JPH04191172A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

電動式パワーステアリング装置

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JPH04191172A
JPH04191172A JP2323815A JP32381590A JPH04191172A JP H04191172 A JPH04191172 A JP H04191172A JP 2323815 A JP2323815 A JP 2323815A JP 32381590 A JP32381590 A JP 32381590A JP H04191172 A JPH04191172 A JP H04191172A
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JP
Japan
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steering
output
load
wheel
load distribution
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Yoshitaka Suzuki
鈴木 芳孝
Mitsunobu Terada
光伸 寺田
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Suzuki Motor Corp
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動式パワーステアリング装置に係り、更に
詳しくは、自動車において、操舵トルクを検出するトル
クセンサの出力に応じてアシストモータ(電動モータ)
の出力を制御し、該モータにより操舵トルクに応じたパ
ワーアシストを行う電動式パワーステアリング装置に関
する。
〔背景技術〕
従来より、自動車において、ステアリングハンドルの操
舵時の操作の軽減を図るため、ハンドル操舵トルクと車
速に応じてアシストモータのモータ電流を増減、或いは
オン・オフ制御し、該アシストモータにて操舵トルクに
応した操舵方向へのパワーアシストを行う所謂車速悪心
型の電動式パワーステアリング装置が比較的多(開発さ
れ実用に供されている。
第6図に、この種のパワーステアリング装置(車速感応
型)50を装備した車輌が示されている。
第6図において、パワーステアリング装置50は、車体
100の前部に装備されている。
このパワーステアリング装置50は、一端にステアリン
グハンドル(ステアリングホイール)51を有するステ
アリングシャフト52と、このステアリングシャフト5
2の他端に図示しないユニバーサルジヨイントを介して
連結されたトルク伝達軸53と、このトルク伝達軸53
からの伝達トルクによりタイロッド54を介して左右前
輪55A、55Bを操舵するステアリングギヤ部60と
を備えている。
この内、ステアリングシャフト52は、ステアリングコ
ラム56により回転自在に支持され、該ステアリングシ
ャフト52のステアリングコラム56内の部分には図示
しないトーションバーが装備されている。また、ステア
リングコラム56のハント°ル51と反対側の端部には
、前記トーションバーのねしれ角を検出するトルクセン
サ(ステアリングセンサ)57が設けられている。また
、ステアリングシャフト52とトルク伝達軸53との連
結部近傍には、ギヤボックス59内に装備された減速機
構部(図示せず)を介してその回転力によりステアリン
グシャフト52を回転駆動してハンドル51の操舵力を
アシスト(補助)するアシストモータ58が装備されて
いる。
ステアリングギヤ部60は、トルク伝達軸53の回転運
動をタイロッド54の往復運動に変換する一種の減速機
構で、最も一般的には、ラックアンドビニオン機構が使
用され、この場合、ピニオンの歯数がステアリングギヤ
・レシオとなる。
更に、この従来例では、アシストモータ58のモータ電
流を制御する制御部としてのコントローラ70が設けら
れている。このコントローラ70は、車速センサ(スピ
ードメータ)65と、トルクセンサ57の出力信号に基
づいて、所定の演算(ステアリングセンサ出力によるハ
ンドル操舵トルクの演算、速度に応じたアシスト力の算
出等)を行いアシストモータ58のアシスト力の大きさ
と方向を決定し、当該モータ電流値を制御するようにな
っている。
第6図において、符号80は電源としてのバッテリを示
す。
このような構成により、コントローラ70がトルクセン
サ57.車速センサ65の計測値に応じてアシストモー
タ58のモータ電流を増減或いはオン・オフ制御し、こ
れにより所要のパワーアシストが行われ、低速走行時に
は補助操舵力を大きくして軽快な操舵を行うことができ
るようにし、車速の上昇とともに補助操舵力を漸減させ
、更にある速度以上では図示しない電磁クラッチをオフ
(OFF)することによりマニュアルステアリングにな
るようにして、安定な操舵性能を得られるようにしてい
る。
第7図は、この場合のトルクとモータ電流との関係を示
すトルク−電流制御曲線である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来例においては、第7Vに示すよ
うに指令電流−トルクセンサ出カマツブが単一であった
ことから、例えば、5名乗車の時に前輪に掛かる荷重が
大きく据え切り等でパワステアリング装置が働いている
にもがかわらずハンドル操舵が余り軽くならないという
不都合があり、また、車体後部に荷物をのせた時、前輪
に掛かる荷重が減少し、掛かる状態で高速走行中操舵し
たとき、アシスト量が小さいにもががゎらず操舵が軽く
てハンドルがふらふらするという不都合があった。
〔発明の目的] 本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、乗員数や荷物の有無により
車体の前後の荷重配分が変わってもドライバーの操舵フ
ィーリングをほぼ同一にすることが可能な電動式パワー
ステアリング装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、ステアリングハンドルの操舵トルクを検出す
るトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記
両センサの出力値に応じてアシストモータのモータ電流
を増減、或いはオン・オフ制御する制御部とを備え、ア
シストモータの出力にて操舵トルクに応じた操舵方向へ
のパワーアシストを行う構造の電動式パワーステアリン
グ装置において、制御部に、当該車輌の前輪部、後輪部
に少なくとも各−つ装備された車輪荷重検出手段を併設
し、当該制御部が、車輪荷重検出手段の出力により所定
の基準に基づき車輌前後の荷重配分を推定する荷重配分
推定機能と、予め内部メモリに記憶された所定の関係を
満足するトルクセンサ出力−指令電流マツプ群から推定
された荷重配分に対応したマツプを選択するマツプ選択
機能と、マツプ選択機能部で選択されたマツプに基づき
アシストモータの指令電流値を決定する目標電流決定機
能とを有しているという構成を採っている。
これによって、前述した目的を達成しようとするもので
ある。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図に基づい
て説明する。
ここで、前述した従来例と同一の構成部分については同
一の符号を用いるとともにその説明を簡略し若しくは省
略するものとする。
この実施例は、第2図に示すように、前述した第6図に
従来例において、コントローラ70に代えて制御部とし
てのコントローラ10を用いるとともに、このコントロ
ーラ10に、前輪に掛かる荷重を検出する車輪荷重検出
手段としての前輪車高センサIAと、後輪に掛かる荷重
を検出する車輪荷重検出手段としての後輪車高センサI
Bとを併設している点に特徴を有する。
車高センサIA、IBは、車高の変動を検出し、検出値
に応した電圧信号をそれぞれ出力するもので、それぞれ
左前輪55A、左後輪部55Cに装備されている。その
他の構成は前述した従来例と同様になっている。
第1図には、この実施例の全体的な回路構成が示されて
いる。
この図において、前輪車高センサIA、後輪車高センサ
IBの出力はステアリングシャフト52に入力される操
舵トルクを検出するトルクセンサ57および車速センサ
65の出力とともに、コントローラ10の図示しない入
力回路に入力されるようになっている。そして、これら
の各信号は図示しないA/D変換器等を含んで構成され
る入力回路で所要の処理を施されて図示しないCPUに
入力されるようになっている。
このコントローラ10は、後述する手法により、前輪車
高センサIA、後輪車高センサIBの出力により前輪5
5Aおよび後輪55Cにかかる乗員。
荷物を含めた荷重の配分を推定する荷重配分推定機能と
、この推定結果により後述するトルクセンサ出カー指令
電流マンプ群から推定された荷重配分に対応したマツプ
を選択するマツプ選択機能と、車速センサ1 トルクセ
ンサ及び選択されたマツプに基づきアシストモータの指
令電流値を決定する目標電流決定機能とを備えている。
また、このコントローラ10の出力側l、ユは、アシス
トモータ58と、該アシストモータ58と図示しない減
速機構部とを接続あるいは離間せしめる電磁クラッチ2
が接続されている。
ここで、コントローラ10の前輪車高センサIA、後輪
車高センサIBを用いた荷重配分の推定、及びこれに基
づいたアシストモータ58等の制御について第3図のフ
ローチャートに沿って詳述する。
エンジン始動に際し、図示しないイグニションスイッチ
が「ON(オン)」されると、コントローラ10の図示
しないCPUに、図示しない入力回路を介して前輪車高
センサIA、後輪車高センサIBの出力信号が入力され
る(ステップ3101)。すると、CPUでは前輪車高
センサIAおよび後輪車高センサIBの出力値の和Aお
よび差Bを算出する(S102)。
次いで、CPUでは、これらの値A、Bに基づき予めメ
モリに記憶された第4図に示す様な荷重配分推定マツプ
に従って荷重配分を推定する(S103)。即ち、A、
 Bの値がA、、B2である′場合は、点(A2 、 
 B2 )は領域■に属するので、CPUでは、2名乗
車と推定する。また、A、  Bの値がAs 、Bsで
ある場合は、点(As、Bs)は領域■に属するので、
CPUでは、5名乗車と推定する。更に、A、Bの値が
A6.B6である場合は、点(A6 、  Bb )は
領域■に属するので、CPUでは、5名乗車であって後
部に荷物がある場合であると推定する。
そして、CPUでは、この推定された荷重配分に基づき
予めメモリに記憶された第5図に示す様なトルクセンサ
出力−指令電流マツプ群のうちいずれを選択するかを決
定する。即ち、第5図には、3種類の線で示される3つ
のマツプ群が同時に示されているが、このうちのいずれ
の種類の線で示されたマツプを選択するかを決定する(
S104)。第5図において、−点鎖線は第4図の領域
■に相当し、実線は第4図の領域■に相当し、点線は第
4図の領域■に相当する。
次いで、CPUでは、車速センサ65から車速を入力し
く5105)、車速か40km/h以下か否かを判断す
る(3106)。そして、車速が40km/hを越えて
いる場合には、パワーアシストの必要がないのでアシス
トモータ58を停止し電磁クラッチ2をオフするよう制
御信号を出力する(SILO)。これによりアシストモ
ータ58および電磁クラッチ2がオフとなる。この一方
、車速か40km/h以下の場合には、CPUではトル
クセンサ57から操舵トルク値を入力しく5107)、
推定された荷重配分、車速、および操舵トルク値に基づ
き第5図に示すマツプ群の内上記ステップ5104で選
択されたマツプに従ってアシスト電流を決定する(S1
08)。
次いで、CPUではこの決定された電流値となるようア
シストモータ58の電流値の制御を行な−)(S109
)。これにより、アシストモータ58が決定された電流
値に応じて制御されることとなり、所要のパワーアシス
トが行なわれる。
そして、上記ステップ5109,3110のいずれの場
合にも5105に戻り上記と同様の動作を繰り返す。
以上説明したように、本実施例によると、前輪車高セン
サIA、後輪車高センサIBの出力値に基づき荷重配分
推定が行われ、この推定された荷重配分と操舵トルクお
よび車速に応じてこれに対応するトルクセンサ出力−指
令電流マツプが選択されるので、走行開始時の乗員数、
荷物の重さを考慮したアシストモータ58の電流値制御
が行なわれ、これにより、例えば、5名乗車の時に据え
切りを行なった場合には第5図のマツプからも明らかな
様にアシストモータの電流値を大きく設定して操舵を軽
くしたり、あるいは又、車体後部に荷物をのせた状態で
高速走行中操舵したとき、アシスト量を十分に小さくし
て操舵を重くすることか可能となるのでハンドルがふら
ふらするという不都合を有効に解消できる。
なお、上記実施例では、車高センサを車体左側の前後輪
にそれぞれ設ける場合を例示したが、例えば、これに加
えて車高センサを車体右側の前後輪にもそれぞれ設けて
一層細かな荷重配分の推定を行ない、これ基づいてアシ
ストモータを制御することも可能である。また、上記実
施例では車輪荷重検出手段として車高センサを使用する
場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、これに替えてカセンサ等他のセンサを用いてもよ
い。更に、上記説明におけるトルクセンサ出力−指令電
流マツプに換えて、推定車輌重量毎のトルクセンサ出力
−指令電流の関係式を用いても同様なことは可能である
〔発明の効果〕
本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よれば、制御部の荷重配分推定機能により車輪荷重検出
手段の出力に基づき荷重配分が推定され、マツプ選択機
能によりこの推定された荷重配分に対応したトルクセン
サ出カー指令電流マ・7プが選択され、目標電流決定機
能により車速センサ、トルクセンサ及び選択されたマツ
プに基づきアシストモータの指令電流値が決定され、こ
れに応じてアシストモータが制御され、乗員数、荷物の
重さを考慮してドライバーの必要な操舵トルクがほぼ一
定となるようにアシストモータによる補助操舵力を増減
変更することが可能となり、これにより、乗員数、荷物
の重さに関わりなくドライバーのステアリングハンドル
の操作フィーリングをほぼ一定にすることができるとい
う従来にない優れた電動式パワー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】
第1図は本発明の一実施例の回路部の構成を示すブロッ
ク図、第2図は第1図の実施例の全体的な構成を示す説
明図、第3図は第1図の制御部の主要な制御プログラム
を示すフローチャート、第4図は荷重配分推定マツプを
示す線図、第5図は第1図の実施例で用いられるトルク
センサ出力−指令電流マツプを示す線図、第6図は従来
の速度感応型電動式パワーステアリング装置の構成を示
す説明図、第7図は従来装置におけるトルクセンサ出力
−指令電流マツプを示す説明図である。 IA・・・・・・車輪荷重検出手段としての前輪車高セ
ンサ、IB・・・車輪荷重検出手段としての後輪車高セ
ンサ、10・・・制御部としてのコントローラ、5I・
・・ステアリングハンドル、57・・・トルクセンサ、
58・・・アシストモータ、65・・・車速センサ。 特許出願人    スズキ株式会社 代理人  弁理士  高 橋  勇 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、ステアリングハンドルの操舵トルクを検出する
    トルクセンサと、車速を検出する車速センサと、前記両
    センサの出力値に応じてアシストモータのモータ電流を
    増減、或いはオン・オフ制御する制御部とを備え、 前記アシストモータの出力にて操舵トルクに応じた操舵
    方向へのパワーアシストを行う構成の電動式パワーステ
    アリング装置において、 前記制御部に、当該車輌の前輪部、後輪部に少なくとも
    各一つ装備された車輪荷重検出手段を併設し、 当該制御部が、前記車輪荷重検出手段の出力により所定
    の基準に基づき車輌前後の荷重配分を推定する荷重配分
    推定機能と、予め内部メモリに記憶された所定の関係を
    満足するトルクセンサ出力−指令電流マップ群から推定
    された前記荷重配分に対応したマップを選択するマップ
    選択機能と、前記マップ選択機能部で選択されたマップ
    に基づき前記アシストモータの指令電流値を決定する目
    標電流決定機能とを有していることを特徴とした電動式
    パワーステアリング装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003048565A (ja) * 2001-08-07 2003-02-18 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JP2009040391A (ja) * 2007-07-18 2009-02-26 Jtekt Corp 電気式動力舵取装置
CN103303250A (zh) * 2013-05-15 2013-09-18 苏州震科汽车部件有限公司 一种商用车eps转向电机装置
WO2020195174A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 操舵特性設定装置、操舵特性設定方法、及び操舵特性設定プログラム
CN121180296A (zh) * 2025-11-21 2025-12-23 山东劳动职业技术学院(山东劳动技师学院) 一种基于双电机冗余架构的线控转向控制优化方法及系统

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