｎ_M
が右方向基準電動機回転速度値Ｎ_MFR以下（Ｎ_M≦
Ｎ_MFR）の場合には、補正信号Ｊ_H（例えば、Ｈレベル）
を補正係数発生手段２６に提供する。また、左方向の操
舵トルク信号Ｔ_S、左方向操舵回転速度信号Ｎ_Sまたは左
方向電動機回転速度信号Ｎ_Mが、それぞれ左方向基準ト
ルク値Ｔ_FL、左方向基準操舵回転速度値Ｎ_FLまたは左方
向基準電動機回転値Ｎ_MFLと上記の条件を満たす場合に
は、補正信号Ｊ_H（例えば、Ｈレベル）を補正係数発生
手段２６に提供する。

【００６２】なお、基準トルク値Ｔ_F（Ｔ_FR、Ｔ_FL）、
基準操舵回転速度値Ｎ_F（Ｎ_FR、Ｎ_FL）または基準電動
機回転速度値Ｎ_MF（Ｎ_MFR、Ｎ_MFL）のそれぞれは、ステ
アリング操作により操舵位置がラックエンド近傍にある
状態で、充分大きな操舵トルク信号Ｔ_S、充分小さな操
舵回転速度信号Ｎ_Sまたは電動機回転速度信号Ｎ_Mに設定
されているが、補正制限手段２３の条件変更手段３１に
より変更可能である。

【００６３】補正係数発生手段２６は図３に示す構成を
有し、補正条件判定手段３４から補正信号Ｊ_H（例え
ば、Ｈレベル）が供給されると、図４に示す特性の補正
係数Ｋ_Hを乗算手段２７に提供し、乗算手段２７は補正
係数Ｋ_Hと目標電流信号Ｉ_MSの乗算処理を行い、目標電
流信号Ｉ_MSを補正係数Ｋ_Hで減少補正した目標電流信号
Ｉ_{M SH}を駆動制御手段２４に供給する。

【００６４】補正制限手段２３は、タイマ手段２９、条
件変更手段３１を備え、補正条件判定手段３４から供給
される補正信号Ｊ_Hと、操舵トルクセンサ１２が検出し
た操舵トルク信号Ｔ_Sのトルク方向信号Ｆに基づいて基
準トルク値Ｔ_F（右方向基準トルク値Ｔ_FR、左方向基準
トルク値Ｔ_FL）、基準操舵回転速度値Ｎ_F（右方向基準
操舵回転速度値Ｎ_FR、左方向基準操舵回転速度値Ｎ_FL）
または基準電動機回転速度値Ｎ_MF（右方向基準電動機回
転速度値Ｎ_MFR、左方向基準電動機回転速度値Ｎ_{M FL}）を
補正条件判定手段３４に提供する。

【００６５】また、補正制限手段２３は、基準トルク値
Ｔ_F（Ｔ_FR、Ｔ_FL）、基準操舵回転速度値Ｎ_F（Ｎ_FR、Ｎ
_FL）または基準電動機回転速度値Ｎ_MF（Ｎ_MFR、Ｎ_MFL）
のそれぞれについて異なる２値の基準値、例えば基準ト
ルク値Ｔ_F（Ｔ_FR、Ｔ_FL）とより大きな値の補正基準ト
ルク値Ｔ_FG（Ｔ_FRG、Ｔ_FLG）、基準操舵回転速度値Ｎ_F
（Ｎ_FR、Ｎ_FL）とより小さな値の補正基準操舵回転速度
値Ｎ_FS（Ｎ_FRS、Ｎ_{FL S}）または基準電動機回転速度値Ｎ
_MF（Ｎ_MFR、Ｎ_MFL）とより小さな値の補正基準電動機回
転速度値Ｎ_MFS（Ｎ_MFRS、Ｎ_MFLS）を設定しておき、補
正信号Ｊ_Hとトルク方向信号Ｆで決定される条件に基づ
いて各基準値および補正基準値を選択して補正条件判定
手段３４に提供する。

【００６６】タイマ手段２９は図２に示すものと同一な
構成を有し、Ｌレベルの補正信号Ｊ_Hが供給される場合
には、例えばＬレベルのタイマ信号Ｔ_Kを出力し、一方
Ｈレベルの補正信号Ｊ_Hが供給される場合には、Ｈレベ
ルのタイマ信号Ｔ_Kを所定時間だけ条件変更手段３１に
供給する。

【００６７】条件変更手段３１は比較手段、ＲＯＭ等の
メモリを備え、予め設計値や実験値に基づいて基準トル
ク値Ｔ_F（Ｔ_FR、Ｔ_FL）とより大きな値の補正基準トル
ク値Ｔ_FG（Ｔ_FRG、Ｔ_FLG）、基準操舵回転速度値Ｎ
_F（Ｎ_FR、Ｎ_FL）とより小さな値の補正基準操舵回転速
度値Ｎ_FS（Ｎ_FRS、Ｎ_FLS）または基準電動機回転速度値
Ｎ_MF（Ｎ_MFR、Ｎ_MFL）とより小さな値の補正基準電動機
回転速度値Ｎ_MFS（Ｎ_MFRS、Ｎ_MFLS）を設定する。

【００６８】比較手段はトルク方向信号Ｆとタイマ信号
Ｔ_Hに基づいて操舵条件を判定し、この操舵条件に基づ
いてメモリからそれぞれの基準値を選択し、対応したそ
れぞれの基準値を補正条件判定手段３４に提供する。

【００６９】通常のステアリング操作時には、基準トル
ク値Ｔ_F（Ｔ_FR、Ｔ_FL）、基準操舵回転速度値Ｎ
_F（Ｎ_FR、Ｎ_FL）または基準電動機回転速度値Ｎ_MF（Ｎ
_MFR、Ｎ_MFL）が補正条件判定手段３４に提供されてい
る。

【００７０】通常のステアリング操作状態から例えば、
右方向の操舵トルク信号Ｔ_S、右方向の操舵回転速度信
号Ｎ_Sまたは右方向の電動機回転速度信号Ｎ_MSが条件判
定手段３４に供給され、右方向の操舵トルク信号Ｔ_Sと
右方向基準トルク値Ｔ_FR、右方向の操舵回転速度信号Ｎ
_Sと右方向基準操舵回転速度値Ｎ_FRまたは右方向の電動
機回転速度信号Ｎ_MSと右方向基準電動機回転速度値Ｎ
_MFRがそれぞれ比較され、右ステアリングの突きあて状
態からさらに右方向の操舵トルクが作用した状態に対応
した右方向の操舵トルク信号Ｔ_Sが右方向基準トルク値
Ｔ_FRを超え、かつ右方向の操舵回転速度信号Ｎ_Sが右方
向基準操舵回転速度値Ｎ_FR以下または右方向の電動機回
転速度信号Ｎ_MSが右方向基準電動機回転速度値Ｎ_MFR以
下の場合には、Ｈレベルの補正信号Ｊ_Hが出力され、補
正係数Ｋ_Hで目標電流信号Ｉ_MSを補正する。

【００７１】一方、Ｈレベルの補正信号Ｊ_Hが出力され
ると、所定時間Ｈレベルのタイマ信号Ｔ_Hが出力され、
このタイマ信号Ｔ_Hとトルク方向信号Ｆから条件判定手
段３１は、左方向基準トルク値Ｔ_FLに代えてより大きな
値の左方向補正基準トルク値Ｔ_FLG、左方向基準操舵回
転速度値Ｎ_FLに代えてより小さな値の左方向補正基準操
舵回転速度値Ｎ_FLSまたは左方向基準電動機回転速度値
Ｎ_MFLに代えてより小さな値の左方向補正基準電動機回
転速度値Ｎ_MFLSを補正条件判定手段３４に供給するた
め、所定時間Ｔ_K内にステアリング切り返しが行われて
左方向の大きな操舵トルク信号Ｔ_S、左方向の小さな操
舵回転速度信号Ｎ_Sまたは電動機回転速度信号Ｎ_MSが作
用しても補正信号Ｊ_HをＬレベルに保つため、ステアリ
ング切り返しによる左方向に対応した目標電流信号Ｉ_MS
の減少補正を禁止することができる。

【００７２】また左方向の操舵トルクが作用して目標電
流信号Ｉ_MSが減少補正されている状態からのステアリン
グ操舵切り返し時にも同様に右方向の各基準値を設定変
更して右方向に対応した目標電流信号Ｉ_MSの減少補正を
禁止する。

【００７３】このように、請求項２に係る電動パワース
テアリング装置は、制御手段に、制御手段に、操舵切り
返し時の所定時間は、反対方向の操舵トルクに基づく目
標電流信号の減少補正を禁止または制限する補正制限手
段を備えたので、反対方向のステアリング操作に対して
は、減少補正を禁止または制限して操舵トルクに対応し
た操舵特性を補償することができる。

【００７４】また、請求項４に係る電動パワーステアリ
ング装置は、制御手段に、いずれか一方の操舵トルクに
対して目標電流の減少補正を実行した後の所定時間は反
対方向の操舵トルクに対する減少補正を禁止または制限
する制限手段を備えたので、減少補正および復帰補正を
時間とともに連続的に変更するようにした補正手段を有
する場合の急激な操舵切り返し時に、減少補正を禁止ま
たは制限して操舵トルクに対応した操舵特性を補償する
ことができる

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項２に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段
に、操舵切り返し時の所定時間は、反対方向の操舵トル
クに基づく目標電流信号の減少補正を禁止または制限す
る補正制限手段を備え、反対方向のステアリング操作に
対しては、減少補正を禁止または制限して操舵トルクに
対応した操舵特性を補償することができるので、ステア
リングの突きあて状態の電動機および電動機駆動手段の
消費電力を制限しながら、ステアリング切り返し時に最
適な操舵フィーリングを得ることができる。

【００７６】なお、請求項２に係る補正制限手段は、ス
テアリング切り返し時の減少補正を禁止または制限をよ
り精度良く設定できるので、より最適な操舵フィーリン
グを得ることができる。

【００７７】請求項３に係る電動パワーステアリング装
置は、制御手段に、目標電流信号の減少補正およびその
後の復帰補正を時間経過とともに漸増減する時間漸増減
手段を備え、減少補正時およびその後の復帰補正時は電
動機電流を時間経過とともに次第に減少および増加して
ステアリング系に作用する操舵補助力を滑らかに減少お
よび増加させるので、ひっかかりのない自然な操舵フィ
ーリングが得られる。

【００７８】請求項４に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段は、いずれか一方の操舵トルクに対して目
標電流の減少補正を実行した後の所定時間は反対方向の
操舵トルクに対する減少補正を禁止または制限する制限
手段を備え、減少補正および復帰補正を時間とともに連
続的に変更するようにした補正手段を有する場合の急激
なステアリング切り返し時に、減少補正を禁止または制
限して操舵トルクに対応した操舵特性を補償することが
できるので、急激なステアリング切り返しをしても、ひ
っかかりのない安定した操舵フィーリングが得られる。

【００７９】よって、電動機および電動機駆動手段の消
費電力を制限しながら、急激なステアリング切り返しを
しても、安定した操舵フィーリングが得られる電動パワ
ーステアリング装置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】請求項１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】補正係数発生手段の一実施の形態要部ブロック
構成図

【図４】補正係数の時間特性図の一例

【図５】この発明に係る極性反転検出手段の要部ブロッ
ク構成図

【図６】この発明に係る極性反転検出手段の特性図

【図７】請求項２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８】操舵トルク信号（Ｔ_D）―目標電流信号
（Ｉ_MS）特性図

【符号の説明】

１，４０…電動パワーステアリング装置、２…ステアリ
ング軸、３…連結軸、３Ａ，３Ｂ…自在継ぎ手、４…ス
テアリング・ギアボックス、５…ラック＆ピニオン機
構、５Ａ…ピニオン、６…手動操舵力発生手段、７…ラ
ック軸、７Ａ…ラック歯、８…タイロッド、９…前輪、
１０…電動機、１１…ボールねじ機構、１１Ａ…ボール
ねじ軸、１２…操舵トルクセンサ、１３…操舵回転速度
センサ、１４…電動機回転速度センサ、１５，４５…制
御手段、１６…電動機駆動手段、１７…ステアリングホ
イール、２１…目標電流信号設定手段、２２，３３…補
正手段、２３…補正制限手段、２４…駆動制御手段、２
５，３４…補正条件判定手段、２６…補正係数発生手
段、２７…乗算手段、２８…極性反転検出手段、２９…
タイマ手段、３０…切替手段、３１…条件変更手段、４
１…補正係数設定手段、４２…時間漸増減手段、４３…
操舵トルク変換手段、４４…比較手段、Ｉ_MS，Ｉ_MSH…
目標電流信号、Ｊ_H…補正判定信号、Ｋ_C，Ｋ_H，Ｋ_X…補
正係数、Ｎ_F…基準操舵回転速度値、Ｎ_M…電動機回転速
度信号、Ｎ_MF…基準電動機回転速度値、Ｎ_S…操舵回転
速度信号、Ｐ_H…極性反転信号、Ｔ_A，Ｔ_B，Ｔ_K…所定時
間、Ｔ_F…基準トルク値、Ｔ_S…操舵トルク信号、Ｖ_DT…
トルク検出電圧、Ｖ_M…電動機電圧、Ｖ_O…電動機制御信
号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−9064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−221967（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−176271（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82668（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82669（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−340270（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−72349（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−7331（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系に補助操舵力を付加する
   電動機と、前記ステアリング系の操舵トルクを検出する
   操舵トルクセンサと、少なくとも前記操舵トルクセンサ
   が検出した操舵トルク信号に基づいて前記電動機の駆動
   を制御する制御手段とを備えるとともに、操舵トルク信
   号が所定値を超えた場合には前記電動機の駆動を制御す
   る目標電流信号を減少補正する補正手段を備えた電動パ
   ワーステアリング装置において、 前記制御手段は、操舵トルク信号が一方向から反対方向
   に変更された後の所定時間は、操舵トルクに基づく目標
   電流信号の減少補正を禁止または制限する補正制限手段
   を備えた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】 ステアリング系に補助操舵力を付加する
   電動機と、前記ステアリング系の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の操舵回転速
   度を検出する操舵回転速度センサまたは前記電動機の回
   転速度を検出する電動機回転速度センサと、少なくとも
   前記操舵トルクセンサが検出した操舵トルク信号に基づ
   いて前記電動機の駆動を制御する制御手段とを備えると
   ともに、操舵トルク信号が所定値を超え、かつ操舵回転
   速度または電動機回転速度が所定値を下回る場合には前
   記電動機の駆動を制御する目標電流信号を減少補正する
   補正手段を備えた電動パワーステアリング装置におい
   て、 前記制御手段は、操舵トルク信号が一方向から反対方向
   に変更された後の所定時間は、操舵トルクに基づく目標
   電流信号の減少補正を禁止または制限する補正制限手段
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、目標電流信号の減少
   補正およびその後の復帰補正を時間経過とともに漸増減
   する時間漸増減手段を備えたことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、いずれか一方の操舵ト
   ルクに対して目標電流の減少補正を実行した後の所定時
   間は反対方向の操舵トルクに対する減少補正を禁止また
   は制限する補正制限手段を備えたことを特徴とする請求
   項３記載の電動パワーステアリング装置。