JP2002145094A - 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】操舵角センサに異常が生じたりして、異常な操
舵角が検出されても、収斂制御の誤動作によるセルフス
テアを防ぐことができ、安全性を向上できる電動パワー
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、その収斂制御部８
１にて操舵角θ及び車速Ｖに基づいてステアリングホイ
ールを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定し、目標
操舵角と操舵角θの偏差及び車速Ｖに応じて理想的な目
標操舵角速度を設定し、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Ｉｈｄ＊を設定する。この
目標収斂電流Ｉｈｄ＊に基づいて、ＣＰＵ２１は、ハン
ドルを中立位置に戻すための収斂制御を行う。ＣＰＵ２
１は、操舵角異常検出部７１が操舵角θが異常であると
判定した際には、収斂制御を停止する。

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１６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。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１
５８によって演算されている。制御装置１５８は、ＣＰ
Ｕ１５９、ＲＯＭ１６０、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。

【０００７】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。

【０００８】ここで、ＣＰＵ１５９の制御の概要を説明
する。図１７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。

【０００９】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。

【００１０】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、その演算結果をモータ
駆動装置１５７に供給する。

【００１１】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１４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Ｖ
ｍに基づいて下記のモータ電圧方程式にて推定モータ角
速度ωを推定する。

【００１２】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。

【００１３】操舵角速度推定器１７８では、モータ角速
度推定器１７５で算出された推定モータ角速度ωに基づ
いて、減速機１４５の減速比Ｇで除算することにより推
定操舵角速度Ｑｓ（＝ω／Ｇ）を推定する。操舵角速度
推定器１７８で算出された推定操舵角速度Ｑｓはハンド
ル戻し制御器１８０、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１８０、ダンパ制御器１９０に入力され
る。

【００１４】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及び推定操舵角速度Ｑｓ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。

【００１５】図１８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、推定操舵角速度Ｑ
ｓ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。

【００１６】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。

【００１７】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、Ｂを乗算して、ハンドル戻し
電流Ｉｈ＊を加算器１７２に出力する。

【００１８】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。

【００１９】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及び推定操舵角速度
Ｑｓ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。

【００２０】図１９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、推定操舵角速度Ｑｓ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Ｉ
ｄ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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。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はの各マップは、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。

【００２４】しかしながら、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。

【００２５】そこで、これらのような不具合を解決する
ために、本出願人は、ハンドル１４１の操舵角を検出す
る操舵角センサを設け、以下のような制御をする装置を
提案している。

【００２６】即ち、その制御装置１５８においては、操
舵角及び車速に基づいてハンドル１４１を中立位置へ戻
すための目標操舵角を設定し、同目標操舵角と操舵角の
偏差及び車速により、目標操舵角速度を設定し、目標操
舵角速度と操舵角速度の偏差及び車速により、目標収斂
電流を決定する。そして、この目標収斂電流を利用して
ハンドル１４１が中立位置へ戻る際の収斂性を向上させ
るようにモータを制御（以下、この制御を収斂制御とい
う。）する。

【００２７】この結果、仮に、操舵角速度（実操舵角速
度）が目標操舵角速度よりも小さい場合には、目標収斂
電流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（実操舵角速度）が目標操舵角
速度よりも大きい場合には、目標収斂電流の極性が反転
して操舵角速度が減速する方向に働き、操舵角速度（実
操舵角速度）が目標操舵角速度に一致するように制御さ
れる。

【００２８】すなわち、この収斂制御によれば、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１４１を収斂
させることが可能となる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の収斂
制御を行う装置において、仮にステアリングホイール４
１をある操舵角θ０まで操舵した状態で、操舵角センサ
５９が断線したりして故障したとする。この状態で、ス
テアリングホイール１４１に対して手放し等すると、ハ
ンドルを中立位置へ戻すために、制御装置１５８におい
ては、収斂制御が行われる。しかし、このとき操舵角
（実操舵角）が変わっても、制御装置１５８側では、操
舵角θ０のまま変わっていないと判断することになる。

【００３０】この結果、たとえハンドルが中立位置に戻
ったとしても、制御装置１５８側では操舵角がθ０のま
ま変わっていないと判断し、中立位置に戻すための収斂
電流が誤ってモータに通電される。すると、この誤った
収斂電流が通電され続けることにより、ハンドルがその
回転方向に対して、中立位置を超えてそのままエンド位
置、即ち、操舵可能な範囲の最大の位置まで切れてしま
うおそれがあった。

【００３１】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、操舵角センサに異常が生
じたりして、異常な操舵角が検出されても、収斂制御の
誤動作によるセルフステアを防ぐことができ、安全性を
向上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。

【００３２】

【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、前記目標収斂電流に基づいて、ハンドル
を中立位置に戻すための収斂制御を行う制御手段と、前
記操舵角が異常か否かを判定する操舵角異常判定手段と
を備え、前記操舵角異常判定手段が異常であると判定し
たときは、前記制御手段による収斂制御を停止する停止
手段を備えたことを要旨とする。

【００３３】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、中高速の車速及び操舵角速度に応じたダンパ電流を
出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向にダンパ電
流を加えるダンパ制御手段と、低速の車速及び操舵角速
度に応じたハンドル戻し電流を出力して、ハンドルが戻
る方向にアシストを行うハンドル戻し制御手段とを備
え、前記操舵角異常判定手段が異常と判定した際には、
前記ダンパ制御手段及びハンドル戻し制御手段にて、制
御を行うことを要旨とする。

【００３４】（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。制御手段は、目標収斂
電流に基づいて収斂制御を行う。操舵角異常判定手段
は、前記操舵角が異常か否かを判定する。そして、操舵
角が異常であると操舵角異常判定手段が判定した際は、
停止手段は、収斂制御を停止させる。

【００３５】請求項２の発明によれば、操舵角が異常で
あると前記操舵角異常判定手段が判定した際は、制御手
段による収斂制御の代替として、ダンパ制御手段及びハ
ンドル戻し制御手段による制御が行われる。即ち、ダン
パ制御手段は、中高速の車速及び操舵角速度に基づいて
ダンパ電流を出力するとともに、ハンドル戻り制御手段
は、低速の車速及び操舵角速度に基づいてハンドル戻し
電流を出力する。

【００３６】

【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
御装置に具体化した実施形態を図１〜図１３に従って説
明する。

【００３７】図１は、電動パワーステアリング装置及び
その制御装置の概略を示す。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。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。これらのセンサ出力は制御装置２０へ供給さ
れる。

【００３８】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。前
記ラック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１３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。

【００３９】従って、モータ６が回転すると、その回転
数は減速機５によって減少されてラック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。また、前記モータ６
には、モータ回転角θｍを検出するモータ回転角センサ
７２が設けられている。

【００４０】前輪１４には、車速センサ１６が設けられ
ている。次に、この電動パワーステアリング装置の制御
装置２０の電気的構成を図１に示す。

【００４１】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を示す信号を出力している。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
操舵角信号を出力している。車速センサ１６は、その時
の車速Ｖを示す前輪１４の回転数に相対する検出信号を
出力している。モータ回転角センサ７２は、モータ６の
モータ回転角θｍを示す信号を制御装置２０へ出力す
る。又、制御装置２０には、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の端子間電圧Ｖｍを制御装置２０に出力している。

【００４２】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。

【００４３】このＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１により実
行される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。

【００４４】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。

【００４５】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、操舵
角異常判定手段、及び停止手段に相当する。 （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。

【００４６】図２は、ＣＰＵ２１の機能ブロック図であ
る。この実施形態ではＣＰＵ２１内部は、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６
及び図８〜図１０は、ＣＰＵ２１がプログラムによって
実行す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。

【００４７】以下、図２〜図１３を参照して、ＣＰＵ２
１の機能と動作を説明する。まず、説明の便宜上、車速
感応アシスト制御について説明し、その後、収斂制御に
ついて説明する。そして、その後に操舵角の異常判定に
ついて説明する。

【００４８】（車速感応アシスト制御）ＣＰＵ２１は、
図２に示すように位相補償器３０、電流指令値演算部３
１、加算器３９、ＰＩ制御部４０、ＰＷＭ演算部３８等
の機能を備えている。

【００４９】電流指令値演算部３１は、トルクセンサ４
から操舵トルクＴｈ、車速センサ１６から車速Ｖを入力
し、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
を設定を行う。前記トルクセンサ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。

【００５０】前記電流指令値演算部３１について詳しく
説明すると、図３に示すように、操舵トルクＴｈは高速
アシストマップ４１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４２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Ｉｄ１は乗算器４４に供給され、低速アシスト電
流Ｉｄ２は乗算器４５に供給される。

【００５１】一方、車速Ｖはアシスト車速ゲインマップ
４３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４３からアシスト車速ゲインｋ１が読み出さ
れ、乗算器４５、及び加算器４７に供給される。加算器
４７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−ｋ１）とし
て乗算器４４に供給される。

【００５２】乗算器４４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４６に供給する。又、乗算器４５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４６に供給する。加算器４６
は乗算器４４，４５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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】（推定操舵角速度Ｑｓ）次に、ＣＰＵ２１
は推定操舵角速度Ｑｓを設定するためのモータ角速度推
定器６０、操舵角速度推定器６６の機能を備えており、
これらについて説明する。

【００５６】図４に示すように、モータ角速度推定器６
０には、端子間電圧検出回路１９からのモータ端子間電
圧Ｖｍ及び、モータ駆動電流センサ１８からのモータ電
流Ｉｍが入力される。そして、モータ角速度推定器６０
は、前記モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流Ｉｍから
推定モータ角速度ωを求め、操舵角速度推定器６６はこ
の推定モータ角速度ωから推定操舵角速度Ｑｓを求め
る。

【００５７】なお、推定操舵角速度Ｑｓが「操舵角速
度」に相当する。詳述すると、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。

【００５８】 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：推定モータ角速度である。

【００５９】従って、上記（１）式をω（推定モータ角
速度）で解くと、下記（２）式となる。 ω＝｛Ｖｍ−（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ｝／Ｋｅ …（２） そこで、第１演算部６３では、モータ電流Ｉｍに（Ｌｓ
＋Ｒ）を乗算し、減算器６４に出力する。減算器６４
は、入力したモータ端子間電圧Ｖｍに対して第１演算部
６３で演算した値を減算し、第２演算部６５に出力す
る。第２演算部６５は、減算器６４から入力した値を逆
起電力定数Ｋｅで除して推定モータ角速度ωを演算し、
操舵角速度推定器６６に出力する。

【００６０】次いで、操舵角速度推定器６６は、推定モ
ータ角速度ωを減速機５の減速比Ｇで除して、推定操舵
角速度Ｑｓを算出する。このようにして、算出（推定）
された推定操舵角速度Ｑｓは収斂制御部８１に供給され
る。

【００６１】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。また、第１演算部６３、減算
器６４、第２演算部６５とによりモータ角速度推定器６
０が構成されている。

【００６２】（収斂制御）次に、ＣＰＵ２１は、目標操
舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、及び目標収斂
電流設定手段としての収斂制御部８１、手放し判定部８
２、及び乗算器８３等の機能を備えており、それらにつ
いて説明する。

【００６３】図５に示すように、収斂制御部８１は、目
標操舵角設定手段としての目標操舵角設定部８６、目標
操舵角速度設定手段としての目標操舵角速度設定部８
７、目標収斂電流設定手段としての目標収斂電流設定部
８８、位相補償部８９及び減算器９０，９１とを備えて
いる。収斂制御部８１には、車速センサ１６から検出さ
れた車速Ｖ、及び操舵角センサ１７から検出された操舵
角θが入力される。そして、収斂制御部８１は、入力さ
れた車速Ｖ、操舵角θ及び推定操舵角速度Ｑｓ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。

【００６４】詳しく説明すると、図６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。

【００６５】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。

【００６６】具体的には、通常、中高速ではハンドル１
を中立位置、すなわち、０度までを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。

【００６７】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。

【００６８】符号判定部９２は、操舵角θに基づいた符
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。

【００６９】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。

【００７０】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５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７参照）に従って説明する。

【００７１】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
関係の比較をする。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】図５に示すように、減算器９０には、前記
目標操舵角θ＊と、位相補償部８９にて位相を進ませる
位相補償をされた後の操舵角θｉが入力される。前記位
相補償部８９について詳しく説明すると、位相補償部８
９は、図８に示すように、微分器５６とゲイン乗算部５
７と、加算器５８とから構成されている。微分器５６で
は、操舵角センサ１７からの操舵角θを微分して操舵角
速度Ｑを求め、ゲイン乗算部５７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５
８に出力する。前記ゲインＴは、予め試験によって得ら
れた値に基づいて定められている。加算器５８は、操舵
角θ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θｉという。）とし、減算器９
０に出力するようになっている。

【００７５】そして、減算器９０では、図５に示すよう
に、目標操舵角θ＊と操舵角θｉ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Δ
θ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。

【００７６】そして、減算器９１には、前記目標操舵角
速度Ｑ＊と、操舵角速度推定器６６から入力された推定
操舵角速度Ｑｓ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。

【００７７】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１０１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１０１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。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１０１に出
力される。

【００７８】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１０１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１０１に出力される。

【００７９】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１０１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１０１に出力される。

【００８０】そして、加算器１０１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。

【００８１】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。

【００８２】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
た操舵トルクＴｈが入力される。また、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｜＞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に出力するとともに、前述し
たＩ制御で使用する積分項を０にクリアするためのリセ
ット信号を積分器９９に出力する。

【００８３】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＊を乗算器８４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
信号を乗算器８４に出力する。

【００８４】（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１１及び図１２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８
１及び手放し判定部８２にて設定された目標収斂電流Ｉ
ｈｄ＊が、乗算器８４に出力されるまでの処理である。

【００８５】Ｓ１０１において、車速センサから検出し
た車速Ｖを演算し、Ｓ１０２において、操舵角センサ１
７の検出信号に基づいて操舵角θ、θｉを演算する（位
相補償部８９の処理を含む）。

【００８６】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）。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θｉとの操舵角偏
差Δθ（＝θ＊−θｉ）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）。

【００８７】Ｓ１０６では、目標操舵角速度Ｑ＊と推定
操舵角速度Ｑｓとの操舵角速度偏差ΔＱ（＝Ｑ＊−Ｑ
ｓ）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Ｓ１０７〜Ｓ１１２は目標収斂電流設定部８８
の処理に相当する。

【００８８】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）。

【００８９】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。

【００９０】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）。

【００９１】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。

【００９２】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）。

【００９３】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１０１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。

【００９４】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にクリアする。
換言すれば、手放し判定部８２から積分器９９にリセッ
ト信号を送信して、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（手放し判定部８２及び積
分器９９の処理）。

【００９５】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。ハンドルに軽く
触れている程度、又は手放しの場合には、収斂制御がな
される。

【００９６】（異常判定）ＣＰＵ２１は、操舵角異常判
定手段としての操舵角異常検出部７１、及び停止手段と
しての乗算器８４の機能を備えておりそれらについて説
明する。

【００９７】操舵角異常検出部７１には、操舵角センサ
１７から検出された操舵角θ、モータ回転角センサ７２
で検出されたモータ回転角θｍが入力される。操舵角異
常検出部７１は、入力された操舵角θ及びモータ回転角
θｍに基づいて、入力された前記操舵角θが異常か否か
を判定する。そして、「１」又は「０」の信号を乗算器
８４に出力する。

【００９８】操舵角異常検出部７１は、図１０に示すよ
うに、操舵角推定部７３及び比較部７４とを備えてい
る。操舵角推定部７３は、モータ回転角θｍを減速機５
の減速比Ｇにて除して、ステアリングホイール１の操舵
角（以下、「推定操舵角」という）θｓを算出（推定）
して、同推定操舵角θｓを比較部７４に出力する。

【００９９】比較部７４は、前記操舵角θと推定操舵角
θｓとを比較して、操舵角センサ１７からの操舵角θが
異常か否かを判定する。即ち、比較部７４は、操舵角θ
と推定操舵角θｓとが下記の式（α）を満たしているか
否かを判定する。

【０１００】Δθｈ−θｏ≧θ１…（α） なお、Δθｈは操舵角信号θ＊と推定操舵角θｓとの偏
差であり次式（β）にて算出される。

【０１０１】Δθｈ＝| θｓ−θ＊| …（β） また、θｏはオフセット値である。すなわち、モータ回
転角センサ７２から推定した推定操舵角θｓは常にステ
アリングホイール１が中立位置にあるとは限らず、絶対
角は不明である。そのため、最初に制御装置２０に電源
が入った時、推定操舵角θｓは０として、その時に操舵
角センサ１７で検出した操舵角θｏをオフセット値とし
てＲＡＭ２３に記憶している。また、θ１は異常判定閾
値であり、予めＲＯＭ２２に記憶している。

【０１０２】そして、上記の式（α）を満たしている場
合（操舵角θが異常な場合）は、「０」を乗算器８４に
出力する。一方、一方、上記の式（α）を満たしていな
い（操舵角θが正常な場合）場合は、「１」を乗算器８
４に出力する。

【０１０３】図２に示すように、乗算器８４は、乗算器
８３からの目標収斂電流Ｉｈｄ＊又は「０」の出力信号
と、操舵角異常検出部７１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、前記操
舵角異常検出部７１からの出力信号が「１」（即ち、操
舵角θに異常無し）であった場合は、前記目標収斂電流
Ｉｈｄ＊を加算器３９に出力する。一方、操舵角異常検
出部７１からの出力信号が「０」（即ち、操舵角θに異
常有り）であった場合は、「０」という信号を加算器３
９に出力する。

【０１０４】なお、この乗算器８４から目標収斂電流Ｉ
ｈｄ＊を加算器３９に出力する場合は、勿論、ハンドル
が手放し若しくは、軽く触れられている程度のときであ
る。また、操舵角異常検出部７１からの信号に基づい
て、乗算器８４から「０」の信号が加算器３９出力され
ることが収斂制御の停止動作に相当する。

【０１０５】この結果、加算器３９は、乗算器８４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４０に出力す
る。

【０１０６】その後、ＰＩ制御部４０及びＰＷＭ演算部
３８を介して、車速感応アシスト制御及び収斂制御とか
ら算出された値に基づいてＣＰＵ２１は、モータ６を駆
動制御する。

【０１０７】（異常判定のフローチャート）次に、本実
施形態における操舵角異常判定処理を図１３に示すフロ
ーチャートに従って説明する。尚、以下の説明において
は、ステアリングホイール１は手放し、若しくは軽く触
れられている程度であるとし、手放し判定部８２からは
「１」の信号が乗算器８３に出力されているものとす
る。

【０１０８】ＣＰＵ２１はこの異常判定処理を所定時間
毎の割り込みにより実行する。まず、Ｓ５１において、
ＣＰＵ２１は、操舵角センサ１７から入力した操舵角θ
に対して、操舵角異常検出部７１にて、異常か否か判定
する。即ち、前述したように、操舵角θと推定操舵角θ
ｓとが式（α）（Δθ−θｏ≧θ１）を満たしているか
否かを判定する。そして、前記式（α）を満たさず、入
力された操舵角θは正常であると操舵角異常検出部７１
が判断した場合は、Ｓ５２に進む。即ち、操舵角異常検
出部７１から乗算器８４に対して、「１」の信号が出力
され、ＣＰＵ２１は、車速感応アシスト制御と収斂制御
を行う。そして、加算器３９にて、各制御にて演算され
たアシスト電流指令値Ｉと目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算
して、その値に基づいてＣＰＵ２１は、電動モータ６を
駆動制御する。

【０１０９】一方、Ｓ５１において、前記式（α）を満
たし、入力された操舵角θが異常であると操舵角異常検
出部７１が判断した場合は、Ｓ５３に進む。即ち、操舵
角異常検出部７１から乗算器８４に対して、「０」の信
号が出力される。そして、乗算器８４にて、収斂制御部
８１から出力された目標収斂電流Ｉｈｄ＊が０に補正さ
れて収斂制御が停止される。この結果、加算器３９に
は、アシスト電流指令値Ｉのみが入力され、ＣＰＵ２１
はこのアシスト電流指令値Ｉに基づいて電動モータ６を
駆動制御する。

【０１１０】従って、上記実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）上記実施形態では、操舵角異常検出部７１を設
け、同操舵角異常検出部７１において、同操舵角異常検
出部７１に入力された操舵角θが異常であると判断され
ると、操舵角異常検出部７１から乗算器８４に「０」の
出力信号を出力し、収斂制御を停止するようにした。こ
のため、仮にステアリングホイール１をある操舵角θだ
け操舵した状態で、操舵角センサ１７の断線や故障等に
より、異常な操舵角θが入力されても、従来と異なり、
収斂制御の誤動作によるセルフステアを防ぐことがで
き、安全性を向上できる。

【０１１１】（第２実施形態）次に第２実施形態を図１
４、図１５、図１８及び図１９を参照して説明する。本
実施形態のハード構成は第１実施形態の図１と同様に構
成されており、ソフトウエアの構成が一部異なってい
る。従って、前記第１実施形態の構成中、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詳細
な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。

【０１１２】図１４は、前記第１実施形態の図２の相当
図である。本実施形態は、第１実施形態の構成に対し
て、乗算器８４の代わりに、ハンドル戻し制御手段とし
てのハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御手段として
のダンパ制御器１９０、加算器７６及び制御切換部７７
等が設けられているところが異なっている。

【０１１３】本実施形態のＣＰＵ２１は、さらにハンド
ル戻し制御手段及びダンパ制御手段に相当する。また、
本実施形態においては、前記制御切換部７７が停止手段
に相当する。

【０１１４】前記ハンドル戻し制御器１８０及びダンパ
制御器１９０の構成については、図１８及び図１９に示
すように、従来の構成と同一であるためその説明を省略
する。尚、ハンドル戻し制御器１８０における推定操舵
角速度Ｑｓ、車速Ｖ及び操舵トルクＴｈによりハンドル
戻し電流Ｉｈを算出する制御を、以下「ハンドル戻し制
御」という。一方、ダンパ制御器１９０における推定操
舵角速度Ｑｓと車速Ｖによりダンパ電流Ｉｄを算出する
制御を、以下「ダンパ制御」という。

【０１１５】さて、ハンドル戻し制御器１８０及びダン
パ制御器１９０より出力されたハンドル戻し電流Ｉｈ＊
及びダンパ電流Ｉｄ＊は加算器７６に入力される。そし
て、加算器７６は、前記ハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ
電流Ｉｄとを加算し、制御切換部７７に出力する。

【０１１６】制御切換部７７には、前記加算器７６から
のハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄとが加算され
た値（以下、「加算電流Ｉｋ」という）と共に、収斂制
御部８１から乗算器８３を介して入力される目標収斂電
流Ｉｈｄ＊と、操舵角異常検出部７１からの制御信号が
入力される。

【０１１７】そして、操舵角異常検出部７１からの制御
信号に基づいて、制御切換部７７は、前記加算電流Ｉｋ
又は目標収斂電流Ｉｈｄ＊の何れかを切換選択し、加算
器３９に出力するようになっている。

【０１１８】なお、前記操舵角異常検出部７１は、前述
した式（α）（即ち、Δθ−θｏ≧θ１）を満たした場
合（操舵角θが異常な場合）は、制御切換部７７が加算
電流Ｉｋを選択するように制御信号を出力する。一方、
上記の式（α）を満たしていない場合（操舵角θが正常
な場合）は、制御切換部７７が目標収斂電流Ｉｈｄ＊を
選択するように制御信号を出力する。

【０１１９】そして、加算器３９においては、前記制御
切換部７７にて切換選択された加算電流Ｉｋ若しくは目
標収斂電流Ｉｈｄ＊とアシスト電流指令値Ｉとを加算
し、モータを駆動制御する。

【０１２０】尚、本実施形態においては、操舵角異常検
出部７１からの信号に基づく制御切換部７７による加算
電流Ｉｋの切換選択が収斂制御の停止動作に相当する。 （異常判定のフローチャート）次に、本実施形態におけ
る操舵角異常判定処理を図１５に示すフローチャートに
従って説明する。尚、以下の説明においては、ステアリ
ングホイール１は手放し、若しくは軽く触れられている
程度であるとし、手放し判定部８２からは「１」の信号
が乗算器８３に出力されているものとする。

【０１２１】まず、Ｓ５１において、ＣＰＵ２１は、操
舵角センサ１７から入力した操舵角θに対して、操舵角
異常検出部７１にて、異常か否か判定する。前述した式
（α）（Δθ−θｏ≧θ１）を満たさず、入力された操
舵角θは正常であると操舵角異常検出部７１が判断した
場合は、Ｓ５２に進む。このとき、操舵角異常検出部７
１から制御切換部７７に対して、同制御切換部７７が目
標収斂電流Ｉｈｄ＊を選択するように、制御信号が出力
される。そして、ＣＰＵ２１は、車速感応アシスト制御
と収斂制御を行う。即ち、各制御にて演算されたアシス
ト電流指令値Ｉと目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算して、こ
の値に基づいて電動モータ６を駆動制御する。

【０１２２】一方、Ｓ５１において、前記式（α）を満
たし、入力された操舵角θが異常であると操舵角異常検
出部７１が判断した場合は、Ｓ５４に進む。このとき、
操舵角異常検出部７１から制御切換部７７に対して、同
制御切換部７７がハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉ
ｄとを加算した加算電流Ｉｋを選択するように制御信号
が出力される。そして、ＣＰＵ２１は、車速感応アシス
ト制御、ハンドル戻し制御、及びダンパ制御を行う。即
ち、各制御にて演算されたアシスト電流指令値Ｉと加算
電流Ｉｋ（ハンドル戻し電流Ｉｈとダンパ電流Ｉｄ）を
加算して、この値に基づいて電動モータ６を駆動制御す
る。

【０１２３】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （２）上記実施形態では、操舵角異常検出部７１を設
け、同操舵角異常検出部７１に入力された操舵角θが異
常であると判断すると、制御切換部７７にて加算器３９
に出力する電流値を切換え、収斂制御を停止して車速Ｖ
及びモータ電圧Ｖｍから算出される推定操舵角速度Ｑｓ
に応じたハンドル戻し制御及びダンパ制御を行うように
した。従って、第１実施形態における（１）の効果と同
様の効果を奏す。

【０１２４】（３）上記実施形態では、低速時におい
て、操舵角異常検出部７１に異常な操舵角θが検出され
て、収斂制御が停止されても、モータ電流Ｉｍと、モー
タ端子間電圧Ｖｍとから算出された推定操舵角速度Ｑｓ
と車速Ｖに基づいて演算されるハンドル戻し制御が働く
ため、電動パワーステアリング装置の内部摩擦によりス
テアリングホイール１が中立位置の方向に戻らないとい
うおそれはない。

【０１２５】（４）また、高速時においては、操舵角異
常検出部７１に異常な操舵角θが検出されて、収斂制御
が停止されても、前記推定操舵角速度Ｑｓと車速Ｖに基
づいて演算されるダンパ制御が働くため、モータ６の慣
性によりステアリングホイール１がふらつき、操舵性に
欠けることはない。

【０１２６】（５）また、本第２実施形態は、異常な操
舵角θが検出時に収斂制御を停止させるだけの第１実施
形態と比較して、ハンドル戻し制御及びダンパ制御を代
替として行うことで、ステアリングホイール１の収斂性
が極力損なわれないようにすることができる。

【０１２７】なお、本実施形態は以下のように変更して
もよい。 ・上記第１及び第２実施形態では、操舵角異常検出部７
１による操舵角θの異常判定は、操舵角θとモータ回転
角θｍに基づいた推定操舵角θｓとの比較により行われ
たが、複数の操舵角センサ１７を設け、それぞれから検
出される操舵角の偏差を算出し、その偏差が所定値を超
えると異常を判定する方法をとってもよい。

【０１２８】・上記第１及び第２実施形態では、収斂制
御部８１の目標収斂電流設定部８８において、ＰＩＤ制
御を行い、目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求めたが、各制御の
うち、Ｐ制御、ＰＩ制御、又はＰＤ制御にて目標収斂電
流Ｉｈｄ＊を求めてもよい。

【０１２９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、異常な操舵角が検出されても、収斂制御の誤動
作によるセルフステアを防ぐことができ、安全性を向上
できる。

【０１３０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、収斂制御が停止されてもハンドル戻し
制御手段、及びダンパ制御手段による制御が代替制御と
して働き、ハンドルの収斂性が極力損なわれないように
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における電動パワーステ
アリング装置及びその制御装置の概略図。

【図２】同じく制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。

【図３】同じく電流指令値演算部のブロック図。

【図４】同じくモータ角速度推定器及び操舵角速度推定
器のブロック図。

【図５】同じく収斂制御部のブロック図。

【図６】同じく目標操舵角設定部のブロック図。

【図７】同じく目標操舵角演算ルーチンのフローチャー
ト。

【図８】同じく位相補償部のブロック図。

【図９】同じく手放し判定部のブロック図。

【図１０】同じく操舵角異常検出部のブロック図。

【図１１】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１２】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１３】同じく操舵角異常判定処理を示すフローチャ
ート。

【図１４】第２実施形態における電動パワーステアリン
グ装置の制御装置のブロック図。

【図１５】同じく操舵角異常判定処理を示すフローチャ
ート。

【図１６】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１７】従来の制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。

【図１８】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１９】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。

【符号の説明】

１…ステアリングホイール（ハンドル）、 ２１…ＣＰＵ（制御手段、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、操舵角異常
判定手段、停止手段、ダンパ制御手段、ハンドル戻し制
御手段）、 ８１…収斂制御部（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）、 ８６…目標操舵角設定部（目標操舵角設定手段）、 ８７…目標操舵角速度設定部（目標操舵角速度設定手
段）、 ８８…目標収斂電流設定部（目標収斂電流設定手段）、 ７１…操舵角異常検出部（操舵角異常判定手段）、 ８４…乗算器（停止手段）、 １８０…ハンドル戻し制御器（ハンドル戻し制御手
段）、 １９０…ダンパ制御器（ダンパ制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── 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 CC40 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DC01 DC02 DC03 DC17 DD10 DE09 EA01 EC20 EC23 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA17 CA20 CA24 CA31 5H571 AA03 BB07 CC04 GG04 HD02 HD03 JJ03 JJ04 JJ16 JJ17 JJ24 LL13 LL22 LL23 LL32 PP01

Claims (2)

【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、 前記目標収斂電流に基づいて、ハンドルを中立位置に戻
   すための収斂制御を行う制御手段と、 前記操舵角が異常か否かを判定する操舵角異常判定手段
   とを備え、 前記操舵角異常判定手段が異常であると判定したとき
   は、前記制御手段による収斂制御を停止する停止手段を
   備えた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】 中高速の車速及び操舵角速度に応じたダ
   ンパ電流を出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向
   にダンパ電流を加えるダンパ制御手段と、 低速の車速及び操舵角速度に応じたハンドル戻し電流を
   出力して、ハンドルが戻る方向にアシストを行うハンド
   ル戻し制御手段とを備え、 前記操舵角異常判定手段が異常と判定した際には、前記
   ダンパ制御手段及びハンドル戻し制御手段にて、制御を
   行う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。