JP2013193490A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標操舵角に従って正確に操舵できると共に、目標操舵角が急操舵であっても円滑に操舵でき、低車速においても応答性若しくは定常偏差を上げることによって、常に目標操舵角に近づけることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵トルク及び車速に基づいてモータ電流指令値を演算し、モータ電流指令値に基づいてモータ１００を駆動して操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵モードと手動操舵モードとを切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置において、目標操舵角θt、実操舵角θr、車速Vel及びモータ角速度ωに基づいてモータ電流指令値を算出する舵角制御部１３０と、モータ電流指令値を入力して切り換える切換部１２２とを具備し、自動操舵モード及び手動操舵モードの切換指令に応じて切換部１２２が切り換えられ、自動操舵モード時にモータ電流指令値に基づいてモータを駆動制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動操舵モード（駐車支援）と手動操舵モードの機能を有し、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に駐車支援時の操舵制御（パーキングアシスト）の正確さと操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の操舵補助指令値の演算を行い、操舵補助指令値に補償等を施した電流制御値Ｅによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、車速ＶｅｌはＣＡＮ（Controller Area Network）等から受信することも可能である。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（又はＭＰＵやＭＣＵ）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図２のようになっている。

図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒ及び車速センサ１２からの車速Ｖｅｌは操舵補助指令値演算部３１に入力され、アシストマップを用いて操舵補助指令値Ｉｒｅｆが演算される。演算された操舵補助指令値Ｉｒｅｆは過熱保護条件等に基づいて最大出力制限部３２で出力を制限され、最大出力を制限された電流指令値Ｉは減算部３３に入力される。操舵トルクＴｒ及び車速Ｖｅｌに基づいて電流指令値Ｉを生成する部分が、トルク制御部を形成している。

減算部３３は、電流指令値Ｉとフィードバックされているモータ２０のモータ電流ｉとの偏差ΔＩ（＝Ｉ−ｉ）を求め、偏差ΔＩはＰＩ等の電流制御部３４で制御され、制御された電流制御値ＥはＰＷＭ（パルス幅変調）制御部３５に入力されてデューティを演算され、デューティを演算されたＰＷＭ信号ＰＳによってモータ駆動回路３６を介してモータ２０を駆動する。モータ２０のモータ電流ｉはモータ電流検出回路３７で検出され、モータ電流ｉが減算部３３に入力されてフィードバックされる。

電流制御値Ｅでモータ電流ｉを制御し、モータ２０を駆動するモータ駆動回路３６には、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）とモータとをブリッジ接続したブリッジ回路を使用し、電流制御値Ｅに基づいて決定されたＰＷＭ信号のデューティにより半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御してモータ電流ｉを制御する。

このような電動パワーステアリング装置において、近年駐車支援機能（パーキングアシスト）を搭載し、自動操舵モードと手動操舵モードとを切り換える車両が出現して来ており、駐車支援機能を搭載した車両にあってはカメラ（画像）や距離センサなどのデータを基に目標操舵角を設定し、目標操舵角に従った自動制御が行われる。

ＷＯ ２００８／１４６３７２（特許文献１）では、ハンドル角検出手段からのハンドル操舵角検出値と伝達特性とに基づき、副操舵角重畳機構により付加される目標副操舵角又は目標操向角を生成して、目標副操舵角と副操舵角検出手段からの副操舵角検出値とが一致するか、又は目標副操舵角と副操舵角検出手段からの副操舵角検出値とが一致するように、モータの目標駆動量を算出する目標駆動量算出手段と、目標駆動量に応じてモータを駆動するモータ駆動手段とを設け、運転者のハンドル操舵に応じて操向車輪を転舵させている。

ＷＯ ２００８／１４６３７２

しかしながら、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、目標操舵角に対してレート制限処理を行っていないので、目標操舵角が急激に変化した場合には、運転者の操舵感を害することになってしまう。また、車速に応じたゲイン制御を行っていないので、車速に対応した緻密な制御ができないという問題がある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、自動操舵モード（駐車支援機能）と手動操舵モードを有する車両において、算出された目標操舵角に従って正確に操舵できると共に、目標操舵角が急操舵であっても円滑に操舵でき、低車速においても応答性若しくは定常偏差を上げることによって、常に目標操舵角に近づけることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、トルク及び車速に基づいてモータ電流指令値１を演算し、前記モータ電流指令値１に基づいてモータを駆動して操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵モードと手動操舵モードとを切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、目標操舵角、実操舵角、前記車速及び前記モータのモータ角速度に基づいてモータ電流指令値２を算出する舵角制御部と、前記モータ電流指令値１及びモータ電流指令値２を入力して切り換える切換部とを具備し、前記自動操舵モード及び手動操舵モードの切換指令に応じて前記切換部が切り換えられ、前記自動操舵モード時に前記モータ電流指令値２に基づいて前記モータを駆動制御することにより達成される。

また、本発明の上記目的は、前記舵角制御部が、前記目標操舵角を円滑化するレートリミッタと、前記レートリミッタの出力と前記実操舵角との操舵角偏差を比例ゲイン倍及び積分ゲイン倍して加算する比例積分部と、前記モータ角速度を速度ゲイン倍して前記比例積分部の加算値から減算してモータ電流指令値３を求める速度部と、前記モータ電流指令値３を前記車速に応じた車速可変ゲイン倍する車速部とで構成されていることにより、或いは前記舵角制御部が、前記目標操舵角を円滑化するレートリミッタと、前記レートリミッタの出力と前記実操舵角との操舵角偏差を、前記車速に応じた車速可変ゲインに基づいて比例ゲイン倍及び積分ゲイン倍して加算する比例積分部と、前記モータ角速度を前記車速可変ゲインに基づいて速度ゲイン倍して前記比例積分部の加算値から減算してモータ電流指令値４を求める速度部とで構成されていることにより、或いは前記操舵トルクの微分値を微分ゲイン倍したトルク値を加算して前記モータ電流指令値２を算出することにより、或いは前記レートリミッタが、前記目標操舵角の過去値を保持する保持部と、前記目標操舵角と前記過去値との差分が所定の上下限値を超えないように設定する変化分設定部とで構成されていることにより、或いは前記車速部が、前記車速が大きくなるに従って小さくなる車速可変ゲインを出力する車速ゲインテーブルと、前記車速可変ゲインに応じてゲイン倍する車速可変ゲイン部とで構成されていることにより、或いは前記舵角制御部の最終段に上下限値を制限するリミッタが設けられており、前記リミッタより前記モータ電流指令値２が出力されることにより、より効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、自動操舵モード（駐車支援機能）と手動操舵モードを有する車両において、カメラ（画像）や距離センサなどのデータから算出する目標操舵角を、車速を考慮して算出しているので、目標操舵角に対して正確に操舵することができると共に、運転者に違和感を与えることもない。また、急激な目標操舵角については円滑化して制御しているので、自動運転においても運転者に不安感を与えることもない。
更に、低車速においては制御ゲインを上げ応答性若しくは定常偏差を上げるようにしており、低車速においても目標操舵角に近づけることができる。

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。 コントロールユニットの一般的な構成例を示すブロック図である。 本発明の構成例を示すブロック図である。 舵角制御部の一例を示すブロック構成図である。 レートリミッタの一例を示すブロック構成図である。 変化分設定部の構成例を示すブロック図である。 車速と車速可変ゲインの関係の一例を示す特性図である。 車速と車速可変ゲインの関係の他の例を示す特性図である。 本発明の動作例を示すフローチャートである。 舵角制御部の動作例を示すフローチャートである。 本発明の効果を示す特性図である。 舵角制御部の他の構成例を示すブロック構成図である。 本発明の他の構成例を示すブロック図である。 舵角制御部の構成例を示すブロック構成図である。

自動操舵モード（駐車支援機能）と手動操舵モードを有する車両にあっても、タイヤを通して操舵系に伝わる路面反力（ＳＡＴ）は車速によって異なってくる。そのため、駐車支援動作時に操舵を算出された目標操舵角に自動制御する際、車速により操舵角の応答が異なることになる。そこで本発明では、車速に応じて自動制御のモータ電流指令値を調整するようにし、タイヤが路面から受ける路面反力の影響を軽減するようにしている。また、本発明では、目標操舵角にレートリミッタによる円滑化処理を施すようにしており、目標操舵角の急変時においてもハンドル操舵角の応答を和らげる効果を得ている。車速に関係なく、目標操舵角に対して正確に車両を移動させることができ、運転者に対してより安全である。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図３は本発明の構成例を示しており、モータ１００にはモータ回転角θｓを検出するためのレゾルバ等の回転センサ１０１が接続されており、モータ１００は車両側のＥＣＵ１１０及びＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）側のＥＣＵ１２０を介して駆動制御される。

車両側のＥＣＵ１１０は、運転者の意思を示すボタン、スイッチ等に基づいて、自動操舵モード又は手動操舵モードの切換指令ＳＷを出力する切換指令部１１１と、カメラ（画像）や距離センサなどの信号に基づいて目標操舵角θｔを生成する目標操舵角生成部１１２とを具備している。また、コラム軸に設けられた舵角センサ１０２で検出された実操舵角θｒ及び車速センサ１０３からの車速Ｖｅｌは、ＥＣＵ１１０を経てＥＰＳ側のＥＣＵ１２０内の舵角制御部１３０に入力される。舵角センサ１０２はコラム軸（インターミディエイト、ピニオン軸を含む）、ラックアンドピニオンのラックの変位、車輪速度による舵角推定値であっても良い。また、車速ＶｅｌはＣＡＮ等から受信することも可能である
切換指令部１１１は、駐車モードに入ることを識別する信号、例えば運転者の意思をダッシュボードやハンドル周辺に設けたボタンやスイッチ、或いはシフトに設けた駐車モードなどによる車両状態の信号を基に切換指令ＳＷを出力し、切換指令ＳＷをＥＰＳ側のＥＣＵ１２０内の切換部１２２に入力する。また、目標操舵角生成部１１２は、カメラ（画像）、距離センサなどのデータを基に公知の手法で目標操舵角θｔを生成し、生成された目標操舵角θｔをＥＰＳ側のＥＣＵ１２０内の舵角制御部１３０に入力する。

ＥＰＳ側のＥＣＵ１２０は、操舵トルク及び車速に基づいて前述のように演算されたモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを出力するトルク制御部１２１と、目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ、車速Ｖｅｌ及びモータ角速度ωに基づいて舵角自動制御のためのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを演算して出力する舵角制御部１３０と、切換指令ＳＷによってモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆ及びＩｍｒｅｆを切り換える切換部１２２と、切換部１２２からのモータ電流指令値（Ｉｔｒｅｆ又はＩｍｒｅｆ）に基づいてモータ１００を駆動制御する電流制御／駆動部１２３と、回転センサ１０１からのモータ回転角θｓに基づいてモータ角速度ωを演算する角速度演算部１２４とを具備している。切換部１２２は、ＥＣＵ１１０の切換指令部１１１からの切換指令ＳＷに基づいて、トルク制御部１２１によるトルク制御モードと、舵角制御部１３０による駐車モードとを切り換え、トルク制御モードではモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを出力し、駐車モードではモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを出力する。また、電流制御／駆動部１２３は、前述した減算部３３、電流制御部３４、ＰＷＭ制御部３５、モータ駆動回路３６で構成されている。

舵角制御部１３０の詳細は図４に示すような構成となっており、目標操舵角θｔはレートリミッタ１４０で円滑化され、円滑化された目標操舵角θｔｍが減算部１３１に加算入力される。レートリミッタ１４０は、目標操舵角θｔが急激に変化した場合に対応するものであり、所定時間変化率の範囲内で円滑に変化するようになっており、レートリミッタ１４０から円滑化された目標操舵角θｔｍが出力される。減算部１３１には実操舵角θｒが減算入力され、減算部１３１での減算結果（＝θｔｍ−θｒ）である操舵角偏差θｄは比例ゲイン（Ｋｐ）部１３２を経て加減算部１３６に加算入力されると共に、積分（１／ｓ）部１３３及び積分ゲイン（Ｋｉ）部１３４を経て加減算部１３６に加算入力される。積分ゲインＫｉは定常偏差を小さくする効果があり、比例ゲイン部１３２、積分部１３３、積分ゲイン部１３４及び加減算部１３６で比例積分部を構成している。

また、モータ角速度ωは速度ゲイン（Ｋｄ）部１３５を経て加減算部１３６に減算入力され、加減算部１３６の加減算結果である電流指令値Ｉｒｅｆ１は車速可変ゲイン（Ｋｖ）部１３７に入力される。速度ゲインＫｄは、オーバーシュートを抑制する効果があり、速度ゲイン部１３５及び加減算部１３６で速度部を構成している。車速Ｖｅｌは車速ゲインテーブル１５０に入力され、車速ゲインテーブル１５０で算出された車速可変ゲインＫｖが車速可変ゲイン部１３７に入力され、車速可変ゲイン部１３７でゲイン調整された電流指令値Ｉｒｅｆ２がリミッタ１３８で上下限値を制限され、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆとして出力される。車速ゲインテーブル１５０及び車速可変ゲイン部１３７で車速部を構成している。

車速可変ゲインＫｖは車速Ｖｅｌによって変化するゲインであり、本例では比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び速度ゲインＫｄの各ゲインの演算結果を加減したもの（Ｉｒｅｆ１）に車速可変ゲインＫｖを乗算しているので、車速によってタイヤが路面より受ける反力（ＳＡＴ）が変化しても、舵角制御の応答性を改善することができる。

レートリミッタ１４０は、目標操舵角θｔが急激に変化した場合に円滑化して出力するものであり、例えば図５に示すような構成となっている。即ち、目標操舵角θｔは減算部１４１に加算入力され、過去値との減算結果である操舵角θｔ１が変化分設定部１４２で変化分θｔ２の設定をされる。変化分設定部１４２は、保持部（Ｚ^−１）１４４からの過去値と入力（θｔ）の差分θｔ１を設定し、加算部１４３での変化分θｔ２と過去値との加算結果を目標操舵角θｔｍとして出力する。変化分設定部１４２は、変化分が設定された上限及び下限を超えないようにするものであり、その特性は演算周期Ｔ毎に入力（目標操舵角）θｔとの差分を求め、変化分設定部１４２の上限及び下限の範囲外の場合には、差分を過去値に加算することを繰返し行うことにより、図６に示すような階段状に出力θｔｍを変化させて、最終的に出力θｔｍを目標操舵角θｔに一致させる。また、入力（目標操舵角）θｔとの差分が変化分設定部１４２の上限及び下限の範囲内の場合には、変化分θｔ２＝差分θｔ１を出力し、過去値に加算するので、その結果出力θｔｍと入力（目標操舵角）θｔは一致する。これらの結果、目標操舵角θｔが急激に変化しても、急激に変化する目標操舵角θｔを滑らかに変化させることができ、急激な電流変化（＝急激な操舵）を防止し、運転者に自動運転の不安感を減少させる機能を果たしている。

また、車速ゲインテーブル１５０は車速Ｖｅｌに応じた車速可変ゲインＫｖを算出し、車速可変ゲイン部１３７における車速可変ゲインＫｖによってゲインを高める。つまり、車速Ｖｅｌが低いときにはタイヤの摩擦が大きいので、ゲインを高めることで応答性若しくは定常偏差を上げて目標操舵角θｔに近づける作用を有している。

図７は、車速ゲインテーブル１５０における車速Ｖｅｌと車速可変ゲインＫｖとの関係（２段階）を示しており、車速ゲインテーブル１５０は車速Ｖｅｌ１の範囲で車速可変ゲインＫｖ１を出力し、車速Ｖｅｌ２（＜Ｖｅｌ１）の範囲で車速可変ゲインＫｖ２（＞Ｋｖ１）を出力し、全体として滑らかな階段状の車速可変ゲインＫｖを出力する。また、図８は、車速ゲインテーブル１５０における車速Ｖｅｌと車速可変ゲインＫｖとの３段階に変化する場合の関係を示しており、車速ゲインテーブル１５０は車速Ｖｅｌ１の範囲で車速可変ゲインＫｖ１を出力し、車速Ｖｅｌ２（＜Ｖｅｌ１）の範囲で車速可変ゲインＫｖ２（＞Ｋｖ１）を出力し、車速Ｖｅｌ３（＜Ｖｅｌ２）の範囲で車速可変ゲインＫｖ３（＞Ｋｖ２）を出力する。この場合にも、車速可変ゲインＫｖは全体として滑らかな階段状に変化する。

このような構成において、その動作例を図９及び図１０のフローチャートを参照して説明する。

操舵系の動作がスタートすると、トルク制御部１２１によるトルク制御が実施され（ステップＳ１）、モータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを用いて電流制御/駆動部１２３によりモータ１００が駆動される（ステップＳ２）。上記動作は切換指令部１１１より切換指令ＳＷが出力されるまで繰り返される（ステップＳ３）。

自動操舵モードとなり、切換指令部１１１より切換指令ＳＷが出力されると、目標操舵角生成部１１２から目標操舵角θｔが入力され（ステップＳ４）、舵角センサ１０２から実操舵角θｒが入力され（ステップＳ５）、車速センサ１０３から車速Ｖｅｌが入力され（ステップＳ６）、角速度演算部１２４からモータ角速度ωが入力され（ステップＳ７）、舵角制御部１３０でモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆが生成される（ステップＳ１００）。

その後、切換部１２２が切換指令部１１１からの切換指令ＳＷにより切り換えられ（ステップＳ１０）、舵角制御部１３０からのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを用いて電流制御／駆動部１２３によりモータ１００を駆動し（ステップＳ１１）、上記ステップＳ３にリターンする。モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆによる駆動制御は、切換指令部１１１から切換指令ＳＷが変更されるまで繰り返される。

モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆの生成は舵角制御部１３０で行われ、舵角制御部１３０でのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆの生成動作は図１０のフローチャートのようになっている。

即ち、目標操舵角θｔがレートリミッタ１４０に入力され（ステップＳ１０１）、レートリミッタ１４０で前述したようなレート制限動作が実行される（ステップＳ１０２）。また、舵角センサ１０２から実操舵角θｒが入力され（ステップＳ１０３）、減算部１３１で“θｔｍ−θｒ”の減算が行われ（ステップＳ１０４）、減算値である操舵角偏差θｄが比例ゲイン部１３２でＫｐ倍されて加減算部１３６に加算入力される（ステップＳ１０５）。また、操舵角偏差θｄは積分部１３３及び積分ゲイン部１３４で積分とＫｉ倍されて加減算部１３６に加算入力される（ステップＳ１０６）。角速度演算部１２４からモータ角速度ωが入力され（ステップＳ１０７）、速度ゲイン部１３５で速度ゲインＫｄ倍されて加減算部１３６に減算入力され（ステップＳ１０８）、加減算部１３６での加減算結果であるモータ電流指令値Ｉｒｅｆ１が車速可変ゲイン部１３７に入力される（ステップＳ１０９）。更に車速センサ１０３より車速Ｖｅｌが入力され（ステップＳ１１０）、車速ゲインテーブル１５０で車速可変ゲインＫｖを求め、車速可変ゲイン部１３７でモータ電流指令値Ｉｒｅｆ１に車速可変ゲインＫｖが乗算され（ステップＳ１１１）、そのモータ電流指令値Ｉｒｅｆ２がリミッタ１３８で上下限値を制限され（ステップＳ１１２）、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆとして出力される。

図１１は目標操舵角θｔと実操舵角θｒの関係を示しており、実操舵角θｒの特性Ｘは車速ゲインを固定した例であり、特性Ｙは車速可変ゲインとした例であり、特性の違いを示している。この図１１より、車速可変ゲインＫｖで電流指令値を生成することにより、実操舵角θｒを目標操舵角θｔに近づけることができることが分かる。

図１２は舵角制御部１３０の他の例を示しており、車速ゲインテーブル１５０からの車速可変ゲインによって、つまり車速Ｖｅｌによって比例ゲインＫｐ、速度ゲインＫｄ及び積分ゲインＫｉを可変しており、車速可変ゲイン部１３７を省いている。車速可変ゲインＫｖは車速Ｖｅｌによって変化するゲインであり、本例では比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び速度ゲインＫｄの各ゲインの算出に車速可変ゲインＫｖを使用しているので、車速によってタイヤが路面より受ける反力（ＳＡＴ）が変化しても、舵角制御の応答性を改善することができる。車速ゲインテーブル１５０は、比例ゲインＫｐ、速度ゲインＫｄ及び積分ゲインＫｉに応じた各々のゲインテーブルを持っていても良い。

なお、レートリミッタ１４０は前述の構成の他に、１次若しくは２次のローパスフィルタであっても良い。また、積分部１３３は１次の位相遅れ補償器若しくは１次のローパスフィルタであっても良い。

図１３は本発明の他の構成例を示しており、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒを舵角制御部１３０Ａに入力してモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを生成する。この場合の舵角制御部１３０Ａの構成例は図１４のようになっており、操舵トルクＴｒを微分部１６１で微分し、微分値Ｔｒｄに微分ゲイン部１６２で微分ゲインＫｃを乗算したトルク値Ｔｒｃを加算部１６３に入力している。加算部１６３には車速可変ゲイン部１３７からの電流指令値Ｉｒｅｆ２が入力されており、トルク値Ｔｒｃが加算された電流指令値Ｉｒｅｆ３がリミッタ１３８に入力されている。

このように、捩れ角度（操舵トルクＴｒ）の微分値を微分ゲイン倍（Ｋｃ）したトルク値（Ｔｒｃ）を電流指令値に加算することで、ステアリング系に設けられるトーションバーのバネ特性、ハンドルの重量によるマスバネによる振動の発生を抑制することができる。図１２に示す電流指令値Ｉｒｅｆ３に対しても、同様なトルク値Ｔｒｃを加算してモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを生成することもできる。

１ 操向ハンドル
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
２０，１００ モータ
３０ コントロールユニット
３１ 操舵補助指令値演算部
３２ 最大出力制限部
３３、１３１、１４１ 減算部
３４ 電流制御部
３５ ＰＷＭ制御部
３６ モータ駆動回路
３７ モータ電流検出回路
１０１ 回転センサ
１０２ 舵角センサ
１０３ 車速センサ
１１０ 車両側のＥＣＵ
１１１ 切換指令部
１１２ 目標操舵角生成部
１２０ ＥＰＳ側のＥＣＵ
１２１ トルク制御部
１２２ 切換部
１２３ 電流制御／駆動部
１２４ 角速度演算部
１３０、１３０Ａ 舵角制御部
１３２ 比例ゲイン（Ｋｐ）部
１３４ 積分ゲイン（Ｋｉ）部
１３５ 速度ゲイン（Ｋｄ）部
１３７ 車速可変ゲイン（Ｋｖ）部
１３８ リミッタ
１４０ レートリミッタ
１４２ 変化分設定部
１５０ 車速ゲインテーブル
１６１ 微分部
１６２ 微分ゲイン（Ｋｃ）部

Claims (7)

1. 操舵トルク及び車速に基づいてモータ電流指令値１を演算し、前記モータ電流指令値１に基づいてモータを駆動して操舵系をアシスト制御すると共に、自動操舵モードと手動操舵モードとを切り換える機能を有する電動パワーステアリング装置において、
   目標操舵角、実操舵角、前記車速及び前記モータのモータ角速度に基づいてモータ電流指令値２を算出する舵角制御部と、前記モータ電流指令値１及びモータ電流指令値２を入力して切り換える切換部とを具備し、
   前記自動操舵モード及び手動操舵モードの切換指令に応じて前記切換部が切り換えられ、前記自動操舵モード時に前記モータ電流指令値２に基づいて前記モータを駆動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. 前記舵角制御部が、前記目標操舵角を円滑化するレートリミッタと、前記レートリミッタの出力と前記実操舵角との操舵角偏差を比例ゲイン倍及び積分ゲイン倍して加算する比例積分部と、前記モータ角速度を速度ゲイン倍して前記比例積分部の加算値から減算してモータ電流指令値３を求める速度部と、前記モータ電流指令値３を前記車速に応じた車速可変ゲイン倍する車速部とで構成されている請求項１に記載の電動パワーテアリング装置。
3. 前記舵角制御部が、前記目標操舵角を円滑化するレートリミッタと、前記レートリミッタの出力と前記実操舵角との操舵角偏差を、前記車速に応じた車速可変ゲインに基づいて比例ゲイン倍及び積分ゲイン倍して加算する比例積分部と、前記モータ角速度を前記車速可変ゲインに基づいて速度ゲイン倍して前記比例積分部の加算値から減算してモータ電流指令値４を求める速度部とで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記操舵トルクの微分値を微分ゲイン倍したトルク値を加算して前記モータ電流指令値２を算出する請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記レートリミッタが、前記目標操舵角の過去値を保持する保持部と、前記目標操舵角と前記過去値との差分が所定の上下限値を超えないように設定する変化分設定部とで構成されている請求項２乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記車速部が、前記車速が大きくなるに従って小さくなる車速可変ゲインを出力する車速ゲインテーブルと、前記車速可変ゲインに応じてゲイン倍する車速可変ゲイン部とで構成されている請求項２乃至５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記舵角制御部の最終段に上下限値を制限するリミッタが設けられており、前記リミッタより前記モータ電流指令値２が出力される請求項２乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

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