JP2006088990A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パワーステアリング装置において、保舵時における操舵トルクの変動を抑制し、良好な操舵フィーリングを確保する。
【解決手段】 ハンドル１への操舵入力に応じて前輪１０，１１を転舵する舵取り機構２と、この舵取り機構２に操舵アシスト力を加えるモータ５とを備えたパワーステアリング装置において、ハンドル１の状態に基づいて保舵時であるかどうかを判断する保舵判断手段と、保舵時であると判断されたとき、操舵トルクが軽くなるようにモータ５を補償制御するトルク変動補償部１６と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運転者の操舵力を軽減するパワーステアリング装置の技術分野に属する。

従来の電動パワーステアリング装置は、ハンドルの操舵速度を検出し、操舵速度に比例したダンピングトルクをモータに発生させるている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１３９３３９号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、操舵入力後の保舵時にはハンドルの操舵速度が検出されないため、ダンピングトルクが出力されない。したがって、例えば、レーンチェンジ後の直進走行時等、操舵入力が無くても車両挙動が変化しているような場合、車両挙動変化（車両のふらつき）に伴う操舵トルクの変動により、操舵フィーリングが悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、保舵時における操舵トルクの変動を抑制でき、良好な操舵フィーリングが得られるパワーステアリング装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
ハンドルへの操舵入力に応じて操向輪を転舵する舵取り機構と、この舵取り機構に操舵アシスト力を加えるアシストアクチュエータとを備えたパワーステアリング装置において、
前記ハンドルに加わる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記ハンドルへの操舵入力に基づいて保舵時であるかどうかを判断する保舵判断手段と、
保舵時であると判断されたとき、操舵トルクが軽くなるように前記アシストアクチュエータを補償制御する補償制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、保舵時と判断されたときには、操舵トルクが軽くなるようにアシストアクチュエータが補償制御されるため、保舵中の車両挙動変化に伴う操舵トルクの変動が小さくなり、良好な操舵フィーリングが得られる。

以下に、本発明のパワーステアリング装置を実施するための最良の形態を、実施例1〜３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のパワーステアリング装置を適用した車両の操舵系を示すブロック図である。

運転者の舵取り操作用のハンドル１と、舵取り動作を行う舵取り機構２とを連結する操舵軸３に、ハンドル１に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ（操舵トルク検出手段）４と、運転者の操舵力を補助するアシストアクチュエータとして電動モータ（以下、モータと略記する。）５が配置されている。

前記ハンドル１は、図示しない車室内部の運転者と対向する位置に、軸周りに回動可能に設けられている。舵取り機構２は、操舵軸３の下端に一体形成されたピニオン６と、これに噛合するラック軸７とを備えるラック&ピニオン式の舵取り装置により構成されている。ラック軸７は、図示しない車両前部に、左右方向摺動可能に固定されており、その両端は、左右のタイロッド８，９を介して操向用の前輪（操向輪）１０，１１に連結されている。

前記モータ５は、モータ５の発生トルクを操舵軸３の回転トルクに変換する減速器１２を介して、操舵軸３に結合されている。このモータ５に供給されるモータ電流は、コントローラ１３により制御されている。

続いて、図２のコントローラ１３の制御ブロック図を加えて、実施例１の制御系を説明する。
運転者によりハンドル１が操舵されると、ハンドル１と機械的に連結された前輪１０，１１が操向される。このとき、トルクセンサ４に入力される捩れ方向の負荷は、操舵トルクとしてコントローラ１３へ入力される。さらに、このコントローラ１３には、車両の走行速度を検出する車速センサ（車速検出手段）１４等の信号が与えられる。

コントローラ１３には、モータ電圧を検出するモータ端子間電圧センサ１３ａ、モータ電流を検出するモータ電流センサ１３ｂ、モータ電圧とモータ電流からモータ５の回転速度を推測するモータ速度推定部１３ｃが内蔵されている。

コントローラ１３の出力は、電流制御回路１３ｄと駆動回路１３ｅを介してモータ５に与えられる。コントローラ１３は、操舵トルク、モータの回転速度、車速等を用いて、モータ５の駆動電流を算出し、算出された駆動電流をモータ電流センサ１３ｂによりモータ電流を参照しつつ、モータ５を制御駆動する。駆動回路１３ｅからモータ５へ供給される電源は、バッテリ１５により与えられる。

コントローラ１３の基本アシスト量演算部１３ｆでは、運転者の操作負荷を低減するために、操舵トルクに応じてアシスト量を決定している。また、据え切り等では軽くハンドル１が切れるようにアシスト量を多くして、高速になるにつれ操舵トルクが重くなりどっしりとした操舵特性を実現するように高速ではアシスト量を減らしている。

さらにコントローラ１３内には、電動パワーステアリング特有の違和感を解消するために、応答性補償ゲイン演算部１３ｇ、慣性補償ゲイン演算部１３ｈおよび粘性補償ゲイン演算部１３ｉが設けられている。

応答性補償ゲイン演算部１３ｇは、操舵系の慣性や摩擦等に起因する応答遅れを補償する。微分器１３ｊにより操舵トルクを微分した値に対し、正の相関を持つアシスト電流をモータ５に流すことで応答性を改善している。

慣性補償ゲイン演算部１３は、操舵系の特にモータの慣性を補償する。微分器１３ｋによりモータ５の逆起電力から推定したモータ速度を微分することで、モータ角加速度を算出し、算出されたモータ角加速度と事前に計測しておいたモータイナーシャとを積算してモータの慣性力を求める。このモータの慣性を打ち消す電流をモータ５に流す。

粘性補償ゲイン演算部１３ｉは、操舵系の粘性を適切にする粘性補償を行う。電動パワーステアリングは油圧パワーステアリング相当の特性再現を目指しており、車速とモータ速度から算出される操舵系の粘性が、油圧回路相当の粘性と一致するようにモータ５の電流を補償する。

なお、上記応答性補償、慣性補償、粘性補償は一般的なものでよく、従来例等にあるように、車速や転舵速度等に応じてゲインを変更しても良い。

コントローラ１３は、車速、操舵トルク、モータ速度に基づいて、ハンドル１を保舵した状態で前輪１０，１１側から操舵系に外力が入力されたとき、操舵トルクの変動を抑制するようにモータ５を補償制御するトルク変動補償部（補償制御手段）１６を備えている。

図３は、トルク変動補償部１６の制御ブロック図である。
ブロック101では、操舵トルクに不感帯を設ける。不感帯の値は、トルクセンサ４の不感帯相当ではなく、この値以上なら運転者の意思による操舵であると判断できる操舵トルク値である。

ブロック102では、不感帯を通した操舵トルクの極性の判断を行い、正（例えば右操舵）の場合は１、負（例えば左操舵）の場合はゼロを出力する。

ブロック103では、モータ速度の極性判断を行い、正（例えば右回転）の場合は１、負（例えば左回転）の場合はゼロを出力する。

ブロック104では、ブロック102とブロック103の出力を積算する。

ブロック105では、両者（操舵トルクとモータ速度）の極性が異なる場合は１を出力、その他の場合はゼロを出力する。すなわち、操舵が切り過程か（例えば、トルクが正でモータ回転方向も正）、戻し過程か（例えば、トルクは正だがモータ回転方向は負）の判断をしている（切り戻し判断手段に相当）。

ブロック106では、モータ速度の絶対値が所定のω1以下の場合は１を出力、ω1より大きい場合はゼロを出力する。ω1はモータ回転、すなわち、運転者による操舵が行われハンドル１が回転している状態を検知できる値である。

ブロック107では、ブロック105の出力がゼロから１へ切り替わった瞬間にビットを１にする。その他の状態では出力はゼロである。

ブロック108では、ブロック106の出力がゼロから１へ切り替わった瞬間にビットを１にする。その他の状態では出力はゼロである。

ブロック109では、ブロック107とブロック108のビット出力が共に１になった場合に１を出力、それ以外の場合はゼロを出力する。すなわち、ハンドル１が戻し過程からそれ以外の状態になり、ハンドル１の操作量が止まった瞬間の検知をしている（保舵判断手段に相当）。

ブロック110では、ブロック109のビットが１になった瞬間に補償制御FLGが１になる。また、後述するブロック117のビットが１になった瞬間に補償制御FLGはゼロとなる。このブロック110において、補償制御FLGが１となったとき補償制御が開始され、再び補償制御FLGがゼロとなったとき、補償制御が終了される。

ブロック111では、モータ速度の絶対値が所定のω1より大きくなる、すなわち、操舵が開始された時に１を出力し、それ以外はゼロを出力する。

ブロック112では、ブロック110の補償制御FLGが１になった瞬間にゼロにリセットされるタイマーである。すなわち、補償制御FLGの開始からの経過時間を出力する。

ブロック113では、110の補償制御FLGが１になった瞬間の操舵トルクをT2として記憶する。

ブロック114では、T2に応じて変化する制御最大継続時間t1を算出する。補償制御FLGが１になる瞬間は、例えば、レーンチェンジが終了して、真っ直ぐ走行するために保舵を開始した瞬間である。図４に示すように、保舵中の車両挙動変動はその瞬間に発生している車両挙動に比例する（起振力となる）。また、保舵中に車両挙動変動が発生し続ける、収束時間（減衰時間）とも比例する（図５参照）。

操舵トルクは、下記の式(1)に示すように、車両挙動から決まるため、保舵を開始した瞬間の操舵トルクに応じて、保舵中に車両挙動変動と収束時間は決まる。

ブロック115では、ブロック114で出力される収束時間、すなわち、制御最大継続時間t1と、ブロック112のタイマー出力を比較し、制御時間が制御最大継続時間t1になったら１になり、それ以外はゼロを出力する

ブロック116では、ブロック115の出力が１からゼロへ変わった瞬間、すなわち、制御時間が制御最大継続時間t1に達したら１を出力し、それ以外はゼロを出力する。

ブロック117では、ブロック111かブロック116の少なくとも一方が１になったら１を出力し、それ以外はゼロを出力する。すなわち、操舵が行われたか、制御最大継続時間t1が経過したら１を出力する。

ブロック118では、補償制御は基本的には、操舵トルクが減少するように行えば良いので、操舵トルクTに略比例したアシスト電流値I1を算出する。実施例１では、操舵トルクTがトルクセンサ４の不感帯よりも小さいトルク範囲であっても、操舵トルクTに略比例した制御を行う。

ブロック119では、補償制御はさらに、記憶した操舵トルクT2の関数としてG1なるゲインで補正される。車両の一般的な操舵特性として、操舵角の小さいところは操舵トルクが小さく、操舵角が大きいところは操舵トルクが大きくなっている。G1とT2の関係を、操舵トルクT2の増化に応じてG1を減少させることで、レーンチェンジ後に中立付近で本制御を行う場合と、カーブ旋回中の所定の操舵角で本制御を行う場合において、車両挙動変化による操舵トルク変動の抑制代をほぼ同じにすることが可能となる。

ブロック120では、車速Vに応じた補償制御のゲインG2を算出する。車速Vが高くなると車両挙動変化は大きくなるため、車速Vが高くなるにつれG2は高くなるように設定する。

ブロック121では、補償制御FLGと補正電流I1と補正ゲインG1と補正ゲインG2を積算したものを、補正電流として算出する。

ブロック122では、リミッタにより補正電流の最大値を制限し、大きな横風、大きな路面カント等、タイヤからの大きな入力は運転者に操舵トルク変化として伝達する（リミッタ）。また、制御量を作成する各種センサ（トルクセンサ４等）が失陥した場合でも、制御量に上限を設けることで、失陥に起因する操舵トルク変化を抑制できる。

次に、作用を説明する。
［保舵時の操舵トルク変動抑制作用］
レーンチェンジ後、運転者が直進走行をしようとしてハンドル１を操舵中立位置で保舵した場合には、図３の制御ブロック図において、ブロック105で切り戻し過程と判断され、ブロック106でモータ速度の絶対値が所定値ω1以下となるため、ブロック109の開始判定により、ブロック110では補償制御FLGが１とされ、補償制御が開始される。

このとき、ブロック114では、保舵が開始された瞬間の操舵トルクT2に応じて、制御最大継続時間t1が算出され、ブロック112では、タイマーがリセットされる。そして、ブロック118では、操舵トルクTに略比例した補正電流I1が算出され、ブロック119で補正ゲインG1、ブロック120で補正ゲインG2がそれぞれ算出される。

そして、補償制御中は、ブロック121において、補正FLG（＝１）と補正電流I1と補正ゲインG1と補正ゲインG2とを積算した値が、補償制御量としてモータ５のアシスト量に加算される。ここで、補償制御量を決める補正ゲインG1は、操舵トルクTの大きさに略比例して設定されるため、操舵トルクTが大きくなるほどアシスト量が増加し、操舵トルクTの変動が小さく抑えられる。

また、補正ゲインG2は、車速Vの高さに略比例して設定される。すなわち、車両挙動変化は車速Vの増加に応じて増加するため、車速Vが高いほど、操舵トルクTの変化は大きくなる。人間は、車速Vが上がるにつれて、不安に対する感度が上がるため、低速走行時に比べ、僅かな操舵力変化であっても不安と感じてしまう。よって、車速Vが高くなるほどアシスト量を増加させることにより、車速Vにかかわらず運転者に不安と感じさせる操舵トルク変動を抑制できる。

さらに、補償制御量は、ブロック122のリミッタ処理により上限値が設定されるため、大きな横風やカント路等、走行状態の変化を操舵トルク変化として運転者に知らせることができる。また、センサの失陥により過大なアシスト量が発生し、操舵トルクが大きく変動するのを防止できる。

また、補償制御量を決めるアシスト電流値I1は、トルクセンサ４の不感帯よりも小さいトルク範囲であっても、操舵トルクTに略比例して設定する。一般的に、電動パワーステアリング装置にあっては、操舵系のフリクション等により操舵トルクのゼロ点がずれてしまうため、使用するトルクセンサに不感帯を設けている。本発明もこれに準じ、操舵トルクを軽くするための基本アシスト特性は、不感帯ではアシストしないようになっている。

これに対し、実施例１の電動パワーステアリング装置では、検出した操舵トルクTがトルクセンサ４の不感帯内であっても、操舵トルクTの変化に応じて操舵トルクを軽減するように制御するため、トルクセンサ４の不感帯内の微少な操舵トルク変動に対しても操舵トルク変化を少なくすることができる。なお、保舵後の車両挙動変化が起きている間（制御最大継続時間t1）だけ上記制御を行うため、基本アシスト特性に対しては、影響を与えない。

上記補償制御中、制御最大継続時間t1が経過した場合には、ブロック115でタイマー出力が制御最大継続時間t1を超えたと判断され、ブロック117の終了判定により、ブロック110では補償制御FLGがゼロとされるため、補償制御が終了する。

時間経過と共に車両挙動変化は減衰して操舵トルク変化が小さくなり、やがて挙動変化は起きなくなる。この車両挙動変化が起きなくなる時間（収束時間）は、操舵入力（操舵トルクT）および車両挙動変化で決まる。よって、制御最大継続時間t1を、保舵を開始した瞬間の操舵トルクをT2から算出し、この時間t1が経過するまで補償制御を行うことにより、車両挙動変化が確実に発生している間は、操舵トルク変動を低減させることができる。

［従来技術の問題点］
従来の電動式パワーステアリング装置では、車速と推定または計測されたモータ速度を用いて、モータ制御量のうちのダンピング補償量を決定している。

（問題点１）
モータはハンドルと減速機を介してメカニカルに接続されているため、レーンチェンジ直後に運転者が車両を直進させる場合に、ハンドルを中立付近に保持している状況では、モータは動かずモータ速度が発生しない。よって、車両自身の応答遅れやタイヤの緩和時間等に起因して、操舵入力に対する車両応答に位相遅れが発生する。

上述した車両応答により、レーンチェンジ直後にハンドルを中立付近にて保持した直後には、車両に振動現象が発生する。この振動現象に伴い、運転者に伝達されるタイヤからの入力は、上述した式(1)となるため、ハンドルが操作されていない場合でも（θ≒０）、タイヤからは車両挙動（γ，β）に応じた力が入力され、それが運転者に伝達される。

したがって、図６に示すように、レーンチェンジ直後にハンドルを中立付近にて保持した場合には、運転者は操舵入力をしていないにもかかわらず、車両の挙動変化（ふらつき）に伴う操舵トルク変動を感じてしまい、車両の収束性が悪い評価となってしまう。

（問題点２）
従来の電動パワーステアリングでは、ハンドルを操作してハンドル角もしくはモータ角が変化し、ハンドル速度またはモータ速度が発生した後、ダンピング補償が働く構成であるため、上記シーンでは操舵トルク変動を抑制できない。また、レーンチェンジの操作中のダンピング補償が有効に働いても、レーンチェンジ直後の車両の収束性が悪い評価となってしまうため、ダンピングの継続性という意味で不連続感を感じてしまう。

これに対し、実施例１のパワーステアリング装置では、ハンドル１の操作後に操舵入力が無く、かつ、車両運動が発生している場合には、操舵トルクTが軽くなるようにモータ５を補償制御することにより、車両挙動変化に伴う操舵トルクの変動が小さく抑えられ、良好な操舵フィーリングを確保している。図７は、実施例１の操舵トルク変動抑制作用を示す図であり、レーンチェンジ直後の保舵時における車両挙動変化に対し、操舵トルクTの変動が抑制されている。

次に、効果を説明する。
実施例１のパワーステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) ハンドル１への操舵入力に応じて前輪１０，１１を転舵する舵取り機構２と、この舵取り機構２に操舵アシスト力を加えるモータ５とを備えたパワーステアリング装置において、ハンドル１の状態に基づいて保舵時であるかどうかを判断する保舵判断手段（ブロック109）と、保舵時であると判断されたとき、操舵トルクが軽くなるようにモータ５を補償制御するトルク変動補償部１６と、を備えるため、保舵中の車両挙動変化に伴う操舵トルクの変動を抑制できる。

(2) 保舵判断手段は、ハンドル１が戻し過程となり、かつ、モータ速度の絶対値がω1以下となったとき、保舵と判断するため、運転者の操舵入力に応じて車両挙動変化が発生する場合の保舵状態を確実に検出できる。

(3) トルク変動補償部１６は、ハンドル１が切り増し過程となるか、またはモータ速度の絶対値がω1を超えたとき補償制御を終了するため、運転者の操舵入力が行われた場合には、速やかに元の制御に復帰することで、運転者に与える違和感を防止できる。

(4) トルク変動補償部１６は、補償制御開始から制御最大継続時間t1が経過したとき補償制御を終了するため、車両挙動変化収束後の補償制御継続に起因する操舵感の悪化を防止できる。

(5) トルク変動補償部１６は、保舵を開始した瞬間の操舵トルクT2に応じて制御最大継続時間t1を設定するため、確実に車両挙動変化が発生している間の、操舵トルクの変動を抑制できる。

(6) トルク変動補償部１６は、操舵トルクTが大きいほどアシスト量を増加させるため、操舵トルク変動の振幅を小さく抑えることができる。

(7) 車速Vを検出する車速センサ１４を備え、トルク変動補償部１６は、検出された車速Vが高いほど補正ゲインG2を高めて、アシスト量を増加させるため、車速Vにかかわらず運転者に不安と感じさせる操舵トルク変動を抑制できる。

(8) 補償制御量の上限値を制限するリミッタ（ブロック122）を設けたため、タイヤからの大きな入力を打ち消すことなく運転者へ伝えることができるとともに、センサ失陥等に起因する過大なアシストを防止できる。

(9) トルク変動補償部１６は、操舵トルクTがアシスト量に対するトルクセンサ４の不感帯内にあるときでも、補償制御量をゼロとしないため、トルクセンサ４の不感帯内の微少な操舵トルク変動に対しても操舵トルク変化を少なくでき、操舵フィーリングをより向上させることができる。

実施例２のパワーステアリング装置は、補償制御を開始するタイミングを、ハンドル戻し過程に変更したものである。

まず、構成を説明する。
図８は、実施例２のトルク変動補償部のブロック図である。図８に示すように、実施例２のトルク変動補償部は、図３に示した実施例１の構成から、ブロック108とブロック109を省いた構成である。なお、実施例１と同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。

ブロック110では、ブロック107のビットが１になった瞬間に補償制御FLGが１になる。また、後述する117のビットが１になった瞬間に補償制御FLGはゼロとなる。

次に、作用を説明する。
［切り戻し時からの操舵トルク変動抑制作用］
実施例２では、ハンドル１が切り戻し過程であると判断されたとき、補償制御を開始することにより、図９に示すように、レーンチェンジ中のハンドル戻し過程から、操舵トルク変動を抑制する制御が行われる。よって、車両のダンピング感の操舵時から車両挙動が停止するまでの継続性を維持し、自然な操舵フィーリングを実現できる。

次に、効果を説明する。
実施例２のパワーステアリング装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(9)に加え、以下に列挙する効果が得られる。

(10) ハンドル１の切り戻しを判断する切り戻し判断手段（ブロック105）を備え、トルク変動補償部１６は、切り戻しと判断されたとき、補償制御を開始するため、車両のダンピング感の操舵時から車両挙動が停止するまでの継続性を維持し、自然な操舵フィーリングを実現できる。

実施例３のパワーステアリング装置は、時間の経過に応じて補償制御量を低減させる例である。

まず、構成を説明する。
図１０は、実施例３のトルク変動補償部のブロック図である。図１０に示すように、実施例３のトルク変動補償部は、図３に示した実施例１の構成に対し、ブロック112、ブロック114、ブロック115、ブロック116、ブロック118およびブロック119に代えて、ブロック301、ブロック302、ブロック303およびブロック304を設けた点で実施例１と異なる。

ブロック301では、T2に応じて制御最大継続時間t2を算出する。補正制御FLGが１になる瞬間は、例えば、レーンチェンジが終了し、真っ直ぐ走行するために保舵を開始した瞬間である。保舵中の車両挙動変動はその瞬間に発生している車両挙動に比例する（起振力となる）。また、保舵中に車両挙動変動が発生し続ける、収束時間とも比例する。操舵トルクは、式(1)に示したように、車両挙動から決まるため、保舵を開始した瞬間の操舵トルクに応じて、保舵中に車両挙動変動と収束時間は決まる。

ブロック302では、上記起振力に相当するゲインG3を算出する。

ブロック303では、ブロック301の制御最大継続時間t2とブロック302のゲインG3とから、時間と経過とともに変化する制御ゲインG4を算出する。この制御ゲインG4は、保舵直後はG3であり、時間の経過に応じて小さくなり、制御最大継続時間t2ではゼロとなるように設定されている。すなわち、車両挙動変化が大きくて操舵トルク変化が大きくなる保舵直後において、操舵トルク変化が小さくなるようにできる。時間経過と共に、車両挙動変化が減衰して操舵トルク変化が小さくなっていく過程では、それほど操舵トルク変化を抑制する必要がなく、逆にタイヤからの入力を運転者へ伝達したほうが良くなる。

ブロック304では、ブロック303の出力がゼロ、すなわち、タイマーが制御最大継続時間t2に達したら１を出力し、それ以外はゼロを出力する。

ブロック117では、ブロック111かブロック304の少なくとも一方が１になったら１を出力し、それ以外はゼロを出力する。すなわち、操舵が行われたか、制御最大継続時間t2が経過したら１を出力する。

ブロック121では、補償制御FLGと補正電流I1と補正ゲインG2と補正ゲインG4を積算したものを、補正電流として算出する。

次に、作用を説明する。
［補償制御量逓減作用］
実施例３では、補正ゲインG4を時間の経過に応じて小さくすることにより、補償制御量は、保舵判断がされた後の時間経過に応じて減少する。よって、大きな操舵トルク変動が発生する保舵直後では、補償制御量を多くすることにより、トルク変動を小さく抑えることができる。

一方、時間経過と共に車両挙動変化が減衰し、操舵トルクが小さくなる過程では、それほど操舵トルク変動が発生しないため、補償制御量を少なくすることにより、タイヤからの入力を運転者へ伝えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例３のパワーステアリング装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(3)，(6)〜(9)に加え、以下に列挙する効果が得られる。

(11) トルク変動補償部１６は、補償制御開始から制御最大継続時間t2が経過したとき補償制御を終了するため、車両挙動変化収束後の補償制御継続に起因する操舵感の悪化を防止できる。

(12) トルク変動補償部１６は、保舵を開始した瞬間の操舵トルクT2に応じて制御最大継続時間t2を設定するため、確実に車両挙動変化が発生している間の、操舵トルクの変動を抑制できる。

(13) トルク変動補償部１６は、時間の経過に応じて補償制御量を低減させるため、過大なアシスト量の発生による操舵トルク変動の抑制と、運転者へのタイヤ入力の伝達との両立を図ることができる。

実施例４では、車両挙動を検出する車両挙動検出手段を設け、車両挙動変化に基づいて補償制御を実施する例である。
まず、構成を説明する。
図１１は、実施例４のコントローラ１３を示す制御ブロック図であり、実施例４では、図１に示した実施例１の構成に対し、車両挙動を検出する車両挙動検出手段１７を加えた点で実施例１と異なる。

実施例４のトルク変動補償部１６では、車両挙動検出手段１７により検出される車両挙動変化が所定量以上となった後、ハンドル１が停止（モータ速度の絶対値がω1以下）した瞬間を保舵と判断する（保舵判断手段に相当）。

また、トルク変動補償部１６は、補償制御中、車両挙動変化が大きいほどアシスト量を増加させるが、車両挙動変化が所定量以上発生した場合には、補償制御を終了する。なお、車両挙動検出手段１７は、例えば、ヨーレート、ヨーレート速度、横Ｇ、横Ｇ微分値等の少なくとも１つを検出する。

次に、作用を説明する。
実施例４では、車両挙動検出手段１７により検出された車両挙動変化に応じて補償制御時のアシスト量を制御しているため、車両挙動から決まる操舵トルクに応じてアシスト量を制御する実施例１〜３と比較して、実際の車両挙動に応じた最適なアシスト量を、車両挙動変化に遅れることなく設定できる。

次に、効果を説明する。
実施例４のパワーステアリング装置にあっては、実施例１の効果(1)，(4)，(6)〜(9)に加え、以下に列挙する効果が得られる。

(14) 車両挙動を検出する車両挙動検出手段１７を備え、保舵判断手段は、車両挙動変化が所定量以上発生した後、モータ速度の絶対値がω1以下となったとき、保舵時であると判断するため、所定の操舵入力が無い場合でも、路面入力により車両挙動変化が発生する場合の保舵状態を確実に検出できる。

(15) トルク変動補償部１６は、車両挙動変化が所定量以上発生したとき補償制御を終了するため、保舵から操舵へ移行する際に、補償制御により過度なアシスト量が出力されることで、ハンドル１が過度に切り増しされてしまうのを防止できる。

(16) トルク変動補償部１６は、車両挙動変化が大きいほどアシスト量を増加させるため、操舵トルク変動の振幅を小さく抑えることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施する最良の形態を、実施例１〜４に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜４に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。

例えば、各実施例では、舵取り機構に操舵アシスト力を加えるアシストアクチュエータとしてモータを用いた例を示したが、本発明は、ソレノイド等を用いてパワーシリンダへの供給油圧を任意に制御可能な油圧パワーステアリング装置にも適用できる。

補正ゲインG1（G3）は、保舵を開始した瞬間の操舵トルクT2に限らず、操舵角、横Ｇ、ヨーレートまたは横滑り角の少なくとも１つに基づいて設定しても良い。また、制御最大継続時間t1（t2）は、保舵を開始した瞬間の操舵トルクT2に限らず、保舵を開始した瞬間のハンドル１の操舵角速度、車両の横Ｇ、ヨーレートの変化速度、横滑り角の変化速度の少なくとも１つに基づいて設定しても良い。

また、実施例１〜４では、モータ速度の絶対値、すなわちハンドルの操作速度に基づいて保舵を判断する例を示したが、操舵トルクの変化量や操舵角の変化量等に基づいて判断しても良い。

実施例１のパワーステアリング装置を適用した車両の操舵系を示すブロック図である。 実施例１のコントローラ１３の制御ブロック図である。 トルク変動補償部１６の制御ブロック図である。 保舵時の車両挙動減衰特性を示す図である。 保舵直後の車両挙動の勾配と収束時間との関係を示す図である。 従来例を示す図である。 実施例１の操舵トルク変動抑制作用を示す図である。 実施例２のトルク変動補償部のブロック図である。 実施例２の操舵トルク変動抑制作用を示す図である。 実施例３のトルク変動補償部のブロック図である。 実施例４のコントローラ１３の制御ブロック図である。

符号の説明

１ ハンドル
２ 舵取り機構
３ 操舵軸
４ トルクセンサ
５ モータ
６ ピニオン
７ ラック
８，９ タイロッド
１０，１１ 前輪
１２ 減速器
１３ コントロールユニット
１３ａ 電圧センサ
１３ｂ 電流センサ
１３ｃ モータ速度推定部
１３ｄ 電流駆動回路
１３ｅ 駆動回路
１３ｆ 基本アシスト量演算部
１３ｇ 応答性補償ゲイン演算部
１３ｈ 慣性補償ゲイン演算部
１３ｉ 粘性補償ゲイン演算部
１３ｊ，ｋ 微分器
１４ 車速センサ
１５ バッテリ

Claims (15)

1. ハンドルへの操舵入力に応じて操向輪を転舵する舵取り機構と、この舵取り機構に操舵アシスト力を加えるアシストアクチュエータとを備えたパワーステアリング装置において、
   前記ハンドルに加わる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記ハンドルへの操舵入力に基づいて保舵時であるかどうかを判断する保舵判断手段と、
   保舵時であると判断されたとき、操舵トルクが軽くなるように前記アシストアクチュエータを補償制御する補償制御手段と、
   を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
   前記保舵判断手段は、前記ハンドルへ所定量以上の操舵入力が発生した後、操舵入力が所定量よりも小さくなったとき、保舵時であると判断することを特徴とするパワーステアリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
   車両挙動を検出する車両挙動検出手段を備え、
   前記保舵判断手段は、車両挙動変化が所定量以上発生した後、前記ハンドルへの操舵入力が所定量よりも小さくなったとき、保舵時であると判断することを特徴とするパワーステアリング装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記ハンドルの切り戻しを判断する切り戻し判断手段を備え、
   前記補償制御手段は、切り戻しと判断されたとき、前記補償制御を開始することを特徴とするパワーステアリング装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記補償制御手段は、非保舵時と判断されたとき補償制御を終了することを特徴とするパワーステアリング装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記補償制御手段は、補償制御開始から設定時間が経過したとき補償制御を終了することを特徴とするパワーステアリング装置。
7. 請求項６に記載のパワーステアリング装置において、
   前記補償制御手段は、前記補償制御開始直後の車両挙動変化量に応じて、前記設定時間を設定することを特徴とするパワーステアリング装置。
8. 請求項３ないし請求項７に記載のパワーステアリング装置において、
   前記補償制御手段は、車両挙動変化が所定量以上発生したとき補償制御を終了することを特徴とするパワーステアリング装置。
9. 請求項３ないし請求項８のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
   前記補償制御手段は、前記補償制御開始直後の車両挙動変化に基づいて、前記補償制御量を設定することを特徴とするパワーステアリング装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記補償制御手段は、操舵トルクが大きいほど前記補償制御量を増加させることを特徴とするパワーステアリング装置。
11. 請求項３ないし請求項９のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記補償制御手段は、車両挙動変化が大きいほど前記補償制御量を増加させることを特徴とするパワーステアリング装置。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記補償制御手段は、時間の経過に応じて前記補償制御量を低減させることを特徴とするパワーステアリング装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記補償制御手段は、検出された車速が高いほど前記補償制御量を増加させることを特徴とするパワーステアリング装置。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記補償制御量の上限値を制限するリミッタを設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、
    前記補償制御手段は、操舵トルクが操舵アシスト力に対する操舵トルク検出手段の不感帯内にあるときでも、前記補償制御量をゼロとしないことを特徴とするパワーステアリング装置。

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