JPH1143058A

JPH1143058A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH1143058A
Application number: JP20045397A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Kanetaka; 寿裕金高
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】車体に伝達されるシミーによる振動を軽減し、
ドライバに不快感を与えることを抑制する。【解決手段】ラックストロークセンサ１６のストローク
検出値θ_Sのシミーに対応する特定周波数成分（例えば
１０〜２０Ｈｚ）の信号レベルがシミーとみなすことが
可能なレベルであり、且つ車速検出値Ｖがシミーが問題
となる車速域（７０〜１３０ｋｍ／ｈ）の値であり、且
つ、ストローク検出値θ_Sに基づく転舵角が０°±１０
°以内であって車両が直進走行状態であるとみなされる
ときに、シミーが発生していると判断する。そして、操
舵トルク検出値Ｔが基準値Ｔα以下で、且つシミーが発
生しているときには、操舵補助モータ８を短絡状態にす
ることによって、シミーにより操舵補助モータ８に逆起
電力が発生して操舵補助モータ８が負荷となり、これに
よりステアリングホイール１に伝達されるシミーによる
振動が抑制される。

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、操舵系に発生す
る操舵トルクに応じて操舵補助力を発生する電動パワー
ステアリング装置に関し、特に、ステアリングホイール
に伝達されるシミーを抑制するようにした電動パワース
テアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、路面からステアリング系に伝わる
キックバック、ステアリングシャフトに生じるシミー等
に対しては、例えばステアリングホイールの回転に伴っ
て軸方向に移動するラック軸を収納するラックハウジン
グと車体との間に設けられたラックインシュレータや、
ステアリングホイールの回転をラック軸に伝えるステア
リングシャフト間に設けられたコラムカップリングとい
った弾性体等によって、これらを軽減するようにした
り、或いは、特開平８−２０７７９１号公報に記載され
ているように、ステアリング系の剛性を可変制御できる
ようにし、ステアリングホイールの操舵角速度に応じて
ステアリング剛性を変化させることにより、解消するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のステアリング系の剛性を制御するようにした方法で
は、ステアリングホイールの操舵角速度、つまり、ステ
アリングホイールの変位状況に応じてステアリング剛性
を変化させるようにしており、例えばステアリングシャ
フトにトーションバーが含まれている場合等には、ステ
アリングホイールの振動はトーションバーを含んだ振動
であるため、ステアリングホイールの振動を低減するこ
とはできても、ラック軸と前輪との間の共振成分は抑え
ることができず、この共振成分による振動が車体に伝わ
って、乗り心地を低下させるという問題がある。

【０００４】そこで、この発明は、上記従来の問題点に
着目してなされたものであり、車体へのシミーの伝達を
抑制することの可能な電動パワーステアリング装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ト
ーションバーを含んで構成される操舵系に、当該操舵系
に発生する操舵トルクに応じた操舵補助力を付与する電
動機を備えた電動パワーステアリング装置において、前
記トーションバーと転舵輪とを連結する部材の変位を検
出する変位検出手段と、当該変位検出手段の変位検出信
号をもとにシミーが発生しているか否かを検出するシミ
ー検出手段と、当該シミー検出手段でシミーが発生して
いることを検出したとき前記電動機を短絡させる短絡手
段と、を備えることを特徴としている。

【０００６】この発明によれば、例えばトーションバー
の捩じれ量に基づいて検出される操舵トルクに応じて電
動機が駆動されて操舵系に操舵補助力が発生され、これ
によってドライバは操舵操作を容易に行うことができる
ようになっている。

【０００７】そして、例えばラック軸等の、トーション
バーと転舵輪とを連結する部材の変位を検出する変位検
出手段が設けられ、この変位検出手段の変位検出信号に
基づいてシミー検出手段によって、シミーが発生してい
るか否かが検出される。そして、シミーが発生している
場合には、電動機が短絡手段によって短絡されるから、
シミーによって電動機に逆起電力が生じることになって
電動機が負荷となるから、シミーによる振動がステアリ
ングホイールに伝達されることが抑制される。

【０００８】また、請求項２に係る電動パワーステアリ
ング装置は、前記シミー検出手段は、前記変位検出信号
の特定周波数成分が所定レベル以上であるか否かにより
シミーを検出するようになっていることを特徴としてい
る。

【０００９】この発明によれば、変位検出手段で検出し
た変位検出信号の特定周波数成分が所定レベル以上であ
るか否かによりシミーが検出される。つまり、シミーの
周波数域は特定の周波数域として予測することができる
から、この周波数域を実験等によって予め検出してお
き、変位検出信号についてこの周波数域の周波数成分の
振動のレベルが所定値以上であるか否かを検出するよう
にすれば、シミーが生じているか否かを検出することが
できることになる。

【００１０】また、請求項３に係る電動パワーステアリ
ング装置は、前記シミー検出手段は、車速を検出する車
速検出手段を供え、当該車速検出手段の検出車速が、特
定車速域内の値であるか否かに基づいてシミーの検出を
行うようになっていることを特徴としている。

【００１１】この発明によれば、シミー検出手段では、
車速を検出する車速検出手段で検出した検出車速が、特
定車速域内の値であるか否かに基づいてシミーの検出が
行われる。よって、シミーが問題となるのは比較的高車
速な特定車速域であるから、この特定車速域内の車速で
あるか否かを判断することによってシミーの検出が的確
に行われることになる。

【００１２】さらに、請求項４に係る電動パワーステア
リング装置は、前記シミー検出手段は、車両の走行状態
を検出する走行状態検出手段を供え、当該走行状態検出
手段の検出状態が、直進走行状態であるか否かに基づい
てシミーの検出を行うようになっていることを特徴とし
ている。

【００１３】この発明によれば、シミー検出手段では、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段で検出した
検出状態が、直進走行状態であるか否かに基づいてシミ
ーの検出が行われる。よって、シミーが問題となるのは
操舵系に力が加わっていないときつまり直進走行状態で
あるときであるから、車両が直進走行状態であるか否か
を判定することによってシミーの検出が的確に行われる
ことになる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る電動パワーステ
アリング装置によれば、変位検出手段により、例えばラ
ックシャフト等の、トーションバーと転舵輪とを連結す
る部材の変位を検出し、この変位検出信号に基づきシミ
ーが発生していることを検出したときには、電動機を短
絡させるようにしたから、シミーによって電動機に逆起
電力が生じることになって電動機が負荷となるから、ス
テアリングホイールに伝達されるシミーによる振動を軽
減することができる。

【００１５】また、請求項２に係る電動パワーステアリ
ング装置によれば、変位検出信号の特定周波数成分が所
定レベル以上であるか否かによりシミーを検出するよう
にしたから、シミーが生じているか否かを的確に検出す
ることができる。

【００１６】また、請求項３に係る電動パワーステアリ
ング装置によれば、車速が特定車速域内の値であるか否
かに基づいてシミーの検出を行うようにしたから、シミ
ーの誤検出を回避し的確にシミーの検出を行うことがで
きる。

【００１７】さらに、請求項４に係る電動パワーステア
リング装置は、車両が直進走行状態であるか否かに基づ
いてシミーの検出を行うようにしたから、シミーの誤検
出を回避し的確にシミーの検出を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の電動パワーステ
アリング装置の一例を示す概略構成図であって、ステア
リングホイール１は、ステアリングシャフト２の上端部
に連結され、このステアリングシャフト２は図示しない
固定部に支持されて下方に延長され、その下端部にピニ
オン３が装着されている。

【００１９】このピニオン３は、車両幅方向に水平に延
長するラック軸４に噛合して、ステアリングギヤを構成
し、ステアリングホイール１からステアリングシャフト
２回りの回転運動が、ラック軸４の直進運動（並進運
動）に変換される。

【００２０】そして、水平に延在するラック軸４の両端
部は、それぞれタイロッド５を介してナックル及び転舵
輪６に接続され、ラック軸４が水平方向移動（並進運
動）することで左右の転舵輪６が転舵される。なお、前
記ステアリングホイール１，ステアリングシャフト２，
ピニオン３，ラック軸４によって、操舵系を構成してい
る。

【００２１】また、ステアリングシャフト２におけるピ
ニオン３の上部には、減速機を構成するリングギア１１
が同軸に固定され、このリングギア１１に操舵補助モー
タ（電動機）８の駆動軸９に連結されたリングギヤ１０
が噛合され、操舵補助モータ８が、後述するコントロー
ルユニット７から出力されるデューティ制御されたパル
ス電流によって操舵トルクに応じた操舵補助力を発生す
るように制御される。

【００２２】さらに、ステアリングシャフト２における
リングギヤ１１の上部にトルク検出機構１２が設けられ
ている。このトルク検出機構１２は、ステアリングシャ
フト２の下端部とピニオン３の上端部とを連結する図示
されないトーションバーと、その外周に配置された操舵
トルクセンサ１３とから構成されている。操舵トルクセ
ンサ１３は、前記トーションバーの捩じれ量から操舵ト
ルクを検出し、操舵トルクの大きさに応じた且つステア
リングホイール１の右切り（ピニオン３からの入力に対
しては左回り）で正値，ステアリングホイール１の左切
り（ピニオン３からの入力に対しては右回り）で負値の
電圧信号であるトルク検出値Ｔを、後述するコントロー
ルユニット７に供給する。

【００２３】また、車両には車速を検出する車速センサ
（車速検出手段）１４が搭載されていて、この車速セン
サ１４によって、車両前後方向の車速が検出され、この
車速の大きさに応じた電圧信号である車速検出値Ｖが後
述されるコントロールユニット７に供給される。

【００２４】また、前記ラック軸４にはこのラック軸４
のストローク量を検出するラックストロークセンサ（変
位検出手段）１６が設けられている。このラックストロ
ークセンサ１６は、図２に示すように、ラック軸４を摺
動自在に支持するシリンダ４ａに固定された略Ｌ字状の
固定ブラケット１６ａと、ラック軸４に固定された可動
ブラケット１６ｂと、これら固定ブラケット１６ａ及び
可動ブラケット１６ｂにその両端が支持される回動部材
１６ｃと、この回動部材１６ｃの回転角度を検出する例
えばポテンショメータ等で構成される回転センサ１６ｄ
とから構成されている。

【００２５】前記固定ブラケット１６ａは、その一端が
シリンダ４ａに固定され、その他端には、回動部材１６
ｃの一端が回動自在に支持されている。そして、この支
持点を回動中心として回動部材１６ｃが回動することに
伴って、回動中心における回動部材１６ｃの回転角度
が、回転センサ１６ｄによって検出されるようになって
いる。この回転センサ１６ｄの出力は、ストローク検出
値θ_Sとしてコントロールユニット１０に供給されるよ
うになっている。また、回動部材１６ｃの固定ブラケッ
ト１６ａ側の支持点と反対側には、回動部材１６ｃの長
手方向と平行な長穴１６ｃ₁が形成されている。

【００２６】前記可動ブラケット１６ｂは、略Ｌ字状に
屈折した板面で形成され、一方の面には、ラック軸４の
曲面と嵌合する嵌合部１６ｂ₁が形成され、この嵌合部
１６ｂ₁とラック軸４とが嵌合して固定されている。ま
た、他方の面には、前記回動部材１６ｃに形成された長
穴１６ｃ₁と嵌合する突起部１６ｂ₂が形成され、可動
ブラケット１６ｂ上に回動部材１６ｃが配置されて回動
部材１６ｃの長穴１６ｃ₁と突起部１６ｂ₂とが嵌合さ
れたとき、回動部材１６ｃがほぼ水平となるように形成
されている。

【００２７】そして、シリンダ４ａに支持されたラック
軸４が伸縮することによって、ラック軸４が移動するに
つれて可動ブラケット１６ｂが移動し、これに応じて突
起部１６ｂ₂が長穴１６ｃ₁を案内として移動しこれに
よって回動部材１６ｃを回動させることにより、この回
動部材１６ｃの回転角度が回転センサ１６ｄによって検
出されるようになっている。

【００２８】さらに、操舵補助モータ８には、電流検出
器１７が取り付けられており、この電流検出器１７で操
舵補助モータ８に流れる実電流が検出され、その大きさ
に応じた電流信号からなる実電流検出値ｉが、コントロ
ールユニット７に供給される。

【００２９】前記コントロールユニット７は、図３に示
すように、操舵トルクセンサ１３から出力される操舵ト
ルク検出値Ｔ，車速センサ１４からの車速検出値Ｖ，ラ
ックストロークセンサ１６から出力されるストローク検
出値θ_S及び電流検出器１７から出力される実電流検出
値ｉを入力し、且つ操舵補助モータ８の回転方向と回転
速度とを制御するための操舵補助モータ８への駆動電流
をデューティ制御するデューティ制御用信号を出力する
マイクロコンピュータ１５と、このマイクロコンピュー
タ１５から出力されるデューティ制御用電流パルスが供
給され、これに基づいて操舵補助モータ８の回転方向と
回転速度とを制御するモータ駆動回路１９と、を備えて
いる。

【００３０】ここで、マイクロコンピュータ１５は、少
なくとも、Ｆ／Ｖ変換機能やＡ／Ｄ変換機能を備えた入
力側インタフェース回路１５ａ，マイクロプロセッサユ
ニット等からなる演算処理装置（ＣＰＵ）１５ｂ，ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ等からなる記憶装置１５ｃ及び出力側インタ
フェース回路１５ｄを有する。

【００３１】そして、前記入力側インタフェース回路１
５ａには、前記操舵トルクセンサ１３からの操舵トルク
検出値Ｔ，車速センサ１４からの車速検出値Ｖ，ラック
ストロークセンサ１６からのストローク検出値θ_s，電
流検出器１７からの実電流検出値ｉが入力される。ま
た、出力側インタフェース回路１５ｄからは、操舵補助
力発生方向を表す左切り方向信号ＬＤ及び右切り方向信
号ＲＤと、操舵補助モータ８に供給する電流をデューテ
ィ制御する左切りデューティ制御用電流パルスＬＰ及び
右切りデューティ制御用電流パルスＲＰと、モータ駆動
回路１９の通電を制御する通電制御信号ＣＳとが、モー
タ駆動回路１９に出力される。

【００３２】また、前記演算処理装置１５ｂは、後述す
る図４に示すシミー検出処理（シミー検出手段）及び図
５に示す操舵補助制御処理を所定サンプリング時間ΔＴ
（例えば１０ｍｓｅｃ．）毎に実行する。前記シミー検
出処理では、ラックストロークセンサ１６からのストロ
ーク検出値θ_sと車速センサ１４からの車速検出値Ｖと
をもとに、シミーが発生しているか否かを検出する。ま
た、操舵補助制御処理では、操舵トルクセンサ１３から
の操舵トルク検出値Ｔ，車速検出値Ｖ及び電流検出器１
７からの実電流検出値ｉをもとに、操舵トルク検出値Ｔ
に応じた操舵補助力を発生するように、左及び右切り方
向信号ＬＤ，ＲＤ，左及び右切りデューティ制御用電流
パルスＬＰ，ＲＰを形成して出力側インタフェース回路
１５ｄに送出し、操舵トルク検出値Ｔが所定値以下であ
り、且つシミーが発生している場合には、補助補助モー
タ８を短絡させる。

【００３３】さらに、記憶装置１５ｃには、予め演算処
理装置１５ｂの演算処理に必要な制御マップ，演算式，
プログラム等が記憶されていると共に、演算処理装置１
５ｂの演算過程で必要な演算結果を逐次記憶する。

【００３４】一方、モータ駆動回路１９は、４個のＭＯ
ＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４を２個ずつ直
列に接続して２組の直列回路を構成し、これら直列回路
のスイッチング素子Ｔ１及びＴ２間とＴ３及びＴ４間と
の間に操舵補助モータ８を接続し、且つスイッチング素
子Ｔ１及びＴ３の入力側が互いに接続されてモータリレ
ー２０，キースイッチ２１を介して負極側が接地された
バッテリ２２の正極側に接続され、スイッチング素子Ｔ
２及びＴ４の出力側が互いに接続されて電流検出用抵抗
でなる電流検出器１７を介して接地されて、いわゆるＨ
ブリッジ回路に構成されている。

【００３５】そして、スイッチング素子Ｔ１及びＴ３に
それぞれマイクロコンピュータ１５の出力側インタフェ
ース回路１５ｄから出力される左切り方向信号ＬＤ及び
右切り方向信号ＲＤが供給され、スイッチング素子Ｔ４
及びＴ２にそれぞれマイクロコンピュータ１５の出力側
インタフェース回路１５ｄから出力される左切りデュー
ティ制御用電流パルスＬＰ及び右切りデューティ制御用
電流パルスＲＰがそれぞれ供給され、モータリレー２０
のリレーコイルの一端がスイッチング素子としてのＮＰ
Ｎトランジスタ２３を介してキースイッチ２１に接続さ
れていると共に他端が接地され、このトランジスタ２３
に出力側インタフェース回路１５ｄから出力される通電
制御信号ＣＳが供給され、さらに電流検出器１６を構成
する電流検出用抵抗の上流側がマイクロコンピュータ１
５の入力側インタフェース回路１５ａに接続されてい
る。

【００３６】さらに、モータ駆動回路１９と操舵補助モ
ータ８との間にはリレー回路２４が介挿され、また、操
舵補助モータ８の端子間にはリレー回路２５が介挿され
ている。これらリレー回路２４及び２５は、演算処理装
置１５ｂからのリレー制御信号により制御され、リレー
回路２４が閉状態，リレー回路２５が開状態であると
き、操舵補助モータ８が、供給されるデューティ制御用
パルスに応じて駆動され、リレー回路２４が開状態，リ
レー回路２５が閉状態であるとき、補助補助モータ８が
短絡されるようになっている。

【００３７】次に、上記マイクロコンピュータ１５の演
算処理装置１５ｂで実行されるシミー検出処理の処理手
順を図４のフローチャートにしたがって説明する。ま
ず、ステップＳ１で、ラックストロークセンサ１６から
のストローク検出値θ_S及び車速センサ１４からの車速
検出値Ｖを読み込み、次いで、ステップＳ２に移行し
て、ストローク検出値θ_Sに対してＦＦＴ処理を行う。

【００３８】次いで、ステップＳ３に移行して、特定周
波数成分例えば、予め実験等によって求められたシミー
の周波数に対応する１０〜２０Ｈｚの周波数成分につい
てその信号レベルが所定レベル以上であるか否かを判定
する。そして、特定周波数成分の信号レベルが所定レベ
ル以上である場合には、次にステップＳ４に移行して、
車速検出値Ｖが所定車速域の値である否かを判定する。
この所定車速域はシミーが生じると予測される範囲であ
って、シミーはあらゆる車速において発生するのではな
く、主に高速域で問題となるため、例えば７０〜１３０
ｋｍ／ｈが設定される。

【００３９】そして、ステップＳ４で、車速検出値Ｖが
所定車速域の値であるときには、ステップＳ５に移行
し、車両が直進走行状態であるか否かを判定する。これ
は、例えばラックストロークセンサ１６のストローク検
出値θ_Sに基づいて検出した転舵角θ_Fがθ_F＝０°±
１０°の範囲内にあるか否かを判定することにより判断
する（走行状態検出手段）。このステップＳ４で車両が
直進走行状態である場合には、ステップＳ６に移行し、
シミーが発生していると判断して所定の記憶領域に格納
されているシミー発生フラグＦをＦ＝１に設定し処理を
終了する。

【００４０】一方、前記ステップＳ３で特定周波数成分
の信号レベルが所定レベル以上でないとき、ステップＳ
４で車速検出値Ｖが所定車速域内の値でないとき、ステ
ップＳ５で車両が直進走行状態でないときには、ステッ
プＳ７に移行し、シミーが発生していないと判断してシ
ミー発生フラグＦをＦ＝０に設定し、処理を終了する。

【００４１】次に、上記マイクロコンピュータ１５の演
算処理装置１５ｂで実行される操舵補助制御処理の処理
手順を図５のフローチャートにしたがって説明する。な
お、演算処理装置１５ｂでは、起動されると、まず、モ
ータ駆動回路１９に通電を開始するモータリレー２０を
オン状態とする通電制御信号ＣＳをオン状態としてい
る。

【００４２】そして、操舵トルクセンサ１３で検出され
た操舵トルク検出値Ｔと車速センサ１４で検出された車
速検出値Ｖと、を読み込む（ステップＳ１１）。そし
て、ステップＳ１２に移行し、操舵トルク検出値Ｔの絶
対値が基準値Ｔα以下であるか否かを判定し、Ｔ≦Ｔα
であるときには、操舵補助力を発生させる必要があると
して、ステップＳ１３に移行する。そして、リレー回路
２４を閉状態，リレー回路２５を開状態に制御するリレ
ー制御信号Ｓ₂₄，Ｓ₂₅を形成してこれを出力する。

【００４３】次に、ステップＳ１４に移行して、車速検
出値Ｖと操舵トルク検出値Ｔとをもとに、例えば次式
（１）にしたがって、操舵補助モータ８への目標駆動電
流ｉ^*を決定する。

【００４４】ｉ^*＝ｋ₁・Ｔ＋ｋ₂・Ｔ′ ……（１）なお、（１）式中のｋ₁，ｋ₂は車速等に応じて決まる
比例定数，Ｔ′は操舵トルク検出値Ｔの微分値である。

【００４５】次いで、ステップＳ１５で、電流検出器１
７からの実電流検出値ｉを読み込み、ステップＳ１６
で、次式（２）の演算を行って、デューティ比Ｄを算出
設定する。

【００４６】Ｄ＝Ｋ（ｉ^*−ｉ） ……（２）ここで、Ｋは制御ゲインであって、目標駆動電流ｉ^*と
実電流検出値ｉとの許容誤差範囲例えば数Ａ程度を見込
んで、十数〜数十程度の値に設定される。

【００４７】次いで、操舵トルク検出値Ｔが零を含む正
値であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、Ｔ＜０で
あるときには左切り状態であると判断して、左切り方向
信号ＬＤをオン状態とし、且つ右切り方向信号ＲＤをオ
フ状態とすると共に、ステップＳ１６で算出されたデュ
ーティ比Ｄの左切りデューティ制御用電流パルスＬＰを
出力し、且つオフ状態の右切りデューティ制御用電流パ
ルスＲＰを出力する（ステップＳ１８ａ）。そして、処
理を終了する。

【００４８】一方、Ｔ≧０であるときには、右切り状態
であると判断して、右切り方向信号ＲＤをオン状態と
し、且つ左切り方向信号ＬＤをオフ状態とすると共に、
ステップＳ７で算出されたデューティ比Ｄの右切りデュ
ーティ制御用電流パルスＲＰを出力し、且つオフ状態の
左切りデューティ制御用電流パルスＬＰを出力する（ス
テップＳ１８ｂ）。そして、処理を終了する。

【００４９】一方、ステップＳ１２で、操舵トルク検出
値ＴがＴ≦Ｔαである場合には、操舵補助力を発生させ
る必要はないとしてステップＳ２１に移行し、所定の記
憶領域に格納されているシミー発生フラグＦがＦ＝１で
あるか否かを判定する。このシミー発生フラグＦがＦ＝
０である場合にはシミーが発生していないものとして、
そのまま処理を終了する。一方、シミー発生フラグＦが
Ｆ＝１である場合には、ステップＳ２２に移行し、リレ
ー回路２４を開状態，リレー回路２５を閉状態に制御す
るリレー制御信号Ｓ₂₄，Ｓ₂₅を形成してこれを出力する
（短絡手段）。そして、処理を終了する。

【００５０】したがって、今、キースイッチ２１がオフ
状態で、車両が停止状態にあるものとすると、この状態
では、コントロールユニット７の電源が遮断状態にあ
り、モータ駆動回路１９のモータリレー２０もオフ状態
となって、操舵補助モータ８への通電が遮断状態となっ
ている。

【００５１】この停止状態で、キースイッチ２１をオン
状態とすることにより、コントロールユニット７の各部
に電源が投入され、マイクロコンピュータ１５で処理が
開始される。このとき、演算処理装置１５ｂでは、起動
すると、まず、オン状態の通電制御信号ＣＳをモータ駆
動回路１９のトランジスタ２３に出力する。

【００５２】このため、トランジスタ２３がオン状態と
なって、モータリレー２０がオン状態となり、バッテリ
２２からの直流電力がＨブリッジ回路に供給開始され
る。そして、図４のシミー検出処理が実行され、ラック
ストロークセンサ１６からのストローク検出値θ_Sが読
み込まれ、ＦＦＴ処理されるが、このとき、シミーは発
生しておらず、よって特定周波数成分の信号レベルは所
定レベル以下であるからシミーが発生していないと判断
されて、シミー発生フラグＦはＦ＝０に設定される。

【００５３】そして、図５の操舵補助制御処理が実行さ
れると、操舵トルク検出値Ｔが読み込まれるが、ステア
リングホイール１の操舵が行われていない場合には、操
舵トルク検出値Ｔの絶対値は基準値Ｔαよりも小さくな
り、このときシミー発生フラグＦはＦ＝０であってシミ
ーは発生していないから、操舵補助力は発生されない。

【００５４】一方、ステアリングホイール１の操舵が行
われ例えば左切り状態とし、操舵トルク検出値Ｔの絶対
値が基準値Ｔα以上となると、リレー回路２４を閉状
態，リレー回路２５を開状態に制御するリレー制御信号
Ｓ₂₄及びＳ₂₅が出力されて、これによりモータ駆動回路
１９と操舵補助モータ８とが接続状態となる。そして、
操舵トルク検出値Ｔと車速検出値Ｖとに基づいて目標駆
動電流ｉ^*が設定され、これと電流検出器１７で検出さ
れた実電流検出値ｉとの差値に基づいてデューティ比Ｄ
が算出される。そして、操舵トルク検出値Ｔが負値であ
るので、左方向信号ＬＤをオン状態、右方向信号ＲＤを
オフ状態とし、右切りデューティ制御用電流パルスＬＤ
を算出されたデューティ比Ｄに応じたオン・オフ比と
し、右切りデューティ制御用電流パルスＲＤをオフ状態
に維持させる。

【００５５】このため、モータ駆動回路１９のスイッチ
ング素子Ｔ１がオン状態を継続し、これに加えてスイッ
チング素子Ｔ４がデューティ比Ｄでオン・オフするの
で、操舵補助モータ８にデューティ比Ｄに応じた左切り
用の駆動電流ｉが流れることになり、操舵補助モータ８
が回転駆動されて操舵トルク検出値Ｔに応じた左切り用
操舵補助トルクを発生することにより、軽い操舵を行う
ことができる。

【００５６】この状態から車両が発進状態となり、操舵
が行われるとこれに伴い操舵補助制御処理にしたがって
上記と同様にして、操舵トルク検出値Ｔと車速検出値Ｖ
とに応じた操舵補助力が発生されて操舵が容易に行われ
る。

【００５７】一方、シミー検出処理では、ラックストロ
ークセンサ１６からのストローク検出値θ_Sを読み込み
これをＦＦＴ処理し、その特定周波数成分（１０〜２０
Ｈｚ）の信号レベルを監視していて、特定周波数成分の
信号レベルが所定レベル以上となり、このときの車速検
出値Ｖが所定車速範囲（７０〜１３０ｋｍ／ｈ）とな
り、且つ直進走行状態であるときには、シミーが発生し
ているとしてシミー発生フラグＦをＦ＝１に設定する。
つまり、ストローク検出値θ_Sのシミーに対応する特定
周波数成分の信号レベルが大きくなり、且つ、車速がシ
ミーが問題となる車速域であって、且つ、直進走行状態
であるときには、特定周波数成分の信号レベルが所定値
以上であるのはシミーを要因としているとみなすことが
できる。

【００５８】よって、車両が所定車速範囲（７０〜１３
０ｋｍ／ｈ）で直進走行状態であるときに、シミーが発
生すると、ストローク検出値θ_Sの特定周波数成分（１
０〜２０Ｈｚ）の信号レベルが所定レベルよりも大きく
なる。シミー検出処理では、特定周波数成分の信号レベ
ルが所定レベルよりも大きくなり、車速検出値Ｖが所定
車速域の値であり、ストローク検出値θ_Sが０°±１０
°となって、直進走行状態であることから、シミーが発
生していると判断してシミー発生フラグＦをＦ＝１に設
定する。

【００５９】したがって、操舵補助制御処理が実行され
たときには、操舵トルク検出値Ｔが基準値Ｔα以下であ
り、シミー発生フラグＦがＦ＝１に設定されていること
から、リレー回路２４を開状態，リレー回路２５を閉状
態に制御するリレー制御信号Ｓ₂₄及びＳ₂₅が出力され
る。これによって、操舵補助モータ８が短絡状態とな
り、シミーによる振動によって操舵補助モータ８に逆起
電力が発生することになり操舵補助モータ８が負荷とな
ることから、ステアリングシャフト２へのシミーによる
振動の伝達が抑制されて、シミーによる不快感がドライ
バに与えられることが回避される。

【００６０】そして、この状態から操舵が行われると、
操舵トルク検出値Ｔが基準値Ｔα以上となるから、リレ
ー回路２４は閉状態，リレー回路２５は開状態に制御さ
れる。よって、モータ駆動回路１９と操舵補助モータ８
とは接続状態となり、デューティ制御用電流パルスに応
じた電流が操舵補助モータ８に供給され、これに応じた
操舵補助力が発生されて、ドライバは操舵を容易に行う
ことができる。

【００６１】したがって、上述のように、ストローク検
出値θ_Sに基づいてシミーを検出したときには、操舵補
助モータ８を短絡状態とするようにしたから、ステアリ
ングホイール１へのシミーによる振動の伝達を確実に抑
制することができ、ドライバに不快感を与えることを軽
減することができる。

【００６２】また、すでに、ラックストロークセンサを
備えた車両の場合には、ソフトウエアの追加と、リレー
回路２４及び２５を追加することだけで実現することが
できるから容易且つ安価に、ステアリングホイールの不
快な振動を抑制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ができる。

【００６３】また、上記実施の形態においては、ラック
ストロークセンサ１６では、回動部材１６ｃの回動角度
をポテンショメータ等によって検出するようにしている
ため、ラックストロークセンサ１６の占有面積をより小
さくすることができる。

【００６４】なお、上記実施の形態においては、ラック
ストロークセンサを、図２に示すように、回動部材１６
ｃの固定ブラケット１６ｄ側を回動中心として回動自在
に支持するようにした場合について説明したが、可動ブ
ラケット１６ｂ側を回動中心として支持するようにして
もよい。

【００６５】また、回動部材１６ｃの回動角度を検出す
るようにしているが、例えば、ラック軸４とシリンダ４
ａとにわたって、スライド式のポテンショメータを設
け、これによって、ラック軸４の移動量を検出するよう
にしてもよい。また、変位検出手段として、ラック軸４
の移動量を検出するようにしたラックストロークセンサ
に限るものではなく、例えば転舵角の変位を検出するよ
うにした転舵角センサ等を用いるようにしてもよい。

【００６６】また、上記実施の形態においては、ラック
ピニオン式のステアリングシステムに適用した場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えばボールスクリュ
式のステアリングシステムに適用してもよい。

【００６７】また、上記実施の形態においては、シミー
検出処理において、ラックストロークセンサ１６からの
ストローク検出値θ_SをＦＦＴ処理した後、特定周波数
成分の信号レベルが所定レベル以上であるか否かによ
り、シミーであるか否かを判定するようにしたが、これ
に限るものではなく、例えば、ストローク検出値θ_Sを
微分処理したストローク微分値θ_S′について、所定時
間Δｔにおける最大値θ _MAX（θ_MAX＝所定レベル以上
の値）を求め、次の、所定時間ΔＴの間のストローク微
分値θ_S′について、その振幅が最大値θ_MAXを越えた
回数をカウントする。そして、所定時間ΔＴあたりのカ
ウント値から、ストローク検出値θ_Sの信号レベルが所
定値以上である周波数成分を求め、この周波数成分が１
０〜２０Ｈｚとなったときに、シミーが発生したと判断
するようにしてもよい。このように、ストローク検出値
θ_Sについて、振幅が所定値以上である周波数成分を求
めることによって、より容易に且つ短時間で、シミーの
検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電動パワーステアリング装置の
一例を示す概略構成図である。

【図２】ラックストロークセンサの一例を示す構成図で
ある。

【図３】コントロールユニットの一例を示すブロック図
である。

【図４】シミー検出処理の処理手順の一例を示すフロー
チャートである。

【図５】操舵補助制御処理の処理手順の一例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ステアリングホイール２ステアリングシャフト３ピニオン４ラック軸７コントロールユニット８操舵補助モータ１３操舵トルクセンサ１４車速センサ１６ラックストロークセンサ１９モータ駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トーションバーを含んで構成される操舵
系に、当該操舵系に発生する操舵トルクに応じた操舵補
助力を付与する電動機を備えた電動パワーステアリング
装置において、前記トーションバーと転舵輪とを連結する部材の変位を
検出する変位検出手段と、当該変位検出手段の変位検出
信号をもとにシミーが発生しているか否かを検出するシ
ミー検出手段と、当該シミー検出手段でシミーが発生し
ていることを検出したとき前記電動機を短絡させる短絡
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】前記シミー検出手段は、前記変位検出信
号の特定周波数成分が所定レベル以上であるか否かによ
りシミーを検出するようになっていることを特徴とする
請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】前記シミー検出手段は、車速を検出する
車速検出手段を供え、当該車速検出手段の検出車速が、
特定車速域内の値であるか否かに基づいてシミーの検出
を行うようになっていることを特徴とする請求項１又は
２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】前記シミー検出手段は、車両の走行状態
を検出する走行状態検出手段を供え、当該走行状態検出
手段の検出状態が、直進走行状態であるか否かに基づい
てシミーの検出を行うようになっていることを特徴とす
る請求項１乃至３の何れかに記載の電動パワーステアリ
ング装置。