JP2008120265A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切り返し操舵時におけるモータ制御の干渉を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】コラムＥＣＵ３２（のマイコン４２）には、入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であるか否かを判定する切り返し操舵手段としての切り返し操舵判定部６１が設けられる。そして、コラムＥＣＵ３２は、入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であると判定した場合には、モータ２２への駆動電力の供給を、上記のようなフィードバック制御によるものからオープンループ制御によるものへと切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、二つのモータを備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、こうしたＥＰＳには、油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという特徴がある。このため、近年では、小型車両のみならず大型車両においても、ＥＰＳの採用が検討されるようになっており、これに対応すべく、その出力性能の更なる向上が強く求められている。

ところが、現実には、ＥＰＳアクチュエータを設置可能な車両スペースは限られており、特に、所謂ラック型やピニオン型のＥＰＳにおいては、その駆動源であるモータを大型化する余地は、既にほとんど残されていないのが実情である。そして、比較的設置スペースに余裕のあるコラム型のＥＰＳについても、その大出力化に対応すべくステアリングシャフトを強化することによって大幅な重量増を招くという問題がある。

そこで、従来、二つのモータを駆動源として用い、一方のモータによってラック軸にアシスト力を付与するとともに、他方のモータによってステアリングシャフトにアシスト力を付与するＥＰＳが提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、このようなＥＰＳを採用することで、設置スペースや重量増の問題を回避しつつ大出力化に対応することが可能になるとともに、冗長性を確保して高い信頼性を確保することができるようになる。
特開２００４−８２７９８号公報

ところで、ＥＰＳにおいては、多くの場合、その駆動源である各モータへの電力供給は、目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべく、電流フィードバック制御により行われる。

しかしながら、二つモータを駆動源とした場合、その制御上の位相を一致させることが難しい。即ち、一方がラック軸をアシストし他方がステアリングシャフトをアシストする構成では、ステアリングシャフトの捩れ等により、両者の位相にずれが生じやすく、当該位相のずれによって両モータの制御が互いに干渉するおそれがある。そして、このような干渉の問題は、特に、ステアリング操作の方向が切り換わる所謂「切り返し操舵」時において顕著なものとなり、これに起因する振動が操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、切り返し操舵時におけるモータ制御の干渉を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第１の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第２の操舵力補助装置と、対応する前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する第１及び第２の制御手段とを備え、前記各制御手段は、目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべく、フィードバック制御により、対応する各操舵力補助装置のモータへの駆動電力の供給を行う電動パワーステアリング装置において、前記第１及び第２の操舵力補助装置のうちの何れか一方は主操舵力補助装置、他方は副操舵力補助装置として位置付けられるものであって、前記ステアリング操作の方向が切り換わる切り返し操舵を判定する切り返し操舵手段を備え、前記各制御手段のうち前記副操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記切り返し操舵時には、オープンループ制御により前記駆動電力の供給を行うこと、を要旨とする。

即ち、オープンループ制御には追従遅れがないことから、そのアシスト力を確実にステアリング操作方向に付与することができ、これにより、制御上における位相のずれ及びそれに伴う相互干渉の発生を抑制することができる。そして、上記構成のように、その相互干渉が最も顕著となる「切り返し操舵」時に、副操舵力補助装置側の制御をオープンループ制御に切り換えることで、効果的に相互干渉の発生を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することができる。

請求項２に記載の発明は、前記副操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記フィードバック制御及び前記オープンループ制御間の制御モードの切り換えに伴う制御出力の変動を抑制するフィルタ制御手段を備えること、を要旨とする。

上記構成によれば、制御モードの切り換えに伴う制御出力の急激な変動を抑制することができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを確保することができるようになる。
請求項３に記載の発明は、前記主操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記切り返し操舵時には、前記フィードバック制御のゲインを高くすること、を要旨とする。

上記構成によれば、主操舵力補助装置の応答性を高めることができる。そして、これにより、副操舵力補助装置側の制御をオープンループ制御とした場合でも、ダイレクト感のある操舵フィーリングを実現することができる。

本発明によれば、切り返し操舵時におけるモータ制御の干渉を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。具体的には、本実施形態のステアリングシャフト３は、自在継手７ａ，７ｂを介して、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなり、上記ラックアンドピニオン機構４は、ピニオンシャフト１０の一端に形成されたピニオン歯１０ａとラック軸５側のラック歯５ａとを噛合させることにより構成される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更されるように構成されている。

本実施形態のＥＰＳ１は、上記のように構成された操舵系に対し、ステアリング操作を補助するアシスト力を発生させるための駆動源として複数（二つ）のモータ２１，２２を有している。具体的には、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源としてラック軸５にアシスト力を付与する第１の操舵力補助装置としてのラックアクチュエータ２３と、モータ２２を駆動源としてコラムシャフト８にアシスト力を付与する第２の操舵力補助装置としてのコラムアクチュエータ２４とを備えている。

詳述すると、本実施形態では、ラックアクチュエータ２３は、駆動源であるモータ２１と、ボール螺子機構２６とを備えており、モータ２１のモータトルクをボール螺子機構２６により軸方向の押圧力に変換してラック軸５に伝達する。そして、そのモータトルクによってラック軸５を軸方向に移動させることにより同ラック軸５にアシスト力を付与するように構成されている。

一方、コラムアクチュエータ２４は、駆動源であるモータ２２と、変速機構（ウォーム＆ホイール）２７とを備えて構成されている。そして、コラムアクチュエータ２４は、モータ２２のモータトルクを、変速機構２７を介してコラムシャフト８に伝達することにより、同コラムシャフト８（ステアリングシャフト３）にアシスト力を付与するように構成されている。

また、本実施形態のＥＰＳ１は、ラックアクチュエータ２３の作動を制御する第１の制御手段としてのラックＥＣＵ３１、及びコラムアクチュエータ２４の作動を制御する第２の制御手段としてのコラムＥＣＵ３２を備えている。

本実施形態では、ステアリングシャフト３（コラムシャフト８）には、トルクセンサ３５及びステアリングセンサ３６が設けられており、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２には、これらの各センサにより検出された操舵トルクτ、操舵角θs及び操舵速度ωsが入力される。加えて、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２には、車速センサ３７により検出された車速Ｖが入力される。尚、本実施形態では、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、図示しない車内ネットワークを介して相互通信を行う。そして、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、これらの状態量に基づいて、目標アシスト力を演算し、これに応じた駆動電力を各モータ２１，２２に供給する。尚、本実施形態では、ラックアクチュエータ２３及びコラムアクチュエータ２４のモータ２１，２２には、ブラシレスモータが採用されており、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、各モータ２１，２２に対して三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する。そして、各ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、その駆動電力の供給を通じて、対応するラックアクチュエータ２３及びコラムアクチュエータ２４に上記の目標アシスト力を発生させるべく、その作動を制御する。

次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。尚、以下に示す各制御ブロックは、後述するマイコン４１，４２が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

同図に示すように、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、それぞれ、モータ制御信号を出力するマイコン４１，４２と、そのモータ制御信号に基づいて、対応する各アクチュエータの駆動源であるモータ２１，２２に駆動電力を供給する駆動回路４３，４４とを備えて構成されている。

本実施形態では、ラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２には、各モータ２１，２２に通電される実電流値Ｉ_r，Ｉ_cを検出するための電流センサ４５，４６、及び各モータ２１，２２の回転角θm_r，θm_cを検出するための回転角センサ４７，４８が接続されている。そして、各マイコン４１，４２は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ２１，２２の実電流値Ｉ_r，Ｉ_c及び回転角θm_r，θm_c、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路４３，４４にモータ制御信号を出力する。

詳述すると、各マイコン４１，４２は、それぞれが対応するラックアクチュエータ２３及びコラムアクチュエータ２４に発生させるべき目標アシスト力に対応した電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*を演算するアシスト制御演算部５１，５２と、アシスト制御演算部５１，５２により算出された電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部５３，５４とを備えている。

本実施形態では、各アシスト制御演算部５１，５２は、操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、当該検出される操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きなアシスト力を付与すべく電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*を演算する。そして、各アシスト制御演算部５１，５２は、この目標アシスト力に対応した電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*を各モータ制御信号出力部５３，５４に出力する。

一方、各モータ制御信号出力部５３，５４は、フィードバック制御部５５，５６を備えており、上記各アシスト制御演算部５１，５２の出力する電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*は、これら各フィードバック制御部５５，５６に入力される。また、これら各フィードバック制御部５５，５６には、電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*とともに、各電流センサ４５，４６により検出された実電流値Ｉ_r，Ｉ_c、及び回転角センサ４７，４８により検出された回転角θm_r，θm_cが入力される。そして、各フィードバック制御部５５，５６は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*に実電流値Ｉ_r，Ｉ_cを追従させるべくフィードバック制御を実行する。

具体的には、本実施形態では、各フィードバック制御部５５，５６は、実電流値Ｉ_r，Ｉ_cとして検出された各モータ２１，２２の各相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。

即ち、各電流指令値Ｉ_r*，Ｉ_c*は、ｑ軸電流指令値として各フィードバック制御部５５，５６に入力され、該各フィードバック制御部５５，５６は、回転角センサ４７，４８により検出された回転角θm_r，θm_cに基づいて各相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ変換する。次に、各フィードバック制御部５５，５６は、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算し、更に、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより各相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を演算する。

フィードバック制御部５５，５６により演算された各相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）は、制御指令ε_r，ε_cとして信号生成部５７，５８に入力される。尚、本実施形態では、コラムＥＣＵ３２側のフィードバック制御部５６は、各相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を、フィードバック制御量εFBとして、後述する切り換え制御部６３に出力し、該切り換え制御部６３は、通常時、このフィードバック制御量εFBを制御指令ε_cとして信号生成部５８に出力する。そして、各信号生成部５７，５８は、当該制御指令ε_r，ε_cに基づいてモータ制御信号を生成する。

そして、本実施形態のラックＥＣＵ３１及びコラムＥＣＵ３２は、各モータ制御信号出力部５３，５４が、モータ制御信号を各駆動回路４３，４４に出力し、各駆動回路４３，４４が、そのモータ制御信号に基づいて、三相の駆動電力を各モータ２１，２２に供給することにより、対応する各アクチュエータの作動を制御するように構成されている。

さて、上述のように、駆動源として二つのモータを有するＥＰＳにおいては、これら二つのモータ制御の相互干渉、及びそれに伴う操舵フィーリングの悪化を抑制することが重要な課題となる。

この点を踏まえ、本実施形態では、コラムＥＣＵ３２のマイコン４２には、入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であるか否かを判定する切り返し操舵手段としての切り返し操舵判定部６１が設けられている。そして、コラムＥＣＵ３２は、その入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であると判定した場合には、モータ２２への駆動電力の供給を、上記のようなフィードバック制御によるものからオープンループ制御によるものへと切り換える。

即ち、オープンループ制御には追従遅れがないことから、そのアシスト力を確実にステアリング操作方向に付与することができ、これにより、二つのモータ制御における位相のずれ及びそれに伴う相互干渉の発生を抑制することができる。ここで、上記のような相互干渉が最も顕著となるのは、ステアリング操作の方向が切り換わる「切り返し操舵」である。従って、こうした「切り返し操舵」時に、各モータ２１，２２の何れか一方の制御をオープンループ制御に切り換えることで、効果的に二つのモータ制御の相互干渉を抑制することが可能になる。そして、本実施形態では、コラムアクチュエータ２４を副操舵力補助装置として位置付けるとともに、「切り返し操舵」時には、その駆動源であるモータ２２の制御をオープンループ制御に切り換えることにより、上記のような相互干渉の発生を抑えて良好な操舵フィーリングの実現を図る構成となっている。

詳述すると、本実施形態では、コラムＥＣＵ３２側のマイコン４２において、そのモータ制御信号出力部５４には、上記のフィードバック制御部５６に加え、オープンループ制御部６２と、切り換え制御部６３とが備えられている。

オープンループ制御部６２には、アシスト制御演算部５２の出力する電流指令値Ｉ_c*が入力されようになっており、同オープンループ制御部６２は、この電流指令値Ｉ_c*に基づいてオープンループ制御量εOLを演算する。また、切り換え制御部６３には、フィードバック制御部５６の出力するフィードバック制御量εFB、及びオープンループ制御部６２の出力するオープンループ制御量εOLとともに、切り返し操舵判定部６１の出力する判定信号Ｓccが入力される。そして、切り換え制御部６３は、入力される判定信号Ｓccが「切り返し操舵」ではない旨を示す値である場合、即ち通常時には、フィードバック制御量εFBを制御指令ε_cとして出力し、判定信号Ｓccが「切り返し操舵」である旨を示す値である場合には、オープンループ制御量εOLを制御指令ε_cとして信号生成部５８に出力するように構成されている。

尚、本実施形態では、切り返し操舵判定部６１は、「切り返し操舵」であると判定した場合には、「１」又は「−１」の値を有する判定信号Ｓccを出力し、「切り返し操舵」ではないと判定した場合には、「０」の値を有する判定信号Ｓccを出力する。また、本実施形態では、切り換え制御部６３には、フィルタ制御手段としてのフィルタ処理部６４が設けられている。そして、切り換え制御部６３は、上記制御モードの切り換え時において、フィードバック制御量εFBとオープンループ制御量εOLとの間に差がある場合には、フィルタ処理部６４にてフィルタ処理を実行することにより、その制御出力、即ち制御指令ε_cの急激な変動を抑制するように構成されている。

次に、コラムＥＣＵ３２側のマイコン４２によるモータ制御出力の処理手順について説明する。
図３のフローチャートに示すように、マイコン４２は、各状態量を取得し（ステップ１０１）、アシスト制御演算により目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ_c*を演算すると（ステップ１０２）、次に、ステアリング操作の方向が切り換わる「切り返し操舵」であるか否かの判定を実行する（切り返し操舵判定、ステップ１０３）。

本実施形態では、マイコン４２は、ステップ１０３の切り返し操舵判定において、所定の閾値τ０を超える操舵トルクτ（絶対値）の入力があり、且つ所定の閾値Ｉ０を超える通電量（実電流値Ｉ_cの絶対値）があるにも関わらず、操舵速度ωs（絶対値）が所定の閾値ω０よりも小さい状態にある場合に、「切り返し操舵」状態であると判定する。

即ち、図４のフローチャートに示すように、マイコン４２は、先ず、検出された操舵トルクτの絶対値が所定の閾値τ０を超えるか否かを判定し（ステップ２０１）、超える場合（|τ|＞τ０、ステップ２０１：ＹＥＳ）には、続いて、モータ２２に通電される実電流値Ｉ_cの絶対値が所定の閾値Ｉ０を超えるか否かを判定する（ステップ２０２）。そして、マイコン４２は、このステップ２０２の判定において、実電流値Ｉ_cの絶対値が所定の閾値Ｉ０を超えると判定した場合（|Ｉ_c|＞Ｉ０、ステップ２０２：ＹＥＳ）に、検出される操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω０よりも小さいか否かを判定する（ステップ２０３）。

次に、上記ステップ２０３において、操舵速度ωsの絶対値が所定の閾値ω０よりも小さいと判定した場合（|ωs|＜ω０、ステップ２０３：ＹＥＳ）、マイコン４２は、検出された操舵トルクτの今回値τ_cから前回値τ_bを減じた値（τ_c−τ_b）が所定の閾値τthのマイナス側の値（−τth）よりも小さいか否かを判定する（ステップ２０４）。尚、本実施形態のマイコン４２では、左方向へのステアリング操作（左方向操舵）が「正」の値として扱われる。そして、その今回値τ_cから前回値τ_bを減じた値が所定の閾値τthのマイナス側の値よりの小さい場合（τ_c−τ_b＜−τth、ステップ２０４：ＹＥＳ）には、入力されるステアリング操作が左方向への切り返し操舵であると判定する（判定信号Ｓcc＝「１」、ステップ２０５）。

一方、上記ステップ２０４において、操舵トルクτの今回値τ_cから前回値τ_bを減じた値（τ_c−τ_b）が所定の閾値τthのマイナス側の値以上であると判定した場合（τ_c−τ_b≧−τth、ステップ２０５：ＮＯ）、マイコン４２は、その値（τ_c−τ_b）が閾値τthのプラス側の値（τth）よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０６）。そして、その今回値τ_cから前回値τ_bを減じた値が所定の閾値τthのプラス側の値よりの大きい場合（τ_c−τ_b＞τth、ステップ２０６：ＹＥＳ）には、入力されるステアリング操作が右方向への切り返し操舵であると判定する（判定信号Ｓcc＝「−１」、ステップ２０７）。

そして、マイコン４２は、上記ステップ２０１〜ステップ２０３及びステップ２０６の各条件を充足しない場合（|τ|≧τ０、|Ｉ_c|≦Ｉ０、|ωs|＜ω０、又はτ_c−τ_b≦τth、即ちステップ２０１〜ステップ２０３，２０６の何れかが「ＮＯ」）には、非切り返し操舵であると判定する（判定信号Ｓcc＝「０」、ステップ２０８）。

このように、ステップ１０３における切り返し操舵判定を実行すると、マイコン４２は、次に、その判定結果が「切り返し操舵」であるとするものであったか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、「切り返し操舵」ではない場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、フィードバック制御演算の実行によりフィードバック制御量εFBを演算し（ステップ１０５）、「切り返し操舵」である場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、オープンループ制御演算の実行によりオープンループ制御量εOLを演算する（ステップ１０６）。そして、マイコン４２は、フィルタ処理（ステップ１０７）により、上記ステップ１０４，１０５に関する処理ステップ変更、即ち両制御モードの切り換え時の制御出力を円滑化した後、モータ制御信号を生成・出力する（ステップ１０８）。

一方、図２に示すように、本実施形態では、ラックＥＵＣ３１側のマイコン４１において、そのモータ制御信号出力部５３には、フィードバックゲイン演算部６５が設けられており、フィードバック制御部５５は、このフィードバックゲイン演算部６５の決定したフィードバックゲインＫに基づいて、上記フィードバック制御演算を実行する。また、本実施形態では、コラムＥＣＵ３２側（のマイコン４２）に設けられた切り換え制御部６３は、その制御モードがフィードバック制御及びオープンループ制御の何れであるかを示すモード信号Ｓmcを出力するように構成されるとともに、上記フィードバックゲイン演算部６５には、このモード信号Ｓmcが入力される。そして、フィードバックゲイン演算部６５は、そのモード信号Ｓmcがオープンループ制御の実行中である旨を示す場合には、フィードバック制御部５５に対し、より高いフィードバックゲインＫ_HIを出力する。

具体的には、図５のフローチャートに示すように、ラックＥＵＣ３１側のマイコン４１は、コラムＥＣＵ３２側から入力されるモード信号Ｓmcに基づいて、当該コラムＥＣＵ３２における制御モードが、オープンループ制御であるか否かを判定する（ステップ３０１）。そして、オープンループ制御ではない場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、通常のフィードバックゲインＫに基づきフィードバック制御演算を実行し（ステップ３０２）、オープンループ制御である場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、より高く設定されたフィードバックゲインＫ_HIに基づきフィードバック制御演算を実行する（ステップ３０３）。

即ち、主操舵力補助装置として位置付けられたラックアクチュエータ２３に対応するラックＥＵＣ３１側において、モータ２１に駆動電力を供給するためのフィードバック制御のゲインを高めることで、当該ラックアクチュエータ２３の応答性を高めることができる。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、このような制御を実行することにより、コラムアクチュエータ２４（モータ２２）の制御をオープンループ制御とした場合でも、操舵フィーリングにおけるダイレクト感を損なわないように構成されている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）コラムＥＣＵ３２（のマイコン４２）には、入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であるか否かを判定する切り返し操舵手段としての切り返し操舵判定部６１が設けられる。そして、コラムＥＣＵ３２は、入力されるステアリング操作が「切り返し操舵」であると判定した場合には、モータ２２への駆動電力の供給を、上記のようなフィードバック制御によるものからオープンループ制御によるものへと切り換える。

即ち、オープンループ制御には追従遅れがないことから、そのアシスト力を確実にステアリング操作方向に付与することができ、これにより、二つのモータ制御における位相のずれ及びそれに伴う相互干渉の発生を抑制することができる。そして、その相互干渉が最も顕著となる「切り返し操舵」時に、コラムアクチュエータ２４の駆動源であるモータ２２の制御をオープンループ制御に切り換えることで、効果的に相互干渉の発生を抑制して良好な操舵フィーリングを実現することができる。

（２）コラムＥＣＵ３２（の切り換え制御部６３）には、フィルタ処理部６４が設けられる。そして、その制御モードの切り換え時において、フィードバック制御量εFBとオープンループ制御量εOLとの間に差がある場合には、このフィルタ処理部６４によりフィルタ処理を実行する。

上記構成によれば、制御モードの切り換えに伴う制御出力（制御指令ε_c）の急激な変動を抑制することができる。その結果、より良好な操舵フィーリングを確保することができるようになる。

（３）ラックＥＵＣ３１側のマイコン４１は、コラムＥＣＵ３２における制御モードが、オープンループ制御であるか否かを判定する。そして、オープンループ制御である場合には、通常時、即ちコラムＥＣＵ３２側の制御モードがフィードバック制御である場合と比較して、より高く設定されたフィードバックゲインＫ_HIに基づきそのフィードバック制御演算を実行する。

上記構成によれば、主操舵力補助装置として位置付けられたラックアクチュエータ２３の応答性を高めることができる。そして、これにより、コラムアクチュエータ２４（モータ２２）の制御をオープンループ制御とした場合でも、ダイレクト感のある操舵フィーリングを実現することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ＥＰＳ１は、ラックアクチュエータ２３の作動を制御する第１の制御手段としてのラックＥＣＵ３１、及びコラムアクチュエータ２４の作動を制御する第２の制御手段としてのコラムＥＣＵ３２を備えることとした。しかし、これに限らず、ラックアクチュエータ２３及びコラムアクチュエータ２４を一のＥＣＵにより制御する構成に適用してもよい。即ち、第１及び第２の制御手段は、物理的に別体である必要はない。

・本実施形態では、本発明を、ステアリングシャフト３にアシスト力を付与する操舵力補助装置として、コラムシャフト８にアシスト力を付与するコラムアクチュエータ２４を備えたＥＰＳ１に具体化した。しかし、これに限らず、ステアリングシャフト３にアシスト力を付与する操舵力補助装置として、ピニオンシャフトにアシスト力を付与するピニオン型のＥＰＳアクチュエータを備えたもの具体化してもよい。

・本実施形態では、ラックアクチュエータ２３がメインアクチュエータ、コラムアクチュエータ２４がサブアクチュエータとして位置付けられることとした。しかし、これに限らず、コラムアクチュエータ２４をメインアクチュエータ、ラックアクチュエータ２３をサブアクチュエータとして位置付けたものに適用してもよい。

・本実施形態では、マイコン４２は、切り返し操舵判定において、所定の閾値τ０を超える操舵トルクτ（絶対値）の入力があり、且つ所定の閾値Ｉ０を超える通電量（実電流値Ｉ_cの絶対値）があるにも関わらず、操舵速度ωs（絶対値）が所定の閾値ω０よりも小さい状態にある場合に、「切り返し操舵」状態であると判定することとした。しかし、切り返し操舵判定の形態は、これに限るものではなく、例えば、操舵角θsの変化に基づき判定する等、その他の方法により行うこととしてもよい。

・本実施形態では、相互干渉が最も顕著となる「切り返し操舵」時において、予防的に副操舵力補助装置側の制御をオープンループ制御とすることで、当該相互干渉の発生を抑制することとした。しかし、これ限らず、相互干渉の発生を検出する干渉検出手段を設ける。そして、相互干渉の発生の検出後、本実施形態のように、副操舵力補助装置側の制御をオープンループ制御とする、或いは、両操舵力補助装置についてのフィードバック制御のゲインを低くする等、そのモータ制御を干渉抑制モードとする構成としてもよい。

即ち、図６のフローチャートに示すように、先ず、二つのモータ制御間の相互干渉を判定する干渉判定を行い（干渉判定、ステップ４０１）、続いて、その判定結果が、モータ制御に相互干渉が生じている旨であるか否かを判定する（ステップ４０２）。尚、上記ステップ４０１における干渉判定は、例えば、操舵系の振動を実測し、その振動の周波数がモータ制御の干渉に起因するものであるかを判定すればよい。そして、上記ステップ４０２において、干渉が発生していないと判定した場合（ステップ４０２：ＮＯ）には、通常制御を実行し（ステップ４０３）、干渉が発生していると判定した場合（ステップ４０２：ＹＥＳ）には、干渉抑制モードとする（ステップ４０４）構成とすればよい。このような構成としても、良好な操舵フィーリングを実現することができる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの制御ブロック図。 コラムＥＣＵ側におけるモータ制御出力の処理手順を示すフローチャート。 切り返し操舵判定の処理手順を示すフローチャート。 ラックＥＣＵ側におけるフィードバックゲイン切り換えの処理手順を示すフローチャート。 別例の干渉抑制制御の態様を示すフローチャート。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、５…ラック軸、８…コラムシャフト、１０…ピニオンシャフト、１２…転舵輪、２１，２２…モータ、２３…ラックアクチュエータ、２４…コラムアクチュエータ、３１…ラックＥＣＵ、３２…コラムＥＣＵ、４１，４２…マイコン、５１，５２…アシスト制御演算部、５５，５６…フィードバック制御部、６１…切り返し操舵判定部、６２…オープンループ制御部、６３…切り換え制御部、６４…フィルタ処理部、６５…フィードバックゲイン演算部、Ｉ_r，Ｉ_c…実電流値、Ｉ_r*，Ｉ_c*…電流指令値、ε_r，ε_c…制御指令、εFB…フィードバック制御量、εOL…オープンループ制御量、Ｋ，Ｋ_HI…フィードバックゲイン、Ｓcc…判定信号、Ｓmc…モード信号。

Claims (3)

1. ラック軸にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた第１の操舵力補助装置と、ステアリングシャフトに前記アシスト力を付与すべく設けられた第２の操舵力補助装置と、対応する前記各操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該各操舵力補助装置の作動を制御する第１及び第２の制御手段とを備え、前記各制御手段は、目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべく、フィードバック制御により、対応する各操舵力補助装置のモータへの駆動電力の供給を行う電動パワーステアリング装置において、
   前記第１及び第２の操舵力補助装置のうちの何れか一方は主操舵力補助装置、他方は副操舵力補助装置として位置付けられるものであって、
   前記ステアリング操作の方向が切り換わる切り返し操舵を判定する切り返し操舵手段を備え、
   前記各制御手段のうち前記副操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記切り返し操舵時には、オープンループ制御により前記駆動電力の供給を行うこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記副操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記フィードバック制御及び前記オープンループ制御間の制御モードの切り換えに伴う制御出力の変動を抑制するフィルタ制御手段を備えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記主操舵力補助装置に対応する制御手段は、前記切り返し操舵時には、前記フィードバック制御のゲインを高くすること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

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