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JP3305222B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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Publication number
JP3305222B2
JP3305222B2 JP00306597A JP306597A JP3305222B2 JP 3305222 B2 JP3305222 B2 JP 3305222B2 JP 00306597 A JP00306597 A JP 00306597A JP 306597 A JP306597 A JP 306597A JP 3305222 B2 JP3305222 B2 JP 3305222B2
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JP
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steering
gear ratio
motor
electric power
continuously variable
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JP00306597A
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隆博 小城
巡児 河室
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to US08/998,620 priority patent/US6041887A/en
Priority to EP98100323A priority patent/EP0853029B1/en
Priority to DE69813643T priority patent/DE69813643T2/de
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/664—Friction gearings
    • F16H61/6645—Friction gearings controlling shifting exclusively as a function of speed and torque

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

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、モータの回転力
によりステアリングホイールの操舵力を軽減させる電動
パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステアリングホイールの操舵力を
軽減させるパワーステアリング装置として電動パワース
テアリング装置が存在する。この電動パワーステアリン
グ装置は、実開昭６２−１３７６４号公報等に開示され
ているように、トルクセンサにより操舵トルクを検出
し、この検出した操舵トルクに基づきモータにより発生
したアシスト力を電磁クラッチ及び減速機を介してステ
アリングシャフトに伝達している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電動パワーステアリング装置においては、モータが減速
機を介してステアリングシャフトに連結されているため
モータが操舵系における慣性物となっていた。即ち、ス
テアリングホイールを操作する場合に感じるモータの慣
性力は、（モータの慣性モーメント）×（ギヤ比）×
（ギヤ比）で表されることから、ギヤ比の影響を大きく
受けることになり、操舵フィーリングを低下させてい
た。
【０００４】この発明の課題は、操舵フィーリングの良
好な電動パワーステアリング装置を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の電動パワ
ーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作に
応じてタイヤを転舵する操舵系と、この操舵系によるタ
イヤの操舵に応じて制御されるモータと、このモータと
操舵系との間に介在されたギヤ比が変更可能な変速機と
を備え、変速機のギヤ比の変化量に応じてモータの出力
トルクを補正することを特徴とする。
【０００６】この請求項１記載の電動パワーステアリン
グ装置によれば、ステアリングホイールを操作した場合
にモータ出力を操舵系に伝達することによりステアリン
グホイールの操舵力をアシストするが、この場合にモー
タ出力を変速機を介して操舵系に伝達することで、ステ
アリングホイールの操舵に影響を与えるモータの慣性力
を抑制することができる。さらに、変速機のギヤ比の変
化量分だけモータの出力トルクを変化させので、操舵ア
シスト特性を維持したままモータによる慣性感を低減す
ることができる。
【０００７】また、請求項２記載の電動パワーステアリ
ング装置は、ステアリングホイールの操作に応じてタイ
ヤを転舵する操舵系と、この操舵系によるタイヤの操舵
に応じて制御されるモータと、このモータと操舵系との
間に介在されたギヤ比が変更可能な変速機とを備え、操
舵系による操舵方向と操舵トルクの方向が相違する場合
には、操舵系による操舵方向と操舵トルクの方向が一致
する場合に比較して変速機のギヤ比を小さくすることを
特徴とする。
【０００８】この請求項２記載の電動パワーステアリン
グ装置によれば、操舵方向と操舵トルクの方向が相違す
る切り返し時等において変速機のギヤ比を小さくするた
め、切り返し時等におけるモータによる慣性力を小さく
することができる。
【０００９】また、請求項３記載の電動パワーステアリ
ング装置は、ステアリングホイールの操作に応じてタイ
ヤを転舵する操舵系と、この操舵系によるタイヤの操舵
に応 じて制御されるモータと、このモータと操舵系との
間に介在されたギヤ比が変更可能な変速機とを備え、操
舵系による操舵方向が反転した場合には、操舵系による
操舵方向が反転する前に比較して変速機のギヤ比を小さ
くすることを特徴とする。
【００１０】この請求項３記載の電動パワーステアリン
グ装置によれば、切り返し時等、操舵方向が反転した場
合に変速機のギヤ比を小さくするため、切り返し時等に
おけるモータによる慣性力を小さくすることができる。
【００１１】また、請求項４記載の電動パワーステアリ
ング装置は、ステアリングホイールの操作に応じてタイ
ヤを転舵する操舵系と、この操舵系によるタイヤの操舵
に応じて制御されるモータと、このモータと操舵系との
間に介在されたギヤ比が変更可能な変速機とを備え、操
舵系によりタイヤを転舵した場合に、転舵輪の最大舵角
近傍では、転舵輪の最大舵角近傍以外の場合に比較して
変速機のギヤ比を小さくすることを特徴とする。
【００１２】この請求項４記載の電動パワーステアリン
グ装置によれば、ラックエンド当たりが生じた場合にお
いてモータ慣性力を低減でき、操舵系にかかる負担を軽
減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して、こ
の発明の第１の実施の形態にかかる電動パワーステアリ
ング装置の説明を行う。
【００１４】図１は、第１の実施の形態にかかる電動パ
ワーステアリング装置の構成図である。図中、符合１０
で示すものは、ステアリングホイールであり、このステ
アリングホイール１０は、ステアリングシャフト１２の
上端に接続されている。また、ステアリングシャフト１
２の下端には、ピニオン（図示せず）が設けられ、この
ピニオンがステアリングギヤボックス１４内においてラ
ックバー１５に噛合されている。更に、ラックバー１５
の両端には、それぞれタイロッド１６の一端が接続され
ると共に、各タイロッド１６の他端にはナックルアーム
１７を介してタイヤ１８が接続されている。
【００１５】上述のステアリングシャフト１２に設けら
れているピニオンの上部には、ベベルギヤ２０が固定さ
れており、このベベルギヤ２０には、無段変速機２２を
介してパワーアシスト用モータ２４が接続されている。
【００１６】また、ステアリングシャフト１２の上部に
は、ステアリングホイール１０の操舵角度を検出する舵
角センサ２６及びステアリングホイール１０の操舵トル
クを検出するトルクセンサ２８が設けられている。舵角
センサ２６により検出されたステアリングホイール１０
の操舵角度及びトルクセンサ２８により検出された操舵
トルクは、ＥＣＵ３０に入力される。
【００１７】なお、ＥＣＵ３０には、上述の操舵角度及
び操舵トルクの他に、車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ３２から出力される車両速度、パワーアシスト用モ
ータ２４のロック状態を検出するモータロック検出部３
４から出力されるモータロック情報、車両の挙動制御を
行う車両挙動制御装置３６から出力される車両挙動制御
中であることを示す信号及び車体スリップ量に関する情
報、車両の重量を検出する車重センサ３８から出力され
る車両重量に関する情報等が入力される。
【００１８】ＥＣＵ３０は、この入力された操舵角度、
操舵トルク、車両速度、モータロック情報等に基づき、
ギヤ比変更用モータ４０に制御信号を出力して、無段変
速機２２のギヤ比の変更を行う。ここで、無段変速機２
２は、傘型の摩擦車である遊星コーン２２ａを用いた摩
擦式無段変速機であり、ギヤ比変更用モータ４０が駆動
されることにより、ウォームギヤ４２を介してリング体
２２ｂが移動され、遊星コーン２２ａとリング体２２ｂ
の内周面との接触位置が変わることにより、ギヤ比（＝
入力軸２２ｃの回転数／出力軸２２ｄの回転数）が変更
される。なお、この無段変速機２２は、ギヤ比を無限大
にすることが可能であり、また、作動状態でない場合で
あってもギヤ比が変更できるという特徴を有するもので
ある。
【００１９】次に、このように構成された第１の実施の
形態にかかる電動パワーステアリング装置の作動につい
て説明する。
【００２０】まず、ステアリングホイール１０の操舵ト
ルクの変化に対応させてギヤ比を変更する場合について
説明する。ステアリングホイール１０が操作され、トル
クセサ２８により操舵トルクが検出された場合には、ト
ルクセンサ２８からＥＣＵ３０に対して検出した操舵ト
ルクの値が出力される。この場合にＥＣＵ３０は、操舵
トルクの値の大きさについて判断を行い、操舵トルクの
値が小さいと判断した場合には、ギヤ比変更用モータ４
０に対して制御信号を出力し無段変速機２２のギヤ比を
下げる。即ち、ギヤ比を検出した操舵トルクの値に対応
したギヤ比（図２（ａ）のグラフにおいて実線で示すギ
ヤ比）に変更する。なお、この動作は、ギヤ比変更用モ
ータ４０を駆動し、リング体２２ｂを図１の右方向に移
動させリング体２２ｂの内周面が遊星コーン２２ａに接
触する位置を変更することにより行う。
【００２１】従って、検出された操舵トルクの値に対応
してギヤ比を直線的に小さくすることにより、パワーア
シスト用モータ２４による慣性力を小さくすることがで
き、ステアリングホイール１０の操舵感を向上させるこ
とができる。
【００２２】また、この場合にＥＣＵ３０は、無段変速
機２２のギヤ比の減少分に対応してパワーアシスト用モ
ータ２４に供給する電流値を大きくする。即ち、ギヤ比
を小さくすることによりパワーアシスト用モータ２４に
よるアシスト量も低下するため、パワーアシスト用モー
タ２４に供給する電流値を大きくしてモータトルクを増
加させる。従って、ステアリングホイール１０の操舵ア
シスト特性を維持したままパワーアシスト用モータ２４
による慣性感を取り除くことができる。
【００２３】一方、トルクセンサ２８により検出された
操舵トルクの値が大きい場合には、大操舵トルク時は慣
性感を感じ難いことから、大トルクになるに従ってギヤ
比（図２（ａ）のグラフにおいて実線で示すギヤ比）を
上げることでアシスト切れの防止を図っている。
【００２４】なお、検出された操舵トルクの値に対応し
て、無段変速機２２のギヤ比を図２（ａ）のグラフにお
いて破線で示すギヤ比に変更するようにしてもよい。即
ち、操舵トルクが極めて小さい場合には、パワーアシス
ト用モータ２４が大きな慣性物として作用することか
ら、操舵トルクが極めて小さい領域においてはギヤ比を
小さくしておき、操舵トルクがある値以上になった時点
でギヤ比を大きくすることにより、低操舵トルク時にお
ける操舵感を向上させることができる。
【００２５】次に、ステアリングホイール１０の操舵角
度θの変化に対応させてギヤ比を変化させる場合につい
て説明する。ステアリングホイール１０が操作され、舵
角センサ２６により操舵角度が検出された場合には、舵
角センサ２６からＥＣＵ３０に対して検出した操舵角度
の値が出力される。この場合にＥＣＵ３０は、操舵角度
の大きさについて判断を行い、操舵角度が小さいと判断
した場合には、ギヤ比変更用モータ４０に対して制御信
号を出力し無段変速機２２のギヤ比を下げる。即ち、ギ
ヤ比変更用モータ４０に制御信号を出力し、ギヤ比（図
２（ｂ）のグラフにおいて実線で示すギヤ比）に変更す
る。
【００２６】従って、検出された操舵トルクの値に対応
してギヤ比を小さくすることにより、パワーアシスト用
モータ２４による慣性力を小さくすることができ、ステ
アリングホイール１０の操舵感を向上させることができ
る。
【００２７】また、この場合にＥＣＵ３０は、無段変速
機２２のギヤ比の減少分に対応してパワーアシスト用モ
ータ２４に供給する電流値を大きくする。即ち、ギヤ比
を小さくすることによりパワーアシスト用モータ２４に
よるアシスト量も低下するため、パワーアシスト用モー
タ２４に供給する電流値を大きくしてモータトルクを増
加させる。例えば、予め舵角・トルク特性を設定してお
き、この設定した特性に一致するようにフィードバック
制御を行なってパワーアシスト用モータ２４に供給する
電流値を大きくすることにより、操舵アシスト特性を維
持したまま慣性感を取り除くことができる。
【００２８】なお、検出された操舵角度の値に対応し
て、無段変速機２２のギヤ比を図２（ｂ）のグラフにお
いて破線で示すギヤ比に変更するようにしてもよい。即
ち、操舵角度が極めて小さい場合（操舵角度がニュート
ラル領域にある場合）には、パワーアシスト用モータ２
４が大きな慣性物として作用することから、操舵角度が
極めて小さい領域においてはギヤ比を小さくしておき、
操舵角度がある値以上になった時点でギヤ比を大きくす
ることにより、操舵角度の小さい領域における操舵感を
向上させることができる。
【００２９】また、極めて小型で高出力のパワーアシス
ト用モータ２４を搭載する場合には、このパワーアシス
ト用モータ２４による慣性感は問題とならなくなるた
め、図２（ｃ）のグラフで示すギヤ比に無段変速機２２
のギヤ比を変更するようにしてもよい。即ち、操舵角度
が極めて小さい場合（操舵角度がニュートラル領域にあ
る場合）にはギヤ比を大きくしておき、操舵角度がある
値以上になった時点でギヤ比を小さくする。これにより
操舵角度がニュートラル領域にある場合は、ステアリン
グホイール１０の操舵に大きなトルクが必要になること
から、直進走行時におけるふらつきを防止でき走行安定
性を向上させることができる。
【００３０】次に、ステアリングホイール１０の操舵角
速度ｄθ／ｄｔの変化に対応させてギヤ比を変更する場
合について説明する。ステアリングホイール１０が操作
され、舵角センサ２６により操舵角度が検出された場合
には、舵角センサ２６からＥＣＵ３０に対して検出した
操舵角度の値が出力される。この場合にＥＣＵ３０は、
操舵角度の時間的変化に基づき操舵角速度の算出を行
う。
【００３１】そして、この操舵角速度の大きさについて
判断を行い、操舵角速度が大きいと判断した場合には、
ギヤ比変更用モータ４０に対して制御信号を出力し無段
変速機２２のギヤ比を下げる。即ち、ギヤ比変更用モー
タ４０に制御信号を出力し、ギヤ比（図３（ａ）のグラ
フに示すギヤ比）に変更する。
【００３２】例えば、タイヤ１８が縁石に衝突した場合
等においては、ステアリングホイール１０が高速で回転
させられ、同時にパワーアシスト用モータ２４も高速で
回転させられるため、大きな運動エネルギを持つことと
なる。このような場合においては、ＥＣＵ３０において
操舵角速度が大きいと判断されギヤ比を下げるように制
御が行われるため、ラックバー１５が最大舵角まで移動
してラックエンドにぶつかることによりパワーアシスト
用モータ２４が瞬時に停止した場合であっても、ステア
リングシャフト１２に伝わるパワーアシスト用モータ２
４の慣性力を小さくすることができ、ベベルギヤ２０等
のギヤ部の破壊を防止することができる。
【００３３】次に、ステアリングホイール１０の操舵角
加速度ｄ2θ／ｄｔ2の変化に対応させてギヤ比を変更す
る場合について説明する。ステアリングホイール１０が
操作され、舵角センサ２６により操舵角度が検出された
場合には、舵角センサ２６からＥＣＵ３０に対して検出
した操舵角度の値が出力される。この場合にＥＣＵ３０
は、操舵角度の時間的変化に基づき操舵角加速度の算出
を行う。
【００３４】そして、この操舵角加速度の大きさについ
て判断を行い、操舵角加速度が大きいと判断した場合に
は、ギヤ比変更用モータ４０に対して制御信号を出力し
無段変速機２２のギヤ比を下げる。即ち、ギヤ比変更用
モータ４０に制御信号を出力し、ギヤ比（図３（ｂ）の
グラフに示すギヤ比）に変更する。
【００３５】従って、操舵角加速度の値が大きいとき、
即ち、ステアリングホイール１０を素早く操作する場合
にギヤ比を小さくすることにより、パワーアシスト用モ
ータ２４によるステアリングホイール１０に対する慣性
力を小さくすることができ、ステアリングホイール１０
の操舵感を向上させることができる。
【００３６】次に、車両速度Ｖの変化に対応させてギヤ
比を変更する場合について説明する。車速センサ３２
は、車両の走行速度を検出してＥＣＵ３０に対して検出
した走行速度の値を出力する。この場合にＥＣＵ３０
は、車両速度の大きさについて判断を行い、車両速度が
高いと判断した場合にはギヤ比変更用モータ４０に対し
て制御信号を出力し無段変速機２２のギヤ比を下げる。
即ち、ギヤ比変更用モータ４０に制御信号を出力し、ギ
ヤ比（図３（ｃ）のグラフにおいて実線で示すギヤ比）
に変更する。パワーアシスト用モータ２４のアシスト力
が一定の状態においてギヤ比を下げた場合には、ステア
リングシャフト１２に伝達されるアシスト力が小さくな
り、ステアリングホイール１０の操舵に大きな力が必要
になる。
【００３７】従って、検出された車両速度が高い場合に
ギヤ比を下げることにより、車両の走行安定性を向上さ
せることができる。
【００３８】次に、ステアリングホイール１０の操舵角
速度と操舵トルクの方向が逆方向である場合に無段変速
機２２のギヤ比を変更する場合について説明する。ステ
アリングホイール１０が操作された場合には、舵角セン
サ２６により操舵角度が検出されると共にトルクセンサ
２８により操舵トルクが検出され、舵角センサ２６及び
トルクセンサ２８からＥＣＵ３０に対して操舵角度及び
操舵トルクが出力される。この場合にＥＣＵ３０は、操
舵角度の時間的変化に基づき操舵角速度を算出し、操舵
角速度及び操舵トルクの方向について判断を行う。
【００３９】ここで、操舵角速度及び操舵トルクの方向
が逆方向であると判断した場合には、ギヤ比変更用モー
タ４０に対して制御信号を出力し無段変速機２２のギヤ
比を下げる。従って、ステアリングホイール１０の戻り
時等、操舵角速度及び操舵トルクの方向が逆方向である
と判断した場合に無段変速機２２のギヤ比を小さくする
ことにより、パワーアシスト用モータ２４によるステア
リングホイール１０に対する慣性力を小さくすることが
でき、ステアリングホイール１０の操舵感を向上させる
ことができる。
【００４０】次に、ステアリングホイール１０の切り返
し時に無段変速機２２のギヤ比を変更する場合について
説明する。ステアリングホイール１０が操作された場合
には、舵角センサ２６により操舵角度が検出され、舵角
センサ２６からＥＣＵ３０に対して操舵角度が出力され
る。この場合にＥＣＵ３０は、操舵角度の反転について
判断を行い、操舵角度が反転した場合にギヤ比変更用モ
ータ４０に対して制御信号を出力し無段変速機２２のギ
ヤ比を下げる。なお、ここで用いる舵角センサ２６は、
絶対舵角の検出が可能な舵角センサであることが必要で
ある。
【００４１】従って、ステアリングホイール１０の切り
返し時における無段変速機２２のギヤ比を小さくするこ
とにより、パワーアシスト用モータ２４によるステアリ
ングホイール１０に対する慣性力を小さくすることがで
き、ステアリングホイール１０の操舵感を向上させるこ
とができる。
【００４２】次に、車両挙動制御時に無段変速機２２の
ギヤ比を変更する場合について説明する。即ち、車両挙
動制御装置３６により車両の挙動制御が行われている場
合には、車両挙動制御装置３６からＥＣＵ３０に対して
車両挙動制御装置３６が作動中であることを示す信号が
出力される。
【００４３】従って、ＥＣＵ３０は、ギヤ比変更用モー
タ４０に対して制御信号を出力し無段変速機２２のギヤ
比を上げる。従って、無段変速機２２のギヤ比を大きく
することにより、パワーアシスト用モータ２４によるス
テアリングホイール１０に対する慣性力を大きくし、車
両挙動制御装置３６による制御に反するステアリングホ
イール１０の操作を行いずらくすることができる。
【００４４】なお、車両挙動制御装置３６を搭載してい
ない車両においては、車両のスリップ角度を検出して、
このスリップ角度が大きいとき、即ち車両がドリフト状
態であるときに、無段変速機２２のギヤ比を下げ、パワ
ーアシスト用モータ２４によるステアリングホイール１
０に対する慣性力を小さくすることにより、ステアリン
グホイール１０を素早く操作できるようにすることがで
きる。
【００４５】次に、車両重量によって無段変速機２２の
ギヤ比を変更する場合について説明する。即ち、車両重
量は、車重センサ３８により検出され、車両重量に関す
る情報がＥＣＵ３０に対して出力される。従って、ＥＣ
Ｕ３０は、車両重量について判断を行い、車両重量が重
いと判断した場合には、無段変速機２２のギヤ比を大き
くすることにより、パワーアシスト用モータ２４による
ステアリングホイール１０に対する慣性力を大きくし、
車両走行安定性を向上させることができる。
【００４６】次に、図４を参照して、この発明の第２の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の説明
を行う。なお、この電動パワーステアリング装置の説明
においては、第１の実施の形態にかかる電動パワーステ
アリング装置の構成と同一の構成には、第１の実施の形
態の説明の際に用いた符号と同一の符号を付して、詳細
な説明を省略する。
【００４７】この第２の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置は、第１の実施の形態にかかる電動パ
ワーステアリング装置の無段変速機２２を無段変速機５
０に変更したものであり、その他の点については第１の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置と同様
である。
【００４８】ここで、無段変速機５０は、リングコーン
ＲＣ形の無段変速機であり、パワーアシスト用モータ２
４に接続された入力側コーン５０ａ、ステアリングシャ
フト１２に固定されている出力側コーン５０ｂ、入力側
コーン５０ａから出力側コーン５０ｂに回転を伝達する
ためのリング５０ｃ及びギヤ比変更用モータ４０に接続
されているウォームギヤ４２と歯合するリングスライド
ギヤ５０ｄを備えて構成されている。
【００４９】この電動式パワーステアリング装置におい
ては、ＥＣＵ３０からの制御信号によりギヤ比変更用モ
ータ４０が駆動され、リング５０ｃの位置を変えること
により、入力側コーン５０ａ及び出力側コーン５０ｂの
伝達有効径を変化させギヤ比の変更を行う。
【００５０】この第２の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置においても、第１の実施の形態にかか
る電動パワーステアリング装置と同様に、操舵トルクの
変化、操舵角度の変化、操舵角速度の変化、操舵角加速
度の変化、車両速度の変化等に基づき無段変速機５０の
ギヤ比を変更させることにより、パワーアシスト用モー
タ２４によるステアリングホイール１０に対する慣性力
の大きさを変えることができ、ステアリングホイール１
０の操舵感を向上させることができる。
【００５１】次に、図５を参照して、この発明の第３の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の説明
を行う。なお、この第３の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の説明においては、第１の実施の形
態にかかるパワーステアリング装置の構成と同一の構成
には、第１の実施の形態の説明の際に用いた符号と同一
の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５２】この第３の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置は、第１の実施の形態にかかる電動パ
ワーステアリング装置の無段変速機２２を無段変速機６
０に変更したものであり、その他の点については第１の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置と同様
である。
【００５３】ここで、無段変速機６０は、球面車式の無
段変速機であり、入力軸から出力軸へ回転を伝えるため
のボール６０ａを備えて構成されている。
【００５４】この電動式パワーステアリング装置におい
ては、ＥＣＵ３０からの制御信号によりギヤ比変更用モ
ータ４０が駆動され、ボール６０ａの軸心を傾けること
により無段変速機６０のギヤ比の変更を行う。
【００５５】この第３の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置においても、第１の実施の形態にかか
る電動パワーステアリング装置と同様に、操舵トルクの
変化、操舵角度の変化、操舵角速度の変化、操舵角加速
度の変化、車両速度の変化等に基づき無段変速機６０の
ギヤ比を変更させることにより、パワーアシスト用モー
タ２４によるステアリングホイール１０に対する慣性力
の大きさを変えることができ、ステアリングホイール１
０の操舵感を向上させることができる。
【００５６】次に、図６を参照して、この発明の第４の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の説明
を行う。なお、この第４の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の説明においては、第１の実施の形
態にかかる電動パワーステアリング装置の構成と同一の
構成には、第１の実施の形態の説明の際に用いた符号と
同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５７】この第４の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置は、第１の実施の形態にかかる電動パ
ワーステアリング装置の無段変速機２２を無段変速機７
０に変更したものであり、その他の点については第１の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置と同様
である。
【００５８】ここで、無段変速機７０は、リングコーン
ＳＣ形の無段変速機であり、遊星コーン７０ａ、この遊
星コーン７０ａと内周面が接触するリング７０ｂ等を備
えて構成されている。
【００５９】この電動式パワーステアリング装置におい
ては、ＥＣＵ３０からの制御信号によりギヤ比変更用モ
ータ４０が駆動され、リング７０ｂの位置を変えること
により、遊星コーン７０ａの伝達有効径が変更されギヤ
比の変更が行われる。
【００６０】この第４の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置においても、第１の実施の形態にかか
る電動パワーステアリング装置と同様に、操舵トルクの
変化、操舵角度の変化、操舵角速度の変化、操舵角加速
度の変化、車両速度の変化等に基づき無段変速機７０の
ギヤ比を変更させることにより、パワーアシスト用モー
タ２４によるステアリングホイール１０に対する慣性力
の大きさを変えることができ、ステアリングホイール１
０の操舵感を向上させることができる。
【００６１】次に、図７を参照して、この発明の第５の
実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の説明
を行う。なお、この第５の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の説明においては、第１の実施の形
態にかかる電動パワーステアリング装置の構成と同一の
構成には、第１の実施の形態の説明の際に用いた符号と
同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６２】この第５の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置は、第２の実施の形態にかかる電動パ
ワーステアリング装置の操舵角度センサ２６を角速度計
２７に変更したものであり、その他の点については第２
の実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置と同
様である。
【００６３】この第５の実施の形態にかかる電動パワー
ステアリング装置においても、第１の実施の形態にかか
る電動パワーステアリング装置と同様に、操舵トルクの
変化、操舵角度の変化、操舵角速度の変化、操舵角加速
度の変化、車両速度の変化等に基づき無段変速機５０の
ギヤ比を変更させることにより、パワーアシスト用モー
タ２４によるステアリングホイール１０に対する慣性力
の大きさを変えることができ、ステアリングホイール１
０の操舵感を向上させることができる。
【００６４】なお、上述の各実施の形態において、ナビ
ゲーションシステムからの情報により、高速道路を走行
していることを判断して無段変速機のギヤ比を上げるよ
うにしてもよい。高速道路走行時においては、パワーア
シスト用モータによるアシスト力は小さいことから、パ
ワーアシスト用モータによる慣性力が大きくなり、高速
走行時における直進安定性を向上させることができる。
【００６５】また、上述の各実施の形態において、気象
状況に応じて無段変速機のギヤ比を変更するようにして
もよい。即ち、雨滴センサによる雨滴の検出、ワイパー
の作動等により雨天を検出し、無段変速機のギヤ比を上
げることにより、パワーアシスト用モータによる慣性力
が大きくなり、走行時における直進安定性を向上させる
ことができる。
【００６６】また、上述の各実施の形態において、昼間
か夜間かにより無段変速機のギヤ比を変更するようにし
てもよい。即ち、ヘッドライトの点灯等により夜間の走
行であることの検出を行い、無段変速機のギヤ比を上げ
ることによりパワーアシスト用モータによる慣性を大き
くすることができ、夜間走行時における直進安定性を向
上させることができる。
【００６７】また、上述の各実施の形態において、フラ
ッタの発生を検出し、フラッタ発生時に無段変速機のギ
ヤ比を変更することにより、フラッタの発生を止めるこ
とができる。即ち、無段変速機のギヤ比を変更すること
により、車両の共振周波数からはずれフラッタの発生を
止めることができる。
【００６８】また、上述の各実施の形態において、シフ
トレバー操作中において無段変速機のギヤ比を上げるよ
うにしてもよい。無段変速機のギヤ比を上げることによ
りパワーアシスト用モータによる慣性力を大きくするこ
とができ、シフトレバー操作時においてステアリングホ
イールが操舵されることを抑制して直進安定性を向上さ
せることができる。
【００６９】なお、ステアリングホイールの操作に応じ
てタイヤを転舵する操舵系と、この操舵系によるタイヤ
の操舵に応じて制御されるモータと、このモータと前記
操舵系との間に介在されたギヤ比が変更可能な変速機と
を備える電動パワーステアリング装置において、以下の
ようにすることも可能である。
【００７０】変速機のギヤ比を操舵系による操舵状態に
応じて変更する、即ち、操舵トルク、操舵角度、操舵速
度、操舵角速度等の操舵系による操舵状態により変速機
のギヤ比を変更すると、ステアリングホイールの操舵時
におけるモータによる慣性感 を抑制することができ操舵
フィーリングを向上させることができる。
【００７１】また、変速機のギヤ比を車両状態に応じて
変更すると、車両挙動制御装置の作動中、車重、車体ス
リップ角等の車両状態に適合した慣性力をステアリング
ホイールに与えることができ、ステアリングホイールの
操作性を向上させることができる。
【００７２】
【発明の効果】この発明によれば、ステアリングホイー
ルを操作した場合にモータ出力を操舵系に伝達すること
によりステアリングホイールの操舵力をアシストする
が、この場合にモータ出力を変速機を介して操舵系に伝
達することで、ステアリングホイールの操舵に影響を与
えるモータの慣性力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の構成図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の無段変速機のギヤ比の変化の状態
を示す図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の無段変速機のギヤ比の変化の状態
を示す図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の構成図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の構成図である。
【図６】この発明の第４の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の構成図である。
【図７】この発明の第５の実施の形態にかかる電動パワ
ーステアリング装置の構成図である。
【符号の説明】
１０…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャ
フト、１４…ステアリングギヤボックス、１５…ラック
バー、１６…タイロッド、１７…ナックルアーム、１８
…タイヤ、２０…ベベルギヤ、２２…無段変速機、２４
…パワーアシスト用モータ、２６…舵角センサ、２８…
トルクセンサ、３０…ＥＣＵ、３２…車速センサ、３４
…モータロック検出部、３６…車両挙動制御装置、３８
…車重センサ、４０…ギヤ比変更用モータ、４２…ウォ
ームギヤ、５０，６０，７０，２２Ａ，２２Ｂ…無段変
速機。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−120272（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−99820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−93673（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−16139（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−48085（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−51271（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−13764（ＪＰ，Ｕ) 日本機械学会編 機械工学便覧 Ｂ１ 編 第188頁−第192頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00 - 6/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステアリングホイールの操作に応じてタ
    イヤを転舵する操舵系と、前記 操舵系によるタイヤの操舵に応じて制御されるモー
    タと、前記 モータと前記操舵系との間に介在されたギヤ比が変
    更可能な変速機とを備え、 前記変速機のギヤ比の変化量に応じて前記モータの出力
    トルクを補正する 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】 ステアリングホイールの操作に応じてタ
    イヤを転舵する操舵系と、 前記操舵系によるタイヤの操舵に応じて制御されるモー
    タと、 前記モータと前記操舵系との間に介在されたギヤ比が変
    更可能な変速機とを備え、 前記操舵系による操舵方向と操舵トルクの方向が相違す
    る場合には、前記操舵系による操舵方向と操舵トルクの
    方向が一致する場合に比較して前記変速機のギヤ比を小
    さくする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】 ステアリングホイールの操作に応じてタ
    イヤを転舵する操舵系と、 前記操舵系によるタイヤの操舵に応じて制御されるモー
    タと、 前記モータと前記操舵系との間に介在されたギヤ比が変
    更可能な変速機とを備え、 前記操舵系による操舵方向が反転した場合には、前記操
    舵系による操舵方向が反転する前に比較して前記変速機
    のギヤ比を小さくすることを特徴とする電動パワーステ
    アリング装置。
  4. 【請求項４】 ステアリングホイールの操作に応じてタ
    イヤを転舵する操舵系と、 前記操舵系によるタイヤの操舵に応じて制御されるモー
    タと、 前記モータと前記操舵系との間に介在されたギヤ比が変
    更可能な変速機とを備え、 前記操舵系により前記タイヤを転舵した場合に、前記転
    舵輪の最大舵角近傍では、前記転舵輪の最大舵角近傍以
    外の場合に比較して前記変速機のギヤ比を小さくするこ
    とを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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