JP2002120745A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】路面反力が変化しても、低速から高速まで安定
したハンドルの収斂性を得ることができる電動パワース
テアリング装置の制御装置を提供する。 【解決手段】電動パワーステアリング装置の制御装置２
０のＣＰＵ（中央処理装置）２１は、操舵角θ及び車速
Ｖに基づいてステアリングホイール１を中立位置へ戻す
ための目標操舵角θ＊を設定し、目標操舵角θ＊と操舵
角θの偏差Δθ及び車速Ｖに応じて理想的な目標操舵角
速度Ｑ＊を設定し、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑ
の偏差ΔＱに基づいて目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定す
る。操舵角速度Ｑが目標操舵角速度Ｑ＊よりも小さい
と、目標収斂電流Ｉｈｄ＊が増加して操舵角速度が増速
するようにアシストする。反対に、操舵角速度Ｑが目標
操舵角速度Ｑ＊よりも大きいと、目標収斂電流Ｉｈｄ＊
の極性が反転して操舵角速度が減速する方向に働き、操
舵角速度Ｑが目標操舵角速度Ｑ＊に一致するように制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによるアシスト力を付与する電動パワース
テアリング装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の自動車等に使用される
電動パワーステアリング装置及びその制御装置１５８の
概略を示す。

【０００３】ステアリングホイール１４１に連結したス
テアリングシャフト１４２には、トーションバー１４３
が設けられている。このトーションバー１４３には、ト
ルクセンサ１４４が装着されている。そして、ステアリ
ングシャフト１４２が回転してトーションバー１４３に
力が加わると、加わった力に応じてトーションバー１４
３が捩れ、その捩れをトルクセンサ１４４が検出してい
る。

【０００４】なお、以下の説明では、ステアリングホイ
ールのことをハンドルと言うことがある（従来の技術及
び実施形態についても同様）。又、ステアリングシャフ
ト１４２には減速機１４５が固着されている。この減速
機１４５には、モータ１４６の回転軸に取着したギア１
４７が噛合されている。更に、減速機１４５にはピニオ
ンシャフト１４８が固着されている。ピニオンシャフト
１４８の先端には、ピニオン１４９が固着されるととも
に、このピニオン１４９はラック１５１と噛合してい
る。前記ラック１５１とピニオン１４９とによりラック
＆ピニオン機構１５０が構成されている。

【０００５】ラック１５１の両先端には、タイロッド１
５２が固設されている。このタイロッド１５２の両端に
は、ナックル１５３が回動可能に連結されている。この
ナックル１５３には、前輪１５４が固着されている。
又、ナックル１５３は、クロスメンバ１５５に回動可能
に連結されている。

【０００６】従って、モータ１４６が回転すると、その
回転数は減速機１４５によって減少されてピニオンシャ
フト１４８に伝達され、ラック＆ピニオン機構１５０に
伝達される。そして、タイロッド１５２に連結されたナ
ックル１５３は、モータ１４６の回転方向に応じて右方
向又は左方向に移動する。尚、前輪１５４には車速セン
サ１５６が設けられている。

【０００７】そして、モータ１４６の回転数及び回転方
向は、モータ駆動装置１５７から供給される正負のアシ
スト電流によって決定されている。このモータ駆動装置
１５７がモータ１４６に供給するアシスト電流は、モー
タ駆動装置１５７を制御する制御装置１５８によって演
算されている。制御装置１５８は、ＣＰＵ１５９、ＲＯ
Ｍ１６０、ＲＡＭ１６１等から構成され、トルクセンサ
１４４からの検出信号からその時々のステアリングホイ
ール１４１の操舵トルクＴｈを演算するとともに、車速
センサ１５６からの検出信号からその時々の車速Ｖを演
算する。

【０００８】そして、制御装置１５８は、この演算した
操舵トルクＴｈと車速Ｖに基づいてアシスト電流（アシ
スト電流指令値）を算出する。この算出は、制御装置１
５８内のＲＯＭ１６０に予め記憶したアシストマップか
ら求められる。そして、制御装置１５８はアシストトル
クを発生させるモータ１４６の電流を前記アシスト電流
（アシスト電流指令値）となるように制御する。

【０００９】ここで、ＣＰＵ１５９の制御の概要を説明
する。図１６は、従来の制御装置１５８のＣＰＵ１５９
の機能ブロック図であり、ＣＰＵ１５９内部においてプ
ログラムで実行される機能を示し、実際のハード構成を
意味するものではない。

【００１０】トルクセンサ１４４で検出した操舵トルク
は、系の安定性を高めるために、位相補償器１７０で位
相補償され、位相補償された操舵トルクＴｈが電流指令
値演算部１７１に入力される。又、車速センサ１５６で
検出された車速Ｖも電流指令値演算部１７１に入力され
る。電流指令値演算部１７１は、予めＲＯＭ１６０に記
憶されているアシストマップに基づいて、車速Ｖ、操舵
トルクＴｈに対応したアシスト電流指令値Ｉを演算する
(図１５参照)。

【００１１】アシスト電流指令値Ｉは加算器１７２に
て、後記するハンドル戻し電流Ｉｈ＊、ダンパ電流Ｉｄ
＊を加算して、電流制御部１７３に供給する。電流制御
部１７３では、加算器１７２の出力と、モータ駆動電流
センサ１７６にて検出した実際のモータ電流(モータ駆
動電流)Ｉｍとの差に相当する信号に基づいて、ＰＩ制
御値やＰＩＤ制御値を演算し、この制御値をＰＷＭ演算
部１７４に出力する。ＰＷＭ演算部１７４では、この制
御値に応じたＰＷＭ演算を行い、その運算結果をモータ
駆動装置１５７に供給する。

【００１２】この結果、モータ駆動装置１５７を介して
モータ１４６を駆動制御することにより、モータ１４６
による適正なアシスト力が得られる。一方、モータ角速
度推定器１７５はモータ駆動電流センサ１７６にて検出
したモータ１４６のモータ電流Ｉｍと、モータ１４６の
端子間電圧検出回路１７７で検出したモータ端子間電圧
Ｖｍに基づいて下記のモータ電圧方程式にてモータ角速
度ωを推定する。

【００１３】ω＝｛Ｖｍ−（Ｒ＋ＬＳ）Ｉｍ｝／Ｋｅ なお、Ｒはモータ抵抗、Ｌはモータインダクタンス、Ｋ
ｅはモータ逆起電力定数、Ｓは微分演算子である。

【００１４】操舵角速度推定器１７８では、モータ角速
度推定器１７５で推定されたモータ角速度ωに基づい
て、減速機１４５の減速比Ｇを除算することにより操舵
角速度Ｑ(＝ω／Ｇ)を推定する。操舵角速度推定器１７
８で推定された操舵角速度はハンドル戻し制御器１８
０、ダンパ制御器１９０に入力される。又、車速センサ
１５６で検出された車速Ｖは、ハンドル戻し制御器１８
０、ダンパ制御器１９０に入力される。

【００１５】ここでハンドル戻し制御器１８０の概要を
説明する。ハンドル戻し制御器１８０は、低速走行時の
ハンドル戻り特性を改善するために、ハンドル戻し状態
の時に、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑに応じたハンドル戻し
電流Ｉｈ＊を出力して、ハンドル(ステアリングホイー
ル１４１)が戻る方向にアシストを行う。

【００１６】図１７はハンドル戻し制御器１８０におけ
るハンドル戻し演算を行う機能ブロック図を示してい
る。同図に示すように、ハンドル戻し制御器１８０はハ
ンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速ゲ
イン演算部１８２、ハンドル戻し判定部１８３及び乗算
器１８４を備えている。ハンドル戻し電流演算部１８１
は、ハンドル戻し補償マップを備え、操舵角速度Ｑが入
力されると、ハンドル戻し補償マップを参照して、ハン
ドル戻し電流Ｉｈを読み出し、乗算器１８４に入力す
る。このハンドル戻し電流Ｉｈは、ハンドルの回転方向
にアシストするように、設定されている。

【００１７】ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２
は、車速Ｖが入力されると、ハンドル戻し補償ゲインマ
ップを参照して車速ゲインＫｈを読み出し、乗算器１８
４に供給する。このゲインＫｈは、中高速走行ではハン
ドル戻し電流を０にし、低速走行のみ、ハンドル戻し制
御が効くように設定されている。

【００１８】又、ハンドル戻し判定部１８３は、ハンド
ル戻し判定マップを備えており、操舵トルクＴｈが入力
されると、マップに基づいて操舵トルクＴｈが０近傍の
ときには、ゲインＢとして「１」を出力し、操舵トルク
｜Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘ（＞０）は閾値）のように、ある値Ｘ
以上になると、ゲインＢとして「０」を乗算器１８４に
出力する。すなわち、操舵トルクＴｈが閾値以内のとき
は、ハンドル戻し状態と判定し、閾値を超える場合に
は、切り込み・保舵状態と判定する。乗算器１８４は、
ハンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速
ゲイン演算部１８２、及びハンドル戻し判定部１８３か
ら入力されたＩｈ、Ｋｈ、Ｇを乗算して、ハンドル戻し
電流Ｉｈ＊を加算器１７２に出力する。

【００１９】従って、車速が低速走行の際に、ハンドル
戻し判定部１８３により、ハンドル戻しがされていると
判定が行われた場合には、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊がア
シスト電流に加算されて、低速走行時のハンドル戻り特
性が改善する。

【００２０】次に、ダンパ制御器１９０について説明す
る。ダンパ制御器１９０は、中高速走行時の車両のヨー
の収斂性を改善するために、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑに
応じたダンパ電流Ｉｄ＊を出力して、ハンドルが回転す
る方向と逆方向にダンパ電流Ｉｄ＊を加えてブレーキを
かけるためのものである。

【００２１】図１８はダンパ制御器１９０におけるダン
パ電流演算を行う機能ブロック図を示している。同図に
示すように、ダンパ制御器１９０はダンパ電流演算部１
９１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２、及び乗算器
１９３を備えている。ダンパ電流演算部１９１は、ダン
パ電流マップを備え、操舵角速度Ｑが入力されると、ダ
ンパ電流マップを参照して、ダンパ電流Ｉｄを読み出
し、乗算器１９３に入力する。なお、ダンパ電流Ｉｄ
は、操舵角速度を減速する方向に設定されており、ハン
ドル戻し制御とは極性が逆になっている。

【００２２】ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２は、車
速Ｖが入力されると、ダンパゲインマップを参照してダ
ンパゲインＫｄを読み出し、乗算器１９３に供給する。
ダンパゲインＫｄは、低速走行ではダンパ電流が０にな
るようにし、中高速ではダンパ制御が効くように設定さ
れている。

【００２３】乗算器１９３は、ダンパ電流演算部１９
１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２から入力された
Ｉｄ、Ｋｄを乗算して、ダンパ電流Ｉｄ＊を加算器１７
２に出力する。

【００２４】従って、車速が中高速の際、ダンパ制御器
１９０により、アシスト電流指令値Ｉにダンパ電流Ｉｄ
＊が加算されて、中高速時のダンパ特性が改善する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にハンドル戻し制御器１８０、及びダンパ制御器１９０
の各マップは、予めＲＯＭ１６０に記憶されており、あ
る基準路面で適合された値となっている。それは、通常
乾燥アスファルト路面で最適になるように設定された値
とされている。

【００２６】ところが、例えば低μ路等の路面反力が低
い路面状態で走行すると、低速走行時のハンドル戻し制
御器１８０でのハンドル戻し電流Ｉｈ＊の出力が低く、
ハンドルが途中で止まり、残留角（中立位置（車両が直
進する際のハンドルの位置）を基準として、その位置か
ら外れた角度）が大きくなる問題があった。又、中高速
走行時に、低μ路等の路面反力が低い路面状態で走行す
ると、ダンパ制御器１９０でのダンパ電流Ｉｄ＊の出力
が過剰となり、ダンパが効きすぎてしまう問題があっ
た。

【００２７】又、低速走行時のハンドル戻り特性を改善
する方法として、車速Ｖと操舵角に対してハンドル戻し
電流を演算するハンドル戻し制御器２００もある。図１
９は、ハンドル戻し制御器２００の機能ブロック図であ
る。

【００２８】ハンドル戻し制御器２００は、ハンドル戻
し電流演算部２０１、ハンドル戻し補償車速ゲイン演算
部１８２、及び乗算器１８４を備えている。ハンドル戻
し電流演算部２０１は、ハンドル戻し補償マップを備
え、ステアリングホイール１４１の操舵角θｈを検出す
る図示しない操舵角センサから入力されると、ハンドル
戻し補償マップを参照して、ハンドル戻し電流Ｉｈを読
み出し、乗算器１８４に入力する。乗算器１８４は、ハ
ンドル戻し電流演算部２０１、ハンドル戻し補償車速ゲ
イン演算部１８２から入力されたＩｈ、Ｋｈを乗算し
て、ハンドル戻し電流（暫定ハンドル戻し電流）Ｉｈ＊
を算出する。そして、ＣＰＵ１５９は、操舵状態を判定
し、操舵角θｈと、操舵角速度の極性が逆であるか否か
を判定し、逆であれば、ハンドル戻し状態であるとし
て、暫定ハンドル戻し電流Ｉｈ＊をハンドル戻し電流Ｉ
ｈ＊として加算器１７２に出力し、そうでない場合に
は、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊を０として加算器１７２に
出力する。

【００２９】しかし、このハンドル戻し制御器２００に
おいても、路面が変わると、ハンドルが戻る速度が速す
ぎたり、遅すぎたりして操舵角速度が路面の影響を受け
る問題があった。

【００３０】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、路面反力が変化しても、
低速から高速まで安定したハンドルの収斂性を得ること
ができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供
することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、操舵角及び車速に基づ
いてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定
する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角と操舵角の
偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標
操舵角速度設定手段と、前記目標操舵角速度と操舵角速
度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電
流設定手段と、を備え、前記目標収斂電流設定手段は、
前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標
収斂電流を設定する際に、比例制御、積分制御、微分制
御のうち、少なくとも比例制御に基づいて目標収斂電流
を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装
置の制御装置を要旨とするものである。

【００３２】請求項２の発明は、請求項１において、目
標操舵角速度設定手段は、車速に応じて補正を行うこと
により、目標操舵角速度を設定する電動パワーステアリ
ング装置の制御装置を要旨とするものである。

【００３３】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
において、前記目標収斂電流設定手段は、積分制御も行
うことにより目標収斂電流を設定する電動パワーステア
リング装置の制御装置を要旨とするものである。

【００３４】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のうちいずれか１項において、前記目標収斂電流設定手
段は、微分制御も行うことにより目標収斂電流を設定す
る電動パワーステアリング装置の制御装置を要旨とする
ものである。

【００３５】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のうちいずれか１項において、前記目標収斂電流設定手
段が行う、比例制御、積分制御、微分制御のうち、少な
くとも１つの制御は、車速に応じて補正を行うことによ
り、目標操舵角速度を設定する電動パワーステアリング
装置の制御装置を要旨とするものである。

【００３６】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
のうちいずれか１項において、操舵トルクに基づいてハ
ンドルの手放し判定又は操舵・保舵の判定を行う手放し
判定手段を備え、前記手放し判定手段はその判定結果に
基づいて、目標収斂電流設定手段の目標収斂電流の出力
を、有効にし或いは抑制する電動パワーステアリング装
置の制御装置を要旨とするものである。

【００３７】請求項７の発明は、請求項６において、前
記手放し判定手段が操舵・保舵の判定をし、目標収斂電
流設定手段の目標収斂電流の出力を抑制する場合に、同
手放し判定手段は、前記目標収斂電流設定手段の積分制
御により得られた積分項をリセットする電動パワーステ
アリング装置の制御装置を要旨とするものである。

【００３８】請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７
のうちいずれか１項において、操舵角の位相を補償する
位相補償手段を備え、前記目標操舵角設定手段は、位相
補償手段が位相補償した操舵角と車速に基づいてハンド
ルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する電動パ
ワーステアリング装置の制御装置を要旨とするものであ
る。

【００３９】（作用）請求項１の発明によれば、目標操
舵角設定手段は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを
中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する。目標操舵
角速度設定手段は、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び
車速に基づいて目標操舵角速度を設定する。目標収斂電
流設定手段は、目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基
づいて目標収斂電流を設定する。

【００４０】又、目標収斂電流設定手段は、前記目標操
舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を
設定する際に、比例制御、積分制御、微分制御のうち、
少なくとも比例制御に基づいて目標収斂電流を設定す
る。

【００４１】請求項２の発明によれば、目標操舵角速度
設定手段は、車速に応じて補正を行うことにより、目標
操舵角速度を設定する。請求項３の発明によれば、前記
目標収斂電流設定手段は、積分制御も行うことにより目
標収斂電流を設定する。

【００４２】請求項４の発明によれば、目標収斂電流設
定手段は、微分制御も行うことにより目標収斂電流を設
定する。請求項５の発明によれば、目標収斂電流設定手
段が行う、比例制御、積分制御、微分制御のうち、少な
くとも１つの制御は、車速に応じて補正を行うことによ
り、目標操舵角速度を設定する。

【００４３】請求項６の発明によれば、手放し判定手段
は、操舵トルクに基づいてハンドルの手放し判定又は操
舵・保舵の判定を行う。又、手放し判定手段はその判定
結果に基づいて、目標収斂電流設定手段の目標収斂電流
の出力を、有効にし或いは抑制する。

【００４４】請求項７の発明によれば、手放し判定手段
が操舵・保舵の判定をし、目標収斂電流設定手段の目標
収斂電流の出力を抑制する場合に、同手放し判定手段
は、前記目標収斂電流設定手段の積分制御により得られ
た積分項をリセットする。

【００４５】請求項８の発明によれば、位相補償手段
は、操舵角の位相を補償する。又、目標操舵角設定手段
は、位相補償手段が位相補償した操舵角と車速に基づい
てハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定す
る。

【００４６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明
を、自動車に搭載した電動パワーステアリング装置の制
御装置２０に具体化した実施形態を図１〜図１２に従っ
て説明する。

【００４７】図１は、電動パワーステアリング装置及び
その制御装置２０の概略を示す。ステアリングホイール
１に連結したステアリング軸としてのステアリングシャ
フト２には、トーションバー３が設けられている。この
トーションバー３には、トルクセンサ４が装着されてい
る。そして、ステアリングシャフト２が回転してトーシ
ョンバー３に力が加わると、加わった力に応じてトーシ
ョンバー３が捩れ、その捩れ、即ちステアリングホイー
ル１にかかる操舵トルクＴｈをトルクセンサ４が検出し
ている。

【００４８】又、ステアリングシャフト２には減速機５
が固着されている。この減速機５には電動モータ（以
下、モータという）６の回転軸に取着したギア７が噛合
されている。更に、減速機５にはピニオンシャフト８が
固着されている。ピニオンシャフト８の先端には、ピニ
オン９が固着されるとともに、このピニオン９はラック
１０と噛合している。前記ラック１０とピニオン９とに
よりラック＆ピニオン機構１１が構成されている。

【００４９】ラック１０の両端には、タイロッド１２が
固設されており、そのタイロッド１２の先端部にはナッ
クル１３が回動可能に連結されている。このナックル１
３には、タイヤとしての前輪１４が固着されている。
又、ナックル１３の一端は、クロスメンバ１５に回動可
能に連結されている。

【００５０】従って、モータ６が回転すると、その回転
数は減速機５によって減少してピニオンシャフト８に伝
達され、ラック＆ピニオン機構１１を介してラック１０
に伝達される。そして、ラック１０は、タイロッド１２
を介してナックル１３に設けられた前輪１４の向きを変
更して車両の進行方向を変えることができる。

【００５１】前輪１４には、車速センサ１６が設けられ
ている。又、ステアリングシャフト２にはステアリング
シャフト２の操舵角θを検出する操舵角センサ１７が装
着されている。

【００５２】次に、この電動パワーステアリング装置の
制御装置２０の電気的構成を示す。トルクセンサ４は、
ステアリングホイール１の操舵トルクＴｈを示す検出信
号を制御装置２０に出力している。前記車速センサ１６
は、前輪１４の回転数に相対し、その時の車速Ｖを示す
検出信号を制御装置２０へ出力する。

【００５３】操舵角センサ１７はステアリングシャフト
２の操舵角θを示す検出信号を制御装置２０に出力して
いる。又、制御装置２０には、図２に示すようにモータ
６に流れる駆動電流（モータ電流Ｉｍ、モータ電流値に
相当）を検出するモータ駆動電流センサ１８が電気的に
接続されており、モータ駆動電流センサ１８からのモー
タ電流Ｉｍを示す信号が供給されている。端子間電圧検
出回路１９は、モータ６のモータ端子間電圧Ｖｍを制御
装置２０に出力している。

【００５４】制御装置２０は、制御手段としての中央処
理装置（ＣＰＵ）２１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
２２及びデータを一時記憶する読み出し及び書き込み専
用メモリ（ＲＡＭ）２３を備えている。このＲＯＭ２２
には、ＣＰＵ２１により実行されるアシスト制御、収斂
制御等の各種制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ
２３は、ＣＰＵ２１が演算処理を行うときの演算処理結
果等を一時記憶する。

【００５５】ＣＰＵ２１は、前記各種センサからの検出
信号を入力し、アシスト制御、収斂制御等の各種制御プ
ログラムの処理において、それらの検出信号に基づいた
モータ指令電流値を演算して、モータ駆動装置２４に出
力し、同モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制
御する。

【００５６】本実施形態では、前記ＣＰＵ２１は、目標
操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電
流設定手段、及び手放し判定手段に相当する。 （第１実施形態の作用）以下のＣＰＵ２１内部の機能の
説明では、「車速Ｖ」、「操舵トルクＴｈ」、「操舵角
θ」等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの対
応する信号の意味として使用するものとする。

【００５７】図２は、ＣＰＵ２１の機能ブロック図であ
る。この実施形態ではＣＰＵ２１内部においてプログラ
ムで実行される機能を示している。例えば、位相補償器
３０は独立したハードウエアではなく、ＣＰＵ２１内部
で実行される位相補償機能を示している。同じく図３〜
図５、図９及び図１０は、ＣＰＵ２１内部の構成はＣＰ
Ｕ２１がプログラムによって実行される処理機能を機能
ブロック図で示しており、実際のハード構成を意味する
ものではない。

【００５８】以下、ＣＰＵ２１の機能と動作を説明す
る。 （車速感応アシスト制御）トルクセンサ４から入力され
た操舵トルクＴｈは、位相補償器３０で操舵系の安定を
高めるために位相補償され、電流指令値演算部３１に入
力される。又、車速センサ１６で検出された車速Ｖも電
流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３
１は、入力された操舵トルクＴｈ、車速Ｖに基づいて、
モータ６に供給する電流の制御目標値である車速感応ア
シスト指令値（アシスト電流指令値に相当する）Ｉを決
定する。

【００５９】図３に示すようにＣＰＵ２１の電流指令値
演算部３１は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖを入力し、これ
らのパラメータに基づいてアシスト電流指令値Ｉを算出
する。

【００６０】具体的には、同図に示すように操舵トルク
Ｔｈは高速アシストマップ１０１に供給されて高速アシ
スト電流（高速アシスト量）Ｉｄ１が読み出され、又は
低速アシストマップ１０２に供給されて低速アシスト電
流（低速アシスト量）Ｉｄ２が読み出される。読み出さ
れた高速アシスト電流は乗算器１０４に供給され、低速
アシスト電流は乗算器１０５に供給される。

【００６１】一方、車速Ｖはアシスト車速ゲインマップ
１０３に供給されて、車速Ｖに基づいてアシスト車速ゲ
インマップ１０３からアシスト車速ゲインｋ１が読み出
され、乗算器１０５、及び加算器１０７に供給される。
加算器１０７に供給されたアシスト車速ゲインｋ１はそ
の符号が反転された上で「１」が加算されて、（１−ｋ
１）として乗算器１０４に供給される。

【００６２】乗算器１０４は、供給された（１−ｋ１）
を高速アシスト電流Ｉｄ１に乗算した後、その出力値を
加算器１０６に供給する。又、乗算器１０５は供給され
たアシスト車速ゲインｋ１を低速アシスト電流Ｉｄ２に
乗算した後、その出力値を加算器１０６に供給する。加
算器１０６は乗算器１０４，１０５で乗算して得た各値
を加算して得たアシスト電流指令値Ｉを図２に示す加算
器３９に出力する。

【００６３】加算器３９はこのアシスト電流指令値Ｉと
他の部（後記する）からの出力値を加算し、ＰＩ制御部
４０に出力する。ＰＩ制御部４０は実際のモータ電流Ｉ
ｍとの差に相当する信号（アシスト電流制御値に相当す
る）に基づいて公知のＰＩ制御による電流値を算出し、
この値をＰＷＭ演算部３８に出力する。ＰＷＭ演算部３
８では、ＰＩ制御により得られた値に基づいてＰＷＭ演
算を行い、この演算結果をモータ駆動装置２４に供給す
る。

【００６４】この結果、モータ駆動装置２４を介してモ
ータ６を駆動制御することにより、検出された操舵トル
クＴｈ及び車速Ｖに応じてモータ６による適正なアシス
ト力が得られる。

【００６５】（操舵角速度Ｑ）次に、収斂制御部８１に
入力される操舵角速度Ｑの求め方について説明する。モ
ータ６の端子間に電圧を印加すると、モータ６は回転す
るが、モータ６が回転すると、その回転数に比例して逆
起電力が発生し、モータ端子間電圧Ｖｍに加算される。
モータ端子間電圧Ｖｍとモータ６の逆起電力との関係
は、以下の式で表すことができる。

【００６６】 Ｖｍ＝（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ＋Ｋｅ・ω …（１） ここで、Ｖｍ：モータ端子間電圧、Ｌ：モータ６のイン
ダクタンス、ｓ：ラプラス演算子、Ｒ：モータ６の端子
間抵抗、Ｉｍ：モータ電流、Ｋｅ：モータ６の逆起電力
定数、ω：モータ角速度である。

【００６７】従って、上記（１）式をω（モータ角速
度）で解くと、下記（２）式となる。 ω＝｛Ｖｍ−（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ｝／Ｋｅ そこで、図４に示す、第１演算部５０では、モータ駆動
電流センサ１８から入力されたモータ電流Ｉｍに（Ｌｓ
＋Ｒ）を乗算し、減算器５１に出力する。減算器５１
は、端子間電圧検出回路１９から入力したモータ端子間
電圧Ｖｍに対して第１演算部５０で演算した値を減算
し、その値を第２演算部５２に出力する。

【００６８】又、第２演算部５２は、減算器５１から入
力した値を逆起電力定数Ｋｅで除してモータ角速度ωを
算出し、操舵角速度推定部５３に出力する。前記第１演
算部５０、減算器５１、第２演算部５２とにより、モー
タ角速度推定器６０が構成されている（図２参照）。

【００６９】ついで、操舵角速度推定部５３は、モータ
角速度ωを減速機５の減速比Ｇで除して、操舵角速度Ｑ
を算出する。このようにして、算出（推定）された操舵
角速度Ｑは収斂制御部８１に供給される。

【００７０】（収斂制御）次に、ＣＰＵ２１は、図２に
示すように、さらに収斂制御部８１、手放し判定部８２
の機能を備えており、それらについて説明する。

【００７１】まず、収斂制御部８１について説明する。
図４に示すように、収斂制御部８１は、目標操舵角設定
部８６、目標操舵角速度設定部８７、目標収斂電流設定
部８８、及び減算器９０，９１とを備えている。

【００７２】収斂制御部８１には、車速センサ１６から
検出された車速Ｖが入力されるとともに、操舵角センサ
１７から検出された操舵角θ、及び前記操舵角速度Ｑが
入力される。

【００７３】そして、収斂制御部８１は、入力された車
速Ｖ、操舵角θ及び操舵角速度Ｑに基づいて、ステアリ
ングホイール１を略中立位置まで収束させるための目標
収斂電流Ｉｈｄ＊を決定する。

【００７４】詳しく説明すると、図５に示すように、前
記目標操舵角設定部８６は、符号判定部９２、目標操舵
絶対角設定部９３、乗算器９４、及び目標操舵角演算部
９５とを備えている。

【００７５】目標操舵絶対角設定部９３は、車速Ｖに基
づき、ＲＯＭ２２に予め格納された目標操舵絶対角設定
マップを使用して、車速Ｖに応じた目標操舵角θ＊の絶
対値、即ち、目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |を求め、乗算
器９４に出力する。なお、前記目標操舵角θ＊は、ステ
アリングホイール１を中立位置へ戻すための値であり、
前記中立位置は、所定の残留角範囲を含んでいる。

【００７６】具体的には、通常、中高速ではステアリン
グホイール１（ハンドル）を中立位置、すなわち、０度
まで戻すのが普通であるが、低速では０度まで戻すのは
従来の油圧パワーステアリング装置と比較して不自然で
あるため、完全に中立位置までは戻さずある程度の残留
角を持たせるように設定する。

【００７７】このため、前記目標操舵絶対角設定部９３
は、目標操舵絶対角設定マップにて、車両の低速時に、
ステアリングホイール１を操舵する場合に、中立位置か
ら所定の残留角範囲内に戻るように目標操舵絶対角| θ
＊＊＊ |を設定する。演算される目標操舵絶対角| θ＊
＊＊ |は、車速Ｖが低速になるほど大きくなり、所定の
車速Ｖ以上においては、目標操舵絶対角| θ＊＊＊ |は
０になる。

【００７８】符号判定部９２は、操舵角θに基づいてそ
の符号を判定して、その符号信号を乗算器９４に出力す
る。即ち、操舵角θが右操舵を示している場合は＋１を
乗算器９４に出力する一方で、左操舵を示している場合
は−１を乗算器９４に出力する。

【００７９】乗算器９４では、前記符号判定部９２から
の符号信号、及び目標操舵絶対角設定部９３からの目標
操舵絶対角| θ＊＊＊ |を乗算する。そして、目標操舵
絶対角| θ＊＊＊ |に符号を持たせ、暫定目標操舵角θ
＊＊として目標操舵角演算部９５に出力する。

【００８０】目標操舵角演算部９５は、前記暫定目標操
舵角θ＊＊、及び操舵角θに基づいて目標操舵角θ＊を
図４に示す減算器９０に出力する。ここで、具体的に、
目標操舵角演算部９５における目標操舵角θ＊の設定の
仕方を、ＣＰＵ２１が実行する目標操舵角演算ルーチン
のフローチャート（図６参照）に従って説明する。

【００８１】まず、Ｓ２１において、暫定目標操舵角θ
＊＊を読込む。次にＳ２２において、実際の操舵絶対角
（即ち、操舵角θの絶対値をとった値）| θ |が、暫定
目標操舵絶対角（即ち、暫定目標操舵角θ＊＊の絶対値
をとった値）| θ＊＊ |より小さいか否かを判定する。
即ち、暫定目標操舵角θ＊＊と現在の操舵角θとの大小
関係の判定をする。

【００８２】現在の操舵角θが暫定目標操舵角θ＊＊よ
りも中立位置側にある場合、換言すれば、操舵絶対角|
θ |が暫定目標操舵絶対角| θ＊＊ |より小さい場合は
（|θ |＜| θ＊＊ |、即ち、Ｓ２２の判定がＹＥ
Ｓ）、Ｓ２３に進む。そして、Ｓ２３において、実際の
操舵角θを目標操舵角θ＊として設定し（θ＊＝θ）、
出力する。

【００８３】一方、暫定目標操舵角θ＊＊の方が現在の
操舵角θよりも中立位置に近い場合、即ち、操舵絶対角
| θ |が、暫定目標操舵絶対角| θ＊＊ |以上の場合は
（|θ |≧| θ＊＊ |、即ち、Ｓ２２の判定がＮＯ）
は、Ｓ２４に進む。そして、Ｓ２４において、暫定目標
操舵角θ＊＊を目標操舵角θ＊として設定し（θ＊＝θ
＊＊）、出力する。

【００８４】次に、図４に示すように、減算器９０で
は、前記目標操舵角θ＊と操舵角θから、その偏差（以
下、「操舵角偏差」という。）Δθを算出し、目標操舵
角速度設定部８７に出力する。目標操舵角速度設定部８
７は、前記操舵角偏差Δθと、車速Ｖを入力し、ＲＯＭ
２２に予め格納された目標操舵角速度設定マップに基づ
いて、目標操舵角速度Ｑ＊を求め、減算器９１に出力す
る。前記目標操舵角速度設定マップは、操舵角偏差Δθ
と、車速Ｖと、目標操舵角速度Ｑ＊からなる三次元マッ
プであり、操舵角偏差Δθと、車速Ｖに応じて目標操舵
角速度Ｑ＊が決定される。なお、本明細書では、以下、
大文字Ｑは、角速度の意味で使用する。

【００８５】そして、減算器９１には、前記目標操舵角
速度Ｑ＊と、操舵角速度Ｑとが入力される。そして、減
算器９１はその偏差（以下、「操舵角速度偏差」とい
う。）ΔＱを算出し、目標収斂電流設定部８８に出力す
る。

【００８６】目標収斂電流設定部８８は、第１〜第３収
斂電流設定部９６〜９８、積分器９９、微分器１００、
及び加算器１０８とを備えている。第１収斂電流設定部
９６には、車速Ｖと、前記操舵角速度偏差ΔＱが入力さ
れる。第１収斂電流設定部９６は、ＲＯＭ２２に予め格
納された第１収斂電流設定マップを使用して、第１収斂
電流Ｉｈｄ１＊を算出し、加算器１０８に出力する。第
１収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差ΔＱと、車速
Ｖと、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊からなる三次元マップで
ある。

【００８７】そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角
速度偏差ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差ΔＱに比例し
た第１収斂電流Ｉｈｄ１＊が設定される。即ち、第１収
斂電流Ｉｈｄ１＊は、第１収斂電流設定部９６により所
謂比例制御（以下、Ｐ制御という。）にて加算器１０８
に出力される。

【００８８】第２収斂電流設定部９７には、車速Ｖと、
積分器９９で操舵角速度偏差ΔＱを積分して得た操舵角
速度偏差積分値sum_ΔＱとが入力される。第２収斂電流
設定部９７は、ＲＯＭ２２に予め格納された第２収斂電
流設定マップを使用して、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を算
出し、加算器１０８に出力する。第２収斂電流設定マッ
プは、操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと、車速Ｖと、第
２収斂電流Ｉｈｄ２＊とからなる三次元マップである。
そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差積分
値sum_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱ
に比例した第２収斂電流Ｉｈｄ２＊が設定される。即
ち、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊は、積分器９９及び第２収
斂電流設定部９７とにより、所謂積分制御（以下、Ｉ制
御という。）にて加算器１０８に出力される。

【００８９】第３収斂電流設定部９８には、車速Ｖと、
微分器１００で操舵角速度偏差ΔＱを微分して得た操舵
角速度偏差微分値d_ΔＱとが入力される。第３収斂電流
設定部９８は、ＲＯＭ２２に予め格納された第３収斂電
流設定マップを使用して、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を算
出し、加算器１０８に出力する。第３収斂電流設定マッ
プは、操舵角速度偏差微分値d_ΔＱと、車速Ｖと、第３
収斂電流Ｉｈｄ３＊とからなる三次元マップである。そ
して、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差微分値
d_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差微分値d_ΔＱに比例
した第３収斂電流Ｉｈｄ３＊が設定される。即ち、第３
収斂電流Ｉｈｄ３＊は、微分器１００及び第３収斂電流
設定部９８とにより、所謂微分制御（以下、Ｄ制御とい
う。）にて加算器１０８に出力される。

【００９０】そして、加算器１０８は、前記第１〜第３
収斂電流Ｉｈｄ１＊〜Ｉｈｄ３＊を加算して算出される
目標収斂電流Ｉｈｄ＊を、図２に示すように、乗算器８
３に出力する。

【００９１】従って、本実施形態においては、操舵角θ
及び車速Ｖに応じて目標操舵角θ＊を設定し、目標操舵
角θ＊と操舵角θの偏差（操舵角偏差Δθ）及び車速Ｖ
により、目標操舵角速度Ｑ＊を設定し、目標操舵角速度
Ｑ＊と操舵角速度Ｑの偏差（操舵角速度偏差ΔＱ）及び
車速Ｖにより、目標収斂電流Ｉｈｄ＊を制御（以下、こ
の制御を収斂制御という。）する。

【００９２】（手放し判定）次に、手放し判定部８２に
ついて説明する。手放し判定部８２にはトルクセンサ４
から検出され、位相補償器３０にて位相補償された操舵
トルクＴｈが入力される。又、図９に示すように、手放
し判定部８２は、手放し判定マップを備えている。そし
て、このマップを使用して、操舵トルクＴｈが０近傍の
とき、即ち、ステアリングホイール１に手を軽く触れて
いる程度、又は手放ししている状態のときには、「１」
を乗算器８３に出力する。一方、操舵トルクＴｈが、｜
Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘは定数）のように、ある値Ｘ以上になる
と、「０」を乗算器８３に出力する。

【００９３】図２に示すように、乗算器８３は、収斂制
御部８１からの目標収斂電流Ｉｈｄ＊と手放し判定部８
２から出力される「１」又は「０」の出力信号を入力
し、乗算する。そして、前記手放し判定部８２からの出
力信号が「１」であった場合は、前記目標収斂電流Ｉｈ
ｄ＊を加算器３９に出力する。一方、手放し判定部８２
からの出力信号が「０」であった場合は、「０」という
信号を加算器３９に出力する。

【００９４】（収斂制御のフローチャート）次に、ＣＰ
Ｕ２１が前記収斂制御において実行する一連の処理のフ
ローチャートについて図７及び図８に従って簡潔に説明
する。なお、このフローチャートは、収斂制御部８１及
び手放し判定部８２にて設定された目標収斂電流Ｉｄｈ
＊が、加算器３９に出力されるまでの処理である。

【００９５】Ｓ１０１において、車速センサ１６から検
出した車速Ｖを演算し、Ｓ１０２において、操舵角セン
サ１７の検出信号に基づいて操舵角θを演算する。次の
Ｓ１０３では車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵角θ＊
を求める（目標操舵角設定部８６の処理）。

【００９６】次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で求め
た目標操舵角θ＊とＳ１０２で求めた操舵角θとの操舵
角偏差Δθ（＝θ＊−θ）を演算する（減算器９０の処
理）。そして、Ｓ１０５で車速Ｖ、操舵角偏差Δθに基
づいて目標操舵角速度Ｑ＊を演算する（目標操舵角速度
設定部８７の処理）。

【００９７】Ｓ１０６では、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵
角速度Ｑとの操舵角速度偏差ΔＱ（＝Ｑ＊−Ｑ）を求め
る（減算器９１の処理）。そして、Ｓ１０７〜Ｓ１１２
にて目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定する。なお、このＳ１
０７〜Ｓ１１２は目標収斂電流設定部８８の処理に相当
する。

【００９８】Ｓ１０７では、操舵角速度偏差ΔＱと車速
Ｖに基づいて、Ｐ制御を行い、Ｐ制御による第１収斂電
流Ｉｈｄ１＊を演算する（第１収斂電流設定部９６の処
理）。

【００９９】Ｓ１０８では、前回制御サイクル時におけ
る操舵角速度偏差ΔＱの積分値（即ち操舵角速度偏差積
分値）sum_ΔＱに対してΔＱ×ｔを加算して、今回制御
サイクル時の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱとして更新
する。すなわち、積分処理を行う（積分器９９の処
理）。なお、ｔは演算周期（すなわち、この制御フロー
の制御周期）である。

【０１００】Ｓ１０９では前記Ｓ１０８で得た今回制御
サイクル時における操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと車
速Ｖに基づいて、Ｉ制御を行い、Ｉ制御による第２収斂
電流Ｉｈｄ２＊を演算する（第２収斂電流設定部９７の
処理）。

【０１０１】Ｓ１１０では、操舵角速度偏差ΔＱの微分
値（即ち、操舵角速度偏差微分値）d_ΔＱ＝（ΔＱ−pr
e_ΔＱ）／ｔを演算する。なお、ΔＱは、今回制御サイ
クル時の値、pre_ΔＱは前回制御サイクル時の値であ
る。

【０１０２】そして、今回制御サイクル時のΔＱを、前
回制御サイクル時のpre_ΔＱとして更新する（微分器１
００の処理）。そして、Ｓ１１１で、操舵角速度偏差微
分値d_ΔＱと車速Ｖに基づいてＤ制御を行い、Ｄ制御に
よる第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を演算する（第３収斂電流
設定部９８の処理）。

【０１０３】Ｓ１１２でＰＩＤ制御を合成した目標収斂
電流Ｉｈｄ＊（＝Ｉｈｄ１＊ ＋Ｉｈｄ２＊ ＋Ｉｈｄ
３＊）を求める（加算器１０８の処理）。Ｓ１１３では
操舵トルクＴｈにより、手放し判定を行い、ゲイン（即
ち、「０」或いは「１」の値）ηを演算する（手放し判
定部８２の処理）。このとき、手放ししていると判定し
た場合には、ゲインηは「１」、そうでない場合（すな
わち、保舵又は操舵している場合）は、ゲインηは
「０」とする。

【０１０４】Ｓ１１４では、操舵・保舵中と判定、すな
わち、収斂制御の動作を禁止する場合（ゲインη＝０、
乗算器８３の処理）、Ｓ１１５でＩ制御で使用する積分
項（すなわち、Ｓ１０８で更新した今回制御サイクル時
の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱ）を０にクリアして再
度収斂制御が有効になった時の積分項による誤動作を防
止する。図４においては、操舵角速度偏差積分値sum_Δ
Ｑ）を０にクリアすることは、積分器９９に対して手放
し判定部８２からリセット信号を入力することにより、
行われる。

【０１０５】Ｓ１１６では、手放し判定で得られたゲイ
ンη（＝「１」）で、Ｓ１１２で求めた目標収斂電流Ｉ
ｈｄ＊を補正して最終的な目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求め
る。すなわち、操舵・保舵中は目標収斂電流Ｉｈｄ＊が
０に補正されて収斂制御が禁止される。手放しの場合に
は、収斂制御される。

【０１０６】図２に示すように、加算器３９は、乗算器
８３からの乗算の結果（即ち、目標収斂電流Ｉｈｄ＊又
は「０」の出力信号）と電流指令値演算部３１からのア
シスト電流指令値Ｉを入力し、加算して、ＰＩ制御部４
０に出力する。

【０１０７】ここで、ステアリングホイール１が操舵又
は保舵されており、所定の操舵トルクＴｈが検出されて
いる場合は、手放し判定部８２からは「０」の出力信号
が出力される。このため、前記加算器３９からは、アシ
スト電流指令値Ｉがモータ電流指令値としてＰＩ制御部
４０に出力される。

【０１０８】一方、ステアリングホイール１に手を軽く
触れている程度、又は手放ししている状態の場合には、
操舵トルクＴｈが電流指令値演算部３１に入力されな
い、又、入力されても微少な値となる。このため、アシ
スト電流指令値Ｉは、加算器３９に入力されない。又、
入力されたとしても僅かな値である。従って、このと
き、ＰＩ制御部４０には、アシスト電流指令値Ｉに目標
収斂電流Ｉｈｄ＊が加算されてモータ電流指令値として
出力される。

【０１０９】その後、ＰＩ制御部４０及びＰＷＭ演算部
３８を介して、モータ電流指令値に基づいてＣＰＵ２１
は、モータ６を駆動制御する。従って、たとえ走行中に
ステアリングホイール１をある操舵角だけ操舵した状態
で手放ししても、収斂制御により高速から低速まで常に
安定的に設定された操舵角速度で、設定された操舵角ま
でステアリングホイール１を収斂させることができる。

【０１１０】上記実施形態の電動パワーステアリング装
置の制御装置２０によれば、以下のような効果を得るこ
とができる。 （１） 本実施形態においては、ＣＰＵ２１は、目標操
舵角設定手段として、操舵角θ及び車速Ｖに基づいてス
テアリングホイール１（ハンドル）を中立位置へ戻すた
めの目標操舵角θ＊を設定するようにした。又、ＣＰＵ
２１は、目標操舵角速度設定手段として、目標操舵角θ
＊と操舵角θの偏差Δθ及び車速Ｖに応じて理想的な目
標操舵角速度Ｑ＊を設定するようにした。さらに、ＣＰ
Ｕ２１は、目標収斂電流設定手段として、目標操舵角速
度Ｑ＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の偏差ΔＱ（操
舵角速度偏差、以下同じ）に基づいて目標収斂電流Ｉｈ
ｄ＊を設定するようにした。

【０１１１】この結果、仮に、操舵角速度Ｑ（実操舵角
速度）が目標操舵角速度Ｑ＊よりも小さい場合には、目
標収斂電流Ｉｈｄ＊が増加して操舵角速度が増速するよ
うにアシストする。反対に、操舵角速度Ｑ（実操舵角速
度）が目標操舵角速度Ｑ＊よりも大きい場合には、目標
収斂電流Ｉｈｄ＊の極性が反転して操舵角速度が減速す
る方向に働き、操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）が目標操
舵角速度Ｑ＊に一致するように制御される。

【０１１２】すなわち、本制御によれば、戻すべき操舵
角の位置とその時の操舵角速度を同時に制御することが
でき、路面反力等が変わっても目標収斂電流設定部８８
で収斂電流を調節する機能が働き、常に安定的に設定さ
れた操舵角速度で設定された操舵角までステアリングホ
イール１を収斂させることができる。

【０１１３】（２） 本実施形態においては、ＣＰＵ２
１は、目標操舵角速度設定手段として、車速Ｖに応じて
目標操舵角速度Ｑ＊を設定するようにした。この結果、
車速に応じた目標操舵角速度Ｑ＊とすることができ、車
速に対応して上記（１）の作用効果を奏する。

【０１１４】（３） 本実施形態では、ＣＰＵ２１は、
目標収斂電流設定手段として、目標操舵角速度Ｑ＊と操
舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の偏差ΔＱに基づいて、Ｉ
制御を行うことにより目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定する
ようにした。

【０１１５】この結果、仮にＩ制御を加えないで目標収
斂電流Ｉｈｄ＊を設定した場合には、目標操舵角速度Ｑ
＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）に対してオフセット
が生じ、目標操舵角速度Ｑ＊にならない場合があるが、
本制御では、このようなことがなく、目標操舵角速度Ｑ
＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の偏差ΔＱの積分に
対し求めた第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を加えることによ
り、目標操舵角速度Ｑ＊とすることができる。

【０１１６】（４） 本実施形態では、ＣＰＵ２１は、
目標収斂電流設定手段として、目標操舵角速度Ｑ＊と操
舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の偏差ΔＱに基づいて、Ｄ
制御も行うことにより目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定し、
操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）を目標操舵角速度Ｑ＊に
すばやく追従するようにした。

【０１１７】この結果、仮にＤ制御を加えないで、目標
収斂電流Ｉｈｄ＊を設定した場合には、目標操舵角速度
Ｑ＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）との間に応答遅れ
が生ずることになる。本制御によればこのようなことが
なく、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速
度）の偏差ΔＱの微分に基づいて求めた第３収斂電流Ｉ
ｈｄ３＊を加えることにより、目標操舵角速度への追従
性が向上する。

【０１１８】（５） 本実施形態では、ＣＰＵ２１は、
目標収斂電流設定手段として、Ｐ制御、Ｉ制御、Ｄ制御
のいずれにも、車速Ｖに応じて、第１収斂電流Ｉｈｄ１
＊、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊
を求めた。

【０１１９】この結果、車速Ｖに応じた目標収斂電流Ｉ
ｈｄ＊を得ることができる。 （６） 本実施形態では、目標収斂電流設定部８８は、
目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の
偏差ΔＱに基づいて目標収斂電流Ｉｈｄ＊をＰＩＤ制御
により求めるようにした。

【０１２０】この結果、上記（３）及び（４）の作用効
果を同時に得ることができる。 （７） 本実施形態では、ＣＰＵ２１は、手放し判定手
段として、操舵トルクＴｈに基づいてステアリングホイ
ール１（ハンドル）の手放し判定又は操舵・保舵の判定
を行うようにし、その判定結果に基づいて、目標収斂電
流Ｉｈｄ＊の出力を、有効にし或いは抑制するようにし
た。

【０１２１】仮に手放し判定を行わない場合には、ステ
アリングホイール１を中立位置方向へ戻そうとする目標
収斂電流Ｉｈｄ＊がアシスト電流指令値Ｉに加算される
ため、切り込み操舵時もモータ６による補助トルクが低
下し重くなってしまう現象が生ずる。

【０１２２】しかし、本制御では、切り込み操舵時（手
放し判定で操舵トルクＴｈが、｜Ｔｈ｜＞Ｘのようにあ
る値Ｘ以上になると）、「０」を乗算器８３に出力する
ようにし、目標収斂電流Ｉｈｄ＊の加算を禁止している
ため、モータ６による補助トルクの低下を防止し、操舵
が重くなることはない。反対に、ステアリングホイール
１を軽く触れている程度若しくはステアリングホイール
１を手放ししている場合には、目標収斂電流Ｉｈｄ＊が
働き、ステアリングホイール１を中立位置方向へ所定の
操舵角速度で戻すことができる。

【０１２３】（８） 本実施形態では、ＣＰＵ２１は、
手放し判定手段として、操舵・保舵の判定をし、目標収
斂電流設定手段の目標収斂電流の出力を抑制する場合
に、Ｉ制御により得られた積分項をリセットするように
した。

【０１２４】仮に、この処理を行わない場合、ステアリ
ングホイール１を手放ししているか否かに関わらず、目
標操舵角速度設定部８７で設定された目標操舵角速度Ｑ
＊と操舵角速度Ｑ（実操舵角速度）の偏差ΔＱに対し、
目標収斂電流設定部８８の第２収斂電流設定部９７の前
段の積分器９９では偏差ΔＱが積分されており、手放し
状態であると判定された瞬間に偏差ΔＱの積分である第
２収斂電流Ｉｈｄ２＊が過剰に流れてしまい、操舵角速
度Ｑ（実操舵角速度）が目標操舵角速度Ｑ＊に一致しな
い現象が生ずることがある。

【０１２５】本制御によれば、このようなことがなく、
手放し判定状態である判定されている場合のみ、ＰＩＤ
制御における積分項を有効にし、操舵・保舵している場
合には、積分器９９に対して手放し判定部８２からリセ
ット信号を入力することにより、ＰＩＤ制御における積
分項を０に保つ。

【０１２６】この結果、操舵・保舵の状態から手放し状
態に移行した場合に目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑ
（実操舵角速度）が一致するように目標収斂電流Ｉｈｄ
＊を設定することができる。

【０１２７】（第２実施形態）次に第２実施形態を図１
０及び図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態
と同一構成又は相当する構成については同一符号を付し
てその説明を省略する。又、本実施形態においても、電
動パワーステアリング装置は第１実施形態と同様のハー
ド構成を備えているものとする。

【０１２８】図１０は、操舵角センサ１７からの検出信
号を位相補償部８４を介して減算器９０に入力している
ところが、第１実施形態と異なっている。すなわち、操
舵角センサ１７からの検出信号を位相補償部８４におい
て、操舵角速度Ｑに応じて位相を進ませる位相補償した
後の値を操舵角θとしている。前記位相補償部８４は位
相補償手段に相当する。

【０１２９】詳しく説明すると、位相補償部８４は図１
１に示すように微分器７０とゲイン乗算部７１と、加算
器７２とから構成されている。微分器７０では、操舵角
センサ１７からの操舵角信号を微分して操舵角速度Ｑを
求め、ゲイン乗算部７１では、その操舵角速度Ｑに予め
設定したゲインＴを乗算した値ＱＴを加算器７２に出力
する。加算器７２は、操舵角信号に対してＱＴを加算し
て位相を進ませた値（本実施形態では、これを操舵角θ
という。）とし、減算器９０に出力する。前記ゲインＴ
は、予め実験等により得られた値を採用し、予めＲＯＭ
２２に格納されている。

【０１３０】本実施形態では、ＣＰＵ２１は、第１実施
形態の各手段に相当する他、位相補償手段に相当する。
従って、第２実施形態の電動パワーステアリング装置の
制御装置２０によれば、以下のような効果を得ることが
できる。

【０１３１】（１）本実施形態においては、ＣＰＵ２１
は、位相補償手段として、操舵角センサ１７が検出した
検出信号の位相を進めるように位相補償した。そして、
ＣＰＵ２１は、目標操舵角設定手段として、位相補償し
た操舵角θと車速Ｖに基づいてステアリングホイール１
を中立位置へ戻すための目標操舵角θ＊を設定するよう
にした。

【０１３２】仮に、位相補償を行わない場合、操舵角セ
ンサ１７で検出した操舵角信号で制御を行うと、位相遅
れの影響で、所定の操舵角速度で目標操舵角θ＊まで収
斂させることができない場合がある。

【０１３３】本制御によれば、そのようなことはなくな
り、操舵角を操舵角速度で位相補償を行っているため、
所定の操舵角速度で目標操舵角θ＊まで収斂することが
できる。

【０１３４】尚、本発明の実施形態は以下のように変更
してもよい。 ○ 前記各実施形態では、減算器９１に入力される実操
舵角速度（操舵角速度Ｑ）は、モータ端子間電圧Ｖｍ
と、モータ電流Ｉｍからモータ電圧方程式より算出した
が、操舵角センサ１７で検出した操舵角θを微分して求
めてもよい。

【０１３５】○ 前記第１実施形態では、ＰＩＤ制御の
各制御において、車速Ｖに応じて第１収斂電流Ｉｈｄ１
＊、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊
を求めたが、各制御のうち、Ｐ制御、Ｉ制御、Ｄ制御の
いずれかの制御のみや、或いは、ＰＩ制御、又はＰＤ制
御において、車速Ｖに応じて各収斂電流を求めるように
してもよい。

【０１３６】○ 前記第１実施形態では、ＣＰＵ２１は
ＰＩＤ制御を行ったが、図１２に示すように、Ｐ制御の
みを行ってもよい。図１２においては、ＣＰＵ２１（目
標電流設定部８８）は、Ｐ制御のみを行う目標収斂電流
設定手段となる。なお、符号は、第１実施形態と相当す
る構成については同一符号を付している（以下、同
じ。）。

【０１３７】○ 又、図１３に示すように、ＣＰＵ２１
は、ＰＩ制御を行ってもよい。同図において、ＣＰＵ２
１（目標電流設定部８８）は、ＰＩ制御を行う目標収斂
電流設定手段となる。

【０１３８】○ 前記第１実施形態では、ＣＰＵ２１の
手放し判定によって、切り込み操舵時（手放し判定で操
舵トルクＴｈが、｜Ｔｈ｜＞Ｘのようにある値Ｘ以上に
なると）、「０」を乗算器８３に出力するようにし、目
標収斂電流Ｉｈｄ＊の加算を禁止することにより、抑制
した。これに代えて、「０」ではなく、「１」以下のゲ
イン（＞０）を目標収斂電流Ｉｈｄ＊に乗算するように
して、その値を小さくすることにより抑制するようにし
てもよい。

【０１３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、所定の操舵角
速度で中立位置方向へハンドルを収斂できるようにな
る。この結果、路面反力等が変わり、ハンドルを中立位
置方向へ戻すための復元力が弱くなって、ハンドルが戻
りにくくても、或いは逆に復元力が強くてハンドルが急
速に中立位置方向へ戻ろうとしても、目標収斂電流設定
手にて所定の操舵角速度で戻るように収斂電流で設定さ
れるため、常に安定的に所定の操舵角速度で所定の操舵
角の位置までハンドルを収斂することができる。

【０１４０】請求項２の発明によれば、目標操舵角速度
設定手段は、車速に応じた目標操舵角速度を設定するた
め、車速に応じて、常に安定的に所定の操舵角速度で所
定の操舵角の位置までハンドルを収斂することができ
る。

【０１４１】請求項３の発明によれば、Ｉ制御を行わな
いで目標収斂電流を設定した場合に比して、目標操舵角
速度と実操舵角速度に対してオフセットが生じることが
なく、実操舵角を目標操舵角速度にすることができる。

【０１４２】請求項４の発明によれば、Ｄ制御を行わな
いで目標収斂電流を設定した場合に比して、目標操舵角
速度に対する実操舵角速度の応答遅れが生ずることがな
く、目標操舵角速度への追従性が向上する。

【０１４３】請求項５の発明によれば、車速に応じた目
標収斂電流Ｉｈｄ＊を得ることができる。請求項６の発
明によれば、切り込み操舵時、目標収斂電流を抑制して
いるため、補助トルクの低下を防止し、操舵が重くなる
ことはなく、反対に、ハンドルを軽く触れている程度若
しくは手放ししている場合には、目標収斂電流が働き、
ハンドルを中立位置方向へ所定の操舵角速度で戻すこと
ができる。

【０１４４】請求項７の発明によれば、操舵・保舵の状
態から手放し状態に移行した場合に目標操舵角速度と実
操舵角速度が一致するように目標収斂電流を設定するこ
とができる。

【０１４５】請求項８の発明によれば、操舵角を操舵角
速度で位相補償を行っているため、所定の操舵角速度で
目標操舵角θ＊まで収斂することができる。

【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
及び制御装置の概略図。

【図２】 同じく制御装置の機能ブロック図。

【図３】 電流指令値演算部の機能ブロック図。

【図４】 収斂制御部の機能ブロック図。

【図５】 目標操舵角設定部の機能ブロック図。

【図６】 目標操舵角演算ルーチンのフローチャート。

【図７】 収斂制御において実行する処理のフローチャ
ート。

【図８】 同じく収斂制御において実行する処理のフロ
ーチャート。

【図９】 手放し判定部の機能ブロック図。

【図１０】他の実施形態の収斂制御部の機能ブロック
図。

【図１１】位相補償部の機能ブロック図。

【図１２】他の実施形態の収斂制御部のブロック図。

【図１３】他の実施形態の収斂制御部のブロック図。

【図１４】従来の電動パワーステアリング装置及びその
制御装置の概略図。

【図１５】アシスト電流指令値Ｉの算出の説明図。

【図１６】従来の制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。

【図１７】ハンドル戻し制御器におけるハンドル戻し演
算を行う機能ブロック図。

【図１８】ダンパ制御器におけるダンパ電流演算を行う
機能ブロック図。

【図１９】ハンドル戻し制御器の機能ブロック図。

【符号の説明】

１…ステアリングホイール、４…トルクセンサ、６…モ
ータ、２１…ＣＰＵ（目標操舵角設定手段、目標操舵角
速度設定手段、目標収斂電流設定手段、手放し判定手
段、位相補償手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC12 DA03 DA15 DA23 DA64 DA65 DC02 DC03 DC17 DD01 DD06 DD10 DD17 EA01 EB04 EB08 EC23 GG01 3D033 CA04 CA13 CA16 CA17 CA24 5H571 AA03 BB06 BB07 CC04 EE02 GG04 HD02 JJ03 JJ04 JJ17 JJ24 JJ25 LL16 LL22 LL23 PP01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵角及び車速に基づいてハンドルを中
   立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設
   定手段と、 前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標
   操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、 前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標
   収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、を備え、 前記目標収斂電流設定手段は、前記目標操舵角速度と操
   舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する際
   に、比例制御、積分制御、微分制御のうち、少なくとも
   比例制御に基づいて目標収斂電流を設定することを特徴
   とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 【請求項２】 目標操舵角速度設定手段は、車速に応じ
   て補正を行うことにより、目標操舵角速度を設定するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリン
   グ装置の制御装置。
3. 【請求項３】 前記目標収斂電流設定手段は、積分制御
   も行うことにより目標収斂電流を設定することを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリ
   ング装置の制御装置。
4. 【請求項４】 前記目標収斂電流設定手段は、微分制御
   も行うことにより目標収斂電流を設定することを特徴と
   する請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の
   電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 【請求項５】 前記目標収斂電流設定手段が行う、比例
   制御、積分制御、微分制御のうち、少なくとも１つの制
   御は、車速に応じて補正を行うことにより、目標操舵角
   速度を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４
   のうちいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装
   置の制御装置。
6. 【請求項６】 操舵トルクに基づいてハンドルの手放し
   判定又は操舵・保舵の判定を行う手放し判定手段を備
   え、 前記手放し判定手段はその判定結果に基づいて、目標収
   斂電流設定手段の目標収斂電流の出力を、有効にし或い
   は抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項５のう
   ちいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の
   制御装置。
7. 【請求項７】 前記手放し判定手段が操舵・保舵の判定
   をし、目標収斂電流設定手段の目標収斂電流の出力を抑
   制する場合に、同手放し判定手段は、前記目標収斂電流
   設定手段の積分制御により得られた積分項をリセットす
   ることを特徴とする請求項６に記載の電動パワーステア
   リング装置の制御装置。
8. 【請求項８】 操舵角の位相を補償する位相補償手段を
   備え、 前記目標操舵角設定手段は、位相補償手段が位相補償し
   た操舵角と車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すた
   めの目標操舵角を設定することを特徴とする請求項１乃
   至請求項７のうちいずれか１項に記載の電動パワーステ
   アリング装置の制御装置。