JP2012020602A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵機構に対して、動摩擦トルクによる操舵への影響を低減させた電動パワーステアリング装置を得る。
【解決手段】運転者による操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段１１と、操舵トルクＴが印加される操舵機構１５に補助力を作用させるモータ１４と、操舵トルクＴの検出値に基づきモータ１４に対するアシスト信号Ａｓｓを生成するアシスト信号指示手段１２と、操舵トルクＴの検出値に基づき高周波のディザ信号Ｄｉｔｈを生成するディザ信号指示手段１と、アシスト信号Ａｓｓおよびディザ信号Ｄｉｔｈに基づきモータ１４への電力供給を制御する制御回路１３とを備えている。ディザ信号指示手段１から生成されるディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈは、操舵機構１５の摩擦トルクロスよりも大きくなるように設定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータの出力トルクを用いて自動車などの車両操舵系に操舵補助力を作用させる電動パワーステアリング装置に関する。

従来から、電動パワーステアリング装置においては、ハンドル戻り性の改善や操舵フィーリングの向上を目的として、比較的小さい操舵角速度に対して摩擦補償を行うために、モータおよび操舵機構の摩擦トルク（特に、静止摩擦トルク）の影響を除去する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置においては、操舵トルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサ出力値に基づいて、ステアリング系にアシストするモータの出力トルクの方向および大きさを指示するアシスト信号を生成するアシスト指示手段と、高周波のディザ信号を生成するディザ信号指示手段と、アシスト指示手段からの指示信号とディザ信号指示手段からのディザ信号とに基づいて、モータへの供給電流を制御する制御手段とを備え、ディザ信号の半周期は、制御手段の電気的な応答遅れ以上、かつステアリング系の機械的な応答遅れ未満となるように設定されている。

特開平１１−４９０１３号公報

従来の電動パワーステアリング装置は、モータおよび操舵機構の静止摩擦トルクの低減を目的とした上記特許文献１のように、ディザ信号の半周期が電気的な応答遅れ（たとえば、３ｍｓ程度）以上かつ機械的な遅れ（たとえば、２５ｍｓ程度）未満に設定された場合、ディザ信号のトルク振幅が静止摩擦トルクロス（たとえば、ステアリング軸換算で４Ｎｍ）以下に設定されることから、静止摩擦トルクは低減するものの、動摩擦トルクへの効果は低減範囲がきわめて狭いので、微小トルクアシスト（すなわち、動摩擦トルク以下のトルクアシスト）では、動摩擦トルクに打ち消されてアシスト効果が得られなくなるうえ、ハンドルが中立点に戻りにくくなるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、動摩擦トルクによる操舵への影響を低減させた電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の運転者による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルクが印加される操舵機構に補助力を作用させるモータとを備え、モータからの出力トルクを用いて操舵機構への印加トルクを補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクの検出値に基づきモータに対するアシスト信号を生成するアシスト信号指示手段と、操舵トルクの検出値に基づき高周波のディザ信号を生成するディザ信号指示手段と、アシスト信号およびディザ信号に基づきモータへの電力供給を制御する制御回路とを備え、ディザ信号指示手段から生成されるディザ信号のトルク振幅は、操舵機構の摩擦トルクロスよりも大きくなるように設定されたものである。

この発明によれば、ディザ信号のトルク振幅を摩擦トルクロスよりも大きく設定することにより、操舵機構の静止摩擦トルクのみでなく、動摩擦トルクも低減することが可能となるので、微小トルクアシスト、すなわち動摩擦トルク以下のトルクアシスト時に効果を得るとともに、ハンドルの中立点への戻り性を改善することができる。

この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の基本概念を示す機能ブロック図である。 操舵角速度ωに対する摩擦トルクの一般的な特性を示す説明図である。 この発明の実施の形態１によるディザ信号の一例を示す波形図である。 従来装置のディザ重畳による静止摩擦トルク低減効果を示す説明図である。 この発明の実施の形態１のディザ重畳による動摩擦トルク低減効果を示す説明図である。 この発明の実施の形態１のディザ重畳による動摩擦トルク低減効果を示す説明図である。 この発明の実施の形態１において操舵角速度一定かつディザ周波数一定とした場合のトルク振幅とディザ残摩擦トルクとの関係の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の基本概念を示す機能ブロック図である。 従来装置によるオフセット摩擦補償効果を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による摩擦補償効果を示す説明図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の基本概念を示す機能ブロック図である。
図１において、電動パワーステアリング装置は、ディザ信号指示手段１と、トルクセンサ１１（操舵トルク検出手段）と、アシスト信号指示手段１２と、制御回路１３と、モータ１４と、操舵機構１５と、加算手段１８とを備えている。

トルクセンサ１１は、運転者が操舵したときの操舵トルクＴを検出し、検出値をディザ信号指示手段１およびアシスト信号指示手段１２に入力する。
また、車速検出手段（図示せず）は、車両の車速Ｖを検出し、検出値をディザ信号指示手段１に入力する。

ディザ信号指示手段１は、摩擦補償指示手段として機能し、トルクセンサ１１で検出される操舵トルクＴと車速Ｖとに基づき、高周波波形のディザ信号Ｄｉｔｈ（摩擦補償電流指示値）を生成する。このとき、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈは、摩擦トルクロスよりも大きなトルクに相当するように設定される。

アシスト信号指示手段１２は、操舵トルクＴの検出値に基づきアシスト信号Ａｓｓ（アシスト方向および大きさの指示信号）を生成する。
アシスト信号Ａｓｓは、操舵トルクＴに加えて操舵機構１５に印加されるモータ出力トルク（アシストトルク）に相当するアシスト電流指示値からなり、モータ１４からの出力トルクの方向および大きさを示している。

加算手段１８は、アシスト信号指示手段１２からのアシスト信号Ａｓｓ（アシスト電流指示値）と、ディザ信号指示手段１からのディザ信号Ｄｉｔｈ（摩擦補償電流指示値）とを加算して、制御回路１３に入力する。加算手段１８は、制御回路１３の機能に含まれてもよい。

制御回路１３は、アシスト信号Ａｓｓとディザ信号Ｄｉｔｈとの加算指示値と、モータ１４の電機子に流れるモータ電流Ｍｉのフィードバック値とに基づき、モータ１４に対する電流指令値を決定し、モータ１４を駆動して操舵機構１５に操舵補助力を付与させる。

次に、図２〜図７を参照しながら、ディザ信号Ｄｉｔｈによる摩擦トルク低減効果について説明する。
図２は操舵角速度ωに対する摩擦トルクの一般的特性を示す説明図であり、図３はこの発明の実施の形態１によるディザ信号Ｄｉｔｈの一例を示す波形図である。

また、図４は従来装置のディザ重畳による静止摩擦トルク低減効果を示す説明図であり、図５はこの発明の実施の形態１のディザ重畳による動摩擦トルク低減効果を示す説明図である。

さらに、図６はこの発明の実施の形態１のディザ重畳による動摩擦トルク低減効果を示す説明図であり、図７はこの発明の実施の形態１において操舵角速度ωを一定かつディザ周波数φｄを一定とした場合のトルク振幅Ｔｄｉｔｈとディザ残摩擦トルクとの関係の一例を示す説明図である。

図２において、横軸は操舵角速度ω、縦軸は摩擦トルクであり、静止摩擦トルクＴｓと動摩擦トルクＴｄとの関係を示している。
図３において、横軸は時間ｔ、縦軸はトルクであり、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈおよび周期ｔｄを示している。

図２に示すように、摩擦トルクは、操舵角速度ωの符号（正転、逆転）に対して切替わるような特性を有する。
図３に示すように、アシスト信号Ａｓｓに重畳されるディザ信号Ｄｉｔｈは、たとえば正弦波の信号である。

ここで、ディザ信号Ｄｉｔｈの重畳による摩擦トルクへの効果としては、以下の２つがあげられる。
まず、第１の効果は、前述の特許文献１（特開平１１−４９０１３号公報）に示されるように、操舵トルクＴにディザ信号Ｄｉｔｈを重畳することにより、静止摩擦トルクＴｓを突破して動摩擦トルクＴｄに切替え、操舵開始時の静止摩擦トルクＴｓの影響を除去することである。
また、第２の効果は、動摩擦トルクＴｄを低減して、線形化することである。

図４は第１の効果（静止摩擦トルクＴｓの影響を除去すること）を示している。
図４において、ある一定の操舵トルクＴ（破線参照）を付加したとき、操舵するためには、通常は静止摩擦トルクＴｓのロス分に示すように、動摩擦トルクＴｄと比べて大きなトルクが必要となる。

ただし、図４のように、ディザ信号Ｄｉｔｈを重畳することにより、ディザトルク（実線参照）と操舵トルクＴとの和が静止摩擦トルクＴｓを越えるので、この瞬間に静止摩擦トルクＴｓを動摩擦トルクＴｄに切替えることができる。
この結果、静止摩擦トルクＴｓの操舵フィーリングの影響を除去することができる。

特許文献１に記載の従来装置においては、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈは、摩擦トルクロス以下に設定されていることから、図４に示すように、負方向に対するトルクは、ピーク値Ｔ１（＞０）まで変化するものの、「０」または「−Ｔｄ」を越えることがない。したがって、角速度が負の値を持つことがない。

図５はこの発明の実施の形態１による第２の効果（動摩擦トルクＴｄを低減して線形化すること）を示している。
図５において、横軸は時間ｔであり、上段は操舵角速度ω、下段は摩擦トルクを示している。
図５のように、動摩擦トルクＴｄは、クーロン摩擦（垂直力Ｎに比例）であると考えると、ディザ信号Ｄｉｔｈを重畳した場合の角速度と摩擦トルクで表される。

図５内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、運転者の操舵角速度ωとディザ信号Ｄｉｔｈのディザ角速度振幅ωｄとの和が「負の値」を持つことにより、図５内の下段に示すように動摩擦トルクＴｄの符号が切替わる。
この結果、ディザ信号Ｄｉｔｈの１周期ｔｄ分の動摩擦トルクの平均値Ｔｄ’（破線参照）が低下する。

角速度が負の値を持つためには、ディザ信号Ｄｉｔｈを重畳することによって操舵機構１５に振動を発生させる必要があるので、動摩擦トルクＴｄを低減させる場合には、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈを摩擦トルクロス以上に設定する必要がある。

重畳するディザ信号Ｄｉｔｈを時間ｔの関数ω（ｔ）（＝ωｄ・ｓｉｎ（φｔ））として、ディザ信号Ｄｉｔｈによって反転が起きると仮定した場合、任意の時刻ｔ１での動摩擦トルクＴｄによるディザ信号Ｄｉｔｈの１周期ｔｄ分の負の仕事Ｗ１は、動摩擦トルクＴｄの絶対値Ｔｆｒｉｃを用いて、時刻「ｔ１−２π／φ」から時刻ｔ１まで積分することにより、以下の式（１）のように表すことができる。

ここで、ディザ信号Ｄｉｔｈによって線形化したときの角速度と動摩擦トルクＴｄとの比をＤとすると、このときの仕事Ｗ２は、以下の式（２）のように表すことができる。

さらに、Ｗ１＝Ｗ２と置くと、式（１）、式（２）から、Ｄの値は、以下の式（３）のように表すことができる。

式（３）において、操舵機構１５の慣性Ｊを考慮して、トルク振幅Ｔｄｉｔｈおよびディザ周波数φｄのディザ信号Ｄｉｔｈを付加すると、Ｄの値は、以下の式（４）のように表すことができる。

図６は式（４）を用いて線形化した動摩擦トルク（実線参照）を示している。
図６に示すように、操舵開始時の静止摩擦トルクＴｓの範囲でなくとも、傾きＤにより動摩擦トルクを線形化することができる。
また、図５から明らかなように、操舵角速度ωが上昇するにつれて、「負の値」となる期間ｔ１〜ｔ２が短くなり、ディザ信号Ｄｉｔｈによって角速度が反転する範囲が減少する。つまり、操舵角速度ωがディザ信号Ｄｉｔｈのディザ角速度振幅ωｄを越えると、角速度の反転が起こらなくなり、ディザ信号Ｄｉｔｈによる摩擦トルク低減効果はなくなる。

図７はこの発明の実施の形態１によるディザ信号指示手段１の振幅に対する摩擦の効果を示しており、横軸はトルク振幅Ｔｄｉｔｈ、縦軸は残摩擦トルクである。
具体的には、図６（線形化した動摩擦トルク）および式（４）を用いて、一定の操舵角速度ωかつ一定のディザ信号Ｄｉｔｈのディザ周波数φｄにおいて、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈと、ディザ信号Ｄｉｔｈを重畳した後の動摩擦トルクＴｄとの関係を示している。

なお、図７において、静止摩擦トルクＴｓの影響は、ディザ信号Ｄｉｔｈを重畳させることを前提としているので考慮していない。
また、縦軸の残摩擦トルクとは、動摩擦トルクＴｄにおけるディザ信号Ｄｉｔｈを重畳した後の摩擦トルクを意味する。

前述の式（１）の導出過程から分かるように、ディザ信号Ｄｉｔｈによる動摩擦トルクＴｄの低減は、角速度が「負の値」を持たなければ効果を得ることはできない。
つまり、トルク振幅Ｔｄｉｔｈが摩擦トルクロス以下の場合には、動摩擦トルクＴｄへの低減効果は得られない。

この発明の実施の形態１によるディザ信号指示手段１によれば、摩擦トルクロスよりも大きなトルク振幅Ｔｄｉｔｈのディザ信号Ｄｉｔｈの波形を生成することにより、角速度が「負の値」を持つことになるので、動摩擦トルクＴｄを低減させることができる。

動摩擦トルクＴｄは固定値となるので変化しないが、操舵角速度ωが増加すると、図７内の降下開始点Ｔｉｎｖが、摩擦トルクロスよりも大きくなり、トルク振幅Ｔｄｉｔｈが大となる右側に移動する（破線特性参照）。
よって、操舵角速度ωが発生した場合でも、この発明の実施の形態１によれば、１周期ｔｄ分の動摩擦トルクの平均値Ｔｄ’を低減することができる。

一方、従来装置のように、ディザ信号Ｄｉｔｈの周期ｔｄを、モータ１４の電気的な応答遅れ以上、かつ操舵機構１５の機械的な応答遅れ未満に設定すると、操舵機構１５の全体で振動が発生せず、摩擦トルク発生部で角速度符号の反転が起こらないので、動摩擦トルクＴｄの低減効果を得ることはできない。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図７）に係る電動パワーステアリング装置は、モータ１４からの出力トルクを用いて操舵機構１５への印加トルクを補助するために、車両の運転者による操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１１（操舵トルク検出手段）と、操舵トルクＴが印加される操舵機構１５に補助力を作用させるモータ１４と、操舵トルクＴの検出値に基づきモータ１４に対するアシスト信号Ａｓｓを生成するアシスト信号指示手段１２と、操舵トルクＴの検出値に基づき高周波のディザ信号Ｄｉｔｈを生成するディザ信号指示手段１と、アシスト信号Ａｓｓおよびディザ信号Ｄｉｔｈに基づきモータ１４への電力供給を制御する制御回路１３とを備えている。

ディザ信号指示手段１から生成されるディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈは、操舵機構の摩擦トルクロスよりも大きくなるように設定されている。
これにより、操舵機構１５の静止摩擦トルクＴｓのみでなく、操舵中の動摩擦トルクＴｄも低減することが可能となり、微小トルクアシストすなわち、動摩擦トルクＴｄ以下のトルクアシスト時に効果を得ることができ、また操舵機構１５（ハンドル）の中立点への戻り性が改善される。

また、摩擦トルクロス以上のトルク振幅Ｔｄｉｔｈを有するディザ信号Ｄｉｔｈを重畳するので、従来装置による静止摩擦トルクＴｓの影響をなくす効果（図４）も得ることができる。
たとえば、ディザ信号Ｄｉｔｈの波形を摩擦トルクロスの４倍に設定し、ディザ周波数φｄを５０〜１００Ｈｚに設定すると、上述の動摩擦トルク低減効果を確認することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１（図１）では、ディザ信号指示手段１のみで摩擦補償指示手段を構成したが、図８のように、ディザ信号指示手段１のみならず、オフセット信号指示手段２、回転速度切替手段３および回転速度検出手段１６を加えて、摩擦補償指示手段１７を構成してもよい。

図８はこの発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の基本概念を示す機能ブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図８において、摩擦補償指示手段１７は、ディザ信号Ｄｉｔｈを生成するディザ信号指示手段１と、オフセット信号Ｏｆｆを生成するオフセット信号指示手段２と、ディザ信号Ｄｉｔｈまたはオフセット信号Ｏｆｆを切替える回転速度切替手段３と、モータ１４の回転速度Ｍω（角速度情報）を推定または測定する回転速度検出手段１６とを備えている。

摩擦補償指示手段１７において、オフセット信号指示手段２は、回転速度検出手段１６から得られる回転速度Ｍωを用いてオフセット信号Ｏｆｆを生成する。
摩擦補償指示手段１７内の回転速度切替手段３は、回転速度Ｍωを用いて、ディザ信号指示手段１からのディザ信号Ｄｉｔｈと、オフセット信号指示手段２からのオフセット信号Ｏｆｆとを切替えて、摩擦補償電流指示値として加算手段１８に入力する。

制御回路１３は、アシスト信号指示手段１２からのアシスト信号Ａｓｓ（アシスト電流指示値）と、摩擦補償指示手段１７からの摩擦補償電流指示値と、モータ１４の電機子に流れる電流Ｍｉとに基づき、モータ１４を駆動して操舵機構１５に操舵補助力を付与させる。

図８に示すように、この発明の実施の形態２においては、回転速度Ｍωに応じて、ディザ信号Ｄｉｔｈとオフセット信号Ｏｆｆとを切替えて、摩擦補償電流指示値としている。
前述の実施の形態１（図１）では、操舵角速度ωがディザ角速度振幅ωｄを越えると、反転が起こらず、ディザ信号Ｄｉｔｈによる摩擦トルク低減効果がなくなるので、ディザ摩擦補償には操舵角速度ωに上限がある。なお、操舵角速度ωの上限を補う別の摩擦補償手段としては、従来からオフセット摩擦補償が知られている。

次に、図９および図１０を参照しながら、この発明の実施の形態２による摩擦補償効果について説明する。
図９は従来装置によるオフセット摩擦補償効果を示す説明図であり、図１０はこの発明の実施の形態２による摩擦補償効果を示す説明図である。

図９に示すオフセット摩擦補償の場合、従来から、回転速度Ｍωを推定するためのモータ１４の誘起電圧によるオフセット量に当たる角速度（または、レゾルバを用いて計測された回転速度においては、制御回路１３のＥＣＵビット分解能に当たる角速度）を用い、−ω０〜ω０の範囲のオフセット不感帯Δωを用いているので、操舵角速度ωに下限値が存在する。

図１０に示すこの発明の実施の形態２においては、モータ１４の回転速度Ｍω（操舵角速度ωに相当）の計測または推定が有効な範囲ではオフセット摩擦補償を行い、それ以外ではディザ摩擦補償に切替えるように構成しているので、すべての角速度の範囲で摩擦トルクの低減が可能である。

以上のように、この発明の実施の形態２（図８〜図１０）に係る電動パワーステアリング装置は、前述（図１）の構成に加えて、モータ１４の回転速度Ｍωを推定または測定する回転速度検出手段１６と、モータ１４の回転速度と同方向に一定値のオフセット信号Ｏｆｆを生成するオフセット信号指示手段２と、所定回転速度においてディザ信号Ｄｉｔｈとオフセット信号Ｏｆｆとを切替える回転速度切替手段３とを備えている。
制御回路１３は、アシスト信号Ａｓｓとディザ信号Ｄｉｔｈとオフセット信号Ｏｆｆとに基づき、モータ１４への電力供給を制御する。

これにより、ディザ信号Ｄｉｔｈによる摩擦補償が有効な範囲と、オフセット信号Ｏｆｆによる摩擦補償が有効な範囲とで、摩擦補償を切替えることができ、すべての角速度の範囲で摩擦補償効果を得ることができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２（図８〜図１０）では、回転速度切替手段３における回転速度切替しきい値（所定回転速度）について、具体的に言及しなかったが、図１０内の角速度ω０のように所定回転速度を設定してもよい。

以下、この発明の実施の形態３によるディザ摩擦補償とオフセット摩擦補償との回転速度切替しきい値について説明する。なお、この発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置は、図８〜図１０に示した通りである。
前述（図１０）のように、回転速度切替しきい値は、オフセット摩擦補償の下限となるオフセット不感帯Δωのしきい値に相当する角速度ω０に設定することが望ましい。

なぜなら、角速度ω０以下においては、回転速度検出手段１６からの回転速度Ｍωの検出値が、モータ１４の誘起電圧によるオフセットやビット分解能などの影響により安定しないので、回転速度切替しきい値を角速度ω０未満に設定すると、角速度の正負切替を誤判別する可能性があるからである。

逆に、回転速度切替しきい値を角速度ω０よりも大きいに設定すると、式（４）から、ディザ信号Ｄｉｔｈのディザ周波数φｄとトルク振幅Ｔｄｉｔｈとの比（＝φｄ／Ｔｄｉｔｈ）を、さらに小さい値とすることになる。このためには、ディザ信号Ｄｉｔｈのディザ周波数φｄを下げるか、または、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈを大きくする必要がある。

しかし、ディザ信号Ｄｉｔｈのディザ周波数φｄを下げるか、またはトルク振幅Ｔｄｉｔｈを大きくした場合には、運転者が操舵中に操舵機構１５（ハンドル）から振動を感じる可能性がある。
したがって、ハンドルから振動を感じさせないためには、ディザ周波数φｄとトルク振幅Ｔｄｉｔｈとの比（φｄ／Ｔｄｉｔｈ）は、トルク振幅Ｔｄｉｔｈが摩擦トルクロス以上の範囲、かつディザ周波数φｄが電気的な応答遅れ以上の範囲で、できるだけ大きい数値に設定することが望ましい。

以上の２点のクロスオフを考慮し、回転速度切替しきい値を、オフセット不感帯Δωの範囲に相当する角速度ω０（たとえば、操舵角速度３０［ｄｅｇ／ｓ］程度）に設定することにより、操舵フィーリングがよいうえ、操舵角速度のすべての領域で摩擦補償が可能である。

この発明の実施の形態３（図８〜図１０）によれば、所定回転速度は、操舵機構１５のオフセット摩擦補償不感帯、またはモータ１４の誘起電圧、または制御回路１３のＥＣＵビット分解能と同等の回転速度に設定されている。
たとえば、ディザ摩擦補償が有効な範囲を、オフセット摩擦補償不感帯部にすることにより、操舵フィーリングがよく、操舵角速度ωのすべての領域で摩擦補償が可能となる。

実施の形態４．
上記実施の形態２、３では、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈおよびディザ周波数φｄの設定値について、具体的に言及しなかったが、以下のように設定してもよい。
以下、この発明の実施の形態４によるトルク振幅Ｔｄｉｔｈおよびディザ周波数φｄの設定値について説明する。なお、この発明の実施の形態４に係る電動パワーステアリング装置は、図８〜図１０に示した通りである。

ここでは、ディザ摩擦補償とオフセット摩擦補償との回転速度切替点での残摩擦トルクに注目して説明する。
好ましくは、前述の式（１）または式（２）に基づくディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈ、ディザ周波数φｄの設定により、ディザ摩擦補償とオフセット摩擦補償とを滑らかにつなぐような設定が望ましい。

具体的には、前述の式（１）または式（２）を用いて、オフセット摩擦補償後の残摩擦トルクとオフセット下限操舵角速度を代入し、ディザ摩擦補償およびオフセット摩擦補償が、図１０において交点を結ぶような設計をする。

このとき、ディザ周波数φｄとしては、電気的応答遅れ未満の値を選定し、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈとしては、摩擦トルクロス以上の値を選定する。
これにより、ディザ信号Ｄｉｔｈのディザ周波数φｄとトルク振幅Ｔｄｉｔｈとの比（＝φｄ／Ｔｄｉｔｈ）を設計することができる。

以上のように、この発明の実施の形態４に係る電動パワーステアリング装置においては、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈおよびディザ周波数φｄは、所定回転速度とオフセット信号Ｏｆｆとに基づき、所定回転速度におけるディザ摩擦補償後の残摩擦トルクが、所定回転速度におけるオフセット摩擦補償後の残摩擦トルクと同等となるように設定されているので、ディザ摩擦補償とオフセット摩擦補償とを滑らかにつなぐことができる。

実施の形態５．
上記実施の形態１〜４（図１〜図１０）では、車速Ｖの条件について具体的に言及しなかったが、車速Ｖが所定値以下を示す場合には、ディザ信号指示手段１によるディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止してもよい。
以下、この発明の実施の形態５によるディザ信号Ｄｉｔｈの生成禁止条件について説明する。なお、この発明の実施の形態５に係る電動パワーステアリング装置は、図１〜図１０に示した通りである。

前述の実施の形態１〜４では、ディザ信号Ｄｉｔｈによって操舵機構１５が振動する必要があるので、振動音や運転者への操舵フィーリングに悪影響を与えるという課題があったが、高速走行時には上記振動音よりもエンジン音の方が大きいので、振動音があまり気にならなくなる。

また、高速走行時には、操舵機構１５の振動よりもロードノイズによる操舵機構１５への振動が支配的になるので、運転者への操舵フィーリングへの悪影響が少なくなる。
しかし、車速Ｖが比較的小さい（たとえば、車速Ｖが１０［ｋｍ／ｈ］程度の）場合には、エンジン音よりも上記振動音の方が大きいので、フィーリングへの悪影響が無視できなくなる。

したがって、車速Ｖが比較的小さい（たとえば、車速Ｖが１０［ｋｍ／ｈ］程度の）場合には、ディザ信号指示手段１においてディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止することが望ましい。
この発明の実施の形態５によるディザ信号指示手段１は、車両の車速Ｖが所定値以下を示す場合に、ディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止するので、振動音や操舵フィーリングへの悪影響をなくすことができる。

実施の形態６．
上記実施の形態５では、車速Ｖの条件によりディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止したが、操舵トルクＴの検出値が所定値以下を示す場合に、ディザ信号指示手段１によるディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止してもよい。
以下、この発明の実施の形態６によるディザ信号Ｄｉｔｈの生成禁止条件について説明する。なお、この発明の実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置は、図１〜図１０に示した通りである。

一般に、平坦路における直進走行時においては、操舵を行う必要がないので、摩擦補償を行う必要もない。
このとき、トルクセンサ１１からの操舵トルクＴの検出値（≒０）に基づくアシスト信号Ａｓｓは、ディザ信号Ｄｉｔｈのトルク振幅Ｔｄｉｔｈに比べて無視できる程度に小さい値となる。

この発明の実施の形態６によるディザ信号指示手段１は、操舵トルクＴの検出値が所定値（アシスト信号Ａｓｓがトルク振幅Ｔｄｉｔｈに比べて無視できるときの操舵トルク値）以下を示す場合に、ディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止するので、ディザ信号Ｄｉｔｈによる振動音を緩和することができる。

ここでは、所定値以下の場合にディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止したが、上記摩擦補償を、たとえば運転者が手放し状態でのみ自動操舵するような制御に用いる場合には、操舵トルクＴの検出値が所定値以下でディザ信号Ｄｉｔｈの生成を許可し、所定値以上でディザ信号Ｄｉｔｈの生成を禁止することが望ましい。
これにより、自動操舵において摩擦補償を行い、運転者による操舵においては、ディザ信号Ｄｉｔｈを禁止するという場合にも適用可能である。

１ ディザ信号指示手段、２ オフセット信号指示手段、３ 回転速度切替手段、１１ トルクセンサ、１１ 操舵トルク検出手段、１２ アシスト信号指示手段、１３ 制御回路、１４ モータ、１５ 操舵機構、１６ 回転速度検出手段、１７ 摩擦補償指示手段、１８ 加算手段、Ａｓｓ アシスト信号、Ｄｉｔｈ ディザ信号、Ｍｉ モータ電流、Ｍω 回転速度、Ｏｆｆ オフセット信号、Ｔ 操舵トルク、ｔｄ ディザ信号の周期、Ｔｄ 動摩擦トルク、Ｔｄ’ 動摩擦トルクの平均値、Ｔｄｉｔｈ ディザ信号のトルク振幅、Ｔｓ 静止摩擦トルク、Ｖ 車速、Δω オフセット不感帯、φｄ ディザ周波数、ω 操舵角速度、ωｄ ディザ角速度振幅。

Claims (7)

1. 車両の運転者による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記操舵トルクが印加される操舵機構に補助力を作用させるモータと、を備え、
   前記モータからの出力トルクを用いて前記操舵機構への印加トルクを補助する電動パワーステアリング装置において、
   前記操舵トルクの検出値に基づき前記モータに対するアシスト信号を生成するアシスト信号指示手段と、
   前記操舵トルクの検出値に基づき高周波のディザ信号を生成するディザ信号指示手段と、
   前記アシスト信号および前記ディザ信号に基づき前記モータへの電力供給を制御する制御回路と、を備え、
   前記ディザ信号指示手段から生成される前記ディザ信号のトルク振幅は、前記操舵機構の摩擦トルクロスよりも大きくなるように設定されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記モータの回転速度を推定または測定する回転速度検出手段と、
   前記モータの回転速度と同方向に一定値のオフセット信号を生成するオフセット信号指示手段と、
   所定回転速度において前記ディザ信号と前記オフセット信号とを切替える回転速度切替手段と、を備え、
   前記制御回路は、前記アシスト信号とディザ信号とオフセット信号とに基づき、前記モータへの電力供給を制御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. 前記所定回転速度は、前記操舵機構のオフセット摩擦補償不感帯、または前記モータの誘起電圧、または前記制御回路のＥＣＵビット分解能と同等の回転速度に設定された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. 前記ディザ信号のトルク振幅および周波数は、前記所定回転速度と前記オフセット信号とに基づき、前記所定回転速度におけるディザ摩擦補償後の残摩擦トルクが、前記所定回転速度におけるオフセット摩擦補償後の残摩擦トルクと同等となるように、設定されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ディザ信号指示手段は、前記車両の車速が所定値以下を示す場合に、前記ディザ信号の生成を禁止することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記ディザ信号指示手段は、前記操舵トルクの検出値が所定値以下を示す場合に、前記ディザ信号の生成を禁止することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記ディザ信号指示手段は、前記操舵トルクの検出値が所定値以上を示す場合に、前記ディザ信号の生成を禁止し、前記操舵トルクの検出値が所定値未満を示す場合に、前記ディザ信号の生成を許可することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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