JP2007314064A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別途舵角センサ等を追加することなく、端当て時の衝撃を緩和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。
【解決手段】ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記操舵トルク検出部３で検出した操舵トルクの時間変化率を算出するトルク変化率演算部４１を有し、前記モータ制御部は、少なくとも前記トルク変化率演算部で算出した操舵トルク変化率に基づいて前記電動モータで発生させる操舵補助トルクを制限して操舵限界位置での衝撃を抑制するトルク制限部２３を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、ステアリング機構に操舵補助力を与える電動モータと、前記電流指令値に基づいて電動モータを制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータ駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が普及している。
一般に、ステアリング機構では、ステアリングホイールを中立位置から左及び右の何れの操舵方向に操舵を続けると、ステアリングホイールの操作量がその最大値に相当する最大舵角に達すると、ステアリング機構がメカニカルストッパに当接してそれ以上の操舵を禁止する操舵限界位置となる。このような操舵限界位置となって、メカニカルストッパに当接する状態となることを所謂端当てと称している。

そして、ステアリングホイールが素早く操作される場合即ち操舵速度が大きい場合には、電動パワーステアリング装置で発生する操舵補助力も大きくなり、端当ての際に生じる衝撃力が大きなものとなり、その結果、ステアリング機構の耐久性が低下したり、操舵操作において運転者が不快感を覚えたりすることがある。
このため、従来、端当て時の衝撃を緩和するように構成された電動パワーステアリング装置として、舵角が最大舵角近傍の所定舵角を超えると電動機の操舵補助トルクを低減補正するアンローダ補正部を有し、このアンローダ補正部は、操舵速度が速いほど前記補助操舵トルクの低減補正量を増大修正することを特徴とする電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、操舵輪が所定の最大舵角に接近して減衰開始舵角を超えたことが検出された場合に、電動モータの駆動力を減衰させる減衰手段と、操舵輪の負荷及び操舵輪の操舵速度に応じて前記減衰開始舵角を設定する減衰開始舵角設定手段とを備えた電気式パワーステアリング装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２５３３５６号公報（第１頁、図２、図７） 特開２００１−３０９３３号公報（第１頁、図２、図３）

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、最大舵角近傍において操舵補助トルクの低減補正量を増大修正するようにしているので、舵角を検出するセンサが必要となると共に、操舵速度が速い場合には、電動機の慣性により、必ずしも端当て時の衝撃を十分に緩和することができないという未解決の課題がある。
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、操舵輪の負荷及び操舵輪の操舵速度に応じて減衰開始舵角を設定するので、操舵速度が高速である場合には、最大舵角と減衰開始舵角との差を大きくする（電動モータの駆動力を減衰させる時点を早める）ことで、モータ慣性によって端当て時に大きな衝撃が発生することを防止することが可能となるものであるが、操舵輪の操舵速度を検出するセンサが必要になると共に、ステアリングホイールを最大舵角近傍から中立位置へ向かって切り戻す場合には、電動モータの駆動力の減衰により、操舵補助力が不十分となって操舵フィーリングが悪化するという未解決の課題がある。

これらの未解決の課題を解決するために、機械的に端当ての衝撃を低減することが考えられる。この場合には、ステアリング装置を構成するステアリングコラムに設けた電動モータによって操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置の場合、トルクセンサの入力軸と出力軸の相対回転を規制するストッパは車室内に配置される。したがって、例えば据え切り時等で、ステアリングホイールを最大に切ったときに、ストッパに衝接したときの叩音が運転者に対し耳障りな音として伝わることになる。そこで、トルクセンサの入力軸と出力軸との間のストッパ部分にゴム等の緩衝材を介在させることも考えられるが、スペースが狭く、実際上、レイアウトが困難である。また、仮に緩衝材を配置するにしても、衝撃吸収量の小さな緩衝材しか配置できず、耐久性が悪くなると共に、緩衝材等の部品の追加によりコストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、別途舵角センサ等を追加することなく、端当て時の衝撃を緩和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を目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ制御部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクの変化率を算出するトルク変化率演算部と、該トルク変化率演算部で算出した操舵トルク変化率に基づいて前記電動モータで発生させる操舵補助トルクを制限して操舵限界位置での衝撃を抑制するトルク制限部を有することを特徴としている。

また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記トルク制限部は、トルク変化率が第１の所定値以上であるときに、操舵補助トルクを制限する第１のトルク制限値を小さい値に設定する第１の制限トルク設定部と、操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であるときに、操舵補助トルクを制限する第２のトルク制限値を小さい値に設定する第２の制限トルク設定部とを有することを特徴としている。

さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２に係る発明において、前記第１の制限トルク設定部及び第２の制限トルク設定部は、操舵トルクの絶対値が所定値以上となったときに、操舵トルクの絶対値の増加に応じてトルク制限値を徐々に小さくするように設定されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記トルク制限部は、トルク変化率の方向と操舵トルクの方向とが一致する場合に、前記操舵補助トルクを制限するように構成されていることを特徴としている。

なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記トルク制限部は、トルク変化率が第１の所定値以上であるときに第１のトルク制限ゲインを定常ゲインより小さい値に減少させる第１のゲイン設定部と、操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であるときに第２のトルク制限ゲインを定常ゲインより小さい値に減少させる第２のゲイン設定部と、前記第１のトルク制限ゲイン及び前記第２のトルク制限ゲインを乗算してトルク制限ゲインを算出するゲイン乗算部と、該ゲイン乗算部で乗算されたトルク制限ゲインと定常ゲインとが入力され、トルク変化率が第１の所定値以上及び操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上で、且つトルク変化率の符号と操舵トルクの符号とが一致しているときに、トルク制限ゲインを選択し、不一致であるときに非制限ゲインを選択するゲイン選択部と、該ゲイン選択部で選択されたゲインを前記電流指令値演算部で算出された電流指令値及びその補正値の何れか一方に乗算するゲイン乗算部とで構成されていることを特徴としている。

また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記トルク制限部は、車速を検出する車速検出部を有し、該車速検出部で検出した車速が所定値以下であるときに操舵補助トルクを制限するように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、操舵トルク検出部で検出した操舵トルクの時間変化率に基づいて電動モータで発生する操舵補助トルクのトルク制限を行うようにしており、操舵トルク検出部はトーションバーの捩れ角を検出して、操舵トルクを検出するので、このトーションバーの捩れ角速度は操舵トルクの時間変化率に比例することになるため、この操舵トルクの時間変化率に基づいて操舵補助トルクのトルク制限を行うことにより、別途センサを設けることなく、端当り時にトルクセンサストッパに当接する際の衝撃を正確に抑制することができるという効果が得られる。
なお、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の車速が所定値以上であるときには、操舵補助トルクの制限を解除するようにすると、走行音によってストッパ叩音がかき消されて運転者に違和感を与えることがないと共に、緊急回避操舵時の操舵補助トルクを確保することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に一実施形態を示す概略構成図であって、図中、ＳＭはステアリング機構であって、このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルク検出部としての操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。

そして、操舵トルクセンサ３から出力される操舵トルク検出値Ｔは、コントローラ１４に入力される。このコントローラ１４には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１５で検出した車速検出値Ｖ、電動モータ１２に流れるモータ電流検出値Ｉ_MD及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ１６で検出した電動モータ１２の回転角θも入力され、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を算出し、算出した操舵補助指令値Ｉ_M ^*とモータ電流検出値Ｉ_MDとにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御処理すると共に、回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいて各種補償処理を行って、電動モータ１２を駆動制御するモータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを出力する。

このコントローラ１４は、図２に示すように、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を演算するトルク指令値演算部２１と、このトルク指令値演算部２１で算出した操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を補償する指令値補償部２２と、この指令値補償部２２で補償されたトルク指令値を制限することにより操舵補助トルクを制限するトルク制限部としての指令値制限部２３と、この指令値制限部２３で制限された電流指令値に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出するｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４と、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４から出力される指令電流に基づいてモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを生成するモータ電流制御部２５とで構成されている。

操舵補助トルク指令値演算部２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖをもとに図３に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図３に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*をとると共に、車速Ｖをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが“０”からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*が“０”を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助指令値Ｉ_M ^*が操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。

指令値補償部２２は、回転角センサ１６で検出されるモータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する角加速度演算部３２と、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部３３と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部３４と、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定するＳＡＴ推定フィードバック部３５とを少なくとも有する。

ここで、収斂性補償部３３は、車速センサ１５で検出した車速Ｖ及び角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωに車速Ｖに応じて変更される収斂性制御ゲインＫｖを乗じて収斂性制御値Ｉｃを算出する。

また、ＳＡＴ推定フィードバック部３５は、操舵トルクＴ、角速度ω、角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉ_M ^*が入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。このセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図４に示して説明する。ドライバがステアリングホイール１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ１２がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪Ｗが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。また、その際、電動モータ１２の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
J・α+ Fr・sign(ω) + SAT = Tm + Ts …（１）

ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + Ts(s) − J・ω′(s) + Fr・sign(ω(s)) …（２）
上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、回転角加速度α、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりセルフアライニングトルクＳＡＴを推定することができる。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助電流指令値Ｉ_M ^*に比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値Ｉ_M ^*を適用する。

そして、慣性補償部３４で算出された慣性補償値Ｉｉ及びＳＡＴ推定フィードバック部３５で算出されたセルフアライニングトルクＳＡＴが加算器３６で加算され、この加算器３６の加算出力と収斂性補償部３３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器３７で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、この指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*に加算器３８で加算される。

また、指令値制限部２３は、図５に示すように、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが入力され、この操舵トルクＴを微分してトルク変化率Ｔｖを算出するトルク変化率演算部４１を有する。このトルク変化率演算部４１で算出したトルク変化率Ｔｖが第１のトルク制限ゲインＧｔ１を算出する第１の制限トルク設定部としての第１の制限ゲイン設定部４２に入力される。この第１の制限ゲイン設定部４２は、図５のブロック中に示すように、トルク変化率Ｔｖが比較的大きな値の第１の所定値ＴＨ１以下であるときに第１のトルク制限ゲインＧｔ１が“１”に設定され、トルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超えて増加すると、その増加に応じて第１のトルク制限ゲインＧｔ１が徐々に減少してトルク変化率Ｔｖが最大値Ｔｖ_MAXに達したときに、第１のトルク制限ゲインＧｔ１が“０”となるように設定された関数発生器で構成されている。

一方、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴが、絶対値演算部４３に入力されて絶対値｜Ｔ｜が算出され、算出される操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が、これに基づいて第２のトルク制限ゲインＧｔ２を算出する第２の制限トルク設定部としての第２の制限ゲイン設定部４４に入力される。この第２の制限ゲイン設定部４４も、図５のブロック中に示すように、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が比較的大きな値の第２の所定値ＴＨ２以下であるときに第１のトルク制限ゲインＧｔ２が“１”に設定され、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２を超えると、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜の増加に応じて第２のトルク制限ゲインＧｔ２が徐々に減少して操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が最大値Ｔ_MAXに達したときに、第２のトルク制限ゲインＧｔ２が“０”となるように設定された関数発生器で構成されている。

そして、両制限ゲイン設定部４２及び４４で算出したトルク制限ゲインＧｔ１及びＧｔ２が、これらを乗算するゲイン乗算部４５で乗算され、このゲイン乗算部４５で乗算されたトルク制限ゲインＧｔ３と、ゲインが“１”に設定されたゲイン設定器４６から出力される非制限ゲインＧｔ４とが、これらを入力される選択信号ＳＬが“１”であるときにトルク制限ゲインＧｔ３を、“０”であるときに非制限ゲインＧｔ４を選択するゲイン選択部４７に入力される。

このゲイン選択部４７に入力される選択信号ＳＬは選択信号形成部４８で形成される。この選択信号形成部４８は、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴと、トルク変化率演算部４１で算出されたトルク変化率Ｔｖと、絶対値演算部４３で算出された操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜とが入力され、これらに基づいてトルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１以上（Ｔｖ＞ＴＨ１）で、且つ操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２以上（Ｔ＞ＴＨ２）で且つトルク変化率Ｔｖ及び操舵トルクＴの符号が一致するとき即ちＴｖ＊Ｔ＞０であるときに切り増し状態であると判断して論理値“１”の選択信号ＳＬを出力し、それ以外のときに論理値“０”の選択信号ＳＬを出力する。

ゲイン選択部４７で選択された選択ゲインＧｔはゲイン乗算部４９に入力され、このゲイン乗算部４９で、加算器３８から出力されるトルク補償後のトルク指令値Ｉ_M ^*′に、選択ゲインＧｔｓを乗算する。
さらに、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４は、操舵補助電流指令値Ｉ_M ^*とモータ角速度ωとに基づいてｄ軸目標電流Ｉｄ^*を算出するｄ軸目標電流算出部５１と、モータ回転角θ及びモータ角速度ωに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｏｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅ_d(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅ_q(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部５２と、この誘起電圧モデル算出部５２から出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅ_d(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅ_q(θ)とｄ軸目標電流算出部５１から出力されるｄ軸目標電流ｉ_d（θ）とゲイン乗算部４９から出力される電流指令値Ｉ_M ^*″とに基づいてｑ軸目標電流ｉ_q（θ）を算出するｑ軸目標電流算出部５３と、ｄ軸目標電流算出部５１から出力されるｄ軸目標電流ｉ_d（θ）とｑ軸目標電流算出部５３から出力されるｑ軸目標電流ｉ_q（θ）とを３相電流指令値Ｉｕ^*、Ｉｖ^*及びＩｗ^*に変換する２相／３相変換部５４とを備えている。

モータ電流制御部２５は、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４から入力される電流指令値Ｉｕ^*，Ｉｖ^*，Ｉｗ^*からモータ電流検出部６０で検出した電動モータ１２の各相コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに流れるモータ相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを減算して各相電流偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗを求める減算器６１ｕ、６１ｖ及び６１ｗと、求めた各相電流偏差ΔＩｕ、ΔＩｖ、ΔＩｗに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出するＰＩ電流制御部６２と、このＰＩ電流制御部６２から出力される電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが入力されて、これらをパルス幅変調したパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調回路６３と、このパルス幅変調回路６３から出力されるパルス幅変調信号が入力されて３相モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを電動モータ１２に出力するインバータ６４とで構成されている。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両の走行を開始するために、イグニッションスイッチＩＧをオン状態とすることにより、コントローラ１４に電源が投入されて、操舵補助制御処理が実行開始される。
このため、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１５で検出した車速Ｖ、モータ電流検出部６０で検出したモータ電流検出値Ｉ_MD、回転角センサ１６で検出したモータ回転角θがコントローラ１４に供給される。

したがって、操舵補助トルク指令値演算部２１で、操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて図３に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を算出する。
一方、回転角センサ１６で検出したモータ回転角θが角速度演算部３１に入力されてモータ角速度ωが算出され、このモータ角速度ωが角加速度演算部３２に入力されてモータ角加速度αが算出される。

そして、収斂性補償部３３でモータ角速度ωに基づいて収斂性補償値Ｉｃが算出され、慣性補償部３４でモータ角加速度に基づいて慣性補償値Ｉｉが算出され、さらにＳＡＴ推定フィードバック部３５でモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴが算出され、これらが加算器３６及び３７で加算されて指令値補償値Ｉｃｏｍが算出され、これが加算器３８で操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*に加算されて操舵補助トルク指令値補償値Ｉ_M ^*′が算出される。

そして、算出される操舵補助トルク指令値補償値Ｉ_M ^*′にゲイン乗算部４９でゲインＧｔが乗算される。
このとき、車両が停止状態にあって、ステアリングホイール１が操舵されていない状態では、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが“０”であり、車速センサ１５で検出される車速Ｖも“０”であるので、操舵補助トルク指令値演算部２１で算出される操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*も“０”となっている。

一方、指令値制限部２３では、操舵トルクＴが“０”であるので、トルク変化率演算部４１で算出されるトルク変化率Ｔｖも“０”であり、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜も“０”であるので、選択信号形成部４８で論理値“０”の選択信号ＳＬがゲイン選択部４７に出力されることにより、ゲイン選択部４７で定常ゲインである“１”の非制限ゲインＧｔ３が選択ゲインＧｔとしてゲイン乗算部４９に出力される。

このため、ゲイン乗算部４９から入力された操舵補助トルク指令値補償値Ｉ_M ^*′がそのまま指令値Ｉ_M ^*″としてｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４に出力される。
このため、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４でモータ回転角θ及びモータ角速度ωに基づいてｄ−ｑ軸座標系での指令値演算が行われて、ｄ軸目標電流Ｉｄ^*及びｑ軸目標電流Ｉｑ^*が算出され、これらｄ軸目標電流Ｉｄ^*及びｑ軸目標電流Ｉｑ^*が２相／３相変換部５４で夫々“０”の３相電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*に変換されてモータ電流制御部２５に出力される。

このモータ電流制御部２５では、モータ電流検出部６０で検出されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも“０”であることから、減算器６１ｕ〜６ｗから出力される電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗも“０”となり、ＰＩ電流制御部６２から出力される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗも“０”となって、パルス幅変調回路６３から出力されるパルス幅変調信号も“０”となり、インバータ６４から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗも“０”となって、電動モータ１２が停止状態を継続する。

この電動モータ１２の停止状態で、ステアリングホイール１を比較的緩やかに右切り（又は左きり）操舵する所謂据え切りを行うと、操舵トルクセンサ３で操舵方向に応じた操舵トルクＴが検出され、この操舵トルクＴがコントローラ１４に供給されることにより、操舵補助トルク指令値演算部２１で、車速Ｖが“０”であるので、一番内側の特性曲線が選択されて操舵トルクＴの増大に応じて早めに大きな値となる操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*が算出され、この操舵補助指令値Ｉ_M ^*が加算器３８に出力される。
このため、加算器３８によって、指令値補償部２２で算出された指令補償値Ｉｃｏｍが加算されて指令値制限部２３に供給される。

この指令値制限部２３では、ステアリングホイール１が比較的緩やかに操舵されていることにより、トルク変化率演算部４１で算出されるトルク変化率Ｔｖが例えば正（又は負）の比較的小さい値となると共に、絶対値演算部４３で算出される操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜も第１の所定値ＴＨ２には達しない値であるものとすると、選択信号形成部４８で引き続き論理値“０”の選択信号ＳＬをゲイン選択部４７に出力することにより、ゲイン設定部４６で設定された定常ゲインとなる“１”の非制限ゲインＧｔ３が選択されてゲイン乗算部４９に供給されるので、操舵補助トルク指令値演算部２１で演算された比較的大きな操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を補償値Ｉｃｏｍで補償した補償指令値Ｉ_M ^*′がそのまま制限指令値Ｉ_M ^*″としてｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４に供給される。

このため、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４で、補償指令値Ｉ_M ^*″に応じた値のｄ軸目標電流Ｉｄ^*及びｑ軸目標電流Ｉｑ^*が算出され、これらが２相／３相変換部５４で３相の電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*に変換されてモータ電流制御部２５に出力される。
したがって、モータ電流制御部２５では、モータ電流検出部６０で検出されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが“０”であるので、減算器６１ｕ〜６１ｗから出力される電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗは電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*がそのままＰＩ電流制御部６２に供給されることにより、このＰＩ電流制御部６２にＰＩ制御処理が行われて、電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗがパルス幅変調回路６３に出力される。
このため、インバータ６４からモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗが出力されて電動モータ１２が回転駆動されて、操舵トルクＴに応じた操舵補助トルクが発生され、これが減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに伝達されるので、据え切り状態での操舵を軽く行うことができる。

このようにステアリングホイール１を緩やかに操舵している状態で、ステアリングシャフト２が操舵限界位置に達してメカニカルストッパに当接した場合には、ステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に設けたトーションバーが捩じれて、入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するトルクセンサストッパに出力軸２ｂが当接して、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴは最大トルクＴ_MAXに達するが、トルク変化率Ｔｖは第１の所定値ＴＨ１より小さいので、上述したように、指令値制限部２３で算出される制限ゲインＧｔが定常ゲインである“１”の非制限ゲインＧｔ３となって、電動モータ１２で発生する操舵補助トルクを制限しない状態が継続されるが、ステアリングシャフト２の回転が比較的緩やかであるので、このステアリングシャフト２がメカニカルストッパに当接する端当て時に出力軸２ｂがトルクセンサストッパに当接しても大きな衝撃力及び衝撃音を発することはなく、実用上問題はない。

ところが、据え切り状態で、ステアリングホイール１を急操舵した場合には、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが大きな値となると共に、トルク変化率演算部４１で算出されるトルク変化率Ｔｖも大きな値となる。この状態で、ステアリングシャフトがメカニカルストッパに当接する端当て時に、出力軸２ｂがトルクセンサストッパに当接すると、操舵トルクＴが最大トルクまで増加することになる。

このとき、トルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超え、且つ操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２を超え、且つトルク変化率Ｔｖの符号と操舵トルクＴの符号とが一致し、ラックエンドに向かって右方向又は左方向に切り増す状態になると、指令値制限部２３の選択信号形成部４８から論理値“１”の選択信号ＳＬがゲイン選択部４７に出力される。

このため、ゲイン選択部４７で乗算器４５から出力される制限ゲインＧｔ３が選択される。このとき、トルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超えているので、第１の制限ゲイン設定部４２で算出される第１の制限ゲインＧｔ１が“１”より低下し、同時に操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜も第２の所定値ＴＨ２を超えているので、第２の制限ゲイン設定部４４で算出される第２の制限ゲインＧｔ２も“１”より低下する。

そして、これら第１の制限ゲインＧｔ１及び第２の制限ゲインＧｔ２が乗算器４５で乗算されるので、その乗算結果である制限ゲインＧｔ３の減少量が非常に大きくなり、この制限ゲインＧｔ３がゲイン選択部４７で選択されてゲイン乗算部４９に供給されるので、このゲイン乗算部４９に入力された補償指令値Ｉ_M ^*′が大きく制限されて制限指令値Ｉ_M ^*″として出力され、これがｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４に出力される。

このため、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４から出力されるモータ電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*の振幅が小さくなり、これに応じてモータ電流制御部２５のＰＩ電流制御部６２で算出される電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗも小さくなるので、パルス幅変調回路６３から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比が減少する。したがって、インバータ６４から出力されるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗの振幅が小さくなり、電動モータ１２で発生される操舵補助トルクが急激に減少されて、ステアリング機構ＳＭがメカニカルストッパに当接し、ステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿したトーションバーが捩じれて入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するストッパに当接することにより生じる衝撃力を小さくすると共に、叩音の発生を確実に抑制することができる。

また、ユニバーサルジョイント４、ロアシャフト５、ユニバーサルジョイント６、ピニオンシャフト７、ステアリングギヤ８に生じる衝撃力も同様に低減することができる。
このように、操舵トルクＴのトルク変化率Ｔｖを使用してステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するトルクセンサストッパに当接する状態を検出することができる理由は以下の通りである。

すなわち、操舵トルクセンサ３は前述したように入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿されたトーションバーの捩じれ角度を検出することによって操舵トルクＴを検出する。操舵トルクセンサ３のトーションバーが入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するストッパに当接するまで捩じれて叩音が生じる際は、検出されるトルクは最大値である。最大トルクが検出されたとき、それ以上トーションバーが捩じれないように電動モータ１２で発生する操舵補助トルクを低減させればストッパに当接したときの叩音は生じないが、本来の操舵補助機能が損なわれてしまう。

そこで、トーションバーの捩じれ角速度を考慮することにより、捩じれ角速度が小さい場合にはストッパに当接しても叩音は小さいため、操舵補助トルクを低減する必要はない。トーションバーの捩じれ角速度は操舵トルクの変化率に比例するため、操舵トルクのトルク変化率を検出することにより、他のセンサを用いることなくトーションバーの捩じれ角速度を検出することができる。しかも、トルク変化率Ｔｖは操舵トルクＴを微分演算することにより算出するので、位相が進むことから高応答性を持って制限ゲインＧｔを減少させることができ、メカニカルストッパに当接する端当て時に衝撃力や叩音が発生することを効果的に抑制することができる。

その後、車両を発進させると、車速センサ１５で検出される車速Ｖが増加することにより、走行中にステアリングホイール１を操舵したときに、操舵補助トルク指令値演算部２１で算出される操舵補助トルク指令値は図３のマップで車速Ｖが速くなるほど外側の特性曲線が選択されることになるので、操舵トルクＴの増加に対応する操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*の増加量が少なくなることにより、電動モータ１２で発生される操舵補助トルクも据え切り時に比較して小さい値となり、車速Ｖに応じた最適の操舵補助トルクを発生させることができる。

このように、上記実施形態によると、ステアリング機構ＳＭが最大舵角に達してメカニカルストッパに当接する状態となる端当て時にステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿したトーションバーが比較的大きな捩じれ角速度で捩じれて、車室内に配設された入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するトルクセンサストッパに当接する状態となると、操舵トルクＴのトルク変化率Ｔｖが大きくなると共に、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜も最大トルクＴ_MAXに近づくことになるので、トルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超えると“１”より小さい第１の制限ゲインＧｔ１が設定されると共に、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２を超えると“１”より小さい第２の制限ゲインＧｔ２が設定され、これらが乗算されて制限トルクＧｔ３としてゲイン乗算部４９で補償後指令値Ｉ_M ^*′に乗算されるので、制限指令値Ｉ_M ^*″が小さい値となることにより、電動モータ１２で発生される操舵補助トルクが制限されて、トルクセンサストッパに当接する際に生じる衝撃力及び叩音を抑制して、運転者に違和感を与えることを確実に防止することができると共に、操舵フィーリングを向上させることができる。しかも、この効果を別途舵角センサ等のセンサを設けることなく発揮することができる。

なお、上記実施形態においては、指令値制限部２３を加算器３８の出力側に設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、操舵補助トルク指令値演算部２１の出力側に指令値制限部２３を設けるようにしてもよく、この場合には、操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*のみが低減されるので、必要な補償電流はそのまま出力されため、操舵フィーリングを向上させることができる。
また、上記実施形態においては、指令値制限部２３に第１の制限ゲイン設定部４２及び第２の制限ゲイン設定部４４を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２のゲイン設定値部４４を省略して第１の制限ゲイン設定部４２のみを設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、トルクセンサストッパに当接する際に、常時、指令値制限部２３のゲイン選択部４７で制限ゲインＧｔを選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、選択信号形成部４８で、車速センサ１５で検出した車速Ｖを監視し、車速Ｖが比較的速い所定車速Ｖｓ以上となったときに、他の状態にかかわらず選択信号ＳＬを論理値“０”にしてゲイン選択部４７で定常ゲインとなる“１”の非制限ゲインＧｔ４を選択するようにしてもよい。この場合には、車速Ｖがある程度速くなると、走行音によってトルクセンサストッパに当接する際の叩音がかき消されることで運転者に違和感を与えないと共に、走行状態での急操舵による危険回避時に電動モータ１２で発生される操舵補助トルクが制限されることを確実に防止して、本来の操舵補助機能を最大限に発揮することができる。

さらにまた、上記実施形態においては、コントローラ１４をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータを適用して操舵補助トルク指令値演算部２１、指令値補償部２２、指令値制限部２３、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４及びモータ電流制御部２５の減算器６１ｕ〜６１ｗ、ＰＩ電流制御部６２、パルス幅変調回路６３の機能をソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図７に示す操舵補助制御処理及び図８に示すゲイン制限処理を実行するようにすればよい。

ここで、操舵補助制御処理は、図７に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、操舵トルクセンサ３、車速センサ１５、回転角センサ１６、電流検出回路６０等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ２に移行して、操舵トルクＴをもとに図３に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*を算出してからステップＳ３に移行する。

このステップＳ３では、モータ回転角θを微分してモータ角速度ωを算出し、次いでステップＳ４に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出し、次いでステップＳ５に移行して、収斂性補償部３３と同様にモータ角速度ωに車速Ｖに応じて設定された補償係数Ｋｖを乗算して収斂性補償値Ｉｃを算出してからステップＳ６に移行する。

このステップＳ６では、慣性補償部３４と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Ｉｉを算出し、次いでステップＳ７に移行してＳＡＴ推定フィードバック部３５と同様にモータ角速度ω及びモータ角加速度αをもとに前述した（２）式の演算を行ってセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する。
次いで、ステップＳ８に移行して、操舵補助トルク指令値Ｉ_M ^*にステップＳ４〜Ｓ６で算出した収斂性補償値Ｉｃ、慣性補償値Ｉｉ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを加算して操舵補助トルク指令補償値Ｉ_M ^*′を算出し、次いでステップＳ９で算出した操舵補助トルク指令補償値Ｉ_M ^*′に後述する図８の処理で算出する制限ゲインＧｔを乗算して制限指令値Ｉ_M ^*″を算出してからステップＳ１０に移行する。

このステップＳ１０では、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４と同様のｄ−ｑ軸指令値演算処理を実行してｄ軸目標電流Ｉｄ^*及びｑ軸目標電流Ｉｑ^*を算出し、次いでステップＳ１１に移行して２相／３相変換処理を行ってモータ電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*を算出する。
次いで、ステップＳ１２に移行して、モータ電流指令値Ｉｕ^*〜Ｉｗ^*からモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを減算して電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗを算出し、次いでステップＳ１３に移行して、電流偏差ΔＩｕ〜ΔＩｗについてＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗを算出し、次いでステップＳ１４に移行して算出した電圧指令値Ｖｕ〜Ｖｗに基づいてパルス幅変調処理を行ってインバータゲート信号を形成し、次いでステップＳ１５に移行して、形成したインバータゲート信号をインバータ６４に出力してから操舵補助制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。

また、ゲイン制限処理は、図８に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ２１で、操舵トルクＴを読込み、次いでステップＳ２２に移行して、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜を算出し、次いでステップＳ２３に移行して、操舵トルクＴを微分してトルク変化率Ｔｖを算出してからステップＳ２４に移行する。

このステップＳ２４では、トルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超えているか否かを判定し、Ｔｖ≦ＴＨ１であるときにはステップＳ３０に移行して、制限ゲインＧｔを“１”に設定し、これをＲＡＭ等に形成した制限ゲイン記憶領域に記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Ｔｖ＞ＴＨ１であるときにはトーションバーの捩じり角速度が大きいものと判断してステップＳ２５に移行する。

このステップＳ２５では、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２を超えているか否かを判定し、｜Ｔ｜≦ＴＨ２であるときには前記ステップＳ３０に移行し、｜Ｔ｜＞ＴＨ２であるときにはトルクセンサストッパに近づいているものと判断してステップＳ２６に移行する。
このステップＳ２６では、トルク変化率Ｔｖと操舵トルクＴとを乗算した値が正であるか否かを判定することにより、両者の符号が一致するか否かを判定し、両者の符号が一致しない場合に、前述したステップＳ３０に移行し、両者の符号が一致する場合には、トルクストッパに当接するものと判断してステップＳ２７に移行する。

このステップＳ２７では、トルク変化率Ｔｖをもとに、図５における第１の制限ゲイン設定部４２のブロック内に記載されている第１のトルク制限ゲイン算出マップを参照して第１のトルク制限ゲインＧｔ１を算出してからステップＳ２８に移行する。
このステップＳ２８では、操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜をもとに図５における第２の制限ゲイン設定部４４のブロック内に記載されている第２の制限ゲイン算出マップを参照して第２のトルク制限ゲインＧｔ２を算出してからステップＳ２９に移行する。

このステップＳ２９では、第１の制限ゲインＧｔ１及び第２の制限ゲインＧｔ２とを乗算して制限ゲインＧｔを算出し、これをＲＡＭ等に形成した制限ゲイン記憶領域に記憶してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
この図７及び図８の処理において、ステップＳ２の処理が電流指令値演算部に対応し、ステップＳ３〜Ｓ１５の処理及びインバータ６４がモータ制御部に対応し、ステップＳ９の処理及び図８の処理がトルク制限部に対応している。

マイクロコンピュータで、図７の操舵補助制御処理及び図８のゲイン制限処理を実行することにより、前述した実施形態と同様にステアリング機構ＳＭがメカニカルストッパに当接した端当て時に、入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間の相対回転を規制するトルクセンサストッパに当接する際に、電動モータ１２で発生する操舵補助トルクを減少させて、トルクセンサストッパ当接時に発生する叩音及び衝撃力を確実に抑制することができる。

なおさらに、上記実施形態においては、第１の制限ゲイン設定部４２でトルク変化率Ｔｖが第１の所定値ＴＨ１を超えたときに、トルク変化率の増加に応じて第１のトルク制限ゲインＧｔ１を徐々に減少させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トルク変化率の増加に応じて第１のトルク制限ゲインＧｔ１を複数段の階段状に減少させるようにしても良い。同様に、第２の制限ゲイン設定部４４でも、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が第２の所定値ＴＨ２を超えたときに、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜の増加に応じて複数段の階段状に第２のトルク制限ゲインＧｔ２を減少させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、図５の選択信号形成部４８において、トルク変化率Ｔｖの符号と操舵トルクＴの符号とを参照して、ラックエンドに向かって右方向又は左方向に切り増す状態であるか否かを判定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トルク変化率Ｔｖと操舵トルクＴとにノイズが含まれ、所望の切り増し状態（符号が一致）／切り戻し状態（符号が不一致）の判定を行えない場合は、夫々の信号に低域通過フィルタ処理を施して正確な判定を行うようにすることが好ましい。

さらに、上記実施形態においては、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４に２相／３相変換部５４を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２相／３相変換部５４を省略し、これに代えてモータ電流検出部６０の出力側に３相／２相変換部を設け、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換し、２つの減算部でｄ軸目標電流Ｉｄ^*及びｑ軸目標電流Ｉｑ^*とモータのｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑとの偏差を算出するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態においては、電動モータ１２としてブラシレスモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシ付きの直流モータを適用するようにしてもよく、この場合には、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２４を省略すると共に、減算器６１ｕ〜６１ｗを１つの減算部として指令値制限部２３の出力とモータ電流との偏差を算出するようにすればよい。

本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 本発明に係るコントローラの具体例を示すブロック図である。 車速をパラメータとした操舵補助トルク指令値との関係を示す操舵補助トルク指令値算出マップを示す特性線図である。 セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。 本発明に適用し得る指令値制限部の具体的構成を示すブロック図である。 本発明の変形例を示すブロック図である。 マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 マイクロコンピュータで実行するゲイン制限処理手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、１２…電動モータ、１４…コントロールユニット、１５…車速センサ、１６…回転センサ、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…指令値制限部、２４…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、２５…モータ電流制御部、３１…角速度演算部、３２…角速度演算部、３３…収斂性補償部、３４…慣性補償部、３５…ＳＡＴ推定フィードバック部、３６〜３８…乗算器、４１…トルク変化率演算部、４２…第１の制限トルク設定部、４３…絶対値演算部、４４…第２の制限トルク設定部、４５…乗算部、４６…定常ゲイン設定部、４７…ゲイン選択部、４８…選択信号形成部、４９…ゲイン乗算器、６０…モータ電流検出部

Claims (6)

1. ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電流指令値に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記モータ制御部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクの変化率を算出するトルク変化率演算部と、該トルク変化率演算部で算出した操舵トルク変化率に基づいて前記電動モータで発生させる操舵補助トルクを制限して操舵限界位置での衝撃を抑制するトルク制限部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記トルク制限部は、トルク変化率が第１の所定値以上であるときに、操舵補助トルクを制限する第１のトルク制限値を小さい値に設定する第１の制限トルク設定部と、操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であるときに、操舵補助トルクを制限する第２のトルク制限値を小さい値に設定する第２の制限トルク設定部とを有する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。
3. 前記第１の制限トルク設定部及び第２の制限トルク設定部は、操舵トルクの絶対値が所定値以上となったときに、操舵トルクの絶対値の増加に応じてトルク制限値を徐々に小さくするように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記トルク制限部は、トルク変化率の方向と操舵トルクの方向とが一致する場合に、前記操舵補助トルクを制限するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記トルク制限部は、トルク変化率が第１の所定値以上であるときに第１のトルク制限ゲインを定常ゲインより小さい値に減少させる第１のゲイン設定部と、操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上であるときに第２のトルク制限ゲインを定常ゲインより小さい値に減少させる第２のゲイン設定部と、前記第１のトルク制限ゲイン及び前記第２のトルク制限ゲインを乗算してトルク制限ゲインを算出するゲイン乗算部と、該ゲイン乗算部で乗算されたトルク制限ゲインと定常ゲインとが入力され、トルク変化率が第１の所定値以上及び操舵トルクの絶対値が第２の所定値以上で、且つトルク変化率の符号と操舵トルクの符号とが一致しているときに、トルク制限ゲインを選択し、不一致であるときに非制限ゲインを選択するゲイン選択部と、該ゲイン選択部で選択されたゲインを前記電流指令値演算部で算出された電流指令値及びその補正値の何れか一方に乗算するゲイン乗算部とで構成されている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。
6. 前記トルク制限部は、車速を検出する車速検出部を有し、該車速検出部で検出した車速が所定値以下であるときに操舵補助トルクを制限するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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