JP2944067B2 - 電動ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電動機の動力をステア
リング系に直接作用させる電動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にお
いて、操舵トルク検出手段が検出した操舵トルク信号を
対応する目標電流信号に変換し、一方、電動機電流検出
手段が検出した電動機電流検出信号を負帰還させ、目標
電流信号と電動機電流検出信号との偏差信号に基づいて
電動機を制御し、この偏差信号を速やかに０に収束させ
て電動機を目標電流に等しい電動機電流で駆動させ、電
動機の動力により所望の補助操舵力をドライバの操舵ト
ルクにアシストしてステアリング系に作用するよう構成
されたものは知られている。

【０００３】従来の電動パワーステアリング装置の構成
および動作の概要を説明する。図９に従来の電動パワー
ステアリング装置の要部ブロック構成図を示す。図９に
おいて、従来の電動パワーステアリング装置４０の制御
手段４１は、操舵トルク検出手段４８が検出した操舵ト
ルクＴをディジタル信号に変換した操舵トルク信号ＴD
と、車速検出手段４９が検出した車速Ｖをディジタル信
号に変換した車速信号ＶDに基づいて図１０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（ＩSD）特性データの目
標電流信号ＩSDに変換する目標電流設定手段４２、目標
電流信号ＩSDと、電動機電流検出手段４６が検出した電
動機電流ＩMのディジタル信号に変換された電動機電流
検出信号ＩMDとの偏差信号ΔＩ（＝ＩSD−ＩMD）を演算
する偏差決定手段４３、偏差信号ΔＩをＰＩＤコントロ
ーラを介して特性改善し、この特性改善された駆動信号
により電動機駆動手段４５を介して電動機４７をＰＷＭ
駆動制御して偏差信号ΔＩを速やかに０に収束させるよ
うな駆動制御電圧信号ＶOを発生する駆動制御手段４４
を備える。

【０００４】また、制御手段４１はマイクロプロセッサ
を基本とし、ソフトプログラム制御のシーケンス機能お
よびディジタル処理・演算機能などを備え、操舵トルク
信号ＴD、電動機電流検出信号ＩMDを所定のタイミング
で読み込み、予め設定された順序で偏差信号ΔＩ（＝Ｉ
SD−ＩMD）の演算と制御、ΔＩの演算結果に基づいた駆
動制御電圧信号ＶOの演算や処理を実行し、電動機駆動
手段４５を介して電動機４７に電動機電圧ＶMを供給
し、電動機４７の電動機電流ＩMを操舵トルクＴに対応
した目標電流ＩSDに等しくするよう制御する。

【０００５】図１０に示すように、従来の電動パワース
テアリング装置４０は、低車速領域（ＶL）では操舵ト
ルク信号ＴDが小さくても大きな目標電流信号ＩSDを出
力し、一方、車速Ｖが中車速領域（ＶM）から高車速領
域（ＶH）になるにつれて操舵トルク信号ＴDが大きくて
も目標電流信号ＩSDを小さくなるように設定することに
より、車両の低速領域ではステアリング系に充分な操舵
補助力をアシストして操舵性能の向上を実現させ、高車
速領域では操舵補助力を抑えてドライバの過大ステアリ
ング操作を抑制することによって車両挙動の安定化が図
れる。

【０００６】このように、従来の電動パワーステアリン
グ装置４０は、ドライバが操舵する操舵トルクＴに対応
した電動機電流ＩMで電動機４７を駆動し、電動機４７
から発生する電動機トルクＴMをドライバの操舵トルク
Ｔにアシストしてステアリング系に作用させることでド
ライバの操舵力の軽減が図られている。

【０００７】

【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、車両前軸荷重の小さな、例えば軽自動
車やミッドシップ・スポーツカー等の車両に搭載した場
合に、高車速領域の操舵補助力を充分小さくしても操舵
の手応えが少なく、操舵フィーリングが低下するととも
に車両挙動の安定化が図れない課題がある。

【０００８】また、車両がより高車速になると操舵補助
力を０にして手動の操舵トルクのみにしても、操舵の手
応え感が少ない課題があり、手動トルクと逆方向の操舵
補助力を与えて操舵の手応え感を大きくすることが望ま
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、その目的は低車速領域では操舵補助力
を付加し、高車速領域では手動トルクと逆方向の電動機
動力を与え、低車速領域における操舵フィーリングの向
上と高車速領域における操舵の手応え感を増加して車両
挙動の安定化を図る電動ステアリング装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る電動ステアリング装置の電動機制御手段
は、車速が高車速領域では、電動機動力を操舵トルクの
作用方向と反対方向に作用させるよう制御する信号変換
手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速センサが検出した車速信号
が所定の値を超えた場合に、負の係数信号を発生する車
速係数発生手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項３に係る電動ステアリング
装置は、電動機制御手段に、操舵トルク信号および操舵
回転速度センサからの操舵回転速度信号に基づいてステ
アリングの往きまたは戻り状態を判定するステアリング
状態判定手段を設けるとともに、信号変換手段に、車速
信号に対応し、ステアリングの往きまたは戻り状態の係
数信号を発生する車速係数発生手段を設けたことを特徴
とする。

【００１３】また、請求項４に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速信号が所定値を超えた場合
に負の係数信号を発生する往き時車速係数発生手段と、
車速に対応した正の係数信号を発生する戻り時車速係数
発生手段と、切替手段とを備え、ステアリング状態判定
手段がステアリングの往き状態を判定した場合に往き時
車速係数発生手段を選定し、かつ車速信号が所定値を超
えた場合にのみ負の係数信号を発生することを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】請求項１に係る電動ステアリング装置の電動機
制御手段は、電動機動力を操舵トルクの作用方向と反対
方向に作用させるよう制御する信号変換手段を備えたの
で、ステアリング系に作用する操舵力を手動操舵力より
も小さくすることができる。

【００１５】また、請求項２に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速センサが検出した車速信号
が所定の値を超えた場合に、負の係数信号を発生する車
速係数発生手段を備えたので、ステアリング系に作用す
る操舵力を所定車速を超えた場合に手動操舵力よりも小
さくすることができる。

【００１６】さらに、請求項３に係る電動ステアリング
装置は、電動機制御手段に、操舵トルク信号および操舵
回転速度センサからの操舵回転速度信号に基づいてステ
アリングの往きまたは戻り状態を判定するステアリング
状態判定手段を設けるとともに、信号変換手段に、車速
信号に対応し、ステアリングの往きまたは戻り状態の係
数信号を発生する車速係数発生手段を設けたので、操舵
の状況に応じてステアリング系に作用する操舵力を設定
することができる。

【００１７】また、請求項４に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速信号が所定値を超えた場合
に負の係数信号を発生する往き時車速係数発生手段と、
車速に対応した正の係数信号を発生する戻り時車速係数
発生手段と、切替手段とを備えたので、ステアリング状
態判定手段がステアリングの往き状態を判定した場合に
往き時車速係数発生手段を選定し、かつ車速信号が所定
値を超えた場合にのみ負の係数信号を発生し、ステアリ
ング系に作用する操舵力を手動操舵力よりも小さくする
ことができる。

【００１８】

【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。なお、以下の実施例はこの発明の電動ステ
アリング装置を電動パワーステアリング装置に適用した
ものであり、目標駆動発生手段および目標駆動信号は、
それぞれ目標電流設定手段および目標電流信号として表
す。図１はこの発明を適用した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３ａ、３
ｂを備えた連結軸３を介してステアリング・ギアボック
ス４内に設けられたラック＆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が構成される。

【００１９】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を介して転動輪としての左
右の前輪９が連結される。このようにして、ステアリン
グホイール１７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の
ステアリングを介し、前輪９を転動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、電動機動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にほぼ平行に設けられ
たボールねじ機構１１を介して電動機動力を推力に変換
してラック軸７に作用させる。

【００２１】電動機１０のロータには駆動側ヘリカル・
ギア１０ａが一体的に設けられ、駆動側ヘリカル・ギア
１０ａはボールねじ機構１１のねじ軸の軸端に一体的に
設けられた従動側ヘリカル・ギア１１ａと噛み合わされ
ている。ボールねじ機構１１のナットはラック軸７に連
結されている。

【００２２】ステアリング・ギアボックス４内にはピニ
オン５ａに作用する手動トルクを検出するための操舵ト
ルクセンサ１２、ステアリング軸２にはステアリング軸
２の回転速度に対応した操舵回転速度Ｎを検出するため
の操舵回転速度センサ１３をそれぞれ設け、操舵トルク
信号Ｔ、操舵回転速度信号Ｎを電動機制御手段１５に提
供している。また、車速に対応した車速信号Ｖを検出す
るための車速センサ１４も設けられており、車速信号Ｖ
を電動機制御手段１５に提供する。

【００２３】本実施例では、ステアリングホイール１と
操向車輪である前輪９とが機械的に連結されてドライバ
の操舵力をステアリング系に与える手動操舵力発生手段
６と、操舵トルクセンサ１２が検出する操舵トルク信号
Ｔに対応した目標電流信号ＩMSおよび車速センサ１４が
検出する車速信号Ｖに対応した車速係数ＫVを発生し、
操舵トルク信号Ｔと操舵回転速度センサ１３が検出する
操舵回転速度信号Ｎからステアリング系の往き状態また
は戻り状態を判定し、ステアリング状態および車速Ｖに
基づいて目標電流信号ＩMSと車速係数ＫVの積に対応し
た電動機制御信号ＶO（例えば、ＰＷＭ信号）を発生す
る電動機制御手段１５と、電動機制御信号ＶOに基づい
て電動機電圧ＶMを出力して電動機１０を駆動する電動
機駆動手段１６と、ステアリング系に電動機動力を作用
する電動機１０とから電動パワーステアリング装置１を
構成する。なお、操舵回転速度信号Ｎは、電動機１０自
身の発電機としての機能を利用し、例えば直流電動機の
場合、電動機電圧ＶMと電動機電流ＩMから演算して求め
てもよい。

【００２４】図２に請求項１の発明を適用した電動パワ
ーステアリング装置の要部ブロック構成図を示す。図２
において、電動パワーステアリング装置１は、ドライバ
の操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１２、この
操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルクＴに基づい
て電動機制御信号ＶOを発生する電動機制御手段１５、
電動機電圧ＶMで電動機１０を駆動する電動機駆動手段
１６、ラック軸７に電動機動力として電動機トルクＴM
を作用する電動機１０を備え、手動の操舵トルクＴに電
動機トルクＴMをアシストしてラック軸７にトルクを作
用させ、ドライバの操舵力の軽減を図るよう構成する。

【００２５】操舵トルクセンサ１２は、例えば差動変圧
器等で構成し、操舵トルクＴを操舵回転方向とトルク力
の大きさに応じた電気信号の操舵トルク信号Ｔ（例え
ば、絶対値Ｔ、方向Ｆのベクトル量）に変換し、電動機
制御手段１５に供給する。

【００２６】電動機制御手段１５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、処理機能から構成さ
れ、目標電流信号設定手段２１、偏差決定手段２２、駆
動制御手段２３、信号変換手段２４、乗算手段２５を備
える。

【００２７】目標電流信号設定手段２１はＲＯＭ等のメ
モリを備え、操舵トルクセンサ１２が検出したアナログ
電気信号の操舵トルク信号Ｔを図示しないＡ／Ｄ変換手
段でディジタルの操舵トルク信号ＴDに変換し、予めメ
モリに設定した図８に示す操舵トルク信号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を読み出して乗算手段２５に提供
する。

【００２８】信号変換手段２４はＲＯＭ等のメモリを備
え、予め設計値または実験値に基づいて設定した係数、
例えば車速Ｖに対応した車速係数ＫVを記憶しておき、
車両の所定の条件に対して対応した車速係数ＫVを選定
し、車速係数信号ＫVを乗算手段２５に提供する。

【００２９】また、信号変換手段２４は、メモリに正お
よび負の車速係数ＫVデータを予め設定しておき、車両
の条件、例えば車速Ｖやステアリングの状態（往き状態
や戻り状態）に対応し、ドライバの操舵トルクＴと同一
方向の正の車速係数信号ＫV、または車速が高車速領域
では、ドライバの操舵トルクＴと逆方向の負の車速係数
信号ＫVを出力する車速係数発生手段を備える。

【００３０】乗算手段２５は乗算器やソフト制御の乗算
機能で構成し、目標電流信号ＩMSに車速係数信号ＫVを
乗算処理した目標電流信号（ＫV＊ＩMS）を偏差決定手
段２２に供給する。

【００３１】偏差決定手段２２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（ＫV＊ＩMS）と電動
機電流検出手段１８から供給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（＝ＫV＊ＩMS−ＩM
D）を駆動制御手段２３に出力する。

【００３２】駆動制御手段２３は、偏差信号ΔＩ（＝Ｋ
V＊ＩMS−ＩMD）に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）および微分
（Ｄ）の演算、処理を行い特性改善を加えることで偏差
信号ΔＩを速やかに安定して０に制御するＰＩＤコント
ローラ、このＰＩＤコントローラの信号から電動機１０
の発生トルクの方向と大きさによりオン信号や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等を備え、電動機制御信号ＶO
を電動機駆動手段１６に供給する。

【００３３】電動機駆動手段１６はスイッチング素子、
例えば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１０を駆動する。

【００３４】電動機１０は、例えば直流電動機、ブラシ
レス・モータ等で構成し、電動機電圧ＶMで駆動され、
電動機電圧ＶMの方向と大きさに対応した電動機トルク
ＴMを図１に示すラック軸７に作用させる。

【００３５】このように、請求項１の発明を適用した電
動パワーステアリング装置１は、車速やステアリング状
態等の車両の条件に対応してドライバの操舵トルクＴと
同一方向の正の車速係数信号ＫV、または車速が高車速
領域では、ドライバの操舵トルクＴと逆方向の負の車速
係数信号ＫVを出力する信号変換手段２４を設けたの
で、ラック軸７に操舵トルクＴと電動機トルクＴMを作
用させ、信号変換手段２４からの車速係数信号ＫVが正
の場合には操舵トルクＴに同一方向の電動機トルクＴM
をアシストしてステアリング系に作用させてドライバの
操舵力の軽減を図り、一方、信号変換手段２４からの車
速係数信号ＫVが負の場合には操舵トルクＴを逆方向の
電動機トルクＴMで抑制してステアリング系に作用さ
せ、ドライバの操舵力を増加して操舵の手応え感の増加
を図ることができる。

【００３６】図３に請求項２の発明を適用した電動パワ
ーステアリング装置の信号変換手段の一実施例要部ブロ
ック構成図を示す。図３において、信号変換手段２４
は、基準車速値記憶手段２６、車速比較手段２７Ａ、車
速係数記憶手段２７Ｂからなる車速係数発生手段２４Ａ
を備える。

【００３７】基準車速値記憶手段２６はＲＯＭ等のメモ
リで構成し、予め基準車速値ＶRを設定しておき、車速
センサ１４が検出した車両速度に比例した周期のパルス
の車速信号Ｖを並列のディジタル変換した車速信号ＶD
が車速比較手段２７Ａに供給される所定のサンプリング
タイムに同期して基準車速値信号ＶRを車速比較手段２
７Ａに供給する。

【００３８】車速比較手段２７Ａはソフト制御の比較機
能を備え、車速信号ＶDと基準車速値信号ＶRを比較し、
車速信号ＶDが基準車速値信号ＶR以下（ＶD≦ＶR）の場
合には、車速係数記憶手段２７Ｂに予め設定され、車速
信号ＶDに対応した正の車速係数ＫVを読み出して車速係
数信号ＫVを、一方、車速信号ＶDが基準車速値信号ＶR
を超える（ＶD＞ＶR）場合には、図５の（ａ）図に示す
車速偏差Δ（＝ＶD−ＶR）―車速係数ＫV-特性から偏差
Δ（＝ＶD−ＶR）に対応した負の車速係数ＫV-を読み出
して車速係数信号ＫV-を図２の乗算手段２５に出力す
る。

【００３９】このように、信号変換手段２４は、車速信
号ＶDが基準車速値ＶRを超える場合（高車速領域）には
偏差Δ（＝ＶD−ＶR）に対応した負の車速係数信号ＫV-
を出力する車速係数発生手段２４Ａを備えたので、ステ
アリング系にドライバの操舵トルクＴ（手動トルク）の
作用方向と逆方向に作用する電動機トルクＴMを発生す
ることができる。

【００４０】図４に請求項２の発明を適用した電動パワ
ーステアリング装置の信号変換手段の別実施例要部ブロ
ック構成図を示す。図４において、信号変換手段２８
は、車速係数出力手段２９Ａ、車速係数記憶手段２９Ｂ
からなる車速係数発生手段２８Ａを備え、車速係数出力
手段２９Ａは、車速センサ１４が検出したパルスの車速
信号Ｖを並列のディジタル変換した車速信号ＶDを取込
み、車速信号ＶDに対応した車速係数ＫVを車速係数記憶
手段２９Ｂから読み出し、車速係数信号ＫVを図２の乗
算手段２５に出力する。

【００４１】車速係数記憶手段２９ＢはＲＯＭ等のメモ
リで構成し、予め図５の（ｂ）図に示す車速ＶD―車速
係数ＫV特性データを設定しておき、車速係数出力手段
２９Ａからの指令に基づいて車速信号ＶDに対応した車
速係数ＫVを車速係数出力手段２９Ａに提供する。

【００４２】図５の（ｂ）図に示すように、車速ＶD―
車速係数ＫV特性データは車速信号ＶDが所定値ＶR以下
の場合には１以下の正の車速係数ＫV+を有し、車速信号
ＶDが所定値ＶRを超える場合には−１以上の負の車速係
数ＫV-を有するよう車速係数ＫVを設定する。なお、車
速信号ＶDが所定値ＶRに等しい（ＶD＝ＶR）場合には車
速係数ＫV＝０に設定し、正の車速係数ＫV+から負の車
速係数ＫV-への変化が連続的になるよう設定することに
より、正の車速係数ＫV+から負の車速係数ＫV-への切替
え時の操舵フィーリングを自然に保つよう構成する。

【００４３】このように、信号変換手段２８は、車速信
号ＶDが基準車速値ＶR以下（ＶD≦ＶR）の場合には１以
下の正の車速係数ＫV+を出力し、車速信号ＶDが基準車
速値ＶRを超える（ＶD＞ＶR）場合には−１以上の負の
車速係数ＫV-を出力する車速係数発生手段２８Ａを備え
たので、ステアリング系に車速信号ＶDが基準車速値ＶR
を超える（ＶD＞ＶR）場合にはドライバの操舵トルクＴ
（手動トルク）の作用方向と逆方向に作用する電動機ト
ルクＴMを発生することができる。

【００４４】図６は請求項３〜請求項４の発明を適用し
た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６において、電動機制御手段３０は、ステアリ
ングの往き状態に対応した車速ＶD―車速係数ＫV1特性
データを設定した往き時車速係数発生手段３２、および
ステアリングの戻り状態に対応した車速ＶD―車速係数
ＫV2特性を設定した戻り時車速係数発生手段３３、切替
手段３４を備えた信号変換手段３１と、操舵トルクセン
サ１２が検出した操舵トルク信号Ｔの方向符号Ｆおよび
操舵回転速度センサ１３が検出した操舵回転速度信号の
方向符号Ｇに基づいてステアリングの往き状態または戻
り状態を判定するステアリング状態判定手段３５とを備
えた点が図２の電動機制御手段１５と異なる。

【００４５】往き時車速係数発生手段３２はＲＯＭ等の
メモリを備え、予め設定された図７の（ａ）図に示すよ
うなステアリング往き状態に対応した車速信号ＶD―車
速係数ＫV1特性データに基づいて車速係数ＫV1を読み出
し、車速信号ＶDに対応した車速係数信号ＫV1を切替手
段３４の一方の端子に出力する。なお、メモリには車速
信号ＶDが増加するにつれて正の車速係数ＫV1を１から
所定の勾配の直線で減少させ、車速信号ＶDが所定値ＶR
（ＶD＝ＶR）で車速係数ＫV1を０とし、車速信号ＶDが
所定値ＶRを超える（ＶD＞ＶR）領域では負の車速係数
ＫV1を所定の勾配の直線で減少（車速係数ＫV1≧−１の
範囲）させるように車速係数ＫV1を設定する。

【００４６】戻り時車速係数発生手段３３はＲＯＭ等の
メモリを備え、予め設定された図７の（ｂ）図に示すよ
うなステアリング戻り状態に対応した車速信号ＶD―車
速係数ＫV2特性データに基づいて車速係数ＫV2を読み出
し、車速信号ＶDに対応した車速係数信号ＫV2を切替手
段３４のもう一方の端子に出力する。なお、メモリには
車速信号ＶDが増加するにつれて正の車速係数ＫV2を１
から０の範囲内で所定の勾配の直線で減少させるよう車
速係数ＫV2を設定する。

【００４７】切替手段３４は電子スイッチやソフト制御
のスイッチ機能で構成し、ステアリング状態判定手段３
５から供給されるステアリング状態信号ＳTに基づき、
ステアリング状態信号ＳTが往き状態を検出した、例え
ばＨレベルの場合には往き時車速係数発生手段３２から
の車速係数信号ＫV1を選択し、車速係数信号ＫVとして
乗算手段２５に提供する。

【００４８】一方、切替手段３４は、ステアリング状態
信号ＳTが戻り状態を検出した、例えばＬレベルの場合
には戻り時車速係数発生手段３３からの車速係数信号Ｋ
V2を選択し、車速係数信号ＫVとして乗算手段２５に提
供する。

【００４９】ステアリング状態判定手段３５はソフト制
御の比較機能で構成し、操舵トルクセンサ１２から供給
される操舵トルク信号Ｔの方向符号Ｆ、および操舵回転
速度センサ１３から供給される操舵回転速度信号Ｎの方
向信号Ｇに基づき、方向符号Ｆと方向信号Ｇとの一致ま
たは不一致を判定（Ｆ＝Ｇならば往き状態、Ｆ≠Ｇなら
ば戻り状態）し、ステアリング状態信号ＳTを切替手段
３４に供給してステアリング往き状態の車速係数信号Ｋ
V1またはステアリング戻り状態の車速係数信号ＫV2の選
択を制御する。

【００５０】このように、電動機制御手段３０は信号変
換手段３１に往き時車速係数発生手段３２、戻り時車速
係数発生手段３３および切替手段３４を設けるととも
に、ステアリング状態判定手段３５を設け、ステアリン
グの往き状態または戻り状態に対応した車速係数信号Ｋ
Vを発生するよう構成したので、ステアリングに対応し
た電動機制御信号ＶOを出力して電動機１０の駆動を制
御することができる。

【００５１】また、往き時車速係数発生手段３２は車速
信号ＶDが所定値ＶKを超えた場合に負の車速係数信号Ｋ
V1を発生するよう構成したので、ステアリング往き状態
で、かつ車速が所定値を超えた場合にのみ、電動機１０
からドライバの手動トルクＴと逆方向に作用する電動機
トルクＴMを発生することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る電
動ステアリング装置の電動機制御手段は、車速が高車速
領域では、補助操舵力を操舵トルクの作用方向と反対方
向に作用させるよう制御する信号変換手段を備え、ステ
アリング系に作用する操舵力を手動操舵力よりも小さく
することができるので、車両前軸荷重の小さな、例えば
軽自動車やミッドシップ・スポーツカー等の車両の手動
操舵の手応え感を良好に保つことができる。

【００５３】また、請求項２に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速センサが検出した車速信号
が所定の値を超えた場合に、負の係数信号を発生する車
速係数発生手段を備え、ステアリング系に作用する操舵
力を所定車速を超えた場合に手動操舵力よりも小さくす
ることができるので、高車速領域の手動操舵の手応え感
を良好に保つことができる。

【００５４】さらに、請求項３に係る電動ステアリング
装置は、電動機制御手段に、操舵トルク信号および操舵
回転速度センサからの操舵回転速度信号に基づいてステ
アリングの往きまたは戻り状態を判定するステアリング
状態判定手段を設けるとともに、信号変換手段に、車速
信号に対応し、ステアリングの往きまたは戻り状態の係
数信号を発生する車速係数発生手段を設け、操舵の状況
に応じてステアリング系に作用する操舵力を設定するこ
とができるので、ステアリングの往き状態および戻り状
態に最適な操舵フィーリングを得ることができる。

【００５５】また、請求項４に係る電動ステアリング装
置は、信号変換手段に、車速信号が所定値を超えた場合
に負の係数信号を発生する往き時車速係数発生手段と、
車速に対応した正の係数信号を発生する戻り時車速係数
発生手段と、切替手段とを備え、ステアリング状態判定
手段がステアリングの往き状態を判定した場合に往き時
車速係数発生手段を選定し、かつ車速信号が所定値を超
えた場合にのみ負の係数信号を発生し、ステアリング系
に作用する操舵力を手動操舵力よりも小さくすることが
できるので、ステアリングの往き状態で車速が所定値以
下の場合およびステアリングの戻り状態にはドライバの
手動の操舵トルクに電動機トルクを同一方向にアシスト
して軽快な操舵フィーリングを得ることができ、ステア
リングの往き状態で、かつ車速が所定値を超えた場合に
はドライバの手動の操舵トルクに電動機トルクを逆方向
にアシストして高車速領域の操舵手応え感を増加するこ
とができる。また、ステアリング状態判定手段がステア
リングの戻り状態を判定した場合には、戻り時車速係数
発生手段を選定し、かつ車速信号が所定値を超えても負
の係数信号を発生しないためにステアリングの戻りを抑
制することができるので、ステアリングを切る時には手
応え感を、戻す時にはゆっくりとした戻りを付与するこ
とができ、ハンドルの過大操作を抑制することができ
る。

【００５６】よって、低車速領域における操舵フィーリ
ングの向上と高車速領域における操舵の手応え感を増加
して車両挙動の安定化を図る電動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】この発明を適用した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の発明を適用した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】請求項２の発明を適用した電動パワーステアリ
ング装置の信号変換手段の一実施例要部ブロック構成図

【図４】請求項２の発明を適用した電動パワーステアリ
ング装置の信号変換手段の別実施例要部ブロック構成図

【図５】図３および図４に対応した車速ＶD―車速係数
ＫV特性

【図６】請求項３〜請求項４の発明を適用した電動パワ
ーステアリング装置の要部ブロック構成図

【図７】ステアリング往きまたは戻り状態に対応した車
速ＶD―車速係数ＫV特性図

【図８】操舵トルク信号ＴD―目標電流信号ＩMSの特性
図

【図９】従来の電動パワーステアリング装置の要部ブロ
ック構成図

【図１０】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（ＩSD）
特性図

【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
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、５
ａ…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、１２…操舵トルクセ
ンサ、１３…操舵回転速度センサ、１４…車速センサ、
１５，３０…電動機制御手段、１６…電動機駆動手段、
１７…ステアリングホイール、２１…目標電流設定手
段、２２…偏差演算手段、２３…駆動制御手段、２４，
２８，３１…信号変換手段、２４Ａ，２８Ａ…車速係数
発生手段、２５…乗算手段、２６…基準車速値記憶手
段、２７Ａ…車速比較手段、２９Ａ…車速係数出力手段
、２９Ｂ…車速係数記憶手段、３２…往き時車速係数
発生手段、３３…戻り時車速係数発生手段、３４…切替
手段、３５…ステアリング状態判定手段、Ｆ，Ｇ…方向
符号、ΔＩ…偏差信号、ＩMD…電動機電流検出信号、Ｉ
M…目標電流信号、ＫV，ＫV+，ＫV-，ＫV1，ＫV2…車速
係数、Ｎ…操舵回転速度信号、ＳT…ステアリング状態
信号、Ｔ，ＴD…操舵トルク信号、ＴM…電動機トルク、
Ｖ，ＶD…車速信号、ＶM…電動機駆動信号、ＶO…駆動
制御電圧信号、ＶR…基準車速値。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−219311（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291769（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291771（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−127168（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−195470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系の操舵トルクを検出する
   操舵トルクセンサと、この操舵トルクセンサからの操舵
   トルク信号に対応した目標駆動信号を発生する目標駆動
   信号発生手段、この目標駆動信号に基づいて駆動制御信
   号を出力する駆動制御手段を備えた電動機制御手段と、
   前記駆動制御信号に基づいて電動機を駆動する電動機駆
   動手段と、この電動機駆動手段により駆動され、ステア
   リング系に電動機動力を作用する電動機とからなる電動
   ステアリング装置において、 前記電動機制御手段は、車速が高車速領域では、前記電
   動機動力を前記操舵トルクの作用方向と反対方向に作用
   させるよう制御する信号変換手段を備えたことを特徴と
   する電動ステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記信号変換手段に、車速センサが検出
   した車速信号が所定の値を超えた場合に、負の係数信号
   を発生する車速係数発生手段を備えたことを特徴とする
   請求項１記載の電動ステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記電動機制御手段に、前記操舵トルク
   信号および操舵回転速度センサからの操舵回転速度信号
   に基づいてステアリングの往きまたは戻り状態を判定す
   るステアリング状態判定手段を設けるとともに、前記信
   号変換手段に、前記車速信号に対応し、ステアリングの
   往きまたは戻り状態の係数信号を発生する車速係数発生
   手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動ステ
   アリング装置。
4. 【請求項４】 前記信号変換手段に、前記車速信号が所
   定値を超えた場合に負の係数信号を発生する往き時車速
   係数発生手段と、前記車速に対応した正の係数信号を発
   生する戻り時車速係数発生手段と、切替手段とを備え、
   前記ステアリング状態判定手段がステアリングの往き状
   態を判定した場合に往き時車速係数発生手段を選定し、
   かつ前記車速信号が所定値を超えた場合にのみ負の係数
   信号を発生することを特徴とする請求項３記載の電動ス
   テアリング装置。