JP2004276635A

JP2004276635A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2004276635A
Application number: JP2003066776A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hiyamizu; 由信冷水
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】路面からの逆入力時における操舵フィーリングを改善する。
【解決手段】補正値演算部２７は、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔに応じた補正値Ｉｃを定める。補正値ＩｃにゲインＧを乗じた値Ｉｃ・Ｇによって目標電流値Ｉａが補正されることで、慣性補償が行われる。路面からの逆入力が生じると、ゲインＧは漸次的に零へと導かれる。これにより、慣性補償が無効化される。
【効果】逆入力発生時に補償制御を無効化することで、逆入力が助長されてステアリングのふらつきが生じることを防止できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータが発生する駆動力をギヤ機構（減速機構）やダイレクトドライブ方式によって機械的にステアリング機構に伝達することによって操舵補助する構成の電動パワーステアリング装置が従来から用いられている。
このような電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと、電動モータの目標電流値との関係を定めるアシスト特性が予め定められており、アシストマップとしてメモリに格納されている。そして、このアシストマップから操舵トルクに応じた目標電流値が読み出され、この読み出された目標電流値に基づいて電動モータが駆動制御されるようになっている。
【０００３】
しかし、電動モータを含む操舵系における可動部の慣性の影響のために、操舵速度が変化するときに操舵フィーリングが悪くなる。そこで、モータの回転角加速度や操舵トルクの微分値に基づいて目標電流値を補正することによって、いわゆる慣性補償制御を行うことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６９４２１３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６４８３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような慣性補償制御は、運転者がステアリングホイールに加えたトルク入力（正入力）だけでなく、路面から車輪を介しての逆入力にも応答し、この逆入力を助長して、ステアリングのふらつきを起こさせて、操舵フィーリングを悪化させる場合がある。
そこで、この発明の目的は、路面からの逆入力時における操舵フィーリングを改善できる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（Ｍ）が発生する駆動力をステアリング機構（３）に伝達することによって操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、車両の操向のための操作部材（１）の操作量を検出する操作量検出手段（５）と、この操作量検出手段によって検出された操作量に基づいて上記電動モータの目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段（２１）と、上記ステアリング機構によって転舵される車輪からの逆入力が生じたか否かを判別する逆入力判別手段（２８）と、上記操作部材の操作状態に応じた補正値によって上記目標駆動値設定手段によって設定された目標駆動値を補正する補正手段（２７，３２）と、この補正手段によって補正された目標駆動値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段（３３，３４，３０）と、上記逆入力判別手段によって、車輪からの逆入力が生じたと判別されたときに、上記補正手段による上記目標駆動値の補正を無効化する補正無効化手段（２９，３１）とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００７】
この構成によれば、車輪からの逆入力が生じたときには、操作部材の操作状態に応じた補正値を用いた目標駆動値の補正が無効化される。すなわち、操作状態に応じた補正値による補正を施すことなく、目標駆動値設定手段が設定した目標駆動値を用いて、電動モータが駆動されることになる。これにより、車輪からの逆入力が生じたときに、この逆入力を操作部材からの正入力と誤認して目標駆動値に補正が施されることがないので、逆入力による影響を助長するような補正が目標駆動値に対して施されることがない。これによって、逆入力時におけるステアリングのふらつきを防止することができるから、操舵フィーリングを著しく改善できる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記操作部材の操作加速度を検出する操作加速度検出手段（２６）と、上記電動モータの回転加速度を検出するモータ回転加速度検出手段（３５）とをさらに含み、上記逆入力判別手段は、上記操作加速度検出手段によって検出される操作加速度と上記モータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度とに基づいて、車輪からの逆入力が生じたか否かを判別するものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置である。
【０００９】
操作部材とステアリング機構との間にトーションバー（４）のような捩れ結合手段が介装されている操舵系においては、運転者が操作部材に操舵トルクを加えた正入力時には、操作加速度の変化は電動モータの回転加速度の変化に先行する。これに対して、車輪からの逆入力が生じたときには、電動モータの回転加速度の変化が操作加速度の変化に先行することになる。そこで、この発明では、操作部材の操作加速度と電動モータの回転加速度とに基づき、逆入力が生じたかどうかを判別することとしている。
【００１０】
上記補正無効化手段は、車輪からの逆入力が生じているときにのみ上記補正手段による補正を無効化するものであり、車輪からの逆入力が生じていると判断されているとき以外は、上記補正手段による補正は有効とされる。また、上記逆入力判別手段によって車輪からの逆入力が生じていると判別されて、上記補正手段による補正が無効化された後には、上記逆入力判別手段によって車輪からの逆入力が生じている状態が解消されたと判別されたことに応答して、上記補正手段による補正を有効化すればよい。
【００１１】
上記補正無効化手段は、操作部材の操作状態に応じて定められる補正値を零に設定する手段（２９，３１，Ｓ１４〜Ｓ１７，Ｓ２０〜Ｓ２２）を含んでいてもよい。
上記補正無効化手段は、補正手段による目標駆動値の補正を無効化するときに、上記補正値を現在値から零へと漸次的に（徐々に）変化させる補正値遷移手段（Ｓ１５〜Ｓ１７，Ｓ２０〜Ｓ２２）を備えていることが好ましい。また、この補正値遷移手段は、上記補正手段による目標駆動値の補正を無効状態から有効状態へと切り換える際に、上記補正値を零から上記操作部材の操作状態に応じた値まで漸次的に（徐々に）変化させるものであることが好ましい（Ｓ３〜Ｓ５，Ｓ８〜Ｓ１０）。
【００１２】
上記モータ回転加速度検出手段は、電動モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段（１２）、上記電動モータの端子間電圧を検出するモータ端子電圧検出手段（１１）、ならびにモータ電流、モータ端子間電圧、モータ抵抗および逆起電圧定数に基づいてモータ回転速度を推定するモータ回転速度推定演算手段（２３）とを含むものであってもよい。この構成を採用すれば、電動モータの回転角を検出するためのセンサを用いることなくモータの回転速度を求めることができ、これを微分手段（３５）で時間微分することによってモータ回転加速度を求めることができるので、装置コストを低減できる。
【００１３】
操作加速度検出手段は、操作部材の操作速度を求める操作速度検出手段（２３，２４，２５）の出力を時間微分するものであってもよい。とくに、上記操作量検出手段が操作部材に加えられる操舵トルクを検出するものである場合には、上記操作速度検出手段は、検出された操舵トルクの時間微分値を求めるトルク微分手段（２４）と、上記モータ回転速度推定演算手段が演算するモータ回転速度および上記トルク微分手段が演算するトルク微分値各々にそれぞれ適当な結合係数を乗じた値を加算する加算手段（２５）とを含み、これにより操作速度相当値を求めるものであってもよい。
【００１４】
また、上記操作加速度検出手段は、操作部材の操作角を検出する操作角センサと、この操作角センサの出力信号を２階時間微分する操作角２階微分手段とを含むものであってもよい。
さらに、上記補正手段は、操作加速度やトルク微分値に応じて電動モータを含む操舵系の可動部の慣性の影響を補償する慣性補償のための補正値を求め、この補正値によって目標駆動値を補正するものであってもよい。これにより、いわゆる慣性補償制御を実現でき、逆入力時には慣性補償制御を無効化して、ステアリングのふらつきを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。操作部材としてのステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ラック軸を含むステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータＭから操舵補助力が、ギヤ機構（減速機構）等の駆動力伝達機構を介して、またはダイレクトドライブ方式によって、機械的に伝達されるようになっている。
【００１６】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー４によって互いに連結されている。トーションバー４は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検出されるようになっている。
【００１７】
トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されている。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１０（ＥＣＵ：電子制御ユニット）に入力されている。
コントローラ１０には、さらに、当該電動パワーステアリング装置が搭載される車両の走行速度を検出する車速センサ６の出力信号が入力されている。
【００１８】
コントローラ１０は、マイクロコンピュータ２０と、このマイクロコンピュータ２０からの制御信号に基づいて電動モータＭを駆動するモータドライバ３０とを有している。コントローラ１０は、さらに、電動モータＭの端子間電圧を検出するモータ端子電圧検出部１１と、電動モータＭに流れる電流（モータ電流）を検出するモータ電流検出部１２とが備えられている。モータ端子電圧検出部１１およびモータ電流検出部１２の出力信号は、トルクセンサ５および車速センサ６の各出力信号とともに、マイクロコンピュータ２０に入力されている。
【００１９】
マイクロコンピュータ２０は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴ、車速センサ６によって検出される車速Ｖ、およびモータ回転速度ω_ｍ等に応じて、電動モータＭに与えるべき目標電流値を定め、操舵トルクＴ等に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように、電動モータＭを駆動制御する。
マイクロコンピュータ２０は、プログラム処理を実行することによって実現される機能処理部である目標電流値設定部２１と、マイクロコンピュータ２０内のメモリの記憶領域により構成されるアシスト特性記憶部２２とを備えている。アシスト特性記憶部２２は、複数の車速域のそれぞれに対して予め定めた複数の基本アシスト特性にそれぞれ対応する複数の基本アシストマップを記憶している。基本アシスト特性は、操舵トルクに対する目標電流値の基本特性を定めたものであり、複数の操舵トルクの値に対応付けて、目標電流値の基本値がアシストマップ（テーブル）の形式でアシスト特性記憶部２２に記憶されている。
【００２０】
マイクロコンピュータ２０は、さらに、機能処理部として、モータ端子電圧検出部１１によって検出されるモータ端子間電圧Ｖｍと、モータ電流検出部１２によって検出されるモータ電流Ｉｍとに基づき、次式に従ってモータ回転速度（回転角速度）ω_ｍを推定演算するモータ回転速度演算部２３を備えている。
【００２１】
【数１】

【００２２】
ただし、Ｒｍはモータ抵抗であり、Ｋは逆起電圧定数である。
マイクロコンピュータ２０は、また、機能処理部として、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴを時間微分することによってトルク微分値ｄＴ／ｄｔを演算するトルク微分値演算部２４と、このトルク微分値ｄＴ／ｄｔとモータ回転速度ω_ｍとを用い、次式に従ってステアリングホイール１の操作角速度ω_ｈを推定する操作角速度演算部２５とを備えている。
【００２３】
【数２】

【００２４】
ただし、Ｋはトーションバー４の捩じり剛性に対応する定数であり、Ｎはステアリングシャフト２Ｂの回転角速度に対する電動モータＭの回転角速度の比（すなわち減速比）を表わす定数であり、αは定数であって、たとえばα＝１である。
マイクロコンピュータ２０は、さらに、機能処理部として、操作角速度演算部２５によって求められた操作角速度ω_ｈを時間微分して操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔを求める操作角加速度演算部２６と、この操作角加速度演算部２６により求められた操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔに基づき、電動モータＭを含む操舵系の可動部の慣性を補償するための補正値を求める補正値演算部２７とを備えている。
【００２５】
マイクロコンピュータ２０は、また、機能処理部として、モータ回転速度演算部２３によって求められるモータ回転速度ω_ｍを時間微分してモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔを求めるモータ回転加速度演算部３５と、ステアリングホイール１に操舵トルクＴが加えられている正入力状態と、ステアリング機構３に結合されて転舵される車輪（転舵輪）からの逆入力（路面からの逆入力）が生じている逆入力状態とを判別する入力判別部２８を備えている。この入力判別部２８は、モータ回転加速度演算部３５によって求められたモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔと、操作角加速度演算部２６によって求められる操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔとに基づき、正入力状態、逆入力状態、および正入力も逆入力も生じていない状態を判別する。
【００２６】
入力判別部２８による判別結果に基づき、ゲイン設定部２９が、ゲインＧを０％〜１００％の間で定める。このゲインＧが乗算部３１において、補正値演算部２７により定められた補正値Ｉｃに乗じられることになる。
乗算部３１における乗算結果Ｇ・Ｉｃは、加算部３２において、目標電流値設定部２１によって設定される目標電流値Ｉａに加算され、これにより、補正後の目標電流値Ｉａ＋Ｇ・Ｉｃが求められることになる。
【００２７】
この補正後の目標電流値Ｉａ＋Ｇ・Ｉｃと、モータ電流検出部１２によって検出されるモータ電流Ｉｍとの偏差が偏差演算部３３によって求められ、この偏差演算部３３によって求められた偏差に基づいて、モータドライバ３０に与えるべき制御信号（たとえば、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号）が、制御信号生成部３４によって生成されるようになっている。
図２は、アシスト特性記憶部２２に記憶されたアシスト特性の一例を示す図である。アシスト特性は、操舵トルクＴの大きさが大きくなるほど目標電流値Ｉａの大きさが大きくなるように定められ、また車速Ｖが低速になるほど目標電流値Ｉａの大きさが大きくなるように定められる。たとえば、操舵トルクＴが正の値（右方向操舵に相当する。）をとるときには目標電流値Ｉａも正の値とされ、操舵トルクＴが負の値（左方向操舵に相当する。）をとるときには目標電流値Ｉａも負の値とされる。
【００２８】
図３は、補正値演算部２７の働きを説明するための図であり、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔに対する補正値Ｉｃの関係が示されている。この例では、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔの大きさが大きくなるほど、補正値Ｉｃの大きさが大きくなるように両者の関係が定められている。補正値演算部２７は、図３に示された関係をマップ（テーブル）の形式で記憶したメモリを含んでいてもよいし、図３に示された関係を表わす演算式に基づいて、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔに対応する補正値Ｉｃを演算するものであってもよい。
【００２９】
図４は、入力判別部２８における判別処理の原理を説明するための図である。図４（ａ）は、右方向操舵の場合の操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔの時間変化を示し、図４（ｂ）は、同じく右方向操舵の際におけるモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔの時間変化を示している。
ステアリングホイール１に運転者が操舵トルクＴを加えることによる正入力が生じると、ステアリングシャフト２Ａが先行して回転し、これに電動モータＭが追随するから、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔの時間変化は、電動モータＭのモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔの時間変化に先行する。その結果、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔが、モータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔに先行して立ち上がることになる。
【００３０】
一方、路面から車輪を介する逆入力により、ステアリング機構３が電動モータＭおよびステアリングシャフト２Ａを回転させるときには、ステアリング機構３に結合された電動モータＭの回転がステアリングシャフト２Ａの回転に先行する。その結果、モータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔが先行して立ち上がり、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔがこれに追随して立ち上がることになる。
左方向操舵の場合には、正入力時において、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔが、モータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔに先行して立ち下がり、逆入力時には、モータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔが先行して立ち下がり、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔがこれに追随して立ち下がることになる。
【００３１】
入力判別部２８は、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔとモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔとの間の時間差を利用して、ステアリングホイール１からの正入力が生じているか、車輪からの逆入力が生じているかを判別する。この判別の目的のために、入力判別部２８は、操作角加速度発生検出フラグＦｈとモータ回転加速度発生検出フラグＦｍとを設定する。より具体的には、図５に示されているように、入力判別部２８は、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔと所定の正側しきい値Ａ（Ａ＞０）とを比較し（ステップＵ１）、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔが正側しきい値Ａを超えていれば、操作角加速度発生検出フラグＦｈを「１」にセットする（ステップＵ３）。また、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔが負側しきい値−Ａ未満である場合にも（ステップＵ２）、操作角加速度発生検出フラグＦｈを「１」に設定する（ステップＵ３）。これに対して、−Ａ≦ｄω_ｈ／ｄｔ≦Ａであるとき（ステップＵ１およびＵ２のＮＯ）には、操作角に有意な加速度が発生していないものとして、操作角加速度発生検出フラグＦｈを「０」に設定する（ステップＵ４）。
【００３２】
さらに、入力判別部２８は、モータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔが所定の正側しきい値Ｂ（Ｂ＞０）を超えているとき（ステップＵ５のＹＥＳ）、およびモータ回転加速度ｄω_ｍ／ｄｔが所定の負側しきい値−Ｂ未満であるとき（ステップＵ６のＹＥＳ）には、いずれもモータ回転加速度発生検出フラグＦｍを「１」にセットする（ステップＵ７）。これに対して、−Ｂ≦ｄω_ｍ／ｄｔ≦Ｂのとき（ステップＵ５およびＵ６のＮＯ）には、モータの回転に有意な加速度が生じていないものとして、モータ回転加速度発生検出フラグＦｍを「０」にセットする（ステップＵ８）。
【００３３】
図４から理解されるように、正入力発生時および逆入力発生時において、操作角加速度発生検出フラグＦｈおよびモータ回転加速度発生検出フラグＦｍの組は、次のように遷移する。
正入力の場合
（Ｆｈ，Ｆｍ）＝（０，０）→（１，０）→（１，１）→（０，１）→（０，０）→・・・・・・
逆入力の場合
（Ｆｈ，Ｆｍ）＝（０，０）→（０，１）→（１，１）→（１，０）→（０，０）→・・・・・・
したがって、Ｆｈ＝１かつＦｍ＝０の条件が成立してからＦｈ＝０かつＦｍ＝０の条件が成立するまでの期間には正入力が生じていると判別することができる。また、Ｆｈ＝０かつＦｍ＝１の条件が成立してからＦｈ＝０かつＦｍ＝０の条件が成立するまでの間には、逆入力が生じていると判別することができる。
【００３４】
この実施形態では、ゲイン設定部２９は、正入力が生じているとき、および正入力も逆入力も生じていないときには、ゲインＧ＝１００％に設定する。これに対して、逆入力が生じていると判別されると、ゲイン設定部２９は、ゲインＧを０％に導く。
これにより、逆入力時には、補正値演算部２７によって演算され補正値Ｉｃによる目標電流値Ｉａの補正が無効化され、補正前の目標電流値Ｉａに基づいて、電動モータＭが駆動されることになる。これにより、逆入力に応答して定められた補正値Ｉｃによって目標電流値Ｉａが補正されることに起因するふらつき等の不所望な挙動を防止できるので、操舵フィーリングを改善することができる。
【００３５】
図６は、入力判別部２８およびゲイン設定部２９の働きを説明するためのフローチャートである。まず、初期化処理（ステップＳ０）が行われる。この初期化処理では、操作角加速度発生検出フラグＦｈおよびモータ回転加速度発生検出フラグＦｍがそれぞれ「０」にセットされ、補正値Ｉｃに乗じるべきゲインＧが１００％に設定される。さらに、入力判別部２８による判別状態を表わす判別状態フラグＦｇが「０」にセットされる。この判別状態フラグＦｇは、正入力が生じているとの判別がされているときにはＦｇ＝１とされ、逆入力が生じているとの判別がされているときにはＦｇ＝−１とされ、正入力が生じているとも逆入力が生じているとも判別されていない不定状態のときには、Ｆｇ＝０とされる。
【００３６】
この初期化処理（ステップＳ０）に続き、車両のイグニッションキースイッチが導通されている期間中繰り返し実行されるループ処理が始められる。このループ処理中に、入力判別部２８およびゲイン設定部２９の機能に相当する処理が実行されることになる。
まず、図５に示した処理によって、操作角加速度発生検出フラグＦｈおよびモータ回転加速度発生検出フラグＦｍの値が定められる（ステップＳ１）。続いて、判別状態フラグＦｇが調べられ、その値に応じて処理が分岐する（ステップＳ２）。
【００３７】
初期状態ではＦｇ＝０であるので、ステップＳ３へと進み、ゲインＧが所定のインクリメント幅（図６の例では１０％）だけインクリメントされる。その後、ゲインＧが上限値である１００％を超えているかどうかが調べられ（ステップＳ４）、インクリメント後のゲインＧが上限値１００％を超えているときにはゲインＧに上限値１００％が代入される（ステップＳ５）。
その後、正入力発生の有無を調べるためにＦｈ＝１かつＦｍ＝０であるかどうかが判断される（ステップＳ６）。この判断が肯定されると、正入力状態が生じたものとして、判別状態フラグＦｇが「１」にセットされる（ステップＳ７）。
【００３８】
この状態でループ処理がリターンして再びステップＳ１からの処理が始まると、ステップＳ２においてＦｇ＝１と判断されるので、処理はステップＳ８へと分岐する。ステップＳ８では、ゲインＧが所定のインクリメント幅（図６の例では１０パーセント）だけインクリメントされ、さらにステップＳ９において、インクリメント後のゲインＧが上限値１００％を超えているかどうかが判断される。ゲインＧが上限値１００％を超えているときには、ゲインＧに対して上限値１００％が代入される（ステップＳ１０）。
【００３９】
その後、正入力状態が解消したかどうかを判断するために、Ｆｈ＝０かつＦｍ＝０が成立するかどうかが判断される（ステップＳ１１）。この判断が否定されれば、引き続き正入力状態であることになる。一方、この判断が肯定されれば、正入力状態が解除されたと考えることができるので、判別状態フラグＦｇが「０」にセットされる（ステップＳ１２）。この状態でループ処理がリターンされて、再度ステップＳ１からの処理が行われると、ステップＳ２においてＦｇ＝０と判断されるので、処理はステップＳ３へと分岐することになる。
【００４０】
逆入力が生じると、Ｆｈ＝０かつＦｍ＝１となるので、ステップＳ６における判断が否定され、ステップＳ１３での判断が肯定されることになる。その結果、逆入力が生じたものとして、判別状態フラグＦｇが「−１」にセットされる（ステップＳ１４）。それとともに、ゲインＧを漸次的に（徐々に）零に導くために、ゲインＧが所定のデクリメント幅（図６の例で１０％）だけデクリメントされる（ステップＳ１５）。そして、デクリメント後のゲインＧが下限値０％未満であるかどうかが調べられ（ステップＳ１６）、ゲインＧが下限値０％未満であれば、ゲインＧに対して０％が代入される（ステップＳ１７）。
【００４１】
その後、ループ処理がリターンされてステップＳ１からの処理が行われると、Ｆｇ＝−１であるので、処理は、ステップＳ２からステップＳ１８へと分岐する。ステップＳ１８では、Ｆｈ＝０かつＦｍ＝０かどうか、すなわち逆入力状態が解消したかどうかが調べられる。この判断が肯定されると、逆入力状態が解消したものとして、判別状態フラグＦｇが「０」にセットされる（ステップＳ１９）。したがって、その後、このループ処理をリターンしてステップＳ１からの処理が再開されると、ステップＳ２においてはＦｇ＝０と判断されて、ステップＳ３へと処理が分岐し、ゲインＧは１００％へと漸増されていくことになる。
【００４２】
一方、逆入力状態が継続していれば、ステップＳ１８における判断が否定されるので、ステップＳ２０へと分岐して、ゲインＧが所定のデクリメント幅（図６の例では１０％）だけデクリメントされる。そして、デクリメント後のゲインＧが下限値０％未満であるかどうかが調べられ（ステップＳ２１）、デクリメント後のゲインＧが下限値０％未満であれば、ゲインＧに対して０％を代入して（ステップＳ２２）、処理をリターンする。
【００４３】
このような処理により、逆入力が生じていると判別されて（ステップＳ１３のＹＥＳ）、判別状態フラグＦｇが「−１」とされると、逆入力状態が継続している限りにおいて（ステップＳ１８のＮＯ）、ゲインＧが所定のデクリメント幅ずつデクリメントされて、Ｇ＝０％の状態に導かれる。このようにして、逆入力発生時には、ゲインＧが漸次的に（徐々に）零へと導かれるので、補正値演算部２７によって求められた補正値Ｉｃによる目標電流値Ｉａの補正を無効化することができる。
【００４４】
逆入力状態が解消すれば（ステップＳ１８のＹＥＳ）、ゲインＧは所定のインクリメント幅ずつインクリメントされて１００％に導かれるので、補正値Ｉｃによる目標電流値Ｉａの補正を再び有効化することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔに基づいて慣性補償制御を行うとともに、この慣性補償制御を逆入力時に無効化する例について説明したが、トルク微分値に基づく慣性補償制御についても同様に、逆入力時における無効化処理を行うことができる。また、慣性補償制御以外にも、逆入力が助長されるようなモータ目標電流補正処理については、逆入力時に無効化することが好ましい。
【００４５】
また、上記の実施形態では、モータ端子間電圧Ｖｍおよびモータ電流Ｉｍ等に基づいてモータ回転速度ω_ｍが推定され、これとトルク微分値ｄＴ／ｄｔとに基づいて操作角加速度ｄω_ｈ／ｄｔを求める構成が採用されているが、たとえば、ステアリングシャフト２の回転角を検出するセンサ（舵角センサ）を設け、このセンサの出力を２階微分することによって操作角加速度を求める構成としてもよい。
【００４６】
さらに、上記の実施形態では、アシスト特性記憶部２２に、基本アシスト特性に対応するアシストマップを記憶させておいて、このアシストマップから目標電流値Ｉａを読み出す構成とされているが、関数演算によって、操舵トルクＴに対応した目標電流値Ｉａを定める構成としてもよい。
また、上記の実施形態では、目標電流値をモータ駆動目標値とし、操舵トルクに対する目標電流値の特性をアシスト特性として説明したが、本発明はこれに限らず、アシストトルク目標値またはモータ電圧目標値をモータ駆動目標値とし、操舵トルクとこれらとの関係をアシスト特性としてもよい。
【００４７】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】アシスト特性の一例を示す図である。
【図３】操作角加速度に対する補正値の関係の一例を示す図である。
【図４】正入力および逆入力の判別処理の原理を説明するための図である。
【図５】正入力および逆入力の判別のために用いられる操作角加速度発生検出フラグおよびモータ回転加速度発生検出フラグとの設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】正入力および逆入力の判別処理、ならびに慣性補償制御の無効化処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ステアリングホイール
２ステアリングシャフト
３ステアリング機構
４トーションバー
５トルクセンサ
６車速センサ
１０コントローラ
１１モータ端子電圧検出部
１２モータ電流検出部
２０マイクロコンピュータ
２１目標電流値設定部
２２アシスト特性記憶部
２３モータ回転速度演算部
２４トルク微分値演算部
２５操作角速度演算部
２６操作角加速度演算部
２７補正値演算部
２８入力判別部
２９ゲイン設定部
３０モータドライバ
３１乗算部
３２加算部
３３偏差演算部
３４制御信号生成部
３５モータ回転加速度演算部
Ｍ電動モータ

Claims

電動モータが発生する駆動力をステアリング機構に伝達することによって操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
車両の操向のための操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
この操作量検出手段によって検出された操作量に基づいて上記電動モータの目標駆動値を設定する目標駆動値設定手段と、
上記ステアリング機構によって転舵される車輪からの逆入力が生じたか否かを判別する逆入力判別手段と、
上記操作部材の操作状態に応じた補正値によって上記目標駆動値設定手段によって設定された目標駆動値を補正する補正手段と、
この補正手段によって補正された目標駆動値に基づいて上記電動モータを駆動するモータ駆動手段と、
上記逆入力判別手段によって、車輪からの逆入力が生じたと判別されたときに、上記補正手段による上記目標駆動値の補正を無効化する補正無効化手段とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
上記操作部材の操作加速度を検出する操作加速度検出手段と、
上記電動モータの回転加速度を検出するモータ回転加速度検出手段とをさらに含み、
上記逆入力判別手段は、上記操作加速度検出手段によって検出される操作加速度と上記モータ回転加速度検出手段によって検出されるモータ回転加速度とに基づいて、車輪からの逆入力が生じたか否かを判別するものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。