JP2009040194A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵反力トルクの大きさが特定の操舵速度領域に於いて低下することを補償するだけでなく、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの位相の変化を抑制する。
【解決手段】基本アシストトルクＴab等が演算され（ステップ２０〜４０）、時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータが演算され（ステップ５０）、ゲインＧ_sが演算される（ステップ６０）。そして操舵速度ｓ・θが演算されると共に、操舵速度ｓ・θを二次遅れ一次進みのフィルタにて処理した値とゲインＧ_sとの積として補正トルクＴ_cmpsが演算される（ステップ１００）。更に基本アシストトルクＴab等と補正トルクＴ_cmpsとの和として最終目標アシストトルクＴaが演算され（ステップ１３０）、アシストトルクが最終目標アシストトルクＴaになるよう制御される。（ステップ１４０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両のパワーステアリング装置に係り、更に詳細には電動パワーステアリング装置に係る。

自動車等の車両のステアリング装置に於いては、電動パワーステアリング装置によるアシストトルクを制御したり、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に於いて操舵反力を制御することにより、運転者の操舵負担を軽減すると共に操舵フィーリングを改善することが従来よく知られている。

特に下記の特許文献１には、操舵トルクに応じて操舵反力トルクが制御されるステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、特定の操舵周波数領域に於いて操舵トルクが低下することに着目し、操舵トルクに対する操舵角の伝達関数のゲインを特定の操舵周波数領域に於いて小さくすることにより、特定の操舵周波数領域に於いて操舵反力トルクが低下することを抑制するステアバイワイヤ式のステアリング装置が記載されている。

また下記の特許文献２には、操舵角速度に基づきダンピング制御（粘性補償制御）を行う電動パワーステアリング装置であって、操舵角速度信号のうちヨーレート共振周波数近傍の周波数成分を強調し、これにより操舵周波数がヨーレート共振周波数近傍の値であるときに操舵反力トルクが低下することを抑制する電動パワーステアリング装置が記載されている。
特開２００６−１８２０５２号公報 特開２００３−３０６１５８号公報

一般に、操舵角に対する操舵反力トルクの応答について見ると、特定の操舵周波数領域に於いて操舵反力トルクの大きさが低下するだけでなく、操舵周波数によって操舵反力トルクの位相が変化する。特に操舵周波数が上記特定の操舵周波数領域よりも高い領域に於いては、操舵反力トルクの位相が進み、これにより減衰性が高くなって運転者が感じる粘性感が高くなる。これに対し、操舵周波数が上記特定の操舵周波数領域よりも低い領域に於いては、操舵反力トルクの位相が遅れ、これにより減衰性が低くなって運転者が感じる粘性感が低下する。

上記公開公報に記載されている如き従来のステアリング装置に於いては、操舵周波数によって操舵角に対する操舵反力トルクの応答の位相が変化し、これに起因して粘性感が変化することについては考慮されていない。そのため従来のステアリング装置に於いては、操舵周波数によって粘性感が変化することが避けられず、従って操舵フィーリングを向上させる上で改善の余地がある。

本発明は、従来のステアリング装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操舵角に対する操舵反力トルクの大きさが特定の操舵速度領域に於いて低下することを補償するだけでなく、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの位相の変化を抑制することにより、操舵速度の変化に伴う粘性感の変化を低減し、これにより従来のステアリング装置に比して操舵フィーリングに優れた電動パワーステアリング装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち運転者により操作される操舵入力手段と、前記操舵入力手段と操舵輪との間に設けられ運転者による前記操舵入力手段の操舵操作に応動して前記操舵輪を転舵する操舵装置と、前記操舵装置に補助操舵力を付与する電動式の補助操舵力発生手段と、運転者により前記操舵入力手段に与えられる操舵力を取得する操舵力取得手段と、少なくとも前記操舵力に応じて目標補助操舵力を演算し、前記目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置に於いて、前記操舵入力手段に対する操舵操作の速度を操舵速度として取得する操舵速度取得手段を有し、前記制御手段は前記操舵速度を二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理することにより補正量を演算し、前記目標補助操舵力を前記補正量にて補正し、補正後の目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置によって達成される。

また上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項４の構成、即ち運転者により操作される操舵入力手段と、前記操舵入力手段と操舵輪との間に設けられ運転者による前記操舵入力手段の操舵操作に応動して前記操舵輪を転舵する操舵装置と、前記操舵装置に補助操舵力を付与する電動式の補助操舵力発生手段と、運転者により前記操舵入力手段に与えられる操舵力を取得する操舵力取得手段と、少なくとも前記操舵力に応じて目標補助操舵力を演算し、前記目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置に於いて、前記操舵入力手段に対する操舵操作の速度を操舵速度として取得する操舵速度取得手段を有し、前記制御手段は前記操舵速度に基づいて補正量を演算し、前記目標補助操舵力を前記補正量にて補正し、補正後の目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御し、前記制御手段は操舵速度の大きさが特定の領域に於いては操舵速度の大きさが前記特定の領域以外の領域に於けるよりも前記補正量の大きさが小さくなり、操舵速度の大きさが前記特定の領域よりも高い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を遅れ側へ変化させ、操舵速度の大きさが前記特定の領域よりも低い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を進み側によって達成される。

図１１に示された車両の二輪モデルに於いて、車両１００の質量及びヨー慣性モーメントをそれぞれＭ及びＩ_zとし、操舵輪である前輪１０２f及び非操舵輪である後輪１０２rのコーナリングフォースをそれぞれＦ_ｆ及びＦ_ｒとする。また車両の重心１０４と前輪車軸１０６f及び後輪車軸１０６rとの間の距離をそれぞれＬ_ｆ及びＬ_ｒとし、車体のスリップ角をβとし、車両のヨーレートをγとする。更に車速をＶとし、ラプラス演算子をsとする。車両の横方向の力の釣り合い及び重心周りの力の釣り合いより下記の式１及び２が成立する。
ＭＶ（β・ｓ＋γ）＝Ｆ_ｆ＋Ｆ_ｒ…（１）
Ｉ_zγ・ｓ＝Ｆ_ｆＬ_ｆ−Ｆ_ｒＬ_ｒ…（２）

また図には示されていないが、前輪１０２fのキャスタトレール及びニューマチックトレールの和をξとすると、前輪１０２fのキングピン軸周りの操舵反力トルクＴ_ｑは下記の式３により表される。
Ｔ_ｑ＝ξ・Ｆ_ｆ…（３）

また前輪１０２fの実舵角をδとし、前輪１０２f及び後輪１０２rのコーナリングパワーをそれぞれＫ_ｆ及びＫ_ｒとすると、前輪及び後輪のコーナリングフォースＦ_ｆ及びＦ_ｒはそれぞれ下記の式４及び５により表される。

車両１００のホイールベースをＬ（＝Ｌ_ｆ＋Ｌ_ｒ）とし、前輪１０２fの荷重配分比をＤ_wfとし、前輪１０２f及び後輪１０２rの正規化コーナリングパワーをそれぞれＣ_ｆ及びＣ_ｒとする。また重力加速度をｇとし、車両の上下軸周りの正規化慣性モーメントをＩ_zNとする。正規化表現を用いることにより、車両の重心１０４と前輪車軸１０６fとの間の距離Ｌ_ｆ、車両の重心１０４と後輪車軸１０６rとの間の距離Ｌ_ｒ、前輪１０２f及び後輪１０２rのコーナリングパワーＫ_ｆ及びＫ_ｒ、車両のヨー慣性モーメントＩ_ｚをそれぞれ下記の式６乃至１０の通り表現することができる。

Ｌ_ｆ＝Ｌ（１−Ｄ_wf）…（６）
Ｌ_ｒ＝ＬＤ_wf…（７）
Ｋ_ｆ＝Ｃ_ｆＭＤ_wfｇ…（８）
Ｋ_ｒ＝Ｃ_ｒＭ（１−Ｄ_wf）ｇ…（９）
Ｉ_ｚ＝Ｉ_zNＭＬ_ｆＬ_ｒ
＝Ｉ_zNＭＬＤ_wf（１−Ｄ_wf）…（１０）

実際の車両の上下軸周りの正規化慣性モーメントＩ_zNは１に近い値であるので、簡単のためにＩ_zNは１であるとすると、車両のヨー慣性モーメントＩ_ｚは下記の式１１により表される。
Ｉ_ｚ＝ＭＬＤ_wf（１−Ｄ_wf）…（１１）

上記式１乃至９及び式１１より、前輪１０２fの実舵角δに対する操舵反力トルクＴ_ｑ（前輪１０２fのキングピン軸周りに作用するトルク）の応答は下記の式１２により表される。

今車両が定常旋回状態にあると仮定し、ｓ＝０を上記式１２に代入することにより、車両が定常旋回状態にあるときの操舵反力トルクＴ_ｑ0を下記の式１３により表わすことができる。式１３より解る如く、操舵反力トルクＴ_ｑ0は実舵角δ及び車速Ｖが同一であれば、操舵速度に関係なく同一の値になる。

ここで操舵反力トルクＴ_ｑに対する補正トルクをＴ_cmpとし、補正トルクをＴ_cmpは下記の式１４を満たすものとする。前輪１０２fに対しキングピン軸の周りに補正トルクＴ_cmpを付与することによって操舵反力トルクＴ_ｑを補正トルクＴ_cmpにて補正することにより、操舵入力手段としてのステアリングホイールへ伝達される操舵反力トルクの大きさが操舵速度の変化に伴って変化することを防止することができるだけでなく、操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することを防止することができる。換言すれば、操舵速度に対する車両の操舵反力トルクの動的応答特性を一定にすることができる。

上記式１２及び１４より、補正トルクＴ_cmpは下記の式１５により表され、下記の式１５を簡単に表すと下記の式１６の通りになる。

尚、上記式１６に於ける各係数は下記の式１７〜２１の通りである。

ステアリングギヤ比をＮ_sとし、操舵角をθとすると、前輪の舵角δはθ／Ｎ_sであるので、補正トルクＴ_cmpをステアリングシャフトの周りのトルクに換算した補正トルクをＴ_cmpsとし、Ｇ_sを下記の式２２の通りとすると、補正トルクＴ_cmpsは下記の式２３により表される。

上記式２３より、補正トルクＴ_cmpsは運転者の操舵速度ｓ・θに二次遅れ一次進みの伝達関数を乗算した値であり、前輪の舵角δや操舵角θが不明であっても、操舵速度がわかれば補正トルクＴ_cmpsを演算することができることが解る。また上記伝達関数は二次遅れ一次進みのフィルタとゲインＧ_sとの積であると考えることができる。

よって操舵速度ｓ・θを求め、操舵速度ｓ・θを二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理することにより補正トルクＴ_cmpsを演算し、目標操舵アシストトルクを補正トルクＴ_cmpsにて補正することにより、ステアリングホイールへ伝達される操舵反力トルクの大きさが操舵速度の変化に伴って変化することを防止することができると共に、操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することを防止することができる。

上記請求項１の構成によれば、操舵速度を二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理することにより補正量が演算され、基本目標補助操舵力を補正量にて補正することにより最終目標補助操舵力が演算され、最終目標補助操舵力に基づいて補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力が制御される。

また上記請求項４の構成によれば、操舵速度に基づいて補正量が演算され、基本目標補助操舵力を補正量にて補正することにより最終目標補助操舵力が演算され、最終目標補助操舵力に基づいて補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力が制御される。そして操舵速度の大きさが特定の領域に於いては操舵速度の大きさが特定の領域以外の領域に於けるよりも補正量の大きさが小さくなり、操舵速度の大きさが特定の領域よりも高い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を遅れ側へ変化させ、操舵速度の大きさが特定の領域よりも低い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を進み側へ変化させるよう、補正量が演算される。

従って請求項１及び４の構成によれば、運転者が感じる操舵反力トルクの大きさが操舵速度の変化に伴って変化することを防止することができるだけでなく、運転者が感じる操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することをも防止することができ、これにより操舵速度の変化に伴う粘性感の変化を低減して操舵フィーリングを確実に向上させることができる。

例えば二輪モデルの車両の質量Ｍが１８００kgであり、正規化慣性モーメントＩ_zNが１であり、前輪の荷重配分比をＤ_wfが０．５５であり、ホイールベースＬが２．７mであり、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒがそれぞれ１０及び２０であり、減衰比ζが０．０５mであり、ステアリングギヤ比Ｎ_sが１８であるとし、本願に於いてはこの二輪モデルを「例示の二輪モデル」と呼ぶこととする。

この例示の二輪モデルの車両に於いて、目標操舵アシストトルクが請求項１及び４の構成に従って補正トルクにて補正されない場合には、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係はそれぞれ図１２及び図１３に於いて破線にて示されている通りになる。図１２に示されている如く、操舵反力トルクＴ_ｑは操舵周波数fが数Hz前後の特定の領域に於いて大きく低下する。また図１３に示されている如く、操舵反力トルクの位相φは操舵周波数fが特定の領域よりも低いに於いて大きく遅れると共に、操舵周波数fが特定の領域よりも高いに於いて大きく進む。

これに対し上記例示の二輪モデルの車両に於いて、上記式２３に於けるゲインＧ_sやフィルタのパラメータである減衰比ζ等が上記式１７〜２１及び式２２に従って演算され、目標操舵アシストトルクが上記式２３に従って演算される補正トルクＴ_cmpsにて補正される場合には、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係はそれぞれ図１２及び図１３に於いて実線にて示されている通りになる。即ち操舵周波数fの如何に拘らず、操舵反力トルクＴ_ｑは一定であり、操舵反力トルクの位相φは０である。

また上記式２３に於けるフィルタの一次進みの時定数Ｔ_nは上記式１８により表される値であるが、この時定数Ｔ_nが０であっても、操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することを完全ではないが確実に抑制することができる。

例えば上記例示の二輪モデルの車両に於いて、時定数Ｔ_nが０である場合には、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係はそれぞれ図１４及び図１５に於いて実線にて示されている通りになる。図１４及び図１５より、操舵反力トルクＴ_ｑの低下や位相φの変化は０ではないが、基本目標操舵アシストトルクが請求項１及び４の構成に従って補正量にて補正されない場合に比して操舵反力トルクＴ_ｑの低下や位相φの変化を確実に小さくすることができることが解る。

よって本発明によれば、上述の主要な課題を簡便に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記フィルタの一次進みの時定数は０であるよう構成される（請求項２の構成）。

上記請求項２の構成によれば、フィルタの一次進みの時定数は０であり、フィルタは二次遅れのフィルタであるので、一次進みの時定数が上記式１８に従って演算される場合に比して効果は低いが、操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相が操舵速度数によって変化することを確実に抑制することができると共に、必要な演算量を少なくすることができる。

また上記式１８〜２１より解る如く、これらの式により表されるフィルタのパラメータは車速Ｖの関数である。またフィルタのパラメータは前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒの関数であり、正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒは車両の重量や路面の摩擦係数によって変化する。

よって本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記制御手段は車速、車両の重量、路面の摩擦係数の少なくとも何れかに応じて前記フィルタのパラメータを可変設定するよう構成される（請求項３の構成）。

上記請求項３の構成によれば、車速、車両の重量、路面の摩擦係数の少なくとも何れかに応じてフィルタのパラメータが可変設定されるので、フィルタのパラメータが一定である場合に比して、車速、車両の重量、路面の摩擦係数に応じてフィルタを適正に設定することができ、これにより車速、車両の重量、路面の摩擦係数の如何に拘らず操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を適正に低減することができる。

また上記式１７より解る如く、この式により表されるゲインＧ_sも車速Ｖ、車両の重量、路面の摩擦係数の関数である。図１６は上記例示の二輪モデルの車両について車速ＶとゲインＧ_sとの関係を示している。図１６に示されている如く、ゲインＧ_sは車速Ｖが約６０km/h未満の低い領域にあるときには負の値であるが、車速Ｖが約６０km/hよりも高い領域にあるときには車速Ｖの上昇につれて正の値にて漸次大きくなる。尚かくしてゲインＧ_sの符号が反転するのは、図１７に示されている如く、車速Ｖが約６０km/hであるときに時定数Ｔ_nが無限大になり、約６０km/hの車速Ｖの近傍に於いて時定数Ｔ_nの符号が反転することによるものと考えられる。

よって本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の何れか一つの構成に於いて、前記制御手段は車速が低いときには車速が高いときに比して前記補正量の大きさを小さくするよう構成される（請求項５の構成）。

上記請求項５の構成によれば、車速が低いときには車速が高いときに比して補正量の大きさが小さくされるので、例えば補正量の大きさが車速に応じて変更されない場合に比して、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を適正に低減することができる。

上述の如くゲインＧ_sは車速Ｖが低い領域にあるときには負の値であるが、車速Ｖが低い領域にあるときにゲインＧ_sが０に設定されても、ゲインＧ_sが０に設定されない中高速域に於いて操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することを確実に抑制することができる。

よって本発明によれば、上述の主要な課題を簡便に達成すべく、上記請求項５の構成に於いて、前記制御手段は車速が基準車速以下であるときには前記補正量を０にするよう構成される（請求項６の構成）。

上記請求項６の構成によれば、車速が基準車速以下であるときには補正量が０にされるので、車速が基準車速以下であるときの補助操舵力の制御を容易に行うことができると共に、車速が基準車速よりも高い状況に於いて操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することを確実に抑制することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の何れか一つの構成に於いて、操舵入力手段はステアリングホイールであり、制御手段は少なくとも操舵トルクに基づいて目標操舵アシストトルクを演算し、操舵速度を二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理することにより補正トルクを演算し、目標操舵アシストトルクを補正トルクにて補正し、補正後の目標操舵アシストトルクに基づいて補助操舵力発生手段により発生される操舵アシストトルクを制御するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、制御手段は上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様２）。

また上記式２３を下記の式２４の通りに変形し、上記例示の二輪モデルの車両について車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの関係を調査すると、この関係は図１８に示されている通りである。図１７と図１８との比較より解る如く、下記の式２４に従ってＧ_sＴ_nを時定数として補正トルクＴ_cmpsを演算すれば、時定数Ｇ_sＴ_nが無限大になることを回避することができる。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、制御手段は上記式２４に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様３）。

また本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２又は３構成に於いて、制御手段は上記式１８に従って時定数Ｔ_nを演算するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、制御手段は上記式２３の時定数Ｔ_nが０に設定された下記の式２５に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２乃至５の何れか一つの構成に於いて、制御手段は上記式１９乃至２１に従ってフィルタのパラメータを演算するよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２乃至６の何れか一つの構成に於いて、制御手段は上記式１７及び２２に従ってゲインＧ_sを演算するよう構成される（好ましい態様７）。

尚ゲインＧ_sは上記式１７及び２２に従って演算されることが好ましいが、ゲインＧ_sの大きさが上記式１７及び２２に従って演算される値よりも小さくても、目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正されない場合に比して、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を確実に低減することができる。

例えば図１９及び図２０の実線は、上記例示の二輪モデルの車両に於いてゲインＧ_sの大きさが上記式１７及び２２に従って演算される値の５０％に設定された場合について、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係をそれぞれ示している。図１９及び図２０の実線と破線（補正トルクにて補正されない場合の値）との比較より、ゲインＧ_sの大きさが本来の値の５０％に設定された場合にも、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を確実に低減することができることが解る。

また図２１及び図２２の実線は、上記例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係をそれぞれ示している。

また図２３及び図２４の実線は、上記例示の二輪モデルの車両に於いて、８０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが８０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係をそれぞれ示している。

図２１乃至図２４の実線と破線（補正トルクにて補正されない場合の値）との比較より、車速Ｖが特定の値である場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータが使用され、ゲインＧ_sのみが車速Ｖに基づいて演算される場合にも、目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正されない場合に比して、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を確実に低減することができることが解る。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいてゲインＧ_sを演算し、車速Ｖが特定の値である場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様８）。

同様に、本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいて下記の式２６に従ってゲインＧ_sと時定数Ｔ_nとの積Ｇ_sＴ_nを演算し、車速Ｖが特定の値である場合について予め演算されたフィルタのパラメータと積Ｇ_sＴ_nとを用いて上記式２４に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様９）。

また図２５及び図２６の実線は、上記例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算されたフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて上記式２５に従って補正トルクＴ_cmpsが演算され、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係及び操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係をそれぞれ示している。

図２５及び図２６の実線と破線（補正トルクにて補正されない場合の値）との比較より、車速Ｖが特定の値である場合について予め演算されたフィルタのパラメータが使用され、ゲインＧ_sのみが車速Ｖに基づいて演算される場合にも、目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正されない場合に比して、操舵速度の変化に伴う操舵反力トルクの大きさや操舵反力トルクの位相の変化を確実に低減することができることが解る。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいてゲインＧ_sを演算し、車速Ｖが特定の値である場合について予め演算されたフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて上記式２５に従って補正トルクＴ_cmpsを演算するよう構成される（好ましい態様１０）。

また上述の如く、車速ＶとゲインＧ_sとの関係は図１６に示された関係である。上記請求項６の考え方に従えば、車速ＶとゲインＧ_sとの関係を図２７に示された関係に近似することができる。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２又は５の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいて図２７に示されたグラフに対応するマップよりゲインＧ_sを演算するよう構成される（好ましい態様１１）。

また上述の如く、車速Ｖと時定数Ｔ_nとの関係は図１７に示された関係である。また車速ＶとゲインＧ_sとの関係が図２７に示された関係に近似される場合には、車速Ｖの変化に伴うゲインＧ_sの符号の反転はないので、車速Ｖと時定数Ｔ_nとの関係を図２８に示された関係に近似することができる。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいて図２８に示されたグラフに対応するマップより時定数Ｔ_nを演算するよう構成される（好ましい態様１２）。

また上述の如く、車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの関係は図１８に示された関係である。上記請求項６の考え方に従えば、車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの関係を図２９に示された関係に近似することができる。

よって本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様４の構成に於いて、制御手段は車速Ｖに基づいて図２９に示されたグラフに対応するマップより積Ｇ_sＴ_nを演算するよう構成される（好ましい態様１３）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。
［第一の実施例］

図１は本発明による電動パワーステアリング装置の第一の実施例を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０は本発明による電動パワーステアリング装置を全体的に示しており、１２FL及び１２FRはそれぞれ車両１４の操舵輪である左右の前輪を示し、１２RL及び１２RRはそれぞれ車両１４の非操舵輪である左右の後輪を示している。電動パワーステアリング装置１０は運転者により操舵操作される操舵入力手段としてのステアリングホイール１６と、操舵装置１８と、パワーステアリングアクチュエータ２０と、電子制御装置２２とを有している。

操舵装置１８はステアリングホイール１６と左右の前輪１２FL及び１２FRとの間に設けられ、運転者によるステアリングホイール１６の操舵操作に応動して左右の前輪１２FL及び１２FRを転舵する。図示の実施例に於ける操舵装置１８はステアリングシャフト２４及びラック・アンド・ピニオン式のステアリング装置２６を含んでいる。ステアリングシャフト２４の上端は図には示されていないトーションバーを介してステアリングホイール１６に連結されており、ステアリングシャフト２４の下端はユニバーサルジョイント２８を介してステアリング装置２６のピニオンシャフト３０に連結されている。

ステアリング装置２６のラックバー３２の両端にはそれぞれボールジョイント３4L及び３4Rによりタイロッド３６L及び３６Rの内端が枢着されている。タイロッド３６L及び３６Rの外端はそれぞれ左右の前輪１２FL及び１２FRの図には示されていないナックルアームの先端に枢着されている。ラックバー３２の車両横方向の直線運動がタイロッド３６L及び３６Rにより図には示されていない左右の前輪１２FL及び１２FRのキングピン軸周りの回動運動に変換され、これにより左右の前輪１２FL及び１２FRが転舵される。

図示の実施例に於いては、パワーステアリングアクチュエータ２０は電動機３８と、電動機３８の回転トルクをステアリングシャフト２４に伝達する減速歯車機構４０とを有し、車体に対し相対的にステアリングシャフト２４を回転駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシストトルクを発生する。

ステアリングシャフト２４には操舵角θを検出する操舵角センサ４２及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ４４が設けられ、車両１４には車速Ｖを検出する車速センサ４６が設けられている。尚操舵角センサ４２及びトルクセンサ４４は車両の右旋回方向を正としてそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクＴsを検出する。

図示の如く、操舵角センサ４２により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ４４により検出された操舵トルクＴsを示す信号、車速センサ４６により検出された車速Ｖを示す信号は電子制御装置２２に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置２２は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。

電子制御装置２２は、図２に示されたフローチャートに従い、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabを演算し、操舵トルクＴs、その微分値Ｔsd、車速Ｖに基づき操舵の慣性感（ゴツゴツ感）を低減するための慣性補償トルクＴtdを演算し、操舵角θの微分値である操舵角速度θd、車速Ｖ、操舵トルクＴsに基づきステアリングホイール１６の収束性を向上させるためのダンピング制御トルクＴdpを演算する。

また電子制御装置２２は、図２に示されたフローチャートに従い、上記式２２に従って補正トルクＴ_cmpsを演算し、基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdp、補正トルクＴ_cmpsの和を最終目標アシストトルクＴaとして演算する。換言すれば電子制御装置２２は、基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdpの和である基本目標アシストトルクを補正トルクＴ_compsにて補正した値を最終目標アシストトルクＴaとして演算する。

そして電子制御装置２２は、最終目標アシストトルクＴaに基づきパワーステアリングアクチュエータ２０の電動機３８を制御することにより、パワーステアリングアクチュエータ２０により発生される操舵アシストトルクが最終目標アシストトルクＴaになるよう制御する。

尚、基本目標アシストトルクは少なくとも操舵トルクに基づいて運転者の操舵負担を軽減するためのアシストトルクとして演算される限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。同様に、基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdpも当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。

次に図２に示されたフローチャートを参照して第一の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

先ずステップ１０に於いてはトルクセンサ４４により検出された操舵トルクＴsを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては操舵トルクＴsの大きさが大きいほど基本アシストトルクＴabの大きさが大きくなると共に、車速Ｖが高いほど基本アシストトルクＴabの大きさが小さくなるよう、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて基本アシストトルクＴabが演算される。

ステップ３０に於いては操舵トルクＴs、その微分値Ｔsd、車速Ｖに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて慣性補償トルクＴtdが演算され、ステップ４０に於いては操舵角速度θd、車速Ｖ、操舵トルクＴsに基づき当技術分野に於いて公知の要領にてダンピング制御トルクＴdpが演算される。

ステップ５０に於いては前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比をＤ_wf等を既知の一定の値として、車速Ｖに基づき上記式１８〜２１に従って時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータが演算され、ステップ６０に於いては後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｒを既知の一定の値として、車速Ｖに基づき上記式１７及び２２に従ってゲインＧ_sが演算される。

ステップ１００に於いては例えば操舵角θの時間微分値として操舵速度ｓ・θが演算されると共に、車速Ｖ、ステップ５０に於いて演算されたフィルタパラメータ、ステップ６０に於いて演算されたゲインＧ_sに基づいて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される。

ステップ１３０に於いては基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdp、補正トルクＴ_cmpsの和が演算されることにより、最終目標アシストトルクＴaが演算される。

ステップ１４０に於いては最終目標アシストトルクＴaに対応する制御信号が電動機３８へ出力され、これにより運転者に必要な操舵力を軽減するアシストトルクが最終目標アシストトルクＴaになるよう操舵アシストトルク制御が実行される。

かくして第一の実施例によれば、ステップ２０〜４０に於いてそれぞれ基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdpが演算され、ステップ５０に於いて上記式１８〜２１に従って時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータが演算され、ステップ６０に於いて上記式１７及び２２に従ってゲインＧ_sが演算される。そしてステップ１００に於いて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsが演算され、ステップ１３０に於いて基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdp、補正トルクＴ_cmpsの和により最終目標アシストトルクＴaが演算され、ステップ１４０に於いてアシストトルクが最終目標アシストトルクＴaになるよう操舵アシストトルク制御が実行される。
［第二の実施例］

図３は本発明による電動パワーステアリング装置の第二の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図３に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の第二乃至第四の実施例のフローチャートについても同様である。

この第二の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０は上述の第一の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第一の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されることなくステップ６０が第一の実施例の場合と同様に実行される。

またこの第二の実施例に於いては、上記式１８〜２１により表される時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータは車速Ｖが例えば１００km/hの場合について予め演算され、ＲＯＭに記憶されている。従ってステップ１００に於いては操舵角θの時間微分値として操舵速度ｓ・θが演算されると共に、車速Ｖ、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータ、ステップ６０に於いて演算されたゲインＧ_sに基づいて上記式２３に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される。そしてステップ１３０及び１４０が上述の第一の実施例の場合と同様に実行される。

かくして第二の実施例によれば、第一の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用される点を除き、上述の第一の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。
［第三の実施例］

図４は本発明による電動パワーステアリング装置の第三の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。

この第三の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ１００乃至１４０は上述の第一の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第一の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されることなくステップ７０に於いて車速Ｖに基づき図１６に示されたグラフに対応するマップよりゲインＧ_sが演算される。

かくして第三の実施例によれば、第一の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用され、ゲインＧ_sが図１６に示されたグラフに対応するマップより演算される点を除き、上述の第一の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。

また以上の説明より解る如く、第一乃至第三の実施例によれば、補正トルクＴ_cmpsは上記式２３に従って演算されることにより、操舵速度ｓ・θを二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理した値として演算されるので、運転者が感じる操舵反力トルクの大きさが操舵速度の変化に伴って変化することを確実に且つ効果的に抑制することができるだけでなく、運転者が感じる操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することをも確実に且つ効果的に抑制することができ、これにより操舵速度の変化に伴う粘性感の変化を低減して操舵フィーリングを確実に且つ効果的に向上させることができる。
［第四の実施例］

図５は本発明による電動パワーステアリング装置の第四の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。

この第四の実施例に於いては、ステップ１０乃至５０及びステップ１３０、１４０は上述の第一の実施例の場合と同様に実行され、ステップ５０が完了するとステップ８０に於いて車速Ｖに基づき上記式２６に従って積Ｇ_sＴ_nが演算される。

またステップ１１０に於いて例えば操舵角θの時間微分値として操舵速度ｓ・θが演算されると共に、車速Ｖ、ステップ５０に於いて演算されたフィルタパラメータ、ステップ８０に於いて演算された積Ｇ_sＴ_nに基づいて上記式２４に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される。

かくして第四の実施例によれば、ステップ８０に於いて車速Ｖに基づき積Ｇ_sＴ_nが演算され、補正トルクＴ_cmpsが上記式２４に従って演算される点を除き、上述の第一の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。
［第五の実施例］

図６は本発明による電動パワーステアリング装置の第五の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図６に於いて図５に示されたステップと同一のステップには図５に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の第六の実施例のフローチャートについても同様である。

この第五の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ１１０乃至１４０は上述の第四の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されることなくステップ８０が実行される。

かくして第五の実施例によれば、第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用される点を除き、上述の第四の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。
［第六の実施例］

図７は本発明による電動パワーステアリング装置の第六の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。

この第六の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ１１０乃至１４０は上述の第四及び第五の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されることなくステップ９０に於いて車速Ｖに基づき図１８に示されたグラフに対応するマップより積Ｇ_sＴ_nが演算される。

かくして第六の実施例によれば、第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用され、積Ｇ_sＴ_nが図１８に示されたグラフに対応するマップより演算される点を除き、上述の第五の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。

また以上の説明より解る如く、第四乃至第六の実施例によれば、補正トルクＴ_cmpsは上記式２４に従って演算されるので、フィルタの時定数が特定の操舵速度に於いて無限大になることを回避することができる。

また第四乃至第六の実施例によれば、上述の第一乃至第三の実施例の場合と同様、操舵速度ｓ・θを二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理した値として補正トルクＴ_cmpsを演算することができるので、運転者が感じる操舵反力トルクの大きさが操舵速度の変化に伴って変化することを確実に且つ効果的に抑制することができるだけでなく、運転者が感じる操舵反力トルクの位相が操舵速度の変化に伴って変化することをも確実に且つ効果的に抑制することができ、これにより操舵速度の変化に伴う粘性感の変化を低減して操舵フィーリングを確実に且つ効果的に向上させることができる。
［第七の実施例］

図８は本発明による電動パワーステアリング装置の第七の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図８に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。

この第七の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ６０、１３０、１４０は上述の第一の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了するとステップ５５に於いて前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比をＤ_wf等を既知の一定の値として、車速Ｖに基づき上記式１９〜２１に従って時定数Ｔ_nを除くフィルタパラメータが演算される。

またステップ１２０に於いて例えば操舵角θの時間微分値として操舵速度ｓ・θが演算されると共に、車速Ｖ、ステップ５５に於いて演算されたフィルタパラメータ、ステップ６０に於いて演算されたゲインＧ_sに基づいて上記式２５に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される。

かくして第七の実施例によれば、ステップ５５に於いて時定数Ｔ_nを除くフィルタパラメータが演算され、ステップ１２０に於いて上記式２５に従って補正トルクＴ_cmpsが演算される点を除き、上述の第一の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。
［第八の実施例］

図９は本発明による電動パワーステアリング装置の第八の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図９に於いて図８に示されたステップと同一のステップには図８に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の第九の実施例のフローチャートについても同様である。

この第八の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ６０乃至１４０は上述の第七の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第七の実施例のステップ５５に対応するステップが実行されることなくステップ６０が実行される。

かくして第八の実施例によれば、第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用される点を除き、上述の第七の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。
［第九の実施例］

図１０は本発明による電動パワーステアリング装置の第九の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。

この第九の実施例に於いては、ステップ１０乃至４０及びステップ１２０乃至１４０は上述の第七及び第八の実施例の場合と同様に実行され、ステップ４０が完了すると第七の実施例のステップ５５に対応するステップが実行されることなくステップ７０が上述の第三及び第六の実施例の場合と同様に実行される。

かくして第九の実施例によれば、第一及び第四の実施例のステップ５０に対応するステップが実行されず、ＲＯＭに記憶されているフィルタパラメータが使用され、ゲインＧ_sが図１６に示されたグラフに対応するマップより演算される点を除き、上述の第七の実施例の場合と同様に補正トルクＴ_cmpsを演算することができる。

また上述の第七乃至第九の実施例によれば、補正トルクＴ_cmpsはステップ１２０に於いて上記式２５に従って演算され、補正トルクＴ_cmpsの演算に供されるフィルタは一次進みの時定数が０である二次遅れのフィルタであるので、フィルタが二次遅れ一次進みのフィルタである上述の第一乃至第六の実施例の場合に比して、補正トルクＴ_cmpsの演算に必要な演算量を低減することができる。

また上述の第一、第四、第七の実施例によれば、ステップ５０に於いて車速Ｖに基づき上記式１８〜２１に従って時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータが演算されるので、車速Ｖに関係なくフィルタパラメータが一定の値に設定される場合に比して、車速Ｖに応じて適正なフィルタ処理を行って補正トルクＴ_cmpsを車速Ｖに応じた適正な値に演算することができ、これにより操舵速度の変化に伴う変化操舵反力トルクの大きさや位相の変化を適正に抑制することができる。

また上述の第一、第四、第七の実施例によれば、ステップ５０に於けるフィルタパラメータの演算に際し、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比Ｄ_wf等が既知の一定の値とされるので、路面の摩擦係数や車両の重量等が検出又は推定され、それらの結果に応じて正規化コーナリングパワーＣ_ｆ等が可変設定される場合に比して、必要な演算量を確実に低減することができる。

また上述の第一、第二、第七、第八の実施例によれば、ゲインＧ_sはステップ６０に於いて上記式１７及び２２に従って演算されるので、車速Ｖに関係なくゲインＧ_sが一定の値に設定される場合に比して、補正トルクＴ_cmpsを車速Ｖに応じた適正な値に演算することができ、これにより操舵速度の変化に伴う変化操舵反力トルクの大きさや位相の変化を適正に抑制することができる。

また上述の第一、第二、第七、第八の実施例によれば、ステップ６０に於けるゲインＧ_sの演算に際し、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比Ｄ_wf等が既知の一定の値とされるので、路面の摩擦係数や車両の重量等が検出又は推定され、それらの結果に応じて正規化コーナリングパワーＣ_ｆ等が可変設定される場合に比して、必要な演算量を確実に低減することができる。

また上述の第二、第三、第五、第六、第八、第九の実施例によれば、フィルタパラメータは定数であるので、他の実施例の場合に比して、必要な演算量を確実に低減することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、ステアリングシャフト２４の回転角度が操舵角センサ４２により操舵角θとして検出され、操舵速度ｓ・θは操舵角θの時間微分値として演算されるようになっているが、操舵速度は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて求められてよく、例えば電動機３８の回転角速度に基づいて求められてもよく、電動機３８の逆起電力特性に基づいて求められてもよい。

また上述の第一、第四、第七の実施例に於いては、ステップ５０に於いて車速Ｖに基づき上記式１８〜２１に従って時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータが演算されるようになっているが、例えば車速Ｖと固有振動の周期ωとの間には図３０に示された関係があり、車速Ｖと減衰比ζとの間には図３１に示された関係があるので、固有振動の周期ω及び減衰比ζは車速Ｖに基づきそれぞれ図３０及び図３１に対応するマップより演算されるよう修正されてもよい。

また上述の第一、第四、第七の実施例に於いては、ステップ５０に於けるフィルタパラメータの演算に際し、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比Ｄ_wf等が既知の一定の値とされるようになっており、上述の第一、第二、第七、第八の実施例に於いては、ステップ６０に於けるゲインＧ_sの演算に際し、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒ、車両の質量Ｍ、前輪の荷重配分比Ｄ_wf等が既知の一定の値とされるようになっているが、例えば路面の摩擦係数μ、車両の重量Ｗ等が検出又は推定され、それらの検出結果に応じて前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーＣ_ｆ及びＣ_ｒや車両の質量Ｍが可変設定されてもよく、また前輪の荷重配分比Ｄ_wfが検出又は推定され、前輪の荷重配分比Ｄ_wfがその検出結果の値に設定されてもよい。

また上述の第三及び第九の実施例に於いては、ゲインＧ_sはステップ７０に於いて図１６に対応するマップより演算されるようになっているが、例えば図３２乃至図３４に示されている如く、車速ＶとゲインＧ_sとの関係は路面の摩擦係数μ、車両の重量Ｗ、前輪の荷重配分比Ｄ_wfによって変化するので、ステップ７０に於いて路面の摩擦係数μ、車両の重量Ｗ、前輪の荷重配分比Ｄ_wfの少なくとも何れかが検出又は推定され、その検出結果に応じて図１６のマップが変更されるよう修正されてもよい。

また例えば図３５乃至図３７に示されている如く、車速Ｖと固有振動の周期ωとの間の関係、車速Ｖと減衰比ζとの間の関係、車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの間の関係は路面の摩擦係数μによって変化するので、路面の摩擦係数μが検出又は推定され、その検出結果に応じて図３０、図３１、図２９のマップが変更されるよう修正されてもよい。

また上述の第二、第三、第八、第九の実施例に於いては、時定数Ｔ_n等のフィルタパラメータは車速Ｖが例えば１００km/hの場合について予め演算され、そのフィルタパラメータを使用して補正トルクＴ_cmpsが演算されるようになっているが、上述の第二及び第八の実施例に於いては、時定数Ｔ_nが上記式１８に従って演算されるよう修正されてもよく、上述の第三及び第九の実施例に於いては、時定数Ｔ_nが例えば図２８に対応するマップより演算されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、ステップ２０〜４０に於いてそれぞれ基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdpが演算され、ステップ１３０に於いて基本アシストトルクＴab、慣性補償トルクＴtd、ダンピング制御トルクＴdp、補正トルクＴ_cmpsの和により最終目標アシストトルクＴaが演算されるようになっているが、目標補助操舵力としての目標アシストトルクは少なくとも操舵トルクに応じて演算される限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。

更に上述の各実施例に於いては、電動パワーステアリング装置１０はパワーステアリングアクチュエータ２０によってステアリングシャフト２４に対しアシストトルクを付与するようになっているが、電動パワーステアリング装置１０は操舵装置１８のステアリングシャフト２４以外の部材に対しアシストトルク又は操舵アシスト力を付与するようになっていてもよい。例えば電動パワーステアリング装置１０はラックバーに対し操舵アシスト力を付与するラック同軸型の電動パワーステアリング装置であってもよい。この場合にはピニオンシャフトとラックバーとの間の歯車比に対応する補正係数が式１５、１６、２３、２４、２５の右辺に乗算される。

本発明による電動パワーステアリング装置の第一の実施例を示す概略構成図である。 第一の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第二の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第三の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第四の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第五の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第六の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第七の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第八の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 第九の実施例に於けるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 車両の二輪モデルを左旋回状態について示す説明図である。 車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正されない場合（破線）及び目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正される場合（実線）について示すグラフである。 車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正されない場合（破線）及び目標操舵アシストトルクが補正トルクにて補正される場合（実線）について示すグラフである。 フィルタの一次進みの時定数Ｔ_nが０であり、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を示す図１２と同様のグラフである。 フィルタの一次進みの時定数Ｔ_nが０であり、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を示す図１３と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両について車速ＶとゲインＧ_sとの関係を示すグラフである。 例示の二輪モデルの車両について車速Ｖと時定数Ｔ_nとの関係を示すグラフである。 例示の二輪モデルの車両について車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの関係を示すグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いてゲインＧ_sの大きさが５０％に設定された場合について、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を示す図１２と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いてゲインＧ_sの大きさが５０％に設定された場合について、車速Ｖが１００km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を示す図１３と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を示す図１２と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を示す図１３と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、８０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが８０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を示す図１２と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、８０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが８０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を示す図１３と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクＴ_ｑ（Nm）との関係を示す図１２と同様のグラフである。 例示の二輪モデルの車両に於いて、１４０km/hの車速Ｖに基づいてゲインＧ_sが演算され、車速Ｖが１００km/hである場合について予め演算された時定数Ｔ_n及びフィルタのパラメータとゲインＧ_sとを用いて補正トルクＴ_cmpsが演算される状況について、車速Ｖが１４０km/hである場合の操舵周波数f（Hz）と操舵反力トルクの位相φ（deg）との関係を示す図１３と同様のグラフである。 ゲインＧ_sを演算するための車速ＶとゲインＧ_sとの関係を示すグラフである。 時定数Ｔ_nを演算するための車速Ｖと時定数Ｔ_nとの関係を示すグラフである。 積Ｇ_sＴ_nを演算するための車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nとの関係を示すグラフである。 車速Ｖと固有振動の周期ωとの関係を示すグラフである。 車速Ｖと減衰比ζとの関係を示すグラフである。 車速ＶとゲインＧ_sと路面の摩擦係数μとの関係を示すグラフである。 車速ＶとゲインＧ_sと車両の重量Ｗとの関係を示すグラフである。 車速ＶとゲインＧ_sと前輪の荷重配分比Ｄ_wfとの関係を示すグラフである。 車速Ｖと固有振動の周期ωと路面の摩擦係数μとの関係を示すグラフである。 車速Ｖと減衰比ζと路面の摩擦係数μとの関係を示すグラフである。 車速Ｖと積Ｇ_sＴ_nと路面の摩擦係数μとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、１４…車両、１６…ステアリングホイール、１８…操舵装置、２０…パワーステアリングアクチュエータ、２２…電子制御装置、２４…ステアリングシャフト、２６…ラック・アンド・ピニオン式のステアリング装置、２８…パワーステアリング装置、３８…電動機、４０…減速歯車機構、４２…操舵角センサ、４４…トルクセンサ、４６…車速センサ、

Claims (6)

1. 運転者により操作される操舵入力手段と、前記操舵入力手段と操舵輪との間に設けられ運転者による前記操舵入力手段の操舵操作に応動して前記操舵輪を転舵する操舵装置と、前記操舵装置に補助操舵力を付与する電動式の補助操舵力発生手段と、運転者により前記操舵入力手段に与えられる操舵力を取得する操舵力取得手段と、少なくとも前記操舵力に応じて目標補助操舵力を演算し、前記目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置に於いて、前記操舵入力手段に対する操舵操作の速度を操舵速度として取得する操舵速度取得手段を有し、前記制御手段は前記操舵速度を二次遅れ一次進みのフィルタにてフィルタ処理することにより補正量を演算し、前記目標補助操舵力を前記補正量にて補正し、補正後の目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記フィルタの一次進みの時定数は０であ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. 前記制御手段は車速、車両の重量、路面の摩擦係数の少なくとも何れかに応じて前記フィルタのパラメータを可変設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 運転者により操作される操舵入力手段と、前記操舵入力手段と操舵輪との間に設けられ運転者による前記操舵入力手段の操舵操作に応動して前記操舵輪を転舵する操舵装置と、前記操舵装置に補助操舵力を付与する電動式の補助操舵力発生手段と、運転者により前記操舵入力手段に与えられる操舵力を取得する操舵力取得手段と、少なくとも前記操舵力に応じて目標補助操舵力を演算し、前記目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置に於いて、前記操舵入力手段に対する操舵操作の速度を操舵速度として取得する操舵速度取得手段を有し、前記制御手段は前記操舵速度に基づいて補正量を演算し、前記目標補助操舵力を前記補正量にて補正し、補正後の目標補助操舵力に基づいて前記補助操舵力発生手段により発生される補助操舵力を制御し、前記制御手段は操舵速度の大きさが特定の領域に於いては操舵速度の大きさが前記特定の領域以外の領域に於けるよりも前記補正量の大きさが小さくなり、操舵速度の大きさが前記特定の領域よりも高い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を遅れ側へ変化させ、操舵速度の大きさが前記特定の領域よりも低い領域に於いては操舵に対する操舵反力の位相を進み側へ変化させるよう、前記補正量を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 前記制御手段は車速が低いときには車速が高いときに比して前記補正量の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記制御手段は車速が基準車速以下であるときには前記補正量を０にすることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

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