JP2007186169A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両挙動に対応した操舵補助を適切に行うことにより操舵フィーリングを改善する。
【解決手段】アシスト特性記憶部２２に基本アシスト特性が記憶されている。シフト量演算部２４は、ヨーレート、車速および操舵トルクに基づいて、基本アシスト特性をシフトして仮想的な修正アシスト特性を得るときのシフト量を可変設定する。アシストトルク目標値設定部２１は、操舵トルクおよびシフト量に基づいてアシスト特性記憶部２２を検索することにより、修正アシスト特性に従うアシストトルク目標値を設定する。このアシストトルク目標値に従って電動モータＭが駆動制御される。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータが発生する駆動力を、ステアリング機構に操舵補助力として伝達する構成の電動パワーステアリング装置に関する。

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、電動モータからステアリング機構に与えられるアシストトルク目標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アシストトルク目標値が読み出され、この読み出されたアシストトルク目標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。

アシスト特性は、図７に示すように、操舵トルクが大きいほどアシストトルク目標値が大きくなるように定められている。操舵トルクは、たとえば、右操舵方向に対して正の値が割り当てられ、左操舵方向に対して負の値が割り当てられている。アシスト特性は、操舵トルクの正の値に対して正の値のアシストトルク目標値を対応させ、操舵トルクの負の値に対して負の値のアシストトルク目標値を対応させるように定められている。

アシストトルク目標値が正の値のとき、ステアリング機構には、舵取り車輪を右方向に転舵させようとする操舵補助力が作用する。これに対して、アシストトルク目標値が負の値のとき、ステアリング機構には、舵取り車輪を左方向に転舵させようとする操舵補助力が作用する。操舵トルクが零の近傍の不感帯内の値をとるとき、アシストトルク目標値は零とされる。

このようなアシスト特性を適用した電動パワーステアリング装置においては、舵角中点に向かってステアリングホイールを回転させる戻し操舵を行うときに、運転者が意図するよりも強く舵角中点へと戻される操舵感（いわゆるばね感）が生じるという問題がある。すなわち、戻し操舵を行うときに、操舵トルクが小さくなるため、それに応じてアシスト力が小さくなり、車輪からの逆入力によって、舵取り車輪が舵角中点へと強く戻されることになるのである。

この問題は、操舵トルクに対して、より大きなアシストトルク目標値が設定されるように、アシスト特性曲線の傾斜を大きくすることによって、解決することができる。しかし、この場合には、切り込み操舵時の手応え感が損なわれるという問題がある。
そこで、特許文献１の先行技術では、基本アシスト特性を操舵速度に基づいて修正し、それによって得られる修正アシスト特性に従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提案されている。この先行技術では、往き操舵時には基本アシスト特性に従って操舵補助する一方で、保舵時および戻し操舵時において、基本アシスト特性を操舵速度に応じて操舵トルク座標軸方向にシフトすることによって修正アシスト特性を得るようになっている。これにより、往き操舵時と保舵時および戻し操舵時とで異なるアシスト特性を設定することができるようになり、往き操舵時においては充分な手応え感を得ることができるとともに、保舵時および戻し操舵時においては、充分な操舵補助力がステアリング機構に伝達されることにより、運転者が意図するよりも中立位置へと強く戻されるような不所望な操舵感（ばね感）を解消することができる。
特開２００４−２５６０６８号公報

ところが、路面からの逆入力（反力）は、車両の挙動によって決まる値であるのに対し、操舵速度は車両の挙動に関連する量であるものの、車両の挙動を直接的に表す量ではない。そのため、操舵速度に基づいてシフト量を設定する前述の先行技術では、状況によっては操舵違和感が生じる場合がある。
操舵速度に対して、車両の挙動を表すヨーレートは応答が遅れる。特許文献１の先行技術では、操舵速度に応じてシフト量が定められるので、車両の挙動に正確に対応できない。つまり、ドライバが、操舵中にハンドル操作を止めた直後（操舵速度が零になった直後）では、車両のヨーモーメントの変化が遅れ、ハンドルが重くなるのが通常であるが、上記先行技術ではアシスト量が増大するので、操舵速度が零になった直後、切り込み時の手応えが損なわれたように感じることがあった。

そこで、この発明の目的は、操舵フィーリングをさらに改善することが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。

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）の駆動力をステアリング機構（３）に伝達し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る操作量に対するモータ駆動目標値の基本特性である基本アシスト特性を設定する基本アシスト特性設定手段（２２）と、この基本アシスト特性設定手段によって設定された基本アシスト特性を操作量の座標軸方向にシフトさせて得られる修正アシスト特性に従って、上記操作量検出手段によって検出される操作量に対応するモータ駆動目標値を設定するモータ駆動目標値設定手段（２１）と、前記車両のヨーレートを検出または推定するヨーレート検出手段（７）と、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を、前記ヨーレート検出手段によって検出または推定されるヨーレートに応じて設定するシフト量設定手段（２４）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。

この発明によれば、基本アシスト特性設定手段によって設定される基本アシスト特性を修正することによって得られる修正アシスト特性が、操作量検出手段によって検出される操作量に適用される。すなわち、修正アシスト特性に従ってモータ駆動目標値が設定される。
基本アシスト特性に対する修正アシスト特性のシフト量は、ヨーレート検出手段によって検出または推定されるヨーレートに応じて設定される。ヨーレートは、車両の旋回挙動を直接的に表す量であり、旋回時に車両に生じる横加速度、ひいては、運転者の操舵力に直接的に関係している。したがって、ヨーレートに応じてシフト量を設定する本発明の構成によって、車両の旋回挙動に応じた適切なシフト量を設定することが可能となり、過不足のない操舵補助を行える結果、操舵違和感を抑制して、操舵フィーリングを改善することができる。

請求項２記載の発明は、前記シフト量設定手段は、上記操作部材を舵角中点から離れる方向に操作する切り込み操舵がされたときには、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を零に定め、上記操作部材を舵角中点に向かって操作する戻し操舵がされたときには、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を、上記操作量検出手段によって検出される操作量に対するモータ駆動目標値の絶対値が増加した修正アシスト特性が得られる値に設定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。

基本アシスト特性の修正は、この基本アシスト特性を操作量の座標軸方向にシフトすることによって行われるが、切り込み操舵時（舵角中点から離れる方向への操舵時。一般には、ヨーレートの方向と操舵トルクの方向とが一致するとき。）には、シフト量が零とされ、戻し操舵時（舵角中点へと向かう方向への操舵時。一般には、ヨーレートの方向と操舵トルクの方向とが不一致のとき。）において、モータ駆動目標値の絶対値が基本アシスト特性のときよりも増大するような修正アシスト特性が得られるようにシフト量が定められる。

たとえば、操作量検出手段の一例である操舵トルク検出手段（５）によって検出される操舵トルクが、右操舵方向に対して正の値をとり、左操舵方向に対して負の値をとり、基本アシスト特性において、操舵トルクの正の値に対してモータ駆動目標値の正の値が割り当てられ、負の値の操舵トルクに対しては負の値のモータ駆動目標値が設定されているものとする。また、ヨーレートは、車両の右旋回方向に対して正の値をとり、車両の左旋回方向に対して負の値をとるものとする。

この場合に、たとえば、操舵トルクが零以上である場合に、ヨーレートが第１の所定値以上の正の値をとるとき（切り込み操舵時）には、シフト量を零とし、ヨーレートが当該第１の所定値未満の値をとるときには、ヨーレートに応じたシフト量を定めればよい。このとき基本アシスト特性は、操舵トルク座標軸の正方向へはシフトさせず、専ら操舵トルク座標軸の負方向へとシフトさせればよい。すなわち、シフト量は、ヨーレートが第１の所定値をとるときの値を零と定め、第１の所定値未満のヨーレートに対しては、負の下限値まで、ヨーレートの減少に伴って単調に（たとえばステップ状またはリニアに）減少するように定められてもよい。これにより、基本アシスト特性において正の操舵トルクの範囲の部分が原点に向けてシフトされるから、操舵補助力が増大し、戻し操舵時におけるばね感を改善できる。なお、上記第１の所定値は、零以上の値に定めればよいが、正の値とすれば、ヨーレートがほぼ零となる保舵状態のときに操舵補助力を増加させることができるから、保舵状態のときの運転者の操舵負担を軽減できる。また、ヨーレートが負の値をとる戻し操舵状態においては、シフト量は、ヨーレートに応じて可変設定してもよいし、ヨーレートによらずに負の下限値に固定してもよい。

一方、操舵トルクが負の値である場合に、ヨーレートが第２の所定値以下の負の値をとるときには、シフト量を零とし、ヨーレートが当該第２の所定値を超える値をとるときには、ヨーレートに応じたシフト量を定めればよい。このとき、基本アシスト特性は、操舵トルク座標軸の負方向へはシフトさせず、専ら操舵トルク座標軸方向の正方向へとシフトさせればよい。すなわち、シフト量は、ヨーレートが第２の所定値をとるときの値を零と定め、第２の所定値を超えるヨーレートに対しては、正の上限値まで、ヨーレートの増加に伴って単調に（たとえばステップ状またはリニアに）増加するように定められてもよい。これにより、基本アシスト特性において負の操舵トルク範囲の部分が原点に向けてシフトされるから、操舵補助力が増大し、戻し操舵時におけるばね感を改善できる。なお、上記第２の所定値は、零以下の値に定めればよいが、負の値とすれば、ヨーレートがほぼ零となる保舵状態のときに操舵補助力を増加させることができるから、保舵状態のときの運転者の操舵負担を軽減できる。また、ヨーレートが正の値をとる戻し操舵状態においては、シフト量は、ヨーレートに応じて可変設定してもよいし、ヨーレートによらずに正の上限値に固定してもよい。

このようにして得られる修正アシスト特性に従ってモータ駆動目標値を設定することにより、切り込み操舵時と戻し操舵時とで異なるアシスト特性を設定することができるようになる。これにより、切り込み操舵時においては充分な手応え感を得ることができるとともに、戻し操舵時においては、充分な操舵補助力がステアリング機構に伝達されることにより、運転者が意図するよりも中立位置へと強く戻されるような不所望な操舵感（ばね感）を解消することができる。

上記電動パワーステアリング装置は、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の走行速度を検出する車速検出手段（６）と、この車速検出手段によって検出される車速に応じて、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を可変設定する車速適応シフト量設定手段（２４，Ｓ５，Ｓ７）とをさらに含んでいてもよい。
この構成によれば、基本アシスト特性のシフト量を、車速に応じて可変設定できるから、たとえば、停車時や低速走行時でのステアリング操作のように、アシスト特性の修正がさほど必要でない場合にも対応できる。

また、上記電動パワーステアリング装置は、操作部材に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（上記操作量検出手段と兼用のものでもよい）と、この操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクに応じて、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を可変設定する操舵トルク適応シフト量設定手段（２４，Ｓ６，Ｓ７）とをさらに含んでいてもよい。

この構成により、たとえば、操舵トルクが零の近傍の小さな値をとるときには、シフト量を抑えるかまたは零とすることができ、これにより、アシスト特性の修正が不必要な微小操舵トルク範囲におけるアシスト特性の修正を制限できる。

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。

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。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の出力信号と、当該車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ７の出力信号とが入力されている。
コントローラ１０は、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴｈ、車速センサ６によって検出される車速Ｖ、およびヨーレートセンサ７によって検出されるヨーレートγに応じて、電動モータＭからステアリング機構３に与えるべきアシストトルク目標値を定め、操舵トルク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。

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。
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アシストトルク目標値設定部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アシストトルク目標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、アシストトルク目標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。

マイクロコンピュータ２０は、基本アシスト特性を操舵トルク軸方向にシフトさせて仮想的な修正アシスト特性を得るときのシフト量を演算するシフト量演算部２４を備えている。シフト量演算部２４は、ヨーレートセンサ７によって検出されるヨーレートγと、車速センサ６によって検出される車速Ｖと、トルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴｈとに基づいて、基本アシスト特性を操舵トルク座標軸方向にシフトした仮想的な修正アシスト特性を得るためのシフト量を演算する。

アシストトルク目標値設定部２１は、トルクセンサ５が検出する操舵トルクＴｈ、車速センサ６が検出する車速Ｖ、およびシフト量演算部２４によって演算されるシフト量ΔＴｈ（その符号によりシフト方向を表し、その絶対値によりシフト長を表す量）に基づいて、アシスト特性記憶部２２から、修正アシスト特性に対応したアシストトルク目標値Ｔａを読み出す。この読み出されたアシストトルク目標値Ｔａに基づいて、モータドライバ３０が、電動モータＭに対して、必要充分な駆動電流を供給する。

図２は、アシスト特性記憶部２２に記憶された基本アシストマップに対応した基本アシスト特性と、これを操舵トルク軸方向にシフトして得られる修正アシスト特性とを説明するための図である。
トルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴｈは、ステアリングホイール１に右方向操舵のためのトルクが加えられているときには正の値をとり、ステアリングホイール１に左方向操舵のためのトルクが加えられているときには負の値をとる。基本アシスト特性は、図２において、曲線Ｌ０で示されている。この基本アシスト特性は、操舵トルクＴｈの正の値に対してアシストトルク目標値Ｔａの正の値を対応付け、操舵トルクＴｈの負の値に対してアシストトルク目標値Ｔａの負の値を対応付けるように定められている。上述のとおり、アシスト特性記憶部２２には、複数の車速域に対応した複数の基本アシストマップが記憶されているが、説明を簡単にするために、図２においては、或る車速域において適用される１つの基本アシスト特性が示されている。

曲線Ｌ０に示された基本アシスト特性において、操舵トルクＴｈ＝０の近傍においては、操舵トルクＴｈの値によらずにアシストトルク目標値Ｔａ＝０とされる。このような操舵トルク範囲が不感帯ＮＳである。
この実施形態では、ヨーレートγ、車速Ｖおよび操舵トルクＴｈに基づいてシフト量演算部２４によって演算されるシフト量ΔＴｈだけ、基本アシスト特性を操舵トルクＴｈの座標軸方向（正方向または負方向）にシフトさせた仮想的な修正アシスト特性（たとえば、曲線Ｌ１１，Ｌ１２で示す特性）に基づいて、アシストトルク目標値Ｔａが設定されることになる。

ただし、以下に説明するように、操舵トルクＴｈが零以上の状況では、基本アシスト特性は操舵トルクＴｈの座標軸の負方向にのみシフトされ（曲線Ｌ１１参照）、操舵トルクＴｈが負の値をとる状況では、基本アシスト特性は操舵トルクＴｈの座標軸の正方向にのみシフトされる（曲線Ｌ１２参照）。
図３は、シフト量演算部２４の働きを説明するための図であり、ヨーレートγに対する基本シフト量ΔＴｈ_Bの関係が示されている。ヨーレートγは、この実施形態では、車両の右旋回方向のヨーレートγに対しては正の値をとり、車両の左旋回方向のヨーレートγに対しては負の値をとる。シフト量演算部２４は、図３に従って定められる基本シフト量ΔＴｈ_Bに後述の車速ゲインＧ_VおよびトルクゲインＧ_Tを乗じることによって、シフト量ΔＴｈ（＝Ｇ_V×Ｇ_T×ΔＴｈ_B）を求める。

シフト量演算部２４は、たとえば図３(a)(b)に示された特性の曲線（この例では折れ線）に対応したテーブルを記憶したメモリを有している。シフト量演算部２４は、操舵トルクＴｈがＴｈ≧０のときには、図３(a)に示す特性のテーブルに従って基本シフト量ΔＴｈ_Bを定め、操舵トルクＴｈがＴｈ＜０のときには、図３(b)に示す特性のテーブルに従って基本シフト量ΔＴｈ_Bを定める。

Ｔｈ≧０のときに適用される図３(a)の特性のテーブルでは、ヨーレートγが第１の所定値γ１（＞０）以下の範囲において、零または負の基本シフト量ΔＴｈ_Bが設定される。より具体的には、ヨーレートγが第１の所定値γ１以下の範囲では、ヨーレートγの減少に伴って、下限値β（ただし、β＜０）を下限として単調に（図３(a)の例ではリニアに）減少するように基本シフト量ΔＴｈ_Bが設定される。これに対して、ヨーレートγが第１の所定値γ１を超える範囲では、ヨーレートγによらずに、基本シフト量ΔＴｈ_B＝０とされる。

一方、Ｔｈ＜０のときに適用される図３(b)の特性のテーブルでは、ヨーレートγが第２の所定値γ２（ただし、γ２＜０。たとえば、｜γ２｜＝γ１。）以上の範囲において、零または正の基本シフト量ΔＴｈ_Bが設定される。より具体的には、ヨーレートγが第２の所定値γ２以上の範囲では、ヨーレートγの増加に伴って、上限値α（ただし、α＞０。たとえば、α＝｜β｜。）を上限として単調に（図３(b)の例ではリニアに）増加するように基本シフト量ΔＴｈ_Bが設定される。これに対して、ヨーレートγが第２の所定値γ２未満の範囲では、ヨーレートγによらずに、基本シフト量ΔＴｈ_B＝０とされる。

よって、操舵トルクＴｈの方向とヨーレートγの方向（車両の旋回方向）とが一致する切り込み操舵時（舵角中点から離れる方向への操舵時）には、基本シフト量ΔＴｈ_Bが零となる。その一方で、操舵トルクＴｈの方向とヨーレートγの方向とが不一致となる戻し操舵時（舵角中点へ向かう方向への操舵時）には、基本シフト量ΔＴｈ_Bは、基本アシスト特性を、操舵トルク座標軸に沿って、原点に近づく方向へとシフトするような値に定められる。さらに、ヨーレートγが零の近傍の値（γ２＜γ＜γ１）をとるとき（保舵時）には、基本アシスト特性が、操舵トルク座標軸に沿って、原点に近づく方向へとシフトされるように基本シフト量ΔＴｈ_Bが定められる。

このようにして、切り込み操舵時には、十分な手応え感を運転者に与えることができる。一方、戻し操舵時および保舵時には、基本アシスト特性を原点方向へシフトすることによって、戻し操舵時におけるばね感を解消でき、かつ、保舵時における操舵負担を軽減して、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
そして、ヨーレートγに応じてシフト量を定めるようにしていることにより、車両の挙動に対応した適切な操舵補助が可能となる。これにより、バネ感のもととなる車両の反力を適切なタイミングで抑制することが可能となり、操舵フィーリングを大幅に改善することができる。

図４は、車速Ｖに対応したシフト量ΔＴｈの可変設定について説明するための図であり、図５は、操舵トルクＴｈに対応したシフト量ΔＴｈの可変設定について説明するための図である。シフト量演算部２４は、図３に示された特性に従って基本シフト量ΔＴｈ_Bを求め、さらに図４に示された特性に従って定められる車速ゲインＧ_Vと、図５に示された特性に従って定められるトルクゲインＧ_Tとを基本シフト量ΔＴｈ_Bに乗じることによって、シフト量ΔＴｈ（＝ΔＴｈ_B×Ｇ_V×Ｇ_T）を求める。このシフト量ΔＴｈを用いて、アシストトルク目標値設定部２１は、アシスト特性記憶部２２に記憶された基本アシストマップを検索することによって、ヨーレートγ、車速Ｖおよび操舵トルクＴｈに応じて仮想的に定められる修正アシスト特性に従うアシストトルク目標値Ｔａを読み出すことになる。

車速ゲインＧ_Vは、車速Ｖが零から所定速度までの範囲内において、車速Ｖの増加に伴って所定の上限値（図４の例では「１」）を上限として単調に（この例ではリニアに）増加するように定められている。
これによって、停車時や低速走行時でのステアリング操作のように、アシスト特性の修正がさほど必要でない場合にも対応できる。

一方、トルクゲインＧ_Tは、操舵トルクＴｈ＝０の近傍の領域を不感帯とし、この不感帯外において、操舵トルクＴｈの絶対値の増加に伴って、所定の上限値（この例では「１」）を上限として、単調に（この例ではリニアに）増加するように設定される。これにより、操舵トルクＴｈ＝０の近傍のアシスト特性の修正が不必要な範囲におけるアシスト特性の修正が制限される。

上記のようにして定められるシフト量ΔＴｈに基づき、アシストトルク目標値Ｔａは、基本アシスト特性を操舵トルク座標軸に沿ってシフト量ΔＴｈだけシフトさせた仮想的な修正アシスト特性に従って定められることになる。
具体的には、基本アシスト特性を関数ｆを用いてＴａ＝ｆ（Ｔｈ）と表わすとすると、トルクセンサ５が検出する操舵トルクＴｈからシフト量ΔＴｈを引いた値をアシストマップ検索用の操舵トルク値Ｔｈ^*として用い（すなわち、Ｔｈ^*＝Ｔｈ−ΔＴｈ）、この検索用操舵トルク値Ｔｈ^*を用いてアシスト特性記憶部２２に記憶された基本アシストマップを検索すればよい。これによって、仮想的な修正アシスト特性に従って、アシストトルク目標値Ｔａ（＝ｆ（Ｔｈ^*））を定めることができる。

図６は、マイクロコンピュータ２０によって繰り返し実行される処理を説明するためのフローチャートである。マイクロコンピュータ２０は、車速センサ６によって検出される車速Ｖおよびトルクセンサ５によって検出される操舵トルクＴｈを読み込む（ステップＳ１，Ｓ２）。さらに、ヨーレートセンサ７の出力信号が読み込まれて、ヨーレートγが求められる（ステップＳ３）。この求められたヨーレートγに基づき、シフト量演算部２４は、そのヨーレートγに対応する基本シフト量ΔＴｈ_Bを読み出すことになる（ステップＳ４）。さらに、シフト量演算部２４は、車速センサ６が検出する車速Ｖに基づいて、車速ゲインＧ_Vを求める（ステップＳ５）。また、シフト量演算部２４は、トルクセンサ５によって検出された操舵トルクＴｈに基づいてトルクゲインＧ_Tを求める（ステップＳ６）。そして、この求められた車速ゲインＧ_VおよびトルクゲインＧ_Tを基本シフト量ΔＴｈ_Bに乗じることによって、シフト量ΔＴｈが演算される（ステップＳ７）。

この求められたシフト量ΔＴｈがアシストトルク目標値設定部２１に与えられる。アシストトルク目標値設定部２１は、Ｔｈ^*←Ｔｈ−ΔＴｈとして、検索用の操舵トルク値Ｔｈ^*を求め、この検索用操舵トルク値Ｔｈ^*に基づいてアシスト特性記憶部２２に記憶された基本アシストマップを検索する（ステップＳ８）。
このようにして、基本アシスト特性をシフト量ΔＴｈだけ操舵トルク軸方向に沿ってシフトさせて得られる仮想的な修正アシスト特性に従うアシストトルク目標値Ｔａが、アシスト特性記憶部２２から読み出されることになる。この読み出されたアシスト特性目標値Ｔａに基づき、モータドライバ３０が制御され、それに応じた駆動力をモータＭが発生して、ステアリング機構３に与えることになる。

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、アシスト特性のシフト量ΔＴｈに対して車速Ｖおよび操舵トルクＴｈが加味されているが、車速Ｖおよび操舵トルクＴｈに依存するシフト量の可変設定は必ずしも必要ではない。すなわち、上述の実施形態における基本シフト量ΔＴｈ_Bをそのままシフト量ΔＴｈとして用いてもよいし、トルクゲインＧ_Tは用いずに車速ゲインＧ_Vのみを基本シフト量ΔＴｈ_Bに乗じてシフト量ΔＴｈを求めたり、車速ゲインＧ_Vを用いずにトルクゲインＧ_Tのみを基本シフト量ΔＴｈ_Bに乗じてシフト量ΔＴｈを求めたりしてもよい。

また、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アシストトルク目標値Ｔａを読み出す構成とされているが、関数演算によって、検索用操舵トルク値Ｔｈ^*に対応したアシストトルク目標値Ｔａを定める構成としてもよい。
シフト量演算部２４についても同様であり、ヨーレートγに対する基本シフト量ΔＴｈ_Bの特性を予めメモリに記憶させておいてもよいし、関数演算によって、ヨーレートγに対する基本シフト量ΔＴｈ_Bを求める構成としてもよい。車速Ｖに対する車速ゲインＧ_Vや操舵トルクＴｈに対するトルクゲインＧ_Tの演算についても同様のことが当てはまる。

また、上記の実施形態では、アシストトルク目標値をモータ駆動目標値とし、操舵トルクに対するアシストトルク目標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、モータ電流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。
さらに、上記の実施形態では、ヨーレートセンサ７によってヨーレートγを検出しているが、ヨーレートセンサを設ける代わりに、舵角センサを設け、この舵角センサによって検出される操舵角と車速とに基づいてヨーレートを推定する構成としてもよい。

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。

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。 基本アシスト特性と、これを操舵トルク軸方向にシフトして得られる修正アシスト特性とを説明するための図である。 ヨーレートに対する基本シフト量の関係を示す図である。 車速に対するシフト量の可変設定について説明するための図である。 操舵トルクに対するシフト量の可変設定について説明するための図である。 マイクロコンピュータによる電動モータの駆動制御に関連する処理を説明するためのフローチャートである。 アシスト特性の一例を示す図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール、５…トルクセンサ、１０…コントローラ、２０…マイクロコンピュータ

Claims (2)

1. 電動モータの駆動力を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る操作量に対するモータ駆動目標値の基本特性である基本アシスト特性を設定する基本アシスト特性設定手段と、
   この基本アシスト特性設定手段によって設定された基本アシスト特性を操作量の座標軸方向にシフトさせて得られる修正アシスト特性に従って、上記操作量検出手段によって検出される操作量に対応するモータ駆動目標値を設定するモータ駆動目標値設定手段と、
   前記車両のヨーレートを検出または推定するヨーレート検出手段と、
   上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を、前記ヨーレート検出手段によって検出または推定されるヨーレートに応じて設定するシフト量設定手段と
   を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記シフト量設定手段は、上記操作部材を舵角中点から離れる方向に操作する切り込み操舵がされたときには、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を零に定め、上記操作部材を舵角中点に向かって操作する戻し操舵がされたときには、上記基本アシスト特性に対する上記修正アシスト特性のシフト量を、上記操作量検出手段によって検出される操作量に対するモータ駆動目標値の絶対値が増加した修正アシスト特性が得られる値に設定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。

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