JP2003285755A

JP2003285755A - 自動車の電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2003285755A
Application number: JP2002096148A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Terada; 哲也寺田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】カーブ走行時において操舵力特性制御により
目標操舵力を再現することでコーナリングフィーリング
を向上させた自動車の電動パワーステアリング装置を提
供する。【解決手段】本発明は、電動モータによりハンドルの
操舵をアシストする自動車の電動パワーステアリング装
置である。本発明は、操舵トルクを検出するトルクセン
サ２４と、このトルクセンサの値を小さくするように電
動モータ１４の制御量を設定する第１制御部１８と、所
定第１車速以上で且つ旋回状態にて予め設定した目標操
舵力となるように電動モータの制御量を設定する第２制
御部２０と、これらの第１制御部と第２制御部によるそ
れぞれの制御量を加算した制御量により電動モータを制
御する電動モータ制御部２２と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の電動パワ
ーステアリング装置に係わり、特に、電動モータにより
ハンドルの操舵をアシストする自動車の電動パワーステ
アリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、例えば、特開平８−３３２９６４
号公報等に示されているような、電動機の動力をステア
リング系に作用させて操作力の低減を図るようにした電
動パワーステアリング装置が使用されるようになってき
ている。この電動パワーステアリング装置は、操舵力検
出手段を備え、この操舵力検出手段により運転者の操舵
力（操舵トルク）を検出すると共に、同時に車速に基づ
き所定補正トルクを発生させるように電動機への駆動電
流を制御し、運転者の操舵力の軽減を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電動パワー
ステアリング装置を設計する場合、良好な操舵フィーリ
ングを得るためには、操舵角に対する操舵力の特性（以
下「操舵力特性」という）を所望の操舵力特性（目標操
舵力特性）となるように設定する必要がある。しかしな
がら、操舵力は、タイヤ復元力、ステアリングシャフト
の剛性、摩擦、パワーアシスト特性など各要素（構成部
品）の総和で決定される。このため、従来の設計手法で
ある上述した各要素（構成部品）の特性のチューニング
では構成部品の特性バラツキ等により、目標通りの操舵
力特性を再現することが困難になっている。

【０００４】目標通りの操舵力特性が再現された場合に
は、ドライバは、良好な操舵フィーリングを得ることが
できる。しかしながら、ドライバが操舵力を感じてか
ら、車両が挙動を実際に起こし、その車両挙動により感
じる横加速度やヨーレートを受けるタイミングや値（大
きさ）が変化すると、即ち、車両挙動の変化により、操
舵フィーリングが変動し、そのため、ドライバは違和感
を感じる。例えば、従来は、目標通りに操舵力特性を再
現することができず、カーブ走行時（車両旋回時）にお
いて、操舵力が重かったり、ステアリング剛性が高いた
め修正操舵が難かった。また、車速変化により、コーナ
リングフィーリングが変動し、ドライバは違和感を感じ
た。

【０００５】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るためになされたものであり、カーブ走行時において操
舵力特性制御により目標操舵力を再現することでコーナ
リングフィーリングを向上させた自動車の電動パワース
テアリング装置を提供することを目的としている。ま
た、本発明は、カーブ走行時において車速が異なっても
ドライバが常にほぼ一定のコーナリングフィーリングで
あると感じる操舵力特性を備えた自動車の電動パワース
テアリング装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、電動モータによりハンドルの操舵をアシ
ストする自動車の電動パワーステアリング装置であっ
て、操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルク
センサの値を小さくするように電動モータの制御量を設
定する第１制御部と、所定第１車速以上で且つ旋回状態
にて予め設定した目標操舵力となるように電動モータの
制御量を設定する第２制御部と、これらの第１制御部と
第２制御部によるそれぞれの制御量を加算した制御量に
より電動モータを制御する電動モータ制御部と、を有す
ることを特徴としている。

【０００７】このように構成された本発明においては、
第２制御部が、所定第１車速以上で且つ旋回状態にて、
予め設定した目標操舵力となるように電動モータの制御
量を設定し、電動モータ制御部が、第１制御部と第２制
御部によるそれぞれの制御量を加算した制御量により電
動モータを制御するようにしたので、目標操舵力を再現
することができ、コーナリングフィーリングが向上す
る。また、カーブ走行時において車速が異なってもドラ
イバが常にほぼ一定のコーナリングフィーリングである
と感じることができる。

【０００８】また、本発明において、好ましくは、第２
制御部は、横加速度が０．２Ｇ〜０．４Ｇのときに、制
御量を設定する。また、本発明において、好ましくは、
第２制御部は、操舵角を入力とした操舵力特性モデルか
ら目標操舵力を設定し、さらに、予め車速毎に設定され
た旋回時の操舵フィーリングであるコーナリングフィー
リングを規定するコーナリングフィール評価指標の目標
値を実現するように操舵角に対する車両の横加速度応答
ゲインを加味して操舵力特性モデルの特性パラメータを
設定する。

【０００９】また、本発明において、好ましくは、コー
ナリングフィール評価指標は、舵角の転舵に対して操舵
力の変化を定義する操舵力ヒスＣＦ１、舵角変化に対す
る操舵力の変化率を定義するステアリング剛性ＣＦ２、
定常旋回時の横加速度に対する操舵力を定義する横Ｇ認
知性ＣＦ３を含み、第２制御部は、これらの各評価指標
の目標値を実現するように操舵力特性モデルの特性パラ
メータを設定する。

【００１０】また、本発明において、好ましくは、第２
制御部は、所定第１車速より高速である所定第２車速以
上で且つ直進状態にて予め設定した目標操舵力となるよ
うに電動モータの制御量を設定する。さらに、本発明に
おいて、好ましくは、第２制御部は、所定第１車速より
低速である所定第３車速以下にて予め設定した目標操舵
力となるように電動モータの制御量を設定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される自動
車の電動パワーステアリング装置の一例を示す斜視図で
ある。この図１に示すように、自動車の電動パワーステ
アリング装置１は、ハンドル（ステアリングホィール）
２を備え、このハンドル２は、ステアリングシャフト４
の上端に連結されており、ハンドル２を操作する操舵力
がスタアリングシャフト４に伝達されるようになってい
る。このステアリングシャフト４の下端部には自在継手
を介して中間シャフト６の上端が連結され、この中間シ
ャフト６の下端には、ステアリングギヤボックス８が設
けられている。このステアリングギヤボックス８の両側
にはタイロッド１０が連結されており、これらの各タイ
ロッド１０にはタイヤ（車輪）１２が取り付けられてい
る。

【００１２】ここで、ステアリングギヤボックス８の内
部には、ラック・ピニオン機構（図示せず）が設けられ
ており、このピニオンには、中間シャフト６の下端が連
結されている。一方、ラックの両端部には上述したよう
にタイロッド１０を介してタイヤ１２が連結されてい
る。ステアリングギヤボックス８には、減速ギヤ（図示
せず）を介してピニオン側に力を付与する電動モータ１
４が設けられ、さらに、減速ギヤと中間シャフト６の間
にはトルクセンサ（図示せず）が配置されている。この
トルクセンサは、中間シャフト６に作用している操舵力
（操舵トルク）を検出するためのものである。これらの
電動モータ１４及びトルクセンサは、それぞれ制御ユニ
ット１６に接続されている。この制御ユニット１６は、
後述する第１制御部１８又は操舵力特性制御部６２、第
２制御部２０、及び、モータ電流制御部２２から構成さ
れており、トルクセンサの検出値（操舵トルク）及び車
速等に基づき、トルクセンサの検出値がゼロとなるよう
にすると共に目標操舵力特性を実現するように、電動モ
ータ１４が制御されるようになっている。

【００１３】次に、図２乃至図１０を参照して、本発明
の電動パワーステアリング装置によるセンターフィール
感応域における操舵力特性制御（以下、「センターフィ
ール制御」と言う）の内容を説明する。先ず、本発明に
よるセンターフィール制御は、高車速且つほぼ直進状態
の走行時（以下、「センターフィール感応域」と言う）
に適用可能である。ここで、高車速とは、１００ｋｍ／
ｈ程度の速度であり、ほぼ直進状態とは、ハンドルをゆ
っくりと操作する状態、具体的には、０．２Ｈｚの正弦
波でハンドルを操作し横加速度（横Ｇ）が０．２Ｇ以下
となるような操舵状態を想定している。このため、セン
ターフィール制御においては、開発車両を０．２Ｈｚの
正弦波で操作し横加速度（横Ｇ）が０．２Ｇ以下となる
ような操舵状態での走行テストを行ない、操舵角、操舵
力、車速、ヨーレート及び横加速度（横Ｇ）などのデー
タを採取している。

【００１４】センターフィール制御では、詳細は後述す
るように、高速直進時の操舵力特性を、ばね成分（操舵
角を含む線形及び／又は非線形の関数で表される）、粘
性成分（操舵角速度に比例する）、摩擦成分（操舵角速
度を含む非線形関数で表される）とに分解した操舵力特
性モデルで表現すると共に、センターフィーリングを規
定した複数のセンターフィール評価指数（ＣＦ１，ＣＦ
２，ＣＦ３）に基づいて目標操舵力（目標値）を設定
し、この目標操舵力となるように上記操舵力特性モデル
の各成分の特性パラメータの値を設定し、さらに、車両
挙動の遅れに対応させて摩擦成分の特性パラメータの値
を変更するようにしている。このようにして、本発明の
電動パワーステアリング装置では、センターフィール感
応域において、ドライバが感じる操舵力とドライバが感
じる車両挙動との関係が予め設定した関係となるように
電動モータ１４が制御される。ここで、車両挙動とは、
車両の横加速度（横Ｇ）のタイミング、ヨーレートのタ
イミング、横加速度（横Ｇ）の値（大きさ）、ヨーレー
トの値（大きさ）等を意味している。

【００１５】以下、本発明によるセンターフィール制御
を詳細に説明する。図２は、本発明によるセンターフィ
ール制御における電動パワーステアリング装置の制御ユ
ニットを示すブロック図である。この図２に示すよう
に、制御ユニット１６は、第１制御部（通常のアシスト
制御部）１８、第２制御部（センターフィール補償制御
部）２０、及び、モータ電流制御部２２から構成されて
いる。また、電動パワーステアリング装置は、ステアリ
ングシャフト又は中間シャフトに作用している操舵力
（操舵トルク）を検出するためのトルクセンサ２４、横
加速度（横Ｇ）を検出する横Ｇセンサ２６、車速を検出
する車速センサ２８、及び、操舵角を検出する操舵角セ
ンサ３０を備えており、これらの各センサの出力値が制
御ユニット１６に入力されるようになっている。

【００１６】第１制御部１８は、通常のアシスト制御を
行なう制御部であり、トルクセンサ２４の出力値を小さ
くするように、即ち、操舵力を減らす方向のアシスト力
を発生させるように、電動モータ１４を制御するための
制御部である。この第１制御部１８には、トルクセンサ
２４からのトルクセンサ値が入力され、フィルタ３４に
よりノイズがカットされ、制御ゲインＫ１により基準目
標電流Ｉ₀ が演算されるようになっている。ここで、こ
の制御ゲインＫ１は、横Ｇセンサ２６及び車速センサ２
８の値に基づいて設定される。この第１制御部１８は、
センタフィール感応域では、抑制又は禁止されるように
なっている。

【００１７】第２制御部２０は、センターフィール補償
制御部であり、高車速且つほぼ直進状態（センターフィ
ール感応域）に、予め設定した目標操舵力となるように
電動モータ１４を制御するための制御部である。第２制
御部２０は、目標操舵力演算部３６を有し、この目標操
舵力演算部３６には、操舵角センサ３０の出力値がフィ
ルタ３８を通って入力される。目標操舵力演算部３６
は、操舵角により表現された後述する操舵力特性モデル
を用いて、目標操舵力を演算するようになっている。

【００１８】第２制御部２０は、ローパスフィルタであ
るフィルタ（フィルタ２）３８，４０を有し、これらフ
ィルタ３８，４０により、センターフィール感応域に対
応した帯域（例えば、０．２Ｈｚを含む帯域）のトルク
センサ２４の値及び操舵角センサ３０の値のみを入手で
きるようになっている。また、第２制御部２０は、後述
するセンターフィール評価指標目標値設定部４２及びセ
ンターフィール評価指標演算部４４、さらに、車両応答
遅れ量推定部４６を有し、車両応答遅れ量（λ：度）の
変化に伴い、目標操舵力を目標操舵力演算部３６で演算
し直すようになっている。

【００１９】この第２制御部２０では、目標操舵力演算
部３６から出力された目標操舵力とフィルタ４０から出
力されたトルクセンサ値（Ｔｓ２）との偏差が求めら
れ、この偏差から、制御ゲインＫ３により補償目標電流
Ｉ_f が演算される。ここで、この制御ゲインＫ３は、
横Ｇセンサ２６及び車速センサ２８の値に基づいて設定
される。この第２制御部２０は、非センターフィール感
応域では、抑制又は禁止されるようになっている。

【００２０】次に、第１制御部２０から出力された基準
目標電流Ｉ₀ と補償目標電流Ｉ_f とが加算され、目標電
流Ｉが算出される。具体的には、符号を、操舵力を減少
させるためにアシスト力を増大する場合には（＋）、操
舵力を増大させるためにアシスト力を減少させる場合に
は（−）としているため、基準目標電流Ｉ₀ に対して補
償目標電流Ｉ_f を減算する演算が行なわれる。

【００２１】モータ電流制御部２２は、電動モータ１４
に供給される電流が目標電流Ｉとなるようにするための
フィードバック制御を行なうための制御部である。この
ため、モータ電流制御部２２は、制御ゲンンＫ２、比例
積分制御を行なうＰＩ制御部４８、モータ特性補償部５
０を有している。

【００２２】次に、図３及び図４により、第２制御部２
０の目標操舵力演算部３６において使用される目標操舵
力特性モデルについて説明する。図３は、操舵力特性モ
デルを示す図であり、図４は、この操舵力特性モデルに
おけるばね成分、粘性成分及び摩擦成分を示す図であ
る。操舵力特性モデルは、図３に示すように、ばね成
分、粘性成分、及び、摩擦成分からなるモデルである。
なお、この操舵力特性モデルは、高速直進走行時の操舵
力特性を対象したものであるため、ハンドルは、上述し
たようにゆっくりと操舵される（０．２Ｈｚの正弦波）
ため、慣性成分は含まないモデルとなっている。

【００２３】ばね成分は、電動パワーステアリング装置
の軸（ステアリングシャフト、中間シャフト、タイロッ
ド等）の剛性、さらに、操舵角に応じてタイヤから発生
する力やサスペンションによる力、電動パワーステアリ
ング装置の電動モータによるアシスト力を含めた成分で
あり、以下の式（数１）に示す指数関数として設定す
る。この式（数１）において、ｓｉｇｎは符号（＋）又
は（−）を示し、θは操舵角であり、Ｋｐ及びＴｐは、
ばね成分の特性パラメータである。ばね成分は、基本的
には、操舵角にほぼ比例するが、所定の操舵角以上とな
ると飽和状態となるため、特性パラメータＫｐはこの飽
和状態に対応し、特性パラメータＴｐは、指数関数の時
定数を示している。このように、ばね成分を示す式（数
１）は、非線形関数となっている。このように、ばね成
分は、操舵角を含む線形及び／又は非線形の関数で表さ
れるものと定義される。

【数１】

【００２４】粘性成分は、操舵角速度に比例した力であ
り、以下の式（数２）により示されている。この式（数
２）において、Ｋｄは、粘性成分の特性パタメータであ
る。このように粘性成分は、操舵角速度に比例するもの
として定義される。

【数２】

【００２５】摩擦成分は、操舵角速度が舵角が小さいと
きは操舵角速度にほぼ比例した力であり、操舵角速度が
大きくなると一定の大きさの摩擦力（飽和状態）とな
る。この摩擦成分は、以下の式（数３）に示す指数関数
として設定する。この式（数３）において、Ｋｆ及びＴ
ｆが摩擦成分の特性パラメータである。特性パラメータ
Ｋｆはこの飽和状態に対応し、特性パラメータＴｆは、
指数関数の時定数を示している。このように、ばね成分
を示す式（数３）は、非線形関数となっている。このよ
うに、摩擦成分は、操舵角速度を含む非線形関数として
定義される。

【数３】

【００２６】このようにして、操舵力特性モデルにおい
て、ばね成分、粘性成分、摩擦成分が設定され、操舵力
（操舵トルク：Torque）はこれらの各成分の合計値とし
て設定される。即ち、操舵力特性モデルは、以下の式
（数４）となる。

【数４】

【００２７】次に、図５及び図６により、センターフィ
ール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）を説明する。
センターフィール評価指標は、不感帯（ＣＦ１）、ステ
アリング剛性（ＣＦ２）及び動き易さ（ＣＦ３）の３つ
の評価指標からなり、これらの評価指標により、自動車
のセンターフィール感応域におけるセイターフィーリン
グの味付けが決まるようになっている。ここで、不感帯
（ＣＦ１）は、操舵角変化に対してドライバが操舵力を
感じない範囲を定義し、ステアリング剛性（ＣＦ２）
は、操舵角変化に対する操舵力の変化率を定義し、動き
易さ（ＣＦ３）は、操舵力に対する車両挙動の位相遅れ
量を定義している。

【００２８】これらのセンターフィール評価指標（ＣＦ
１，ＣＦ２，ＣＦ３）と、上述した操舵力特性モデルの
各成分の特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋｆ、Ｔ
ｆ）との間には所定の関係式が成立しており、一方が決
れば他方も決定される関係がある。具体的には、以下の
式（数５）の関係がある。

【数５】この式（数５）において、λは車両挙動の応答遅れ量
（λ：度）であり、ｈ１ａ，ｈ１ｂ，ｈ１ｃ，ｈ２ａ，
ｈ２ｂ，ｈ３ａは、定数である。

【００２９】センターフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ
２，ＣＦ３）の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３
ｔ）及びこれらの各目標値の許容範囲（α１，α２，α
３）は、車両実験により予め決定されており、図２に示
す第２制御部２０のセンターフィール評価指標設定部４
２に事前に記憶されている。また、第２制御部２０の目
標操舵力演算部３６では、このセンターフィール評価指
標の目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）に基づい
て、各成分の特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋ
ｆ、Ｔｆ）の値が設定される。さらに、この目標操舵力
演算部３６には、操舵角センサ３０からのフィルタ処理
された操舵角センサ値が入力され、これにより、目標操
舵力が演算される。

【００３０】図５及び図６から理解可能なように、セン
ターフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）のう
ち、評価指標（ＣＦ３）のみが、車両挙動の応答遅れに
依存している。即ち、車両応答の変化に対し、動き易さ
（ＣＦ３）のみが変動する。そこで、本実施形態では、
車速が増大すると車両応答が遅れるため、車両応答遅れ
量推定部４６で、車速センサ２８からの出力値に基づ
き、車両挙動の応答遅れ量（λ：度）を推定し、この推
定された車両応答遅れ量（λ）をセンターフィール評価
指標演算部４４に出力する。このセンターフィール評価
指標演算部４４では、動き易さ（ＣＦ３）がその目標値
（ＣＦ３ｔ）の許容範囲から外れないように、操舵力特
性モデルの摩擦成分の特性パラメータであるＫｆを補正
する。このようにして、第２制御部２０の目標操舵力演
算部３６は、操舵力の変化に対する車両挙動の応答遅れ
の関係がほぼ一定となるように目標操舵力を設定してい
るので、車速が変化して車両挙動の応答遅れが生じて
も、ドライバは常にほぼ一定のセンターフィーリングを
感じることができる。

【００３１】次に、図７により、本発明によるセンター
フィール制御による制御フローを説明する。なお、図７
における「Ｓ」は、各ステップを示している。この制御
フローにおいては、先ず、Ｓ１において、各センサの入
力値を更新する。具体的には、トルクセンサ２４、横Ｇ
センサ２６、車速センサ２８、操舵角センサ３０からの
各入力値を更新する。次に、Ｓ２において、以下の式
（数６）により、操舵力特性モデルのばね成分、粘性成
分及び摩擦成分の各特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋ
ｄ，Ｋｆ，Ｔｆ）を設定する（目標操舵力演算部３
６）。ここで、以下の式（数６）で示すように、操舵力
特性モデルの特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋ
ｆ，Ｔｆ）は、ぞれぞれ、センターフィール評価指標の
目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）及び車両挙動
の応答遅れ量（λ）をパラメータとした関数として設定
される。

【数６】ここで、式（数６）において、ａ，ｂは、定数である。

【００３２】次に、Ｓ３に進み、車速及び横Ｇの値に基
づき、自動車の走行状態が、センターフィール感応域か
否かを判定する。センターフィール感応域でなければ、
Ｓ４に進み、第２制御部における補償電流Ｉｆを０と設
定する。一方、センターフィール感応域であれば、Ｓ５
に進み、車速から車両応答遅れ量（λ）を推定する（車
両応答遅れ量推定部４６）。次に、Ｓ６に進み、センタ
ーフィール評価指標の内の動き易さ（ＣＦ３）を演算す
る（センタフィール評価指標演算部４４）。

【００３３】次に、Ｓ７に進み、この動き易さの値（Ｃ
Ｆ３）がその目標値（ＣＦ３ｔ）の許容範囲（α３）内
か否かを判定する。ＣＦ３ｔの許容範囲（α３）内でな
い場合には、Ｓ８に進み、操舵力特性モデルの摩擦成分
の特性パラメータＫｆの値は減少補正しない。ＣＦ３ｔ
の許容範囲（α３）外の場合には、Ｓ９に進み、操舵力
特性モデルの摩擦成分の特性パラメータＫｆの減少補正
値Ｋｆ１を算出する。この特性パラメータＫｆは、上述
した式（数５）からも明らかなように、不感帯（ＣＦ
１）を表す関数ｈ１のパラメータでもあるので、Ｓ１０
において、関数ｈ１に減少補正値Ｋｆ１を入力して、不
感帯（ＣＦ１）の値を算出する。次に、Ｓ１１に進み、
この不感帯の値（ＣＦ１）がその目標値（ＣＦ１ｔ）の
許容範囲（α１）内か否かを判定する。ＣＦ１ｔの許容
範囲（α１）の範囲内でない場合には、Ｓ８に進み、操
舵力特性モデルの摩擦成分の特性パラメータＫｆの値は
減少補正しない。ＣＦ１ｔの許容範囲（α１）内の場合
には、Ｓ１２に進み、操舵力特性モデルの摩擦成分の特
性パラメータＫｆの減少補正値Ｋｆ１を算出する。

【００３４】次に、Ｓ１３に進み、第２制御部における
補償電流をＩ_f ＝（ｆ（θ）−Ｔｓ２）＊Ｋ３と設定す
る。ここで、（ｆ（θ））は上述した（数４）により表
現された操舵力特性モデル、（Ｔｓ２）はフィルタ４０
を通ったトルクセンサ値、Ｋ３は第２制御部２０の制御
ゲインである。

【００３５】次に、Ｓ１４に進み、第１制御部における
基準目標電流がＩ₀ ＝Ｔｓ１＊Ｋ１と設定する。ここ
で、（Ｔｓ１）はフィルタ３４を通ったトルクセンサ
値、（Ｋ１）は第１制御部１９の制御ゲインである。次
に、Ｓ１５に進み、目標電流をＩ＝Ｉ₀ −Ｉ_f と設定す
る。さらに、Ｓ１６に進み、この目標電流Ｉを電動モー
タ１４に提供し、電動モータ１４の電流制御を実行す
る。

【００３６】次に、図８乃至図１０により、本発明によ
るセンターフィール制御の作用効果を説明する。図８
は、車両応答遅れ量が生じた場合の車両応答特性の変化
を示す線図である。図９は、車両応答遅れ量が生じた場
合の操舵力特性（横Ｇと操舵力の関係）の変化を示す線
図である。図１０は、車両応答遅れ量が生じた場合の操
舵力特性（操舵角と操舵力の関係）の変化を示す線図で
ある。図８において、実線Ａは車両応答特性の初期値を
示し、破線Ｂは車速が増加した場合の車両応答特性を示
している。図９において、実線Ａは操舵力特性の目標値
（初期値）を示し、破線Ｂは車速が増加しても特性パラ
メータＫｆを補正しない場合の操舵力特性（パラメータ
補正なし）を示し、鎖線Ｃは車速の増加により特性パラ
メータＫｆを補正した場合の操舵力特性（パラメータ補
正あり）を示している。図１０において、実線Ａは操舵
力特性の目標値（初期値）を示し、鎖線Ｃは車速の増加
により特性パラメータＫｆを補正した場合の操舵力特性
（パラメータ補正あり）を示している。

【００３７】先ず、図８に示すように、車速が増加する
と、車両応答（横Ｇ）が劣化する、即ち、車両挙動の応
答遅れが生じる。このように車両応答遅れが生じた場
合、図９に示すように、動き易さ（ＣＦ３）は、実線Ａ
から破線Ｂに変動する。この場合、本発明によるセンタ
ーフィール制御では、操舵力特性の摩擦成分の特性パラ
メータＫｆを補正することにより、動き易さ（ＣＦ３）
は、鎖線Ｃとなり、目標値（ＣＦ３ｔ）の許容範囲内に
収めることができる。また、本発明によるセンターフィ
ール制御では、このように車両応答遅れが生じた場合、
図１０に示すように、不感帯（ＣＦ１）及びステアリン
グ剛性（ＣＦ２）も、操舵力特性の特性パラメータＫｆ
を補正することにより、実線Ａから鎖線Ｃに変化し、Ｃ
Ｆ１及びＣＦ２）の両者を目標値（ＣＦ１ｔ）及び（Ｃ
Ｆ２ｔ）のぞれぞれの許容範囲内に収めることができ
る。

【００３８】このように本発明によるセンターフィール
制御によれば、センターフィール感応域において、車速
の増加により車両挙動の応答遅れ量（λ）が生じても、
この応答遅れ量に基づいて操舵力特性の摩擦成分の特性
パラメータＫｆを補正して目標操舵力を得るようにして
いるので、センターフィーリングを向上させることがで
きる。さらに、本発明によるセンターフィール制御によ
れば、車速の変化により車両挙動が変化してもドライバ
は常にほぼ一定のフィーリングを感じることができる。

【００３９】次に、図１１により、本発明によるセンタ
ーフィール制御の第２例を説明する。図１１は、本発明
のセンターフィールの第２例の自動車の電動パワーステ
アリング装置の制御ユニットを示すブロック図である。
この図１１において、第１例の制御ユニット（図２参
照）と同一部分には同一符号を付し説明は省略する。第
２例は、車速が増加した際に操舵角に対する車両挙動の
応答遅れ量（λ）が生じることから、車両応答遅れ量推
定部４６で、車速センサ２８からの出力値である車速に
基づき、車両応答遅れ量（λ）を推定する。次に、この
推定された車両応答遅れ量（λ）を目標操舵力演算部３
６に出力する。次に、目標操舵力演算部３６は、演算し
て得られる目標操舵力と推定された車両応答遅れ量とが
常に所定の一定の関係となるように、上述した目標操舵
力演算の基になる操舵力特性モデル（数４参照）の特性
パラメータ（少なくともＫｆ）の値を変更する。

【００４０】このように、本発明のセンターフィール制
御の第２例は、車両挙動の応答遅れが生じた場合、操舵
力特性モデルの特性パラメータを変更することにより、
ドライバの感じる操舵力とドライバが感じる車両挙動と
が常に予め設定された所定の関係となるようにしたもの
である。この結果、本発明のセンターフィール制御の第
２例によれば、車両挙動が変化してもドライバが常にほ
ぼ一定のフィーリングであると感じることができ、さら
に、センターフィーリングが向上する。

【００４１】次に、図１２により、本発明によるセンタ
ーフィール制御の第３例を説明する。図１２は、本発明
によるセンターフィール制御の第３例の自動車の電動パ
ワーステアリング装置の制御ユニットを示すブロック図
である。この図１２において、第１例の制御ユニット
（図２参照）と同一部分には同一符号を付し説明は省略
する。本発明によるセインターフィール制御の第３例
は、車速が増加した際に操舵角に対する車両挙動の応答
遅れ量（λ）が生じることから、車両応答遅れ量推定部
４６で、車速センサ２８からの出力値である車速に基づ
き、車両応答遅れ量（λ）を推定する。次に、この推定
された車両応答遅れ量（λ）を補正操舵力演算部５２に
出力する。次に、補正操舵力演算部５２は、この推定さ
れた車両応答遅れ量に基づく補正操舵力を演算する。こ
の補正操舵力が、目標操舵力演算部３６で得られた目標
操舵力から減算され、最終の目標操舵力が得られるよう
になっている。この補正操舵力の値は、最終の目標操舵
力と車両応答遅れ量とが常に所定の一定の関係となるよ
うな値に設定される。

【００４２】このように、本発明によるセンターフィー
ル制御の第３例は、車両挙動の応答遅れが生じた場合、
車両応答遅量から補正操舵力を求め、この補正操舵力を
演算した目標操舵力から減算して最終の目標操舵力を設
定することにより、ドライバの感じる操舵力とドライバ
が感じる車両挙動とが常に予め設定された所定の関係と
なるようにしたものである。この結果、本発明によるセ
インターフィール制御の第３例によれば、車両挙動が変
化してもドライバが常にほぼ一定のフィーリングである
と感じることができ、さらに、センターフィーリングが
向上する。

【００４３】次に、図１３により、本発明によるセンタ
ーフィール制御の第４例を説明する。図１３は、本発明
によるセンターフィール制御第４例の自動車の電動パワ
ーステアリング装置の制御ユニットを示すブロック図で
ある。この図１３において、第１例の制御ユニット（図
２参照）と同一部分には同一符号を付し説明は省略す
る。第４例は、車速が増加した際に操舵角に対する車両
挙動の応答遅れ量（λ）が生じることから、車両応答遅
れ量推定部４６で、車速センサ２８からの出力値である
車速に基づき、車両応答遅れ量（λ）を推定する。次
に、この推定された車両応答遅れ量（λ）を位相制御部
５４に出力する。次に、位相制御部５４は、この推定さ
れた車両応答遅れ量に基づいて、操舵角センサ３０から
目標操舵力演算部３６への操舵角入力値の位相を一次遅
れなどにより遅らせる。この位相制御部５４の一次遅れ
等の時定数は、目標操舵力と車両応答遅れ量とが常に所
定の一定の関係となるような値に設定される。

【００４４】このように、本発明によるセンターフィー
ル制御の第４例は、車両挙動の応答遅れが生じた場合、
車両応答遅量から操舵角入力値の位相を遅らし、この位
相の遅れた操舵角入力値により目標操舵力を設定するこ
とにより、ドライバの感じる操舵力とドライバが感じる
車両挙動とが常に予め設定された所定の関係となるよう
にしたものである。この結果、本発明によるセンターフ
ィール制御の第４例によれば、車両挙動が変化してもド
ライバが常にほぼ一定のフィーリングであると感じるこ
とができ、さらに、センターフィーリングが向上する。

【００４５】次に、図１４により、本発明によるセンタ
ーフィール制御の第５例を説明する。図１４は、本発明
によるセンターフィール制御の第５例の自動車の電動パ
ワーステアリング装置の制御ユニットを示すブロック図
である。この図１４において、第１例の制御ユニット
（図２参照）と同一部分には同一符号を付し説明は省略
する。本発明によるセンターフィール制御の第５例は、
車速が増加した際に操舵角に対する車両挙動の応答遅れ
量（λ）が生じることから、車両応答遅れ量推定部４６
で、車速センサ２８からの出力値である車速に基づき、
車両応答遅れ量（λ）を推定する。次に、この推定され
た車両応答遅れ量（λ）を遅延制御部５６に出力する。
次に、遅延制御部５６は、この推定された車両応答遅れ
量に基づいて、目標操舵力演算部３６からの目標操舵力
の出力を遅らせる遅れ時間を演算する。この手遅延制御
部５６の遅れ時間は、目標操舵力と車両応答遅れ量とが
常に所定の一定の関係となるような値に設定される。

【００４６】このように、本発明によるセンターフィー
ル制御の第５例は、車両挙動の応答遅れが生じた場合、
車両応答遅量に基づいて目標操舵力の出力を遅れ時間だ
け遅らせることにより、ドライバの感じる操舵力とドラ
イバが感じる車両挙動とが常に予め設定された所定の関
係となるようにしたものである。この結果、本発明によ
るセンターフィール制御の第５例によれば、車両挙動が
変化してもドライバが常にほぼ一定のフィーリングであ
ると感じることができ、さらに、センターフィーリング
が向上する。

【００４７】次に、図１５乃至図２２により、本発明に
よるコーナリングフィール感応域における操舵力特性制
御（以下、「コーナリングフィール制御」という）の内
容を説明する。このコーナリングフィール制御は、中高
車速（約６０ｋｍ／ｈ以上）且つカーブ（０．２Ｇ≦横
Ｇ≦０．４Ｇ）の走行時（コーナリングフィール感応
域）に適用可能である。

【００４８】本発明の電動パワーステアリング装置は、
このコーナリングフィール制御を実行するために、トル
クセンセ値を小さくするように電動モータの制御量を設
定する第１制御部（通常のアシスト制御部）１８と、予
め設定したコーナリングフィール評価指標の目標値に基
づく目標操舵力となるように電動モータ１４の制御量を
設定する第２制御部（コーナリングフィール補償制御
部）２０、及び、第１及び第２の制御部による制御量を
加算した制御量により電動モータを制御するモータ電流
制御部２２を備えている。目標操舵力は、操舵角（θ）
を入力とした操舵力特性モデルから設定される。複数の
コーナリング評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）の目
標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）が車速毎に設定
され、この各目標値を実現するように車両の横加速度応
答ゲインＧｙを加味して目標操舵力モデルの特性パラメ
ータを設定するようにしている。

【００４９】以下、この本発明のコーナリングフィール
制御の内容を具体的に説明する。図１５は、本発明のコ
ーナリングフィール制御を実行するための制御ユニット
を示すブロック図である。この図１５に示すように、制
御ユニット１６は、第１制御部（通常のアシスト制御
部）１８、第２制御部（コーナリングフィール補償制御
部）２０、及び、モータ電流制御部２２から構成されて
いる。この図１５に示された制御ユニットの基本構成
は、図２のものと同様であり、この同様な部分の説明は
省略し、以下異なる部分のみ説明する。

【００５０】第２制御部２０は、コーナリングフィール
補償制御部であり、コーナリングフィール感応域に、予
め設定した目標操舵力となるように電動モータ１４を制
御するための制御部である。第２制御部２０は、目標操
舵力演算部３６を有し、この目標操舵力演算部３６に
は、操舵角センサ３０の出力値がフィルタ３８を通って
入力される。目標操舵力演算部３６は、操舵角により表
現された後述する操舵力特性モデルを用いて、目標操舵
力を演算するようになっている。

【００５１】第２制御部２０は、ローパスフィルタであ
るフィルタ（フィルタ２）３８，４０を有し、これらフ
ィルタ３８，４０により、コーナリングフィール感応域
に対応した帯域（例えば、０．４Ｈｚまでの帯域）のト
ルクセンサ２４の値及び操舵角センサ３０の値のみを入
手できるようになっている。また、第２制御部２０は、
後述するコーナリングフィール評価指標目標値設定部５
８、及び、車両応答ゲイン推定部６０を有し、これらの
コーナリング評価指標目標値及び車両応答ゲインが、目
標操舵力演算部３６に入力されるようになっている。さ
らに、路面摩擦係数を検出する路面μセンサ３２が設け
られている。この第２制御部２０は、非コーナリングフ
ィール感応域（センターフィール感応域、パーキング時
等）では、抑制又は禁止されるようになっている。

【００５２】次に、図１６及び図１７により、第２制御
部２０の目標操舵力演算部３６において使用される目標
操舵力特性モデルについて説明する。図１６は、操舵力
特性モデルを示す図であり、図１７は、この操舵力特性
モデルにおけるばね成分、粘性成分、摩擦成分及び操舵
力補正成分を示す図である。操舵力特性モデルは、図１
６及ぶ図１７に示すように、ばね成分、粘性成分、摩擦
成分、及び、操舵力補正成分からなるモデルである。こ
の操舵力特性モデルは、上述した式（数４）に対し、さ
らに、操舵力補正成分を加えた関数となっている。

【００５３】この操舵力補正成分は、図１７及び以下の
式（数７）に示すように、舵角が小さいときは操舵角に
ほぼ反比例するが、所定の操舵角以上となると飽和状態
となる。この式（数７）において、Ｋ０及びＴ０が操舵
力補正成分の特性パラメータである。特性パラメータＫ
０はこの飽和状態に対応し、特性パラメータＴ０は、指
数関数の時定数を示している。この補正により、カーブ
走行時のステアリングを保舵するための操舵力が低減さ
れ、コーナリングフィールが向上する。

【数７】

【００５４】この操舵力特性モデルにおいて、ばね成
分、粘性成分、摩擦成分、及び操舵力補正成分が設定さ
れ、操舵力（操舵トルク：Torque）はこれらの各成分の
合計値として設定される。即ち、操舵力特性モデルは、
以下の式（数８）となる。

【数８】

【００５５】次に、図１８及び図１９により、コーナリ
ングフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）を説
明する。センターフィール評価指標は、舵角の転舵に対
して操舵力の変化を定義する操舵力ヒス（ＣＦ１）、舵
角変化に対する操舵力の変化率を定義するステアリング
剛性（ＣＦ２）及び定常旋回時の横加速度（横Ｇ）に対
する操舵力を定義する横Ｇ認知性（ＣＦ３）の３つの評
価指標からなり、これらの評価指標により、自動車のコ
ーナリングフィール感応域におけるコーナリングフィー
リングの味付けが決まるようになっている。

【００５６】これらのコーナリングフィール評価指標
（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）と、上述した操舵力特性モ
デルの各成分の特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋ
ｆ，Ｔｆ，Ｋ０、Ｔ０）との間には所定の関係式が成立
しており、一方が決れば他方も決定される関係がある。
いま、Ｋｐ，Ｔｆ，Ｋｄ、Ｔ０を固定（任意の定数）し
た場合、特性パラメータＴｐ，Ｋｆ，Ｋ０は、コーナリ
ング評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３）及び車両応答
ゲイン（Ｇｙ）により決定される。具体的には、以下の
式（数９）の関係がある。

【数９】この式（数９）において、Ｇｙは車両応答ゲインであ
り、ａ，ｂ，ｃ、ｄ、g1a、g1b、g3aは、定数である。
また、ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔは、各評価指標の
目標値である。

【００５７】このコーナリングフィール評価指標（ＣＦ
１，ＣＦ２，ＣＦ３）の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２
ｔ，ＣＦ３ｔ）及び車両応答ゲインＧｙは、車両実験に
より予め決定されており、車速毎（例えば、６０ｋｍ／
ｈ，１００ｋｍ／ｈ等）に、事前に記憶されている。即
ち、各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）は第２
制御部２０のコーナリングフィール評価指標設定部４５
８に、車両応答ゲインＧｙは車両応答ゲイン推定部６０
に記憶されている。このため、第２制御部２０の目標操
舵力演算部３６では、このコーナリングフィール評価指
標の目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）及び車両
応答ゲインＧｙに基づいて、車速毎に、各成分の特性パ
ラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋｆ、Ｔｆ，Ｋ０、Ｔ
０）の値が設定される。さらに、この目標操舵力演算部
３６には、操舵角センサ３０からのフィルタ処理された
操舵角センサ値が入力され、これにより、目標操舵力が
演算される。なお、特性パラメータＴｐ，Ｋ０の値は、
路面μの値に応じて補正することが好ましい。具体的に
は、Ｔｐは減少補正し、Ｋ０は増加補正する。この補正
により、路面μ変化の情報をステアリングを介して得る
ことが可能となる。

【００５８】ここで、図２０及び図２１に示すように、
コーナリングフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ
３）の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）は、
車速により異なる値となり、操舵力ヒスＣＦ１は車速が
増大するほど小さな値となり、ステアリング剛性ＣＦ２
は車速が増大するほど大きな値となり、横Ｇ認知性ＣＦ
３は車速が増大するほど小さな値となる。また、図２２
に示すように、車両の横加速度応答ゲインＧｙは、車速
が増大するほどその値は大きくなるように設定されてい
る。

【００５９】次に、図２３により、本発明のコーナリン
グフィール制御による制御フローを説明する。なお、図
２３における「Ｓ」は、各ステップを示している。この
制御フローにおいては、先ず、Ｓ１において、各センサ
の入力値を更新する。具体的には、トルクセンサ２４、
横Ｇセンサ２６、車速センサ２８、操舵角センサ３０、
路面μセンサ３２からの各入力値を更新する。次に、Ｓ
２において、コーナリングフィール感応域であるか否か
を判定する。コーナリングフィール感応域でなければ、
Ｓ３に進み、センターフィール感応域であるか否かを判
定する。コーナリングフィール感応域であれば、Ｓ４に
進み、上述したセンターフィール制御（図７参照）を実
行する。

【００６０】センターフィール感応域でなければ、Ｓ５
に進み、パーキング時か否かを判定し、パーキング時で
あれば、Ｓ６に進み、パーキング制御を実行する。この
パーキング制御は、これ以降で詳細に説明する（図２４
乃至図２６参照）。

【００６１】Ｓ２において、コーナリングフィール感応
域であると判定された場合には、Ｓ７に進み、車速に応
じて車両応答ゲインＧｙを設定する（図２２参照）。次
に、Ｓ８に進み、車速に応じてコーナリングフィール評
価指標の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ，ＣＦ３ｔ）を
設定する（図２０及び図２１参照）。上述した車両応答
ゲインＧｙ及びこれらの各目標値は、実験により予め設
定されており車速毎に記憶されている。

【００６２】次に、Ｓ９に進み、コーナリングフィール
評価指標の各目標値及び車両応答ゲインをパラメータと
した式（数９）により、コーナリングフィール感応域に
おける操舵力特性モデルの各特性パラメータ（Ｔｐ，Ｋ
０、Ｔ０，Ｋｆ，Ｋｐ，Ｔｆ，Ｋｄ）を設定する。次
に、Ｓ１０に進み、Ｋｐ，Ｔｆ，Ｋｄ、Ｔ０は任意の定
数なので変更せずに、Ｔｐ，Ｋ０，ＫｆをＳ９において
演算した値に変更する。

【００６３】次に、Ｓ１１に進み、第２制御部における
補償電流をＩ_f ＝（ｆ（θ）−Ｔｓ２）＊Ｋ３と設定す
る。ここで、（ｆ（θ））は上述した（数８）により表
現された操舵力特性モデル出力、（Ｔｓ２）はフィルタ
４０を通ったトルクセンサ値、Ｋ３は第２制御部２０の
制御ゲインである。

【００６４】次に、Ｓ１２に進み、第１制御部における
基準目標電流がＩ₀ ＝Ｔｓ１＊Ｋ１と設定する。ここ
で、（Ｔｓ１）はフィルタ３４を通ったトルクセンサ
値、（Ｋ１）は第１制御部１９の制御ゲインである。次
に、Ｓ１３に進み、目標電流をＩ＝Ｉ₀ −Ｉ_f と設定す
る。さらに、Ｓ１４に進み、この目標電流Ｉを電動モー
タ１４に提供し、電動モータ１４の電流制御を実行す
る。

【００６５】以上説明したように、本発明によるコーナ
リングフィール制御によれば、カーブ走行時において操
舵力特性制御により目標操舵力を再現することでコーナ
リングフィールを向上させることができる。また、カー
ブ走行時において車速が異なってもドライバが常にほぼ
一定のコーナリングフィーリングであると感じることが
できる。

【００６６】次に、図３及び図４並びに図２４乃至図３
６により、本発明によるパーキング時ににおける操舵力
特性制御（以下、「パーキング制御」という）の内容を
説明する。このパーキング制御は、停車を含む車速５ｋ
ｍ／ｈ未満のパーキング時に適用可能である。

【００６７】本発明の電動パワーステアリング装置は、
このパーキング制御を実行するために、停車を含む極低
車速時において、トルクセンサの値と予め設定した目標
操舵力との偏差に基づいて停車を含む極低車速時におけ
る電動モータ１４の制御量（アシスト量）を設定する操
舵力特性制御部６２と、この操舵力特性制御部６２によ
り設定された制御量により電動モータ１４を制御するモ
ータ電流制御部２２を備えている。目標操舵力は、操舵
角（θ）を入力とした操舵力特性モデルから設定され
る。複数のコーナリング評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２）の
目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ）が予め設定され、これら
の各目標値を実現するように目標操舵力モデルの特性パ
ラメータを設定するようにしている。

【００６８】以下、このパーキング制御の内容を具体的
に説明する。図２４は、本パーキング制御を実行するた
めの制御ユニットを示すブロック図である。この図２４
に示すように、制御ユニット１６は、操舵力特性制御部
６２、及び、モータ電流制御部２２から構成されてい
る。また、この操舵力特性制御部６２には、トルクセン
サ２４、車速センサ２８及び操舵角センサ３０からの各
出力値が入力されるようになっている。なお、フィルタ
３４、ＰＩ制御部４８、モータ特性補償部５０は、図２
に示す制御ユニット１６におけるものと同じである。

【００６９】操舵力特性制御部６２は、目標操舵力演算
部３６を有し、この目標操舵力演算部３６には、車速セ
ンサ２８及び操舵角センサ３０の出力値が入力される。
目標操舵力演算部３６は、操舵角により表現された後述
する操舵力特性モデルを用いて、目標操舵力を演算する
ようになっている。

【００７０】また、第２制御部２０は、後述するパーキ
ングフィール評価指標目標値設定部６４を有し、このパ
ーキングフィール評価指標目標値が、目標操舵力演算部
３６に入力されるようになっている。この操舵力特性制
御部６２の目標操舵力演算部３６での演算は、パーキン
グ時以外は禁止されるようになっている。

【００７１】次に、操舵力特性制御部６２の目標操舵力
演算部３６において使用される目標操舵力特性モデル
は、上述した式（数４）と同じであり、ばね成分、粘性
成分及び摩擦成分からなり、特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔ
ｐ，Ｋｄ，Ｋｆ，Ｔｆ）を有している（図３及び図４参
照）。

【００７２】次に、図２５により、パーキングフィール
評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２）を説明する。パーキングフ
ィール評価指標は、操舵の重さを定義する操舵重さ（Ｃ
Ｆ１）、及び、舵角変化に対する操舵力の変化率を定義
するステアリング剛性（ＣＦ２）の２つの評価指標から
なり、これらの評価指標により、自動車のパーキング時
におけるパーキングフィーリングが決まるようになって
いる。

【００７３】これらのパーキングフィール評価指標（Ｃ
Ｆ１，ＣＦ２）と、上述した操舵力特性モデルの各成分
の特性パラメータ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋｆ，Ｔｆ）と
の間には所定の関係式が成立しており、一方が決れば他
方も決定される関係がある。いま、Ｋｐ，Ｔｆ，Ｋｄを
固定（任意の定数）した場合、特性パラメータＴｐ，Ｋ
ｆは、パーキングフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２）
目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ）により決定される。具体
的には、以下の式（数１０）の関係がある。

【数１０】この式（数１０）において、ａ，ｂ，ｃ，ｇ1a，ｇ１
ｂ，ｇ3ａは、定数である。また、ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ
は、各評価指標の目標値である。なお、この式（数１
０）は便宜上式（数９）と同じ記号を用いて定数として
いるが、各定数の値は両者において異なっている。

【００７４】このパーキングフィール評価指標（ＣＦ
１，ＣＦ２）の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ）は、車
両実験により予め決定されており、事前に記憶されてい
る。即ち、各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ）は操舵力特
性制御部６２のパーキングフィール評価指標設定部６４
に、予めに記憶されている。ここで、パーキングフィー
ル評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２）の各目標値（ＣＦ１ｔ，
ＣＦ２ｔ）は、所望のパーキングフィールを得るように
設定されるが、特に、操舵重さＣＦ１は、操舵角と操舵
力（操舵トルク）とは比例するように設定されている。
これにより、操舵角の情報を操舵力を介してドライバに
伝えることができる。なお、従来の電動パワーステアリ
ング装置においては、パーキング時、ステアリングの据
えきりにより操舵角が大きく変化しても操舵力はほとん
ど変化せず、ほとんど路面から受ける摩擦力を感じるの
みであり、舵角の情報を操舵力を介して得ることが困難
だった。

【００７５】操舵力特性制御６２の目標操舵力演算部３
６では、このパーキングフィール評価指標の目標値（Ｃ
Ｆ１ｔ，ＣＦ２ｔ）に基づいて、各成分の特性パラメー
タ（Ｋｐ，Ｔｐ，Ｋｄ，Ｋｆ、Ｔｆ）の値が設定され
る。さらに、この目標操舵力演算部３６には、操舵角セ
ンサ３０からの操舵角センサ値が入力され、これによ
り、目標操舵力が演算される。

【００７６】次に、図２６により、本発明のパーキング
制御による制御フローを説明する。なお、図２６におけ
る「Ｓ」は、各ステップを示している。この制御フロー
においては、先ず、Ｓ１において、各センサの入力値を
更新する。具体的には、トルクセンサ２４、車速センサ
２８、操舵角センサ３０からの各入力値を更新する。次
に、Ｓ２において、車両が急減速しているか否かを判定
する。パーキング以外の極低速状態を判定するためであ
る。この場合には、ＡＢＳが作動しているか否かに判定
しても良いし、また、変速機においてリバースポジショ
ンとなっているか否かにより判定するようにしてもよ
い。

【００７７】車両がパーキング以外の極低速状態であれ
ば、Ｓ３に進み、通常のアシスト制御を行なう。具体的
には、目標電流Ｉを、Ｉ＝（Ｔｓｗ−Ｔｓ１）＊Ｋ１と
設定する。ここで、Ｔｓｗはアシスト制御の不感帯値、
Ｔｓ１はフィルタ３４を通ったトルクセンサ値、Ｋ１は
操舵力特性制御部６２の制御ゲインであり、Ｔｓｗ及び
Ｋ１の値は、車速に応じて補正されるようになってい
る。

【００７８】次に、車両が急減速でない場合には、Ｓ４
に進み、車速が停車を含む極低車速、即ち、車速が５ｋ
ｍ／ｈ未満か否かを判定する。車速が５ｋｍ／ｈ以上の
場合には、Ｓ３に進む。車速が５ｋｍ／ｈ未満の場合に
は、パーキング時であるので、Ｓ５に進み、パーキング
制御を実行する。Ｓ５において、パーキングフィール評
価指標の各目標値（ＣＦ１ｔ，ＣＦ２ｔ）をパラメータ
とした式（数１０）により、パーキング時における操舵
力特性モデルの各特性パラメータ（Ｔｐ，Ｋｆ，Ｋｐ，
Ｔｆ，Ｋｄ）を設定する。次に、Ｓ６に進み、Ｋｐ，Ｔ
ｆ，Ｋｄは任意の定数なので変更せずに、Ｔｐ，Ｋｆを
Ｓ５において演算した値に変更する。

【００７９】次に、Ｓ７に進み、目標電流をＩ＝（Ｔｓ
１−ｆ（θ））＊Ｋ１と設定する。ここで、（ｆ
（θ））は上述した（数１０）により表現された操舵力
特性モデルにより設定された目標操舵力、（Ｔｓ１）は
フィルタ３４を通ったトルクセンサ値、Ｋ１は制御ゲイ
ンである。具体的には、上述したように、目標操舵力特
性モデルにより設定された目標操舵力とトルクセンサ値
との偏差から制御量（アシスト量）を設定する。次に、
Ｓ８に進み、この目標電流Ｉを電動モータ１４に提供
し、電動モータ１４の電流制御を実行する。

【００８０】以上説明したように、本発明のパーキング
制御によれば、パーキング時（極低車速時）において、
取り回し易い操舵力を保ちつつ、操舵角の情報を操舵力
を関してドライバに伝えることができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動車の
電動パワーステアリング装置によれば、カーブ走行時に
おいて操舵力特性制御により目標操舵力を再現すること
でコーナリングフィールを向上させることができる。ま
た、カーブ走行時において車速が異なってもドライバが
常にほぼ一定のコーナリングフィーリングであると感じ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される電動パワーステアリング装
置の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の電動パワーステアリング装置のセンタ
ーフィール制御を実行するための制御ユニットを示すブ
ロック図である。

【図３】操舵力特性モデルを示す図である。

【図４】操舵力特性モデルにおけるばね成分、粘性成分
及び摩擦成分を示す図である。

【図５】センターフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ２）
を示す図である。

【図６】センターフィール評価指標（ＣＦ３）を示す図
である。

【図７】本発明のセンターフィール制御における制御フ
ローを示すフローチャートである。

【図８】車両応答遅れ量が生じた場合の車両応答特性の
変化を示す線図である。

【図９】車両応答遅れ量が生じた場合の操舵力特性（横
Ｇと操舵力の関係）の変化を示す線図である。

【図１０】車両応答遅れ量が生じた場合の操舵力特性
（操舵角と操舵力の関係）の変化を示す線図である。

【図１１】本発明の電動パワーステアリング装置のセン
ターフィール制御を実行する第２例の制御ユニットを示
すブロック図である。

【図１２】本発明の電動パワーステアリング装置のセン
ターフィール制御を実行する第３例の制御ユニットを示
すブロック図である。

【図１３】本発明の電動パワーステアリング装置のセン
ターフィール制御を実行する第４例の制御ユニットを示
すブロック図である。

【図１４】本発明の電動パワーステアリング装置のセン
ターフィール制御を実行する第５例の制御ユニットを示
すブロック図である。

【図１５】本発明の電動パワーステアリング装置のコー
ナリングフィール制御を実行する制御ユニットを示すブ
ロック図である。

【図１６】コーナリングフィール制御のための操舵力特
性モデルを示す図である。

【図１７】コーナリングフィール制御のための操舵力特
性モデルにおけるばね成分、粘性成分及び摩擦成分を示
す図である。

【図１８】コーナリングフィール評価指標（ＣＦ１，Ｃ
Ｆ２）を示す図である。

【図１９】コーナリングフィール評価指標（ＣＦ３）を
示す図である。

【図２０】コーナリングフィール評価指標の目標値（Ｃ
Ｆ１ｔ，ＣＦ２ｔ）を示す図である。

【図２１】コーナリングフィール評価指標の目標値（Ｃ
Ｆ３ｔ）を示す図である。

【図２２】コーナリングフィール制御における車両の横
加速度応答ゲインＧｙを示す図である。

【図２３】本発明のコーナリングフィール制御における
制御フローを示すフローチャートである。

【図２４】本発明の電動パワーステアリング装置のパー
キング制御を実行する制御ユニットを示すブロック図で
ある。

【図２５】パーキングフィール評価指標（ＣＦ１，ＣＦ
２）を示す図である。

【図２６】本発明のパーキング制御における制御フロー
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１電動パワーステアリング装置２ハンドル４ステアリングシャフト６中間シャフト１２タイヤ１４電動モータ１６制御ユニット１８第１制御部２０第２制御部２２モータ電流制御部２４トルクセンサ２６横Ｇセンサ２８車速センサ３０操舵角センサ３４，３８，４０フィルタ３６目標操舵力演算部４２センターフィール評価指標目標値設定部４４センターフィール評価指標演算部４６車両応答遅れ量推定部５２補正操舵力演算部５４位相制御部５６遅延制御部５８コーナリングフィール評価指標目標値設定部６０車両応答ゲイン推定部６２操舵力特性制御部６４パーキングフィール評価指標目標値設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータによりハンドルの操舵をアシ
ストする自動車の電動パワーステアリング装置であっ
て、操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサの値を小さくするように上記電動モー
タの制御量を設定する第１制御部と、所定第１車速以上で且つ旋回状態にて予め設定した目標
操舵力となるように上記電動モータの制御量を設定する
第２制御部と、これらの第１制御部と第２制御部によるそれぞれの制御
量を加算した制御量により上記電動モータを制御する電
動モータ制御部と、を有することを特徴とする自動車の電動パワーステアリ
ング装置。
【請求項２】上記第２制御部は、横加速度が０．２Ｇ
〜０．４Ｇのときに、上記制御量を設定する請求項１記
載の自動車の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】上記第２制御部は、操舵角を入力とした
操舵力特性モデルから上記目標操舵力を設定し、さら
に、予め車速毎に設定された旋回時の操舵フィーリング
であるコーナリングフィーリングを規定するコーナリン
グフィール評価指標の目標値を実現するように操舵角に
対する車両の横加速度応答ゲインを加味して上記操舵力
特性モデルの特性パラメータを設定する請求項１又は２
記載の自動車の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】上記コーナリングフィール評価指標は、
舵角の転舵に対して操舵力の変化を定義する操舵力ヒス
ＣＦ１、舵角変化に対する操舵力の変化率を定義するス
テアリング剛性ＣＦ２、定常旋回時の横加速度に対する
操舵力を定義する横Ｇ認知性ＣＦ３を含み、上記第２制
御部は、これらの各評価指標の目標値を実現するように
上記操舵力特性モデルの特性パラメータを設定する請求
項３記載の自動車の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】上記第２制御部は、所定第１車速より高
速である所定第２車速以上で且つ直進状態にて予め設定
した目標操舵力となるように上記電動モータの制御量を
設定する請求項１乃至４の何れか１項記載の自動車の電
動パワーステアリング装置。
【請求項６】上記第２制御部は、所定第１車速より低
速である所定第３車速以下にて予め設定した目標操舵力
となるように上記電動モータの制御量を設定する請求項
１乃至５の何れか１項記載の自動車の電動パワーステア
リング装置。